L1 通讲

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部分知识点速通

技术与产品开发的动机

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这张图展示了两个长期趋势：

1. 技术和创新的发展速度逐渐变快；
   它对我们的生活影响非常广泛，包括好的（如天花疫苗）和坏的（核弹？）
2. 技术变得越来越强大。
   例如，我们的祖先使用石制工具，但现在我们构建跨越全球的ai系统，和基因编辑技术。

最新技术，例如人工智能，为其控制者赋予了巨大的力量，而且它甚至有脱离我们控制的风险。因此，哪些技术、被谁控制，是当今最重要的政治问题之一，它不仅仅是技术专家的问题。

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这里主要讲述了“S曲线”，参考下图。

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S曲线代表了一种基本模式：由于正反馈循环，曲线加速，然后由于约束而减速；

当约束被打破时，正反馈循坏再次加速，直到遇到另一个约束。

技术创新的曲线可以说明如下事实：

1. 低谷期：当现有技术S曲线成熟或趋于饱和时，颠覆性创新开始出现。
   这一创新往往专注于一些特定的、不是当前主流需求的性能特征，但能满足某些用户群体的独特需求。
   但新技术的总体初始性能较低，甚至不如现有技术，这会使得主导现有技术的公司对颠覆性创新进行早期投资的决策“显得”不那么合理。
2. 快速增长期：随着研发投入增加，技术加速发展，性能显著上升，最终超越现有技术。
   随着技术进步和用户偏好的变化，原本不是主流的性能特征成为了市场的新焦点，新技术的独特优势开始满足或超越用户的新需求，推动其从边缘市场进入主流。
   还有一种创新进步：降低该特定维度性能，但提高了其他维度性能（例如灵活性降低，但更易于部署和使用），这样也算对原始创新的“颠覆”。
3. 成熟期：技术发展趋于平缓，性能提升空间有限，进一步改进的边际效益递减，曲线接近顶点。
4. 需要注意的是，颠覆性创新从低谷到超越的过程需要有效的风险管理。
   早期性能妥协意味着新技术可能面临市场接受度低或投资回报周期长的挑战，而成功的颠覆依赖于研发策略的优化和市场时机的把握。

例如，人工智能在早期发展中，其稳定性不如传统算法，但在模式识别和数据处理方面展现出潜力；

通过持续研发和风险管理，AI在医疗、金融、大语言模型等更多方面实现了突破，开创了新的竞争领域，满足了用户在新的性能特征方面的新需求。

技术企业和社会的关系

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随着时间的推移，技术企业和社会的互动如下：

1. 社会为企业提供资本、知识和专业人才，支持技术研发，形成产品和服务，社会向企业支付费用以购买产品；
   此外，关于本企业和其他企业的互动，技术企业依赖供应链获取资源（如原材料、技术组件），通过与供应商或合作伙伴的协同效应提升效率。同时，需应对行业内的竞争（如价格、技术或市场份额竞争）。
2. 企业可能对社会带来损害（例如销售的飞机因为设计缺陷坠机，或不当的产品制造引发信任危机），此外也通过交税、缴纳罚款和其他债务，承担社会责任；
3. 企业积累的知识可以回馈社会；
4. 企业在生命周期的末端面临破产清算，其资产被处置并流回社会。

这里需要注意的是，图中的“商业模型”（另有说法是“技术与产品的组合”）主要包括：企业给社会交付产品和服务、带来损害、税务与罚款等社会责任；社会给企业钱来购买产品。

另一个现象是，关于商业模型，当今社会日益重视产品生命周期，包括可持续性、使用寿命和废弃处理等。

结论：技术企业通过技术研发和产品组合管理，将资本和人才转化为产品和服务，贯穿整个生命周期，是产业与社会的桥梁。

航空器任务需求和复杂度的增长

由于现代航空器需要更高的性能（如续航、油耗、速度），和更多高级功能（如舒适性），其设计和制造的复杂度显著上升。

此外，目前少数大型企业主导了航空航天行业，这导致竞争非常激烈，新技术逐渐标准化（“创新商品化”），厂商难以通过创新实现差异化竞争。

为应对市场压力，厂商需要降低成本、缩短开发时间、减少资源消耗，因此利用数字工具和仿真技术，设计和测试航空器的“虚拟化”技术得到应用。

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另一个转变是机载源代码数量的激增。我们可以观察到一个“指数”型增长的曲线，展示出航空器的软件复杂度随时间的快速增长。

