運作流程變革對PCB設計產(chǎn)業(yè)競爭力的影響
——以PCB設計企業(yè)Palpilot公司為例

連捷福建對外經(jīng)濟貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學院　（福州350016）

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運作流程變革對PCB設計產(chǎn)業(yè)競爭力的影響
——以PCB設計企業(yè)Palpilot公司為例

連捷
福建對外經(jīng)濟貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學院（福州350016）

摘要PCB設計是電子信息制造業(yè)的重要環(huán)節(jié)。在電子產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，國內(nèi)個人電子產(chǎn)品消費水平的提高對于電子設計制造服務業(yè)而言，既是難得的發(fā)展機遇也是嚴峻的挑戰(zhàn)。特別是近年來電子信息制造業(yè)出現(xiàn)了增幅減緩的趨勢，部分低端制造業(yè)外遷印度、越南；高端設計企業(yè)回遷發(fā)達國家，這給整個電子信息產(chǎn)業(yè)造成逐漸增大的沖擊。在這種環(huán)境下，PCB設計服務商作為電子信息制造業(yè)的重要環(huán)節(jié)，除了提高自身的技術(shù)水準，引入更新、更強大的設計平臺以適應電子業(yè)技術(shù)高速發(fā)展的需求以外，更為重要的是，從企業(yè)自身情況出發(fā)，通過對企業(yè)價值鏈的分析，尋求管理運作模式上的創(chuàng)新，改進低附加值的設計流程，與產(chǎn)業(yè)鏈上游掌握核心技術(shù)的品牌廠商密切合作，使自身在整體產(chǎn)業(yè)鏈中的位置前移，增加企業(yè)在電子設計服務商中的競爭力。

關鍵詞PCB設計；流程管理；產(chǎn)業(yè)鏈升級

PCB是電子元器件的載體。它廣泛應用于生活中的各種電子設備中，應用廣泛，可以說只要有集成電路的儀器，就一定會使用到PCB板。

在2006年中國取代日本成為全球最大的PCB設計和制造國后，截至2013年底，根據(jù)N.T. Information、IPC、Prismark三者權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析結(jié)果，7年內(nèi)中國的PCB產(chǎn)值實現(xiàn)了翻番，在全球總產(chǎn)值中的占比也從2006年的24.9%升至42.8%。但PCB產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展增速在2010年后出現(xiàn)了明顯的下降：結(jié)合工信部發(fā)布的最新的2014年電子信息產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計公報上的分析數(shù)據(jù)來看，我國近年來PCB產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)幾個特征：

其一，由于近年來中國人口紅利逐漸消失，材料成本上升，政府在土地和稅收等方面的優(yōu)惠政策的削弱以及環(huán)保監(jiān)管力度的加強，中國PCB產(chǎn)業(yè)正在逐漸由以昆山為集中點的長三角地區(qū)和以深圳為集中點的珠三角地區(qū)向以武漢為集中點的華中地區(qū)、成都為集中點的西南地區(qū)以及西北等地遷移；同時，盡管包括PCB產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的整體電子信息產(chǎn)業(yè)仍然保持較快的發(fā)展速度，但增速正在減緩。

其二，全球電子信息制造業(yè)正在與其他制造業(yè)一樣，正在越來越多的加移到人力資本和土地資本更加低廉的東南亞（越南為主）和印度地區(qū)。但相比于其他工業(yè)制造業(yè)，以PCB產(chǎn)業(yè)為依附的電子信息產(chǎn)業(yè)群在這幾年發(fā)展的越發(fā)完善，從原理設計到PCB設計到加工制造，最后加工成為成品，并進入銷售渠道，一條完整的電子信息產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)趨向完善，并出現(xiàn)了以中興、華為等一批民營龍頭企業(yè)在國際市場原始設備研發(fā)領域發(fā)揮著越來越大的作用，甚至大舉占領國際市場的份額。這個優(yōu)勢很大程度上抵消了電子行業(yè)部分資本外遷帶來的不利影響。“全球PCB產(chǎn)業(yè)鏈的制造業(yè)主體在中國”這個局面在短期內(nèi)不會發(fā)生重大改變。

