本文是一篇工程管理论文，本文针对 S 公司的车载连接器产品系列开发的现状，提出 S 公司在在产品系列开发中面临的主要问题是缺乏结构化的产品开发过程管理的问题，提出了基于 SGS 理论和有色 Petri 网的建模方法对 S公司的车载连接器产品系列开发过程进行模型的构建，运用 CPN Toos 构建了一个融合时间、成本和决策支持的着色 Petri 网模型，建立的模型可以用于对单个的产品开发进行时间和成本的量化分析，也可以对多个产品或者系列产品的并行开发的时间和成本的量化仿真分析。
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
如果说利润是企业的目标，创新则是企业发展的源泉，而企业的创新很大程度上取决于新产品的开发。大家都能认识到创新对于企业的重要性，但是真正去研究创新背后的理论规律却是近代以来的事情。熊彼特被认为是创新理论的先驱，他 1912 年发表的著作《经济发展理论》提出了创新理论。熊彼特的创新是指构建出一个新的生产函数，包括开发新产品，使用新方法，发现新市场等。创新的各种形式中，最有影响力的是技术进步[1]。按照熊彼特的理解，单纯的技术发明并不是创新，只有技术发明应用于生产并对市场产生影响才意味着“创新”。经济学更多的是强调和解释创新的重要性，并没有从创新方法上给到更多的论述。针对企业的新产品的创新和管理更多的被管理学研究和实践，在新产品开发领域和技术开发领域越来越多的理论和方法被提出和实践。
虽然各个公司都很重视新产品的研发，但是却只有少数的公司真正能把新产品的开发做好。新产品开发的成功率平均只有 1/7，每 7 个新产品的概念，有 4 个会进入立项阶段，平均有 1.5 个会投入市场，只有 1 个会成功，超过一半新产品开发没有按计划投产，44%的新产品没有达到预期利润目标，32%的公司认为它们的新产品开发速度和效率很低，同时 28%的公司没有度量它们的新产品绩效[2]。罗伯特·G·库珀在其 2019 年的论著中提到大约 40％的新产品即使在所有开发和测试之后，新产品的投产也会失败。在每 7 到 10 个新产品概念中，只有一个能取得商业上的成功，只有 13％的公司说他们的新产品全部达到了年度利润目标[3]。改革开放以来，涌现了如华为在内的诸多引领科技创新的企业，但不能否认国内很多企业在创新和转型升级上还有很长的路要走。新产品开发管理难做好的主要原因在于开发过程面临太多的不确定性，提高产品开发过程管理水平成为企业做好新产品开发的关键。
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1.2 研究对象及目标
对本文涉及的研究范围和概念做如下明确。产品开发与管理协会(ProductDevelopment ManagementAssociation, PDMA)将新产品开发定义为通过商业和工程活动把市场机会转变为产品并推向市场的过程，新产品可以是有形的或无形的，尽管有时服务和其他有形的“新产品”有所区别，但新产品开发都需要了解客户需求，竞争环境以及市场[4]。这里的新产品开发主要指通常意义上的研究和开发(R&D)，其涵盖了新技术的开发和把技术转换为产品投放到市场的过程。迈克尔·E·麦克哥拉斯在《培思的力量：产品及周期优化法在产品开发中的应用》中将新产品开发分为技术开发和面向市场的产品开发[5]。面向市场的产品开发并非不包含技术和工程的成分，而是在一些重要的基础的技术的研发已经完成的基础上，如何确保市场的成功是面向市场的新产品开发面临的首要问题。现在比较普遍的做法是很多公司都会把基础研发和新产品开发进行分离，技术开发更多的是解决突破性的技术问题，更偏向于基础技术的研发。而产品开发更多的是针对某些特定的市场需求，把技术研究成果转换为经济成果，更强调市场的成功。本文的研究范围属于后者，以面向市场的产品开发的过程管理为研究对象。一般说来针对开发过程的管理主要涉及产品开发周期、产品质量、产品开发成本、风险管理、决策管理等方面，本文主要考察 S 公司的产品开发周期、产品开发成本以及开发过程中的决策支持的内容。
公司会根据自身的运营状况以及资源情况打造产品线，既包含了全新的产品，也有全新的产品系列。在产品开发发展到一定程度后，会在现有产品线的基础上开发一些投入少，见效快的新产品，比如改进产品，产品线拓展，降本开发等。可以按照新产品的新颖程度划分如图 1-1 所示。
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第2章 S 公司车载连接器系列产品开发面临的问题分析
2.1 车载连接器产品系列
