Vào giữa những năm 1940, công ty Toyota với nhu cầu nâng cao hiệu quả sản xuất để cạnh tranh, đồng thời tại thời điểm đó ngành công nghiệp ô tô Mỹ có năng suất cao khoảng chín lần hơn Toyota(Ohno, 1988). Để tìm ra cách sản xuất hiệu quả hơn Toyota đã tiến hành xem xét phương pháp sản xuất của Mỹ, phương pháp sản xuất này được dựa trên suy nghĩ truyền thống đó là sản xuất hàng loạt (Wu và Wee, 2009). Tuy nhiên phương pháp này là không phù hợp với Toyota vì hạn chế về nhu cầu (Ohno,1988). Vì vậy Toyota sử dụng kết hợp lý thuyết Ford để tạo nên một phương pháp mới để sản xuất những chiếc xe và đặt tên là hệ thống sản xuất Toyota (TPS). Các nguyên tắc cần được thực hiện trong quá trình phát triển để đạt được việc loại bỏ lãng phí theo TPS là:
- Thiết lập dòng chảy công việc một cách liên tục - Gia tăng giá trị từ nhu cầu để tránh dư thừa, lãng phí - Loại bỏ sự quá tải của những người tham gia vào quá trình - Ngăn ngừa các vấn đề chất lượng ngay sau khi phát hiện
- Sử dụng các phương pháp ổn định để duy trì khả năng dự đoán, sử dụng công nghệ để hỗ trợ người lao động cũng như sử dụng các công cụ trực quan để làm nổi bật vấn đề.
Hai trụ cột của triết lýquản lý TPS là"Tôn trọng con người" và "Cải tiến liên tục”. Việc đầu tiên gia tăng giá trị cho các tổ chức là tôn trọng nhân viên, đối tác và khách hàng. Sau đó là tổ chức áp dụng TPS cần tạo ra văn hoá cải tiến liên tục, bằng cách cho phép các nhà phát triển thử nghiệm, lặp lại và học hỏi.
2.4.3 Các lĩnh vực sản xuất áp dụng phương pháp Lean
Bên dưới là kết quả nghiên cứu của Alessandro và cộng sự năm 2011 về các lĩnh vực được đề nghị áp dụng Lean và những thực hành được đề nghị cho từng lĩnh vực. Trong đó sản xuất phần mềm hiện tại đang áp dụng 13 thực hành tốt nhất (13
best practices) và được đề nghị thêm 4 thực hành (best practices) khác để nâng cao hiệu quả sản xuất như sau
Bảng 2-6: Những thực hành hiện tại và đề nghị thực hành Lean theo lĩnh vực
Lĩnh vực Số lượng các thực hành hiện tại Số lượng các thực hành được đề nghị Tổng số các thực hành cho từng lĩnh vực 1 Ô tô, máy tự động 19 6 25 2 Không gian vũ trụ 14 7 21 3 Phát triển phần mềm 13 4 17 4 Hàng tiêu dùng 9 6 15 5 Dịch vụ 9 4 13 6 Xây dựng 6 10 16 7 Quân đội 5 7 12 8 Chuỗi cung ứng thực phẩm 4 7 11 9 Mỏ (dự án) 4 6 10 Hình 2-6: Các lĩnh vực áp dụng Lean và các thực hành được đề nghị
Chi tiết các thực hành và công cụ Lean được đề nghị áp dụng trong lĩnh vực phần mềm như sau:
Hiện tại:
1. Phương pháp tiếp cận Lean
2. Đồng bộ hóa các nhóm dự án/chuẩn hóa quy trình 3. Sự tham gia của khách hàng
4. Tối ưu hóa dòng chảy thông tin (giao tiếp) 5. Tập trung vào hiệu suất đầu ra/thành quả đầu ra 6. Kỹ thuật/thiết kế tinh gọn
7. Tinh gọn hệ thống phân phối
8. Xem dự án như là một hệ thống sản xuất tạm thời/nhất thời 9. Công cụ hỗ trợ trực quan/quản lý trực quan
10.Kaizen (Kaizen in product quality/reliability/Maintainability) 11.Quản lý yêu cầu một cách tinh gọn