圖1　2010-2014年我國底子信息產(chǎn)業(yè)增長情況

但我們也應清醒的意識到，人口紅利的減少和土地成本的急劇增加，使電子產(chǎn)業(yè)的利潤重心在發(fā)生偏移，電子產(chǎn)業(yè)鏈中的低附加值部分正在從大陸制造業(yè)體系中被慢慢剝平。相對而言，如何更好的整合產(chǎn)業(yè)鏈，增強產(chǎn)業(yè)鏈中的高附加值環(huán)節(jié)部分的全球競爭力，成了下一階段亟待解決的重要問題。

圖2　2014年電子信息制造業(yè)余全國工業(yè)增加值累計增速比

1　 PCB設計產(chǎn)業(yè)在電子信息制造業(yè)價值鏈上的地位分析

PCB設計產(chǎn)業(yè)在電子制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈條中雖然較為靠前，但其價值增值相對較緩（見圖1及圖表說明）。電子信息產(chǎn)業(yè)鏈上的全球領導級的企業(yè)仍然牢牢控制著價值鏈上的核心環(huán)節(jié)。因此PCB設計環(huán)節(jié)要么成為這些領導級企業(yè)電子研發(fā)環(huán)節(jié)中的附屬部分；要么被世界級的下游的電子工業(yè)制造企業(yè)一體化延伸包含。而PCB設計產(chǎn)業(yè)原本可以成為相對獨立的產(chǎn)業(yè)群體，得到自由發(fā)展，卻往往成為前兩者的附庸體。這樣一方面將導致我國PCB制造業(yè)主體被壓制在低端制造供應環(huán)節(jié)，難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的加型升級；另一方面，PCB設計產(chǎn)業(yè)的自身生存也受到了極大的制約。國內(nèi)獨立的PCB企業(yè)多數(shù)淪為無設計知識產(chǎn)權(quán)、無合法設計平臺、無固定規(guī)模化合作伙伴的三無“抄板企業(yè)”，難以作為具備獨立研發(fā)能力，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)群體與產(chǎn)業(yè)鏈上游的ODM實現(xiàn)平等合作。

圖3　電子信息產(chǎn)業(yè)全球價值鏈分布示意圖

2　 PCB設計流程的改造是提升產(chǎn)業(yè)地位的重要途徑

導致PCB產(chǎn)業(yè)成為產(chǎn)業(yè)鏈的附庸而不是必要“環(huán)節(jié)”的主要癥結(jié)在于目前傳統(tǒng)的PCB設計流程無法高效的鏈接產(chǎn)業(yè)上下游，更無法協(xié)助產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)擴大自身的資源優(yōu)勢。于是最終只能讓本該承擔起銜接任務的PCB設計產(chǎn)業(yè)邊緣化，成為電子信息產(chǎn)業(yè)上下游的“外包服務商”。因此，如何要讓PCB設計產(chǎn)業(yè)完成從“易被替代的設計外包服務商”加型成“產(chǎn)業(yè)鏈中必要環(huán)節(jié)”，起到整合上下游相關產(chǎn)業(yè)鏈的功能，就必須從調(diào)整傳統(tǒng)PCB產(chǎn)業(yè)的設計工藝流程做起。

（1）傳統(tǒng)PCB設計流程表現(xiàn)出PCB設計業(yè)在整個產(chǎn)業(yè)鏈上的“低附著性”

