精益研发对症下药解决企业产品研发中的常见问题

作者：安世亚太

欢迎访问e展厅 展厅 2 CAE/模拟仿真展厅 通用有限元分析软件, 结构分析软件, 动力学分析软件, 声学分析软件, 板料冲压成形模拟软件, ... “从‘中国制造’到‘中国创造’”、“创新创造价值”、“企业创新战略”，这些恐怕是最近几年来最热门的词句了，各种舶来的“创新思维”在媒体的“高热度聚焦”下，早已令人耳熟能详。那么，谁又能告诉我们，面临“中国创造”之路上众多具体而微的问题，面对国内企业自主研发能力薄弱的现状，有没有一套经过实践检验的、适合中国本土企业且行之有效的解决办法呢？欧美的科技强国逐步建立现代产品研发体系用了将近80年的时间，难道我们的企业也要“摸着石头过河”再等上近百年才能实现高质量、高效率的产品创新？ 答案是否定的。牛顿说过：“如果说我能够看得更远，那是因为我站在了巨人的肩膀上！”中国企业在研发体系建设方面已经有了30多年的历史，在信息技术的利用方面也超过了20年的时间。借鉴欧美强国的研发经验，中国企业已经迈进了现代研发体系的门槛，并在信息技术的推动下高歌猛进。尽管问题重重，现在还是到了更上一层楼，建立面向世界、符合中国企业特色的研发机制、研发流程、研发平台和研发标准的时候了。安世亚太恰逢此时脱颖而出，凭借自身10余年为企业建立研发信息化平台、提供研发技术服务的深厚积累，提出了“精益研发”创新研发战略，并为企业提供了可以深入内部流程，梳理和完善企业研发流程的信息化平台——“精益研发”平台——以精益为目标、以精益研发总线为统筹的企业数字化样机研发平台。 本文将以部分企业研发中的典型问题为力例证，说明精益研发是如何帮助企业实现研发能力和产品质量的双重提升的。 研发典型问题与精益研发 1． 研发项目前期的规划和目标定义 我们可以把创新产品的研发分为两个阶段：第一，根据客户市场需求，制订研发规划和确立研发目标；第二，按照前期规划和目标，研发满足客户市场需求的产品，并完成后续制造生产环节，进而投向市场。相当一部分中国企业在产品研发过程中，面临的首要问题就是缺乏整体研发规划和研发项目的目标定义与分解展开，或者这部分工作过于粗放，而不够精益。 很多企业在研发规划阶段也确实根据市场需求建立了产品研发的战略愿景和产品平台发展规划，但在具体执行阶段，产品线的研发规划和具体研发项目的目标确立则缺乏行之有效的办法，产品开发与市场需求相互脱节，研发资源的配置也缺乏依据，最终造成为了研发而研发，甚至导致研发资源的虚耗。 如何才能根据市场的需求，进行精细的产品线研发规划和具体研发项目的目标确立呢？精益研发提供了相应的信息化平台。精益研发提供了一种可靠的质量功能展开(quality function development，QFD)方法，能将客户意见和质量要求转化、细化为具体研发项目的技术、功能指标，实现“以客户为中心的”研发。 以手机产品的研发为例，市场调查指出，客户需要体积小巧、能耗低、具备网络连接功能、人机界面友好的产品，这些粗放的以客户需求为中心的需求非常笼统、模糊。如果研发团队按照这些需求去管理研发项目，并执行后期的生产、制造环节，是根本无法实现的。这些模糊的市场客户需求必须转换成具体的、可测量的技术指标，并细化到产品整体系统的每一个子系统中去。这些具体、细化的指标才是研发项目顺利执行，并最终实现产品研发规划、达到客户功能质量需求的保证。而明确的功能、技术指标，也使企业可以集中优势资源解决关键的技术问题，避免资源的不合理分配。 精益研发在从客户分析到产品交付的整个过程中，通过质量功能展开，把客户功能需求一层层展开，贯穿研发的过程，实现客户需求的精确保障。在研发的每一个环节，通过可靠性工具，对整个产品的可靠性等相关指标进行计算、分析以及保障。 2．加强研发项目管理 以客户为中心的产品开发是一项综合性的活动，需要企业围绕产品研发规划和质量功能目标，调动所有相关资源参与其中。一个完整的产品研发项目除了有清晰的目标外，资源配置、成本核算、质量管控、周期控制、阶段目标细分、上下层任务的约束与配合、阶段里程碑都必不可少。而且，作为一项跨部门的企业活动，产品研发不仅仅涉及技术部门或研发部门，还要工艺、工装、制造、财务、生产计划等其他职能部门的参与。如何将众多部门的多种资源因素贯穿在产品研发项目中，并形成整体力量呢？ 精益研发所建立的企业整体信息化研发平台正是解决这一问题的金钥匙。实施精益研发的企业可以将围绕产品研发的各种资源和各个部门统一到PERA精益研发平台上进行管理，通过PERA.Portal门户为跨部门产品研发的各个环节提供信息的检索、共享等服务，而贯穿整个研发项目的将是质量总线。质量总线是整个平台的神经网络，连接产品研发项目的各个指标，并将这些指标进行分层细化。质量总线将汇集产品研发各过程、各阶段的质量、性能指标，以直观的形式展现给企业的决策人员、研发执行人员和相关参与人员。