تنها ۲۰ سال پیش، فناوری‌هایی که اغلب تحت عنوان نسل سوم مهندسی از آنها یاد می‌شد، از جمله طراحی سه‌بعدی کامپیوتری، شبیه‌سازی و مدیریت داده‌های محصول، به‌روزترین نوآوری‌ها به‌شمار می‌رفتند. در حال حاضر، این نوآوری‌ها به واسطه شکل‌گیری قابلیت‌های جدید از قبیل ادغام و تحلیل داده‌های جمع‌آوری شده از سراسر سازمان به کمک ابزارهای کاربرپسند جهت تسریع چرخه توسعه، توسعه کارآمد محصولات و کسب اطمینان از کیفیت مطلوب مناسب و انطباق محصول با نیازها و کاربردهای موردنظر مشتری دیگر چندان نو نیستند. به دنیای مهندسی نسل چهارم خوش آمدید!

مسابقه‌ای پیش‌رو است و در حال‌حاضر با سرعت فزاینده‌ای در حال شتاب‌گیری است. اما سازمان‌هایی که در پی جهش به این دنیای جدید هستند باید بر شش حوزه تمرکز داشته باشند. نخستین حوزه انتخاب چشم‌انداز و نقشه راه است. سه بعد دیگر فنی هستند: پلت‌فرم‌های داده، معماری نرم‌افزار و ابزارهای دیجیتال. امکانات و مهارت‌های پیشرفته یکی دیگر از این حوزه‌ها است که جهت تحقق نتایج مطلوب ضروری است و شیوه‌های جدید کار به‌طور خاص ایجاد محیط‌های کاری چابک در سازمان نیز آخرین حوزه است. بسیاری از سازمان‌ها در حال‌حاضر در یکی از این حوزه‌ها مشغول فعالیت هستند. فاتحان نیز در تمامی شش حوزه اقدامات قابل‌توجهی انجام داده‌اند.

گذار به مهندسی نسل چهارم ( ۴.۰ )

عوامل متعددی در شکوفایی نسل چهارم مهارت‌های مهندسی ایفای نقش می‌کنند. یکی از این عوامل پیشرفت در قدرت پردازش سازمان است، فناوری هر روز بیش از گذشته توانایی پردازش داده‌های بیشتر و انجام شبیه‌سازی‌های پیچیده‌تر را ممکن می‌سازد. فناوری اینترنت اشیا دستگاه‌های مجهز به سنسورها و مانیتورها را به یکدیگر متصل می‌کند تا پردازنده‌ها اطلاعات را با جزئیات بیشتر و دقیق‌تر پردازش کنند. هوش مصنوعی بهینه‌سازی طراحی را به‌ویژه در بخش تولید افزوده (یا چاپ سه‌بعدی) خودکار کرده است، چراکه دیگر فرآیندهای الگوریتمی هدایت‌شده آن به واسطه قراردادهای مهندسی محدود نمی‌شوند.

این نوع پیشرفت‌ها نه‌تنها کارآیی بیشتر ماشین‌ها بلکه بهبود و افزایش همکاری میان انسان‌ها را منجر شده‌اند. فناوری‌های مبتنی بر پردازش ابری امکان همکاری بهتر ما را فراهم می‌کنند. دسترسی آزاد زمینه کاهش یا حذف محدودیت‌ها در استفاده از اطلاعات، نوآوری و طراحی را فراهم می‌کند، به این ترتیب دسترسی سریع‌تر و گسترده‌تر به محیط و ابزارهای شغلی از منابع مختلف میسر می‌شود. شیوه‌های چابک کار از ابزارهای جدید و اشکال پیشرفته کار تیمی و همچنین همکاری برای افزایش سرعت و انعطاف‌پذیری بهره می‌برد.این یک ترکیب قدرتمند است. بررسی‌ها حاکی از آن است شرکت‌هایی که موفق به پیاده‌سازی مناسب نسل چهارم مهندسی شده‌اند، می‌توانند زمان حضور در بازار را تا چهار برابر بهبود بخشند و البته در انطباق‌پذیری بیشینه با نیازهای مشتری نیز موفق عمل می‌کنند اما این تغییر یک‌شبه اتفاق نخواهد افتاد.

شش مولفه کلیدی این نسل

حرکت به سوی نسل چهارم مهندسی مستلزم تلاش واقعی برای جایگذاری بلوک‌های لازم در محل مناسب است. منافع قابل‌توجهی در نتیجه توانمندسازی تیم‌های مهندسی به واسطه توسعه پلت‌فرم‌ها، ابزارها و قابلیت‌ها و همچنین دسترسی گسترده به داده‌ها و استقرار شیوه‌های چابک کار نصیب سازمان می‎‌شود. اکثر سازمان‌ها به جذب یا تقویت منابع و توانایی‌های خود در هر حوزه نیاز مبرم پیدا خواهند کرد.

