精益实现又好又快研发 - 文章

精益实现又好又快研发

作者：安世亚太赵敏

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党的十七大报告的“五化”中把信息化摆在第二位，同时提出了“信息化”与“工业化”融合的战略。那么“信息化”与“工业化”融合之后的产物必然是提供高附加值的产品。提高产品附加值的核心就是要实现产品增值上市（Value To Market）和产品快速上市（Time To Market），即实现“又好又快”的研发。

实现高附加值的产品，精益研发是关键

在过去几十年中我们长期处在国际分工的外围和产业链的下游，86%的研发投入和90%以上的发明专利都掌握在发达国家手里。因要实现从“中国制造”到“中国创造”的转变，实现“又好又快”的研发，信息化手段必不可少。长期以来我们对用信息化手段来提升产品研发非常关注，企业也在研发环节应用了很多相关的单元技术或集成技术，基本原理是从手工作业变成信息化作业，从离散系统变成集成系统，从少量协作或者无协作变成有协作乃至大规模协作，从串行工程变成并行工程。

总之，通过传统的信息化手段有效地提升了企业的产品研发效率（即实现了“快”），但对于如何提高产品的附加值，获得高技术含量的产品（即实现“好”）仍然缺乏有效的手段。就需要中国的制造业信息化也必须升级和发展，即：

1. 2D/CAD→3D/CAD →CAD/CAM，CAD/CAE → … →CAX；

2. 事后仿真→设计仿真→数字样机预研仿真；

3. 单参，单学科→多参，单学科→多参，多学科→多参，多学科，HPC；

4. 结果质量→流程质量→… →质量设计→网络质量；

5. 无协同→团组协同→企业协同→虚拟企业协同；

6. 大装配→几何样机→功能样机→性能样机；

7. 产品快速上市→产品正确上市 →产品增值上市。

以上这些技术的发展，归结为一句话，就是要实现精益产品研发。所谓精益产品研发，就是一种以精益为目标、以研发总线为统筹、以虚拟样机为载体的研发方法。它集成了创新设计、协同仿真以及质量设计三大核心技术，实现产品性能跨越式的提升，为客户带来超出预期的价值。企业通过实施精益产品研发，实现投入最少，效益最高，研发最优。

精益研发的三大核心技术

精益产品研发是顺应制造业信息化技术发展的趋势，其核心技术是创新设计、协同仿真和质量设计。

1. 技术创新

据统计，人类总结出来的创新方法有360多种，常用的方法：联想法、逆向法、知识链法、形态分析法、属性列举法、奥斯本设问法、和田十二法、5WIH法、头脑风暴法等。

1946年，前苏联发明家根里奇·阿奇舒勒发现并总结出了发明创新的规律，奠定了现代技术创新的理论基础——TRIZ（发明问题解决理论）。
20世纪90年代初中期以后，伴随着前苏联解体，TRIZ开始在全球传播。最近几年，TRIZ与知识工程、知识管理、价值工程、QFD、6-西格玛、IT技术等相结合，引发了创新方法与工具的革命，催生了基于创新方法学和知识的第三代CAI软件，让创新设计有了专用的信息化工具。CAI的出现，弥补了CAD难以做概念设计的缺点，让产品的改进可以从原始级创新做起，加大了产品的差异化程度。另外，通过引入对新的产品结构、新的工艺、新的材料而实现产品结构的简化、可靠和去除不必要的功能，可以有效地节约开发研发成本。

2. 协同仿真

广义的仿真包括CAD 、CAM 、CAE 及CAT 等。狭义的仿真专指以CAE 为代表的有限元分析工具。仿真从单学科，单参数，使用后或者研制后验证与校核，无协同或者团组协同，逐渐发展到以面向复杂产品工程，研发阶段的数字化样机仿真，面向全企业协同，多学科，多参数，多场耦合，高性能计算等为特色的现代协同仿真技术。

CAE的目的在于求异，要求在某个学科来做深入、做专业，例如做强度分析、电磁分析、噪音分析、寿命分析、流程分析等。由于CAE是求异的，结构和网格不统一，输入和输出不统一，知识表述等也不统一，因而形成了很多仿真信息“孤岛”。

协同仿真比较好地解决了以上问题。以协同仿真平台的方式，将产品仿真过程中人、技术、业务等诸多方面实现协同，将多学科、多参数、多场的问题耦合起来计算，由此可以获得比各个单项CAE更为综合、更为准确的产品性能参数，有效地提高产品的技术含量。

3. 质量管理

20世纪30年代，休哈特提出了统计质量控制理论。到了60年代，著名的计算机学家费根鲍姆提出了全面质量管理的概念。在20世纪70～80年代，质量管理在日本获得了空前发展，产生了诸如JIT、看板生产、QFD、田口方法等质量工具。

现代质量管理经历了一个“点、线、面、体、网”的发展轨迹。即：

（1） “点”——质量检验阶段；

（2） “线”——（SPC）向过程和预防的前端延伸/发展；

（3） “面”——（T Q C / C W Q C ）向所有职能领域的扩展；

（4） “体”——（TQM）大质量的系统化管理；

（5） “网”——面向利益相关方的质量链/价值链。

可以说现代质量管理的终极目标是“顾客满意”。最终逐渐向着质量工程（QE）迈进。从管理的模式来说，现在已经实现了大质量的系统化管理MDQ。通过MDQ，不仅可以从源头设计产品质量，提高产品的可靠性，而且可以通过JIT、看板等管理模式，减少不必要的研发环节，简化不必要的功能，减少时间和原材料的浪费，节约大量的成本。

创新、质量还是仿真殊途同归，在精益研发中，每一项技术都有这两个功能，一个是有效的提高产品的附加值，增加它的技术含量，另外一个是能够有效地降低成本。

总线技术是实现精益研发的关键

安世亚太充分注意到了这个新的市场动向，及时提出并实现了CAI、CSE、MDQ三大技术的集成，推出了集成化的PERA精益研发平台，该平台由创新设计子平台、协同仿真子平台、质量设计子平台三大子平台构成。通过精益研发总线实现三个子平台既相互关联，又可独立运行，并且可与CAD/CAM/CAP/PDM 等基础研发平台形成良好的协同与集成。

PERA-精益研发总线

以质量为例，研发过程分成四大阶段，概念设计、方案设计、详细设计和样机实验，

1. 在研发过程的四个大阶段和每个小阶段，三大平台都综合在一起进行应用，完成从创新到仿真到质量优化的一个迭代过程；整个过程得到严格的过程质量控制；系统支持不同的研发质量体系，包括9 000或各行业自己的质量体系；

2. 从客户需求一直到产品交付，通过综合质量展开，把客户需求层层展开，贯穿研发的整个过程，保证客户需求得到精确保障；

3. 在研发的每个环节，通过可靠性工具从正向和逆向对整个产品的可靠性指标或相关指标进行计算和保障；

4. 通过质量数据总线把产品指标层层分解，进行精确映射，保障整个产品的指标得到精确保障。

制造业信息化技术发展趋势

结论

总之，通过集成化的PERA精益研发平台，可以让研发做“对”（创新设计子平台）、让研发做“优”（协同仿真子平台）、让研发做“精”（质量设计子平台），实现“又好又快”的研发，提升产品的高附加值。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/30/2008)


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