质量总线将成为研发项目管理的最佳手段，总体协调精益研发的创新设计、质量设计和协同仿真三大平台，并成为研发资源分配、研发团队管理的关键依据。精益研发模式的创建者安世亚太如此形象地描绘质量总线的作用：每一个总设计师的办公室都会有个大屏幕，大屏幕上会出现产品的质量总线。在这里从指标分解到分析计算，再到控制的监控报警。任何一个人和任何一个指标做了调整和修改，都可以通过质量总线探测到，单个指标对系统的影响将逐一回推到原点，可以适时地观察和适时地报警，采用不同的工具进行处理。 3. 提升企业创新研发能力 无论研发项目的管理和研发质量控制如何巧妙，攻克一些技术难点还需要工程技术人员具备足够的知识储备，以及解决类似问题的方法和经验。类似的难题常常会出现在产品研发的概念设计、方案设计、详细设计和样机实验四个阶段。在概念设计和方案设计阶段，技术人员面临的问题是做什么样的产品，并在多重方案中进行选择？在详细设计和样机试验阶段，问题往往就转变成如何实现产品的最优性能、最低成本、最佳可制造性等等一系列综合指标。针对研发不同阶段的面临的不同问题，精益研发能给出相应的解决方案吗？ 在概念设计和方案设计阶段，精益研发的创新设计PERA.Innovation提供了解决问题的平台。概念设计和方案设计一向是中国企业的弱项，传统的实物对比、功能分析、形态学矩阵等方法不能带来设计理念的根本改变和提升，最终的产品也在成本、功能、外观等方面表现出各种不足。PERA.Innovation所提倡的CAI（计算机辅助创新）技术为提升企业的概念设计和方案设计能力提供了捷径。CAI是将发明问题解决理论、本体论、现代设计方法学、语义处理技术与计算机软件技术融为一体的一门高技术。在最近的七、八年由国外兴起，最近的两三年在国内趋于成熟，CAI的独特作用在于，提供具有突破意义的定性方案和促进原始的技术创新。PERA.Innovation的CAI以TRIZ理论为核心提供了描述思维方式、总结客观规律的方法，同时也提供了积累、固化企业创新知识的平台。 在详细设计和样机试验阶段，精益研发的协同仿真平台PERA.Simulation提供了建立在“数字样机”基础之上的各种专业仿真分析工具和数据协同管理系统。安世亚太是中国范围内最大的仿真分析技术提供商，其在CAE技术领域的多年积累使其已经跨越了单学科、单参数、无组织协同的简单分析验证阶段，步入了以数字样机为基础、面向复杂产品研发，多学科、多参数、多场耦合的协同仿真阶段，从而解决了传统CAE技术“异化”严重，不利于对产品综合目标进行协同优化的问题，而且将仿真分析过程中的项目管理、人员组织、技术实施、数据采集和评估和为一体，获得比单项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。 4．固化研发流程、积累知识 自主研发的水平不高，不仅与技术能力相关，各与研发流程的缺失有关。相当一部分中国企业即使制定了产品研发流程，这些流程也只是一些功能流程，如开发流程、测试流程、检验流程等等，缺乏贯穿所有产品研发相关职能部门的总体流程。如此一来，各部门在产品研发过程中只能各行其是，甚至让研发技术部门孤军奋战，测试、制造、维护、财务、市场等部门很少参与，产品在可制造性、可测试性、可维护性等方面的需求在产品研发阶段始终是个未知数，给产品开发造成了无形的障碍。研发流程覆盖面狭窄、层次不清、规范不足、不够具体、可操作性不强等问题在国内企业中比比皆是。精益研发以质量体系总线为神经网络，通过建立协同仿真平台PERA.Simulation、创新设计平台PERA.Innovation和质量设计平台PERA.Quality三大子平台，恰好梳理了整个企业与产品研发全流程有关部门与资源，并依托精益研发平台固化企业的研发流程。 随流程固化而来的是完善的企业标准研发体系，从而为积累知识、打造技术核心竞争力提供基础平台。以往我们总是讲国内企业缺乏核心技术，这不仅是因为大多数国内企业在技术研发上没有长期持续的投入和努力，而且也因为企业缺乏建立标准研发体系、积累研发知识的觉悟。精益研发平台通过在产品研发各环节的知识萃取和积累，逐步帮助企业建立智力资源中心，并通过知识封装工具，将各类应用程序和流程封装起来，方便知识重用，从而也建立了企业自身的标准研发体系。 顺畅的流程、完善的研发标准对于提高企业创新能力、缩短研发周期、提高产品质量和降低企业成本都有着潜移默化的巨大作用。 结语 中国企业的自主创新之路必然步步荆棘，而精益研发将大大缩短这条路的长度和艰难程度。在精益研发中，技术创新平台解决的是让研发做对，协同仿真平台是让研发做优，质量管理子平台解决的是让研发做精，三大平台组成了精益研发的整体概念。精益研发的创新性是三大技术融为一体的先进性、适用性、集成性以及扩展性，它集成了创新设计、协同仿真以及质量设计三大核心技术，必将实现产品质量的跨越式提升。(end)

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