۱. تعیین چشم‌انداز و نقشه راه روشن. یک برنامه خوش تعریف اولویت‌بندی و زمان‌بندی پیاده‌سازی طرح‌های دیجیتال و سایر طرح‌های پیشنهادی را برای سازمان میسر می‌سازد. اولین گام اتفاق‌نظر پیرامون مجموعه‌ای از طرح‌های پیشنهادی و ابتکارات است که به اندازه کافی برای اعمال تغییر در عملیات و در افزایش حداکثری منابع موجود سازمان تاثیرگذار هستند. در قدم بعد، سازمان باید برای هر طرح پیشنهادی یک طرح کسب‌وکار تدوین کند و اهداف، اولویت‌ها و زمان‌بندی‌های قابل‌اجرا را تعیین کند. این جدول زمانی باید هم‎افزایی لازم را در استفاده از منابع بین پروژه‌ای و در جلوگیری از هدر رفت آنها با یک دید کلی از وابستگی‌های طرح‌های پیشنهادی و ترسیم مسیر بحرانی برای اتمام کار در نظر داشته باشد.

۲. پلت‌فرم‌های داده. دسترسی به اطلاعات محصول و دسترسی به داده‌های باز برای مهندسان به‌منظور افزایش و بهبود بهره‌وری ضروری است. سازمان‌های موفق، اطلاعات مربوط به کاربرد محصول را برای بهبود طراحی و نگهداری از آن استفاده می‌کنند. آنها حلقه‌های بازخورد خودکاری را ایجاد می‌کنند که داده‌های تشخیصی و برگرفته از سنسور را گردآوری می‎کنند تا بتوان در آینده از آنها برای تعمیر و نگهداری محصول و رفع مشکلات طراحی محصول استفاده کرد. این سازمان‌ها همچنین دسترسی به داده‌های باز را برای مهندسان فراهم می‌کنند که منجر به کاهش بار اجرایی و تاخیر در توسعه محصول می‌شود.

۳. معماری نرم‌افزار. روش‌های بهبود یافته جمع‌آوری داده و دسترسی آزاد به اطلاعات به‌طور معمول نیازمند بازطراحی معماری نرم‌افزار سازمان است. امروزه مدیران به این منظور چندین اصل مشترک را دنبال می‌کنند. آنها با رعایت اصل «یک بار بنویس و در همه شرایط استفاده کن»  امکان استفاده انعطاف‌پذیر از ویژگی‌های جدید را فراهم می‌کنند.

۴. ابزارهای دیجیتال. مهندسین امروز می‌توانند علاوه‌بر روش‌های طراحی به کمک رایانه، از ابزارهایی مانند مدل‌های دیجیتال برای شبیه‌سازی ویژگی‌ها و عملکرد محصول و در نتیجه رفع نیاز به تولید مدل‌های فیزیکی استفاده کنند. مهندسان می‌توانند به کمک نمونه‌سازی سریع، آزمایش و فرآیندهای حل مساله مشکلات طراحی را قبل از رسیدن به مرحله تولید فیزیکی شناسایی و رفع کنند. علاوه‌بر این، ابزارهای دیجیتال استفاده از روش‌های جدید همکاری مجازی را امکان‌پذیر می‌کنند.

۵. توانمندی‌ها و مهارت‌های پیشرفته. بهره‌گیری از ابزار و تکنیک‌های دیجیتال نیاز سازمان به جذب و حفظ نیروهایی با قابلیت‌های پیشرفته و مهارت‌های تخصصی مانند متخصصان داده و معماران نرم‌افزار را پررنگ‌تر از پیش خواهد کرد. تجربه نشان داده است سازمان‌ها بسته به آرمان‌های خود و میزان شکاف موجود میان این آرمان‌ها و توانایی‌های فعلی‌‎شان رویکردی را برای به دست آوردن یا تقویت قابلیت‌های خود اتخاذ می‌کنند.

