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浅谈精益研发

作者:浅谈精益研发      发布时间:2018-02-07

中国高端制造企业在走向卓越、迈向精品的战略中正面临着一个棘手的问题,即企业研发体系的落后。一大型制造企业的老总就坦言:中国制造转型升级,首要应该解决的是研发创新体系的进步,否则“智”造就会沦为空谈。分析中国大中型企业,尤其是代表高精尖制造的军工企业,电力企业,石油化工企业,他们的研发正呈现出高度综合化、协同化和全程化发展趋势,产品日趋复杂,技术含量日趋增加,数据日益膨胀。企业的研发过程不再是逆向工程的事,且已不是某一个企业部门的事,而是需要多个合作单位并行协同,产品的研发过程需要综合大量的数字化技术、综合多种专业团队在合适的时间参与工作。

因此,高端制造企业在研发体系建设上面临着非常具体的挑战:如研发流程混乱、不清晰、不规范;支持创新的组织体系不健全;产品开发缺乏科学的顶层策划与设计,执行层的工作效率低;支持集成、并行、协同研发的能力不足;人才断层,研发缺少创新方法和知识的支撑;创新工具使用不足或者使用不规范等。这些都成为高端制造企业在迈向创新的过程中在研发体系建设上必须跨越的坎。

通俗的说,精益研发,是高端制造企业从逆向设计迈向正向设计时代的科学方法。精益研发的建设和应用逻辑是,通过优化研发流程、开展知识工程、实施质量管理、集成和优化工具手段,通过研发流程的牵引, 将知识、质量、工具与研发活动紧密关联,从而确保研发活动高效正确地执行,保障精益目标的实现。

所谓逆向设计就是产品设计从已有产品的测绘和复原开始,产品设计起始点不是用户需求,没有经历产品设计过程中的需求工程、产品功能定义与分解、产品系统设计等真正决定产品功能和性能的重要阶段。逆向设计是中国制造时代的主要思路。由于产品逆向设计过程没有经历需求工程和系统设计等阶段,往往造成对产品“知其然,不知其所以然”,甚至对产品所用技术也是如此。这种状态严重影响了产品设计中的创新,谈不上真正的创新。随着工业4.0时代的到来,中国高端制造业对领先的追求,正向设计时代正在到来。

所谓正向设计就是产品设计过程从涉众需求开始,经过需求开发、功能分解、系统设计、物理设计、产品试制、部件验证、系统集成、系统验证和系统确认等阶段,完整走完产品设计过程的所有阶段。

企业的发展历程中,逆向设计是必须经历的一个阶段。但超越源于创新,创新源于正向设计。

精益研发体系的核心理论之一是“系统工程”。根据系统工程理论对产品设计过程的分解和定义,产品设计过程从涉众需求开始,包括需求开发、功能分解、系统设计、物理设计、产品试制、部件验证、系统集成、系统验证和系统确认等阶段,可以用如下的“V”模型来表达。通过对产品的分解,形成的一个个部件组件的设计过程也遵从上述的设计过程,这就是系统工程理论的核心内容。



系统工程是精益研发为中国研发型企业走向正向设计提供的基础理论之一。它主要是基于当前计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助分析(CAE)等在产品设计中的广泛应用,将原来通过产品试制后进行的产品设计方案验证前移,形成了针对产品需求开发、功能分解、系统设计、物理设计四个阶段的阶段性验证,它们与针对试制产品的实物/半实物的仿真验证一起,构成基于模型的系统工程理论中产品设计的五个循环。




例如电力工业的发展使得对电力工程设计的要求越来越高,周期越来越紧,成本压力越来越大,这些要求对设计、选材、制造精度和工艺提出了新的挑战,需要对过去依靠经验、实测、规范标准和手工计算等传统研发方法做出改变。

精益研发在工业行业通过信息集成、流程管理、数据管理等信息化手段,综合应用协同仿真、多学科优化、知识工程、创新设计、质量设计等先进技术,实现从概念设计到产品试制全过程的高效协同,从而帮助企业提升自主产品创新能力,建立差异化竞争优势的先进理念和研发方法。从而优化产品结构、提升产品性价比,确保产品在使用过程中的安全性,实现节能环保和绿色制造。根据现代质量设计方法,深化针对设计指标和要求的分析、分解、优化、监控,开展全面的质量和可靠性的设计、分析、试验工作,从而确保产品经济有效地达到预期的质量与可靠性。充分应用产品创新的科学理论,借鉴业界产品创新的成果,充分结合知识工程,从而更好地满足产品设计需求,实现产品性能的整体优化。通过实现各类研发数据的集成管理和研发流程的协同,最大限度地继承企业已有的设计成果,缩短研发和产品上市周期,降低产品成本,高效满足动态多变的需求。