系统工程(SE)被视为一种成熟、可靠的做法,但并不总是能有效地实施。最近美国政府问责办公室(GAO,2008年)和NASA(2007a)对空间系统的研究记录了主要的预算和进度超支问题。

同样,最近由麻省理工学院的精益推进计划(LAI)进行的研究发现,政府项目中存在大量的浪费,平均占用了88%的计费时间(LAI MIT,2013;McManus,2005;Oppenheim,2004;Slack,1998)。大多数项目都存在某种形式的浪费:协调不力、需求不稳定、质量问题和管理挫折。这种浪费代表了项目中的巨大生产力储备,也是提高项目效率的重大机会。
精益开发和更广泛的精益思维方法起源于丰田的“准时制”哲学,其目标是“通过完全消除生产线上浪费、不一致和不合理的要求,高效地生产优质产品”(丰田,2009年)。精益软件工程是将精益思维应用于软件工程以及组织和项目管理的相关方面。软件工程专注于使复杂技术系统无瑕疵开发的学科。精益思维是一种整体范式,专注于为客户创造最大价值并最小化浪费的做法。精益的一个流行描述是“第一次就把正确的工作做好”和“工作更聪明,而不是更努力”。精益思维已在制造、飞机仓库、行政管理、供应链管理、医疗保健和产品开发(包括工程)中成功应用。
1 精益系统工程
精益系统工程是精益思维和系统工程之间的协同领域,其目标是以最小的浪费为技术复杂系统提供最佳生命周期价值。早期使用精益系统工程这一术语有时会遇到担心这可能是一个“重新包装的更快、更好、更便宜”的倡议,导致在专业领域努力提高项目中系统工程水平和质量的时候削减系统工程。然而,精益系统工程并没有从系统工程中拿走任何东西,也不意味着更少的系统工程。它意味着更多、更好的系统工程,具有更高的责任、权力和问责制,从而实现更好、无浪费的工作流程,增加任务保证。
精益思维:“精益思维是通过所有人在一个定义的企业中持续消除浪费以创造价值的动态、知识驱动和以客户为中心的过程”(Murman,2002)
精益系统工程:将精益原则、实践和工具应用于系统工程,以增强向系统利益相关者 1提供价值。
三个概念是理解精益思维的基础:价值、浪费和创造无浪费价值的过程(也称为精益原则)。
2 价值
工程计划的价值主张通常是一个涉及众多利益相关者、耗时多年、复杂且昂贵的采购过程,最终导致数百甚至数千个需求,众所周知,这些需求很少是稳定的。在精益系统工程中,“价值”被简单地定义为任务保障(即,在产品或任务开发生命周期中交付一个技术性能完美无瑕的复杂系统)以及满足客户和所有其他利益相关者的需求,这意味着以最小的浪费、最低的成本和最短的时间表完成任务。
“价值是客户对特定产品或服务的价值(例如,收益除以成本)的衡量标准,可能还包括其他利益相关者,并且是以下因素的函数:(1) 产品满足客户需求的有用性,(2) 需求被满足的相对重要性,(3) 产品相对于需求时间的可用性,以及(4) 客户的所有权成本”(McManus,2004)。
3 产品开发中的浪费
LAI将浪费分为七类:过度加工、等待、不必要的移动、过度生产、运输、库存和缺陷(McManus,2005)。最近,第八类浪费越来越被添加进来:人类潜力的浪费。
浪费: “在客户眼中,不为产品或服务增加价值的工作元素。浪费只会增加成本和时间”(Womack 和 Jones,1996)。
在将精益思维应用于系统工程和项目规划时,应考虑每种浪费类别并识别浪费实践的领域。
4 精益原则
Womack和Jones(1996)将无浪费创造价值的过程归纳为六个精益原则。这些原则简称为价值、价值流、流动、拉动、完美和尊重人,并在以下详细定义。
在将精益思维应用于系统工程时,应使用精益原则评估项目计划、人员准备、流程和工具以及组织行为。考虑客户如何定义产品和流程中的价值,然后描述创建产品和流程的价值流,优化通过该价值流的流动并消除浪费,鼓励从该价值流的每个节点拉动,并努力完善价值流以最大化客户价值。这些活动都应该在尊重客户、利益相关者和项目团队成员的基础上进行。