12.Nâng cao, phát triển các nhóm đa chức năng 13.Niềm tin vào khả năng tự quản lý của nhóm
Đề xuất áp dụng:
1. Tổ chức hội thảo về Lean 2. Bài học kinh nghiệm Lean 3. Dịch vụ tinh gọn (Lean service)
4. Xu hướng xây dựng văn hóa Lean trong tổ chức
2.5 Sản xuất phần mềm theophương pháp Lean
Lean đã được triển khai áp dụng cho các công ty thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau từ nhiều năm trước và những nguyên tắc, triết lí này được Mary và Tom Poppendieck áp dụng vào lĩnh vực phần mềm từ năm 2003. Nhiều tác giả khác nhau đã cung cấp các nguyên tắc, thực hành Lean khác nhau, có thể kết luận rằng Lean không có nguyên tắc tinh khiết của nó. Theo Curt Hibbs (2008) Lean trong sản xuất phần mềm không phải là các mệnh lệnh mà là các phân tích và mục tiêu mở, nó cung cấp
giá trị cho khách hàng với tốc độ nhanh hơn (chủ yếu thông qua việc loại bỏ các lãng phí). Trong phần này chúng tôi sẽ mô tả các nguyên tắc được đề cập của một số tác giả nổi tiếng có khả năng áp dụng trong phát triển phần mềm.
2.5.1 Sự khác biệt giữa phương phápLean vàphương phápAgile
Các mô hình linh hoạt nói chung như SCRUM, XP, RAP,..có một số thuộc tính riêng biệt khác nhau tuy nhiên những thuộc tính nàychủ yếu đến từ các nguyên tắc cơ bản của Lean nhằm giảm thiểu thời gian, chi phí sản xuất, công sức làm lại (re- work), giảm sự lãng phí và tăng hiệu suất. Tuy nhiên giữa SXPM linh hoạt và SXPM tinh gọn có những sự khác biệt cơ bản như sau
Bảng 2-7: Sự khác biệt giữa Lean và Agile về triết lý cốt lõi
(Nguồn: Bjornvig và cộng sự, 2010)
PPSX PM Lean PPSX PM Linh hoạt
1 Suy nghĩ và làm (Think and Do) Làm (Do)
2 Kiểm tra->Lên kế hoạch-> thực hiện Thực hiện -> Kiểm tra -> Lên kế hoạch
3
Thông tin được chuyển tiếp và phản hồi liên tục
(Được thiết kế để phản hồi với sự thay đổi_response to change)
Thông tin phản hồi liên tục (Phản ứng với thay đổi_react to change)
4 Lượng đầu vào cao Độ trễ thấp
5 Kế hoạch và phản hồi Phản ứng
6 Tập trung vào quy trình Tập trung vào con người 7 Đội, nhóm (Làm việc như một đơn vị) Cá nhân và tương tác 8 Hệ thống phức tạp (Complicated) Hệ thống phức tạp (Complex) 9 Dựa vào tiêu chuẩn Kiểm tra và thích ứng
10 Làm lại trong thiết kế để bổ sung giá trị, trong quá trình thì đó là lãng phí
Giảm thiểu việc làm trước của bất cứ loại nào và làm lại mã để có được chất lượng
11 Đưa ra các quyết định chuyển tiếp (Ma trận ra quyết định có cấu trúc)
Trì hoãn các quyết định (đến thời điểm cuối cùng có thể)
2.5.2 Các nguyên tắc Lean
Một vòng đời phát triển phần mềm hoặc một quá trình quản lý dự án có thể được cho là "Lean" nếu nó được liên kết với các giá trị của sản xuất phần mềm Lean và các nguyên tắc của phát triển phần mềm hướng Lean. Vì vậy, công ty muốn thực hiện Lean trong sản xuất phần mềm phải thiết kế quá trình phát triển phần mềm riêng của mình bằng cách tìm hiểu các nguyên tắc Lean và áp dụng các giá trị cốt lõi của Lean.