这反映出设计文化从硬件开发转向软件开发主导，包括先进飞行控制、感知、导航、系统故障监控和容错控制等算法的应用，正日渐成为航空器功能和安全性的核心驱动力。

这里提出两点：

1. 物理设计与软件开发的结合是现代航空工程的核心。
2. 制造商需要在竞争中创新，同时通过成本控制和数字化手段保持盈利。

产品开发的时间线

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首先，按时间顺序，简要介绍一下各个步骤：

1. 可行性：客户提交需求，公司评估项目可行性，通过后客户决定是否提交报价。

2. 定义：客户出价后，公司进行初步设计，构建基本结构和功能。
   若客户接受该初步设计，则双方签订合同。
   初步设计将稍微延伸到签订合同后的执行阶段。

3. 执行阶段：

   1. 详细设计：从签订合同前开始，是完善产品并完成最终设计的步骤。
   2. 生产规划：对制造过程中资源、时间、物流等的规划。
   3. 测试设计和认证规划：设计对产品的测试方案，并计划好产品的认证流程。
   4. 制造。
   5. 产品支持设计：对产品交付后的支持系统和服务进行设计，如培训、维修保障。
   6. 试验飞机安装：把产品安装在试验飞机上。
   7. 测试和认证：按照之前设计的方案，验证产品性能，并获取必要的认证。
   8. 全面生成飞机。最后一架订单飞机交付给客户，标志执行阶段的结束。

4. 运作阶段：为客户持续提供产品支持和保障。

5. 联络工程与质量保证：这一活动贯穿主要阶段，从可行性研究开始至产品支持结束，确保质量标准并解决工程问题。

我们可以总结出如下知识点：

• 客户参与（Customer Involvement） ：流程以客户请求为起点，以交付客户为终点，强调以客户为中心的设计和开发。
• 迭代设计过程（Iterative Design Process） ：通过初步设计和详细设计两个阶段，逐步完善产品，体现设计的迭代性。
• 并行活动（Parallel Activities） ：如联络工程与质量保证与主要阶段并行进行，显示持续的质量控制和工程支持的重要性。
• 测试与认证（Testing and Certification） ：在全面生产和交付前，测试和认证是确保产品符合安全和性能标准的关键步骤。
• 交付后支持（Support After Delivery） ：产品支持在最后交付后仍持续，表明对客户满意度和产品可靠性的承诺。

技术和产品准备度

技术与产品的演进

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上面这张图展示了如何在技术尚未完全成熟时，启动产品开发，以及技术如何随着新需求或洞察逐步演进，并支持产品的更新换代。

1. 产品1.0：由先前研发的的技术3支撑，加上“产品开发可以在预期的技术开发成果的基础上提前启动”，即在技术1启动研发后不久开始。
   从产品1.0出发，新的视角、需求和刺激，推动了新科技的产生，即图中的技术2.0.
   技术2.0推动了产品1.0的改进版，即产品1.1.
2. 产品2：在技术1、由产品启动的技术2的共同支撑下，推出的新一代产品。
   技术2.1作为技术2的改进版，和产品2同时开始发展，并在产品2发展中途加入。
   此外，独立发展的技术4同样在产品2的发展中途加入。这些中途加入的技术表明，同一个产品中使用的技术可以被替代升级，或者携带到下一代中。

我们可以做出如下总结：

• 技术与产品的协同进化：两者并非线性依赖，而是相互促进的动态过程。
• 前瞻性与灵活性：成功的开发需要在不确定性中做出决策，同时保持技术选择的适应性。
• 创新的复杂性：技术开发可能分叉并行，产品开发则需整合多方成果。

技术准备度（TRL）

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技术准备度是用于评估技术成熟度的框架，从基础研究到实际应用，被逐层量化，帮助管理者判断一项技术是否已经准备好在特定任务中使用。

我们按照图中展示的级别进行讨论，有两种分级方式：

* 基础技术研究：包括技术成熟度1和2.1. 成熟度1：观察到某种基本原理，例如通电导线能产生磁场，或者气体膨胀/收缩和加减速的关系。2. 成熟度2：基于基本原理，提出技术概念，并开始构思具体的技术应用。
* 技术开发：包括技术成熟度3、4、5、6.1. 成熟度3：通过分析和实验，初步证明技术的核心概念的可行性。2. 成熟度4：在实验室中验证部件，例如测试火箭发动机喷管的推力性能。3. 成熟度5：在相关环境中验证部件，如在模拟太空环境中，对发动机喷管进行测试。4. 成熟度6：在相关环境中验证系统或子系统模型，此时技术从单个组件扩展，在系统层级集成。
* 系统/子系统开发：包括技术成熟度6、7、8、9.1. 成熟度62. 成熟度7：在空间环境中验证并演示系统原型，如一个安装了新型喷管的航天器原型进行演示。3. 成熟度8：系统完成并通过测试和演示，达到“飞行合格”状态，如安装新型发动机的航天器通过各项认证，已经准备好发射。。4. 成熟度9：技术通过实际任务操作被证明有效，如上述航天器成功发射并执行任务。