從傳統(tǒng)PCB設計的主要流程（圖4左圖）中可以看出，傳統(tǒng)設計流程屬于線性流程，上游客戶一般只在4-5和7-8環(huán)節(jié)介入進行設計圖面品質(zhì)檢查。而且這種“串聯(lián)”式的工作流程，除非在過程中出現(xiàn)明顯的設計失加，否則只能在最終PCB設計至后置處理完成后，才通過仿真儀器測量相關電器參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)參數(shù)波形不符合設計要求，那么“設計返工”要回到步驟3-4之前。表面上，返工只是造成了設計和生產(chǎn)效率低下；而從深層來看，這其實就是供應鏈間銜接不順暢的一種表征。這將直接妨礙到下游加工制造業(yè)的生產(chǎn)，同時也會嚴重影響到上游客戶進行新產(chǎn)品研發(fā)和市場推廣的進度（對設計周期和設計成本的影響參見表1）。因此這種“單向式”的設計工藝流程最終將導致PCB設計企業(yè)的低附加值性和相對于整個電子信息產(chǎn)業(yè)的“低附著性”，最終很容易就淪為上文所述的電子信息產(chǎn)業(yè)鏈的“附庸產(chǎn)業(yè)”。因此作為PCB設計加工服務企業(yè)，要擺脫在整個產(chǎn)業(yè)鏈中的被動的供求關系以爭取主動，應從供應鏈上下游本身為切入點去考慮——如何發(fā)揮自身優(yōu)勢，將核心競爭力更緊密的契合到產(chǎn)業(yè)鏈上，與擁有其他資源優(yōu)勢的企業(yè)結(jié)成“共生體”來增強彼此的活力。

（2）流程再造后新的PCB設計流程將極大提升產(chǎn)業(yè)供應鏈的運作效率

將傳統(tǒng)設計流程改造成為新的更有效率，更適合國內(nèi)PCB產(chǎn)業(yè)特點的過程，就是理論上所謂的“流程再造（BPR Business process reengineering）””。提出此觀點的代表人物詹姆斯·哈林頓認為“流程再造是一種以預防為導向的企業(yè)管理方法，從源頭上預防錯加產(chǎn)生”

近幾年，經(jīng)過殘酷的市場優(yōu)勝劣汰，部分PCB設計企業(yè)慢慢與上游ODM廠商和下游的DEM廠商有了更深層次的合作關系——在雙方合作過程中，形成了更為有效的互動；這些企業(yè)的業(yè)務范圍有了更廣的擴展，甚至很多PCB設計企業(yè)利用前向一體化與上游的ODM廠商進行資源的整合，從以往的“設計外包”變成了雙方之間的“動態(tài)聯(lián)盟”，在提升了自身競爭力的同時，也帶動產(chǎn)業(yè)向新的業(yè)態(tài)發(fā)展。而這些變化的發(fā)源端之一，就來自企業(yè)對自身運作流程的改進。

與傳統(tǒng)流程相比，新設計流程（圖4b）將前后仿真兩個原本只在上游客戶端進行的項目模組并入了自身的工序中。這并非是簡單的將一個環(huán)節(jié)插入舊有的作業(yè)程序中，而是將原有流程中的所有環(huán)節(jié)與新加入的環(huán)節(jié)一起，作為一套平散的作業(yè)在多個部門之間共享。

圖4：傳統(tǒng)PCB設計工藝流程

作業(yè)環(huán)節(jié)在設計原理到達設計中心的時候，就開始進行分配，也可以根據(jù)設計中所遇到的實際問題和設計項目小組、設計人員的實際情況實時協(xié)商完成。相比于傳統(tǒng)流程的“串連性”，新流程中增加了更多協(xié)商式業(yè)務流程，讓兩個以上的設計部門在流程中進行設計協(xié)商，整個流程中的每一個部門都有與客戶公司直接對應的研究協(xié)商人員，在任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)意見分歧或者無法決斷的時候，設計人員可以根據(jù)問題的實質(zhì)內(nèi)容選擇與本公司上下游的部門人員做“縱向”溝通，或與合作單位（公司）的相關人員做“橫向”的交流，以便問題能得以及時解決。

對于以BPR方式優(yōu)化過的流程，新流程對企業(yè)業(yè)務效率的提升的結(jié)果，可以從表1看出。表1呈列的是一張兩年前基于主流芯片ivy bridge架構(gòu)的notebook主機板的設計效率和最終效益的對比，表格中采集了兩種流程的執(zhí)行時間、成本、效率、最終效益等方面的數(shù)據(jù)，其結(jié)果雖然不能代表所有的PCB板設計企業(yè)的運營結(jié)果，但由于采樣品類為主流機型線路板，因此仍然具有較強的代表性。