2.5.2.1 Các nguyên tắc Lean trong sản xuất (Không phải SXPM)
Taiichi Ohno (1988) đã đưa ra 12 nguyên tắc trong đó
Loại bỏ lãng phí (O1) là nguyên tắc đầu tiên trong hệ thống sản xuất Toyota, ông cũng xác định 7 loại lãng phí trong sản xuất.Nguyên tắc thứ hai là xây dựng chất lượng từ gốc (O2) hay làm đúng ngay từ đầu để giảm thiểu khuyết tật và chi phí sửa lỗi. Để đảm bảo được các sản phẩm chất lượng, Ohno cũng đề xuất sử dụng máy móc tự động hóa (O3) trong sản xuất.Máy móc tự động hóa có thể làm giảm việc sản xuất thừa và mặc khác nó tối thiểu sản phẩm lỗi.Một nguyên tắc khác mà Ohno đề xuất là giảm nhịp độ sản xuất (O4-slow growth production), ông không chủ trương sản xuất hàng loạt (mass production) vì nó đem lại nhiều sự lãng phí. Dòng chảy quá trình (O5) là một nguyên tắc mà JIT được sử dụng để thiết lập nguyên tắc này.Ngoài ra tối thiểu hóa chi phí (O6) sản xuất cũng là một nguyên tắc trong đó nhấn mạnh giá trị sản phẩm đem lại cho khách hàng, khuyến khích từ bỏ cách tính toán lợi nhuận truyền thống (Giá bán = Lợi nhuận + Chi phí thực tế). Nguyên tắc tiếp theo là trao quyền cho nhóm (O7) vàphát triển nhóm đa kỹ năng (O8) để nâng cao hiệu quả sản xuất.Nguyên tắc 9 là cân bằng mức độ sản xuất (Production leveling) (O9), chuẩn hóa công việc, quy trình(O10), nhận diện nguồn gốc vấn đề (O11) nhằm đưa ra giải pháp có thể giải quyết triệt để vấn đề và xây dựng hệ thống “Kéo” (O12) sản phảm từ khách hàng chứ không phải đẩy sản phẩm cho khách
hàng. Chỉ làm những gì khách hàng mong muốn và những gì đem lại giá trị cho khách hàng.
Các nguyên tắc Lean của Womack &Jones (2003)
Womack and Jones (2003) đưa ra 5 nguyên tắc Lean như sau
Hình 2-7: Các nguyên tắc Lean của Womack and Jones 2003
Hiểu được giá trị mà khách hàng mong muốn (WJ1-Understand Customer Value) Chỉ có những gì khách hàng cảm nhận là giá trị quan trọng thì mới quan trọng đối với sự phát triển sản phẩm.
Phân tích chuỗi giá trị (WJ2) Một khi giá trị cần thiết để cung cấp cho khách hàng đã được xác định, bạn cần phải phân tích tất cả các bước trong quy trình kinh doanh của bạn để xác định những nhân tố thực sự giá trị. Nếu một hành động không gia tăng giá trị, bạn nên xem xét đổi hoặc loại bỏ nó từ quá trình này. Tạo dòng chảy công việc liên tục (WJ3) thay vì di chuyển các sản phẩm từ một trung tâm làm việc đến trung tâm tiếp theo với số lượng lớn, quy trình sản xuất nên tạo dòng chảy liên tục từ nguyên liệu đến thành phẩm trong các tế bào sản xuất chuyên dụng.
Xây dựng hệ thống kéo (WJ4) thay vì sản xuất và tồn trữ hàng tồn kho, công ty nên thiết lập hệ thống kéo từ nhu cầu khách hàng tới thành phẩm. Công việc tiếp sau sẽ không được thực hiện trừ khi cóyêu cầu từ bước kế tiếp nó.
Sự hoàn hảo
Hệ thống kéo
Dòng chảy công việc
Phân tích chuỗi giá trị
Hoàn thiện (WJ5) Khi loại bỏ lãng phí từ các quá trình và sản phẩm được sản xuất từ dòng chảy liên tục theo nhu cầu từ khách hàng, bạn sẽ nhận ra rằng không có sự kết thúc trong việc cố gắng giảm thời gian, chi phí, không gian, những khuyết tật và công sức.