* 可行性研究：成熟度2、3、4，即技术概念与应用构思-核心概念验证-实验室部件验证；
* 技术演示：成熟度5、6、7，即相关环境部件验证-相关环境系统验证-原型机验证；
* 系统测试、启动和运营：成熟度8、9，即整个系统通过测试和验证，并成功执行实际任务。

下面这张图形象地说明了技术准备度的各个层级所对应的表现。

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从这里我们可以得到如下结论和注意点：

• 相互依赖：技术成熟推动产品成功，而产品应用验证技术成熟，二者相辅相成。
• 量化管理：TRL为航空航天领域的风险控制和资源规划提供了标准化依据，确保技术在投入任务前达到足够的可靠性。
• 在工业界中，技术准备度的定义不一定和上述描述完全符合，但是大差不差。

产品开发的过程/流程

下面这张图描述了“阶段-关卡”（或“阶段-门”）式的产品开发流程。

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该图将产品开发流程分为6个阶段：

1. 调查：评估是否存在可行性，以决定是否继续推进产品概念。

   • 关卡和问题：概念关卡。有业务可行性吗？

   • 任务和交付成果：

     1. 产品管理：了解产品需求和类似商业案例。
     2. 工程：技术可行性研究和测试，创建项目开发计划，估算产品成本

2. 定义：检查是否有一个清晰且可执行的计划，以进入设计阶段。

   • 关卡和问题：产品定义。我们能执行吗？检查是否有一个清晰、可执行的计划。

   • 任务和交付成果：

     1. 产品管理：制定营销计划。
     2. 工程：创建产品规格、验证测试计划和人员配备计划。
     3. 生产：进行DFM（可制造性设计）审查，准备物料清单（BOM），估算产品成本，制定供应链计划并规划提前采购。

3. 设计：验证产品设计是否满足要求并准备好进行进一步测试。

   • 关卡和问题：产品设计。我们设计得正确吗？

   • 任务和交付成果：

     1. 产品管理：准备实地测试计划、产品支持计划、营销物料清单、包装计划。
     2. 工程：构建原型，完成设计，提交单元测试结果、可制造性审查报告。

4. 验证：确保产品经过充分测试，准备好进行试点运行并可能对外宣布。

   • 关卡和问题：验证测试。我们设计的东西是正确的吗？可以宣布了吗？

   • 任务和交付成果：

     1. 产品管理：进行实地测试，收集测试结果，更新营销计划。
     2. 工程：执行验证测试并收集结果，进行合规性审查和初步测试。
     3. 生产：制定生产测试计划。

5. 试点：根据试点运行结果，判断产品是否准备好进入全面生产。

   • 关卡和问题：试点。我们准备好扩大规模了吗？

   • 任务和交付成果：

     1. 产品管理：收集客户反馈。
     2. 工程：进行试点运行分析，收集验证测试结果，进行最终的合规性测试。
     3. 生产：进行试点审查。

6. 生产：扩大生产规模并支持产品在市场上的推广。

   • 任务和交付成果：

     1. 产品管理：进行销售预测。
     2. 工程：提供技术支持。
     3. 生产：管理生产过程。

从这里我们可以得到如下结论：

• 图中的产品开发流程是一个经过深思熟虑的框架，通过阶段划分和关卡审查，确保产品从概念到市场的每一步都经过充分验证。
  其核心优势在于：

  1. 结构化，将产品开发分解为六个明确阶段，每个阶段都有具体目标和交付成果，关卡则作为决策点，确保前一阶段的工作完成后再进入下一阶段。
     适用于复杂项目，能有效避免关键步骤的遗漏，确保产品开发有条不紊地推进。
  2. 跨职能协作，产品管理、工程和生产团队在每个阶段协同工作，综合考虑商业、技术和生产需求，避免单一视角导致的偏差，提升产品成功的可能性。
  3. 风险管理，在流程中设置检查点，可以提前识别和缓解风险，避免资源浪费或项目失败。
  4. 同时通过反馈循环（实地测试、试点运行，允许在全面生产前对产品进行改进），保证产品质量和市场适应性。

• 在具体实施时，需要根据项目特点灵活调整，例如在快速迭代的行业中融入敏捷元素，或在高风险项目中加强早期测试。
  这样有利于最大化流程的价值，帮助团队高效开发出满足市场需求的产品。