۶. رو‌ش‌های چابک کار. بلوک نهایی ساختمان مهندسی ۴.۰ که مهم‌ترین مولفه آن به‌شمار می‌رود شامل اتخاذ رویکردی چابک نسبت به طراحی و توسعه محصول است. در عصر دیجیتال، سازمان‌ها باید پیاده‌سازی طرح‌های ابتکاری، رفع تاخیرهای پرهزینه و بهبود مستمر تجربه خرید مشتری را بهبود بخشند. چابکی که بر تیم‌سازی متقابل و یک رویکرد سریع تکراری مبتنی است، دارای پیشینه‌ای مثبت در این زمینه‌ است. سازمان‌ها می‌توانند پیچیدگی عملیات داخلی را از این طریق کاهش دهند و فرصت‌های قابل توجهی برای کاهش زمان چرخه، طراحی محصولات بهتر و افزایش روابط مشتری ایجاد کنند.

موانع

هرکدام از مولفه‌های اشاره شده به‌طور خودکار نیرویی قدرتمند برای افزایش بهره‌وری و تحقق نتایج بهتر هستند. اما تجربه نشان داده است هنگامی که سازمان‌ها سعی می‌کنند به‌طور همزمان به استقبال تغییر در ابعاد مختلف بروند، اغلب با مقاومت سازمانی و برخی محدودیت‌های رایج دیگر روبه‌رو می‌شوند. علاوه‌بر این، شناسایی و جذب کارکنانی که دارای قابلیت‌های دیجیتال مورد نیاز هستند، می‌تواند برای شرکت‌هایی که در این زمینه تجربه نداشته و یا سابقه کمی دارند، چالش‌برانگیز باشد. به‌طور قطع هر سازمانی در این راستا مسیر سختی پیش رو دارد، اما نباید این اصل را فراموش کرد که استعداد، استعداد را جذب می‌کند. سازمان‌هایی که در حال حاضر این استعدادها را در اختیار ندارند، از دو بعد مختلف به چالش کشیده می‌شوند، چرا که هم باید برای کسب مهارت‌های مورد نیاز از قبیل تخصص دیجیتال در سطوح مختلف سازمانی تقلا کنند و هم با دیگر سازمان‌هایی که بر تکنولوژی‌های روز تمرکز دارند، وارد رقابت شوند. البته، سازمان‌ها در کوچ از معماری سنتی و یکپارچه خود به فناوری‌های دیجیتال و همزمان حفظ تداوم کسب‌وکار نیز با مشکل مواجه هستند. آنها باید بین نیاز به تغییر فناوری (و همچنین مدل‌های توسعه محصول و عملیات) با نیاز به مدیریت کسب‌وکار خود توازنی قابل قبول ایجاد کنند.

تغییرات بزرگ، نتایج بزرگ

اکثر سازمان‌ها باید تغییرات بزرگی در نحوه عملکرد خود در قبال پذیرش نسل چهارم مهندسی ایجاد کنند، اما این تغییرات به زمان بیشتری نیاز دارند. یکی از خودروسازهای برتر، مطالعه‌ای جامع برای شناسایی نقاط درد سرنشینان و ناهمواری‌های جاده‌ها برای بهبود طراحی و عملیات مهندسی خود انجام داد. نتایج این بررسی به یک برنامه تحول عظیم ختم شد که شامل تغییر در سیستم‌های دیجیتال و نرم‌افزاری و همچنین استفاده از رویکردها و روش‌های جدید عملیاتی در زمینه‌های مختلف، از جمله نحوه استفاده از داده‌ها در طراحی، نحوه همکاری‌ها بین واحدهای مختلف و نحوه استفاده از ابزارهای مجازی‌سازی، هوش‌مصنوعی و شبیه‌سازهای جدید محصول بود. این شرکت ۱۹ تغییر موفق را عملیاتی کرد و دو تا چهار برابر بهبود در زمان چرخه توسعه را تحقق بخشید. با استفاده از ابزارهای دیجیتال، این سازنده خودرو توانست حدود ۴۰ درصد از مشکلات موجود در فرآیند طراحی فیزیکی را از بین ببرد.

نسل چهارم مهندسی به سرعت غیر قابل باوری به یک مزیت رقابتی برای سازمان تبدیل خواهد شد. از آنجا که فناوری‌های دیجیتال در زمینه بهبود سرعت کسب‌وکار همواره در حال پیشرفت هستند در نهایت منجر به گسترش توانمندی‌های سازمان‌ها می‌شوند. با توجه به پیچیدگی گذر به نسل چهارم مهندسی و زمان مورد نیاز برای تحقق آن، سازمان‌های مختلف در تقلای آغاز سفر به دنیای جدید مهندسی هستند، این در حالی است که آنها هنوز از مزیت‌های رقابتی ممتاز برای ادامه حضور در بازارهای هدف خود برخوردارند.