Liker & Morgan, 2006 đưa ra 13 nguyên tắc chia thành 3 nhóm là con người, quy trình và công cụ như sau. Bằng cách sử dụng các nguyên tắc và thực hành, ông mô tả giá trị cốt lõi và bản chất của sản xuất tinh gọn trong một mô hình được gọi là hệ thống sản xuất sản phẩm tinh gọn (Lean Product Development System: LPDS). Mô hình LPDS có ba nhóm (1) quá trình, (2) những người lao động có tay nghề cao và (3) các công cụ và công nghệ. Chúng được mô tả bằng 13 nguyên tắc bên dưới Bảng 2-8: Các Nguyên tắc Lean của Liker & Morgan 2006
Nhóm Nội dung chính
Quy trình
LM1. Thiết lập giá trị khách hàng để phân biệt những hoạt động mang lại giá trị gia tăng và loại bỏ lãng phí
LM2. Trước khi vào quá trình phát triển sản phẩm cần phải có
không gian thiết kế tối đa để khám phá triệt để các giải pháp thay
thế
LM3. Tạo ra một dòng chảy quá trình phát triển sản phẩm LM4. Sử dụng nghiêm ngặt tiêu hệ thống tiêu chuẩn để giảm biến thể, tạo sự linh hoạt và dự đoán kết quả
Lao động có tay nghề cao
LM5. Phát triển một hệ thống kỹ sư trưởng phát triển để tích hợp từ đầu đến cuối
LM6. Tổ chức để cân bằng chức năng chuyên môn và tích hợp chức năng chéo
LM7. Phát triển kỹ thuật và năng lực trong tất cả kỹ sư
LM8. Tích hợp đầy đủ các nhà cung cấp vào hệ thống phát triển sản phẩm
LM9. Xây dựng môi trường học tập và cải tiến liên tục LM10. Xây dựng một nền văn hóa không ngừng cải thiện
Công cụ và kỹ thuật
LM11. Công nghệ phải thích ứng cho phù hợp với con người và quy trình của bạn
LM12. Sắp xếp tổ chức của bạn một cách đơn giản, truyền thông trực quan
LM13. Sử dụng công cụ tiêu chuẩn hóa
2.5.2.2 Các nguyên tắc Lean áp dụng trong SXPM
Các nguyên tắc cơ bản thật sự không thay đổi theo thời gian hay không gian, trong khi những công cụ và thực hành thì tùy thuộc vào từng tình huống cụ thể. Những công cụ và thực hành nên được phân biệt như bạn chuyển từ một môi trường sang môi trường khác và họ cũng thay đổi như một tình huống phát triển (Mary & Tom Poppendieck, 2003).
Ahlstrom và Karlsson (1996, 1998) đã mô tả 8 nguyên tắc Lean cho phát triển sản phẩm phần mềm.
- (A1) Loại bỏ lãng phí là nguyên tắc đầu tiên của Lean: lãng phí là một cái gì đó không mang lại giá trị cho khách hàng
- (A2) Cải tiến liên tục là cải thiện hệ thống sản xuất dần dần, nơi hoàn hảo là mục tiêu duy nhất.
- (A3) Không khuyết tật (không lỗi) để đạt được chất lượng cao, cần có sự tập trung của tất cả các bộ phận và làm đúng từ khi bắt đầu sản xuất.
- (A4) Lịch trình kéo: một nguyên tắc khác là lập lịch trình kéo mà sản phẩm được thông qua một hệ thống kéo (đơn đặt hàng, yêu cầu).
- (A5) Phát triển nhóm đa chức năng. Nhóm đa chức năng dùng để chỉ những đội hoặc một nhóm người lao động có thể hoạt động nhiệm vụ khác nhau. Thống kê cho thấy một nhóm đa chức năng có thể thực hiện tốt hơn nhiều so với bất kỳ tổ chức công việc truyền thống.