表1　新舊流程效能改變對照

從前后流程的變革帶來的變化不難發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過采用新流程后，整個研發(fā)周期大大縮短。這對于目前主板主頻速度加速提升，3C產(chǎn)品品類數(shù)量爆發(fā)式增加的今天，顯得尤其重要。新流程在整體設計過程中，將模擬仿真等交互式測試環(huán)節(jié)有機的嵌入關鍵環(huán)節(jié)點中，讓原理設計方與PCB設計人員的溝通交流幾乎得以貫穿始終，這對減少原始設計時的“試錯次數(shù)”和提高線路設計時的布線一次成功率，以及縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期的作用不言而喻。

另一方面，從筆者進行大規(guī)模調(diào)研的市場數(shù)據(jù)來看，以PCB設計產(chǎn)業(yè)鏈中的利潤分配而論，產(chǎn)品原始研發(fā)設計占總體訂單的60%，仿真、測試、修改占總體的15%，而人工占比（人工設計總時長）最大的元器件布局設計和布線設計環(huán)節(jié)只占剩余的20%強。在PCB設計公司調(diào)整過運作流程后，前端設計（前仿真、確定元件封裝等）后移，與后端程序（后仿真、測試修改等）前移，即約有30%-40%的設計環(huán)節(jié)從ODM企業(yè)加入PCB設計企業(yè)完成，約占訂單利潤總額的4.5%-6%；考慮到于此同時，設計周期還有相當幅度的縮短，從總效益增量角度來看，還是相當可觀的。

除了效率提升，利潤增加這些看得見的直接受益外，新流程本身將設計公司與上下游客戶間的聯(lián)系重新塑造成為一個堅實的整體。在這樣一個工作環(huán)境中，客戶會不知不覺對新流程和公司產(chǎn)生極大的依賴性，也擺脫了以往“串聯(lián)式”的單線聯(lián)系的工作方式。從價值鏈角度來說，這樣的新型的流程作業(yè)形式有助于開拓PCB產(chǎn)業(yè)鏈中三種“鏈條”的創(chuàng)生，即“增值鏈”、“協(xié)作鏈”、“虛擬鏈”——“增值鏈”的開拓讓公司業(yè)務向產(chǎn)業(yè)鏈更高端方向移動，提高PCB設計公司設計業(yè)務的附加值；“協(xié)作鏈”的開拓使公司縱向協(xié)作和橫向協(xié)作效能得到極大的提升；而流程改造后，PCB設計公司直接面對上下游客戶的業(yè)務合作，正是價值鏈中“虛擬鏈”的開拓。虛擬鏈的開拓，將公司上下游的企業(yè)連接起來，建立起一個業(yè)務相關的動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟，從而形成一個虛擬的企業(yè)，覆蓋了從設計領域到生產(chǎn)、加工領域一系列的業(yè)務增值過程。

3　結(jié)語

在全球價值鏈模式下，PCB設計產(chǎn)業(yè)通過解構(gòu)原有流程，采用新的運作流程，本質(zhì)上要么為了前向整合高附加值相關產(chǎn)業(yè)，以完成功能升級；要么通過細化協(xié)作方式來完成與相關高附加值產(chǎn)業(yè)特別是這些產(chǎn)業(yè)中的領導企業(yè)之間更緊密的聯(lián)系。這兩種發(fā)展趨勢都能有效的在電子產(chǎn)業(yè)急速發(fā)展、急速優(yōu)勝劣汰的時代，讓PCB設計產(chǎn)業(yè)乃至整個PCB產(chǎn)業(yè)都得到較為穩(wěn)定的發(fā)展，并最終給我國的電子信息產(chǎn)業(yè)的整體升級帶來不可忽視的助益。

參考文獻

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（責任編輯：興安）

中圖分類號：C931

文獻標識碼：A

文章編號：1003-3319（2016）01-00048-04