2009年,INCOSE精益系统工程工作组发布了一个名为“系统工程精益促进者(LEfSE)”的新在线产品,版本为1.0。这是一个基于精益思维的“应该做”和“不应该做”的实践和建议集合。这些实践涵盖了广泛的系统工程和其他相关的企业管理实践,主要关注于提高项目价值和利益相关者的满意度,减少浪费、延误、成本超支和挫败感。

目前,LEfSE被列为147项实践(称为子支持者),这些实践被组织在47个不可操作的主题标题下,称为支持者,并根据以下六个精益原则进行分组(Oppenheim,2011):
在价值原则下,子推动者在项目早期促进一个明确建立最终产品或系统对客户的价值的稳健过程。这个过程应该以客户为中心,频繁地涉及客户,并相应地调整员工。
价值流原则下的子支持者强调详细的计划规划和防止浪费的措施,以及对人员和流程对于后续高效工作流程以及利益相关者(例如,客户、承包商、供应商 2和员工)之间的健康关系至关重要;程序前置;以及使用领先指标和质量措施。系统工程师应准备并规划所有端到端的关联行动和流程,以实现消除浪费后的简化价值。
流程原则列出了促进高质量工作和首次正确产品及流程的不间断流动、在危机中保持稳定能力而非英雄行为、卓越的沟通与协调、并发性、频繁澄清需求以及使项目进展对所有人可见的子支持因素。
在拉动原则下列出的子支持者是对返工和过度生产浪费的强大防护。它们促进根据内部和外部客户的需求 3(包括拒绝其他浪费)来拉动任务和输出,并在任何交易开始前,促进处理交易的员工之间的更好协调,以便结果可以一次正确。
完美原则促进了系统工程和组织过程的卓越性,利用先前项目的经验教训在当前项目中,发展跨人员和过程的完美协作政策,并通过标准化和持续改进来消除浪费。不完善之处应该实时可见,并应应用持续改进工具(根本原因 4分析和永久修复)。这些子支持者的一个类别要求系统工程师发挥更重要的作用,他们对项目的整体技术成功负有责任、问责和权威。
最后,尊重人的原则包含了一些子支持因素,这些因素促进了企业的信任、开放、诚实、尊重、授权、合作、团队合作、协同作用以及良好的沟通和协调文化,并使人们能够追求卓越。
2011年,由项目管理协会(PMI)、INCOSE和麻省理工学院的LAI共同领导的一个后续重大项目开发了精益管理促进者工程计划(LEfMEP)(Oehmen,2012),包含了所有LEfSE,增加了项目和计划管理的精益支持者,并全面整合了精益计划管理和精益系统工程。本书的一个主要部分专门用于对管理工程计划的挑战进行严格分析。这些挑战被归类在以下10个主要挑战主题下:
- 消防——反应式程序执行
- 不稳定、不明确和不完整的需求
- 扩展企业对齐和协调不足
- 本地优化但未在整个企业中集成的流程
- 角色 5、职责和问责不明确
- 对项目文化、团队能力和知识的管理不当
- 计划规划不足
- 不当的度量标准、度量系统和关键绩效指标 6
- 缺乏主动的项目风险管理 7
- 购买和签约程序不佳
Oehmen(2012)中的326个精益推动因素以几种方便的方式列出:在六个精益原则下,在10个主要挑战主题下,在本卷中使用的系统工程流程下,以及在(PMI, 2013)中定义的管理绩效领域下。
LEfSE和LEfMEP并不打算成为强制性实践。相反,它们应该被用作由实践社区验证的优秀整体实践清单。对促进因素的认识应能改善工作中的思考,并显著提高项目质量。从实践精益促进因素的组织中获得的早期反馈表明了显著的好处(Oppenheim,2011)。
INCOSE精益系统工程工作组的公共网站(2011年)包含大量与LEfSE和LEfMEP相关的出版物和案例研究。
本文同步发表在 软件需求探索的https://srs.pub/specification/lean-systems-engineering.html
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