连接器作为各类电器的重要零部件，在军工、汽车、通信、医疗等领域，负责电流和信号的传输。随着 5G 通信、智能汽车、工业 4.0 的驱动，全球连接器市场保持增长态势，2019 年全球连接器市场规模预计达到 696 亿美元[46]。汽车行业占到了整个连接器市场 23%的份额，随着近年来汽车的网联化、电动化和智能化的发展，汽车里控制器的数量快速增加，各类电子模块之间的连接也增多，连接器在汽车电子中的作用也越来越凸显。整车制造商会根据自身的供应链状况，设计整车的线束连接系统，像大众、丰田等这样大规模的主机厂，其连接器几乎都是定制的产品，定制规划有助于供应链上提高效率，降低成本。对于国内自主品牌的主机厂而言，大部分核心电子模块被外资品牌供应商所把控，对应的连接器的选型话语权还比较低。
汽车线束被称为汽车的血管，而连接器属于线束的核心部件。一台车的连接器数量根据车的不同从 100 颗到接近 400 颗不等。随着电动化和智能化的发展，单台车连接器的金额会从 400 元增加到接近 700 元。线束和连接器向来有着种类多、数量多、问题多的特点。因此，连接器的系列化对连接器供应商来说十分重要。
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2.2 S 公司连接器产品系列开发面临的问题分析
2.2.1 S 公司连接器产品系列产品开发现状
S 公司主要从事汽车连接器的开发生产和销售，从 2010 年进入中国市场以来，开发了两个平台约 60 多种连接器产品，其中有销售状况较好的产品，有产品月销量突破 50 万颗，但也有很多项目出货很少，甚至出货几乎为零。特别时近年来，每年持续投产的产品量没有减少，但是新产品的销售数量和销售额表现逐年下滑。虽然销量不能反应出所有问题，但作为新产品开发市场表现的结果，可以追述新产品开发出现的问题。
汽车连接器产品开发主要通过对模具和设备的一次性投资，通过投资后 3 年或者 5 年的产品持续销售对投资进行回收，盈利则通过销售达到预期或者超预期来实现。如果销售不及预期，则直接影响投资回报，因此车载连接器 5 年的平均销量能反应产品开发的投资回报状况。一般年销售 50 万颗是产品开发投资达到销售预期的标准线，年销售 30 万颗则是产品投资盈亏的重要水平线。
没有统筹规划后几年的产品线，在两个系列品投产后陷入客户追随模式，完全根据客户的要求进行开发。由于自主品牌客户随意性强，不确定性高，产品通常是通过领导拍脑袋决定或者零星的客户提出。产品开发前期缺乏投入产出分析和市场分析，没能系统把握产品开发投资回报，其结果是设计和开发资源没有用到刀刃上，经常导致急需开发或者急需上市的项目迟迟出不来，而次优项目的产品甚至不重要的产品却被优先投产。
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第 3 章 S 公司车载连接器系列产品开发过程管理建模 ................. 25
3.1 SGS 框架模型的选择和构建........................25
3.1.1 SGS 框架模型选择..................... 25
3.1.2 SGS 框架模型的抽象.............. 26
第 4 章 S 公司连接器产品系列开发过程仿真及优化 ................. 42
4.1 对建立的模型进行状态空间分析 ...........................42
4.2 产品系列开发时间仿真分析 ...................42
第 5 章 产品开发过程管理模型的实践与规划 ......................... 51
5.1 S 公司车载连接器产品系列开发过程管理模型实践 .....................51
5.1.1 产品审批委员会和项目小组模式的实施 ................... 51
5.1.2 流程实施以及各关口交付物 ..................... 52
第5章 产品开发过程管理模型的实践与规划
5.1 S 公司车载连接器产品系列开发过程管理模型实践
在业务流程管理领域，业务流程再造理论影响深远。核心是企业必须对现有的流程进行彻底的、全面的改造才能适应变化的环境。大多数企业只需对企业内部分功能流程进行再造(65%)，只有少数企业需对全部流程进行系统再造(12%)[54]。S 公司面临的车载连接器系列开发过程管理的问题，本质上是一个如何提高企业内部运行效率的问题。通过开发过程模型的构建，找出流程中冗余的部分和可以优化的环节进行开发过程的改进，以期提高产品开发效率。在 S 公司的产品开发过程优化实践中，主要参考了阶段关口流程的实施办法，通过构建产品开发委员会和实施核心项目小组的方式进行。
5.1.1 产品审批委员会和项目小组模式的实施
缺乏结构化的产品开发过程管理是 S 公司在过程管理中面临的主要问题，而流程的实施离不开组织。阶段关口流程的核心就是通过关口的设计来达到筛选和淘汰新产品的概念，让优秀的产品进入产品开发轨道，也就是解决做正确的项目的问题。门径管理系统理论中，通过设立产品审批委员会的办法来进行关口的实施。产品审批委员会是