过程成熟度

前面所述的“阶段-门”机制虽然看起来很好，但是还是有一些问题的，因此提出了“过程成熟度”和“能力成熟度”的概念。

首先，我把PPT上这一页的“read more”链接内容摘录部分在这里，主要是讲过程成熟度的。

在当今竞争激烈、市场份额争夺白热化、抢占市场先机至关重要的快节奏行业中，产品开发成为缩短交货期的目标。在这种背景下，在阶段门产品开发的产品开发过程中，尽管知识和信息稀缺且存在缺陷，但仍需做出决策。
挑战在于如何在不确定性和模糊性的情况下支持所做出的决策。本论文从分析阶段门流程在航空航天工业中的作用开始。阶段门流程不仅仅是一个决策机制，而是一种促进团队成员之间沟通、讨论和知识共享的机制，同时支持知识的创造和塑造人们不同认知的知识库边界。
然而，阶段门的沟通和协商功能高度依赖于参与个人在整个过程中对可用知识资产的状态和质量的反思能力。 
为了使这种反思性活动成为阶段门实践的一个明确部分，本论文提出在门径处应用知识成熟度概念，以提高决策者对决策点所处理的知识资产状况的认识。知识成熟度概念考虑了三个基本维度：输入、方法/工具以及评估知识库成熟度的经验/专业知识。
该量表旨在作为一个边界对象，通过突出知识库的当前状况，使利益相关者了解项目的不确定性和模糊性。
在知识成熟度概念中，其目的是在门径处支持设计团队采取适当的行动，降低风险，并将他们的努力集中在最需要改进的知识资产上，考虑到具体情况，最终做出更自信的决策。

然后，我们看到下面这张图。

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这里展示的是“能力成熟度模型”，它分为五个级别。

1. 初始：依赖能人和英雄主义，非常随意，你基本无法预测生产力和质量。
   为进化到下一个级别，需要让流程变得有纪律。

2. 可重复：有基本的项目管理，生产力和质量开始改善。
   为进化到下一个级别，需要引入标准化流程。

   • 流程领域：需求管理、项目规划、项目监控与控制、供应商协议管理、测量与分析、流程与产品质量保证、配置管理。

3. 定义：通过流程标准化，生产力和质量得到了显著提升。
   为进化到下一个级别，需要引入量化（或“可预测”）的管理。

   • 流程领域：需求开发、技术解决方案、产品集成、验证、确认、组织流程关注、组织流程定义、组织培训、集成项目管理、风险管理、决策分析与解决。

4. 管理：通过数据驱动，实现更高的可预测性和质量。
   为进化到下一个级别，需要长期持续的流程改进。

   • 流程领域：组织流程绩效、量化项目管理。

5. 优化：生产力和质量达到最高。

   • 流程领域：组织创新与部署、因果分析与解决。

这有点像那种精灵养成游戏升级，通过从无序到优化的递进路径，逐步提升软件开发与项目管理的生产力和质量。

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下一个是知识成熟度模型，它被从低到高，分成1-5分：

1. 低等（inferior）：知识不可靠，难以信任或复制。
   内容和依据具有不稳定性，缺乏一致性和可靠性；
   生产程序高度依赖个人，没有正式方法，流程完全不标准化。
2. 可疑的（dubious）
3. 可接受的：知识变得可靠，流程开始系统化。
   内容和依据更标准化、定义明确；
   通过提供更多、更好的细节和定义，让知识记录更清晰；
   生产程序更稳定，具有标准化和可重复性，减少对个人的依赖。
4. 好的
5. 非常好的：知识成熟，流程系统化，且不断优化。
   内容和依据经过测试和证明，对风险已知并有信心；
   生产程序采用经过验证的方法，员工持续反思和改进，形成改进文化；
   经验教训是这一等级的关键。

从这里，和之前的能力成熟度，综合一下，我们可以用下面这句话概括：

“从无序到有序，从经验到科学，从静态到动态。”

成熟度和“阶段-门”的综合应用

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这张图是一个阶段-门开发流程当中，在门径处应用知识成熟度的方法。

• 左边：过程和知识成熟度可以基于交付成果进行评估。

  1. 活动：项目团队收集信息。
  2. 综合分析：对信息进行整合和深入研究。
  3. 交付成果：生成可评估的输出，用于关卡决策。

• 右边：门径处的Go/Kill决策。

  1. 在原始Cooper模型中，如果成熟度高，不确定性低，项目更有可能允许继续推进；如果有较多的未知，项目可能被打回重做、暂停，或被砍掉。
  2. 在实用决策模型中，我们把打回重做/暂停这一步骤，换成了有条件继续/采取行动，允许项目在解决某些问题后继续推进。
  3. 引入知识成熟度，确保“不确定性必须被评估和管理”，允许对“有条件继续/采取行动”这一步做的更加细化，这样通过在每个关卡要求解决特定不确定性来管理风险

总结：

• 基于开发和分析/资格过程的可交付成果，可以评估过程和知识成熟度，并用于管理技术和产品开发；
• 必须评估和管理不确定性；
• 使用结构化和有门控的过程，在这些过程中，知识成熟度是决策的关键考虑因素，决定继续/有条件继续/终止。

Being a professional

这一部分先不写得了。