- (A6) Trao quyền cho nhóm, phân cấp trách nhiệm là nguyên tắc mà không có đội ngũ giám sát thực hiện nhiệm vụ giám sát. Nó cũng giúp làm giảm mức độ phân cấp trong tổ chức.
- (A7) Xây dựng đội ngũ lãnh đạo đảm nhiệm tất cả các vai trò giám sát như tư vấn, huấn luyện, hỗ trợ,..cho nhóm đa chức năng.
- (A8) Hệ thống thông tin theo chiều dọc đề cập đến luồng thông tin trực tiếp đến người ra quyết định có liên quan. Nó giúp thông tin phản hồi nhanh và hành động khắc phục ngay lập tức
Poppendieck& Poppendieck (2003) đã đề xuất bảy nguyên tắc Lean trong sản xuất phần mềm như sau
- (P1) Loại bỏ lãng phí, loại bỏ tất cả các tính năng không đem lại giá trị cho khách hàng.
- (P2) Đề cao việc học tập liên tục (Amplify learning) Sau mỗi vòng phát triển lặp có rất nhiều bài học được rút ra và đừng bao giờ kì vọng một sản phẩm hoàn hảo ngay từ lần đầu tiên bàn giao.
- (P3) Hoãn cam kết tức là quyết định muộn thì tốt hơn là quyết định sớm nhưng mang lại nhiều sai sót, quyết định muộn nhưng có đầy đủ thông tin và dữ liệu cần thiết cho quyết định đó.
- (P4) Cung cấp sản phẩm càng nhanh càng tốt để nhanh chóng nhận được phản hồi của khách hàng cho biết “what they need now” (khách hàng cần gì) và thay đổi cho phù hợp
- (P5) Trao quyền cho các nhóm phát triển (dự án), cho họ khả năng ra quyết định trong phạm vi công việc
- (P6) Xây dựng tính toàn vẹn tức là bàn giao cho khách hàng sản phẩm mà họ cần
- (P7)Xem xét toàn bộ, các chuyên gia cần xem xét tổng thể và nâng cao hiệu
suất cho toàn hệ thống
Poppendieck và Cusumano (2012) gần đây đã mô tả 7 nguyên tắc Lean sửa đổi của họ năm 2003 cho SXPM dựa trên kinh nghiệm triển khai. Tác giả gợi ý Lean như một tập hợp các nguyên tắc chứ không phải là một tập các thực hành (best practice). Sau đó áp dụng nguyên tắc Lean trong phát triển phần mềm có ý nghĩa hơn và tăng chất lượng sản phẩm. Các nguyên tắc đó là
- (PC1) Tối ưu hóa toàn bộ: là để xác định nhu cầu của khách hàng và những gì sẽ có giá trị với họ
- (PC2) Loại bỏ lãng phí: xác định các tính năng không cần thiết, các chức năng đang phát triển dở dang, giảm thời gian chờ, sửa lỗi,..
- (PC3) Xây dựng chất lượng từ đầu - (PC4) Học hỏi liên tục
- (PC5) Bàn giao sản phẩm sớm để nhận được phản hồi sớm nhất có thể từ khách hàng
- (PC6) Sự tham gia của tất cả mọi người
- (PC7) Cải tiến liên tục để tốt lên từng ngày, không có sự kết thúc của tốt nhất vì vậy tổ chức và cá nhân phải liên tục cải thiện mình
Middleton và cộng sự (2005) Lean là một phương pháp kết hợp mà nó tập trung vào tất cả các đặc điểm của tổ chức đặc biệt về phát triển con người. Cácnguyên tắc được tuân thủ trong môi trường SXPM đó là thiết lập dòng chảy công việc liên tục (MA1) bằng cách ước lượng số lượng công việc và làm cho quá trình suông sẻ. Nguyên tắc thứ hai là phải xác định giá trị khách hàng mong muốn (MA2) sau đó tiến hành thiết kế ma trận cấu trúc (MA3), phân bổ nhịp độ hoặc Takt time (MA4) sao cho công việc không bị ùn tắc. Nguyên tắc thứ 5 là liên kết các quy trình (MA5)
