制造業大國實施精益研發的重要性

本文介紹了益研發第一次系統地實現了以質量數據總線來整合各種產品質量信息（如幾何信息、物理信息、系統可靠性等），把物理世界與數字世界充分關聯起來，實現二者之間的精確映射，為企業提供一種企業級的產品數字化樣機開發環境。

    精益研發是一種以精益為目標的研發方法，它集成了技術創新、協同仿真以及立體質量設計三大核心技術，實現產品質量跨越式提升。

    在復雜產品的研發中，如何滿足客戶最關注產品的功能和性能指標是一個復雜的系統工程。在精益研發技術產生之前，產品的功能和性能指標等各種質量數據是分散在各個文檔或系統之中的，在設計任務下達以后，產品的總設計師很難動態掌握各分系統及零部件的設計對整體功能和性能指標的滿足及影響程度。以航天領域的復雜產品系統（如運載火箭、衛星等）為例，各個分系統、零部件在設計、工藝、生產及裝配過程中，各個零部件的質量數據對其最終產品的質量指標的影響往往是不知道的，因此，最終產品的功能和性能指標等質量指標是不可預知的。目前沒有軟件能夠系統的解決這個問題。現有的CAX/PDM系統也不提供質量數據整合功能。

    精益研發第一次系統地實現了以質量數據總線(QBUS)來整合各種產品質量信息（如幾何信息、物理信息、系統可靠性等），把物理世界與數字世界充分關聯起來，實現二者之間的精確映射，為企業提供一種企業級的產品數字化樣機開發環境。實現了頂層牽引、系統表達的質量設計思路，讓一個復條產品的研發質量（所有技術指標），可以系統、清晰、穩定、動態、完整地掌握在設計者的手里，讓產品的質量與可靠性有了系統的保障，讓產品創新有了質的飛躍和效率的提升。

精益研發，勢在必行

    1、中國處于國際化產業鏈的下游

    伴隨著全球化的進程，國際形勢呈現了全新的競爭態勢。全球化的研發、全球化的制造、全球化的市場時代已經來臨。競爭在不斷加劇。“縮短產品上市時間”、“提高產品技術附加值”、“降低研發成本”、“提高產品質量”等訴求已經成為了全球制造業的共同呼聲。

    在中國，制造業所面臨的形勢更為嚴峻。根據國家知識產權局公布的數字，中國制造業只有兩千多家有自主知識產權的企業，僅占企業數量的萬分之三，而且有99%的企業沒有申請過專利。因此，有人把這種現象叫做“有制造無創造，有產權沒知識，靠仿造過日子”。

    2、中國制造業需要轉型

    長期以來，中國制造業一直是“勞動密集型”、“資源耗費型”的代名詞。制造業的發達雖然帶動了經濟的發展和GDP的提升，但是也帶來了難以治理的環保問題更有甚者是生態災難。如何從勞動蜜集轉向知識密集，如何從高能耗、高污染轉向節能、環保，是中國制造業所面臨的現實問題。“節能減排”作為國家的重大專項和長期任務，被提到了極其重要的高度上。

    胡錦濤總書記指出：“加快轉變經濟增長方式，是堅持以科學發展觀統領經濟社會發展全局、實現經濟社會又快又好發展的重要著力點”。

    美國《華爾街日報》注意到：“中國正在運用其在從事低端制造業過程中積累的實力向高技術制造業拓展”。

    3、質量問題牽動全局

    2007年，“中國制造”產品質量信譽一度遭受到重大打擊。西方媒體從2007年3月起，開始連篇累牘地報道和渲染“中國制造”產品的質量問題。

    與此同時，中國開展大規模產品質量和食品安全專項整治，國務院副總理吳儀親自掛帥，聯手各部委局，挽回“中國制造”聲譽。

    溫家寶總理指出：“產品質量關系人民群眾切身利益，關系企業的生存和發展，關系國家形象“。轉變中國經濟的增長方式，提升中國的整體科技競爭勢力，提升“中國制造”產品的質量和含金量，讓“中國制造”轉型為“中國創造”已經是勢在必行。

傳統的制造業信息化概念面臨升級換代

    中國制造業信息化的應用，已經完成了一般意義上的推廣普及。從應用的范圍上說，甩圖板、二維轉三維、CAD/CAE/CAM集成、PDM和ERP實施、OA和電子商務等都已經基本完成。這些信息化技術組成了制造業的基礎研發平臺。

    基礎研發平臺的主要作用在于：理順企業的研發管理流程，有效地提高研發效率和降低錯誤率。但是，在支持企業的技術創新層面上，還顯得不足。基礎研發平臺中常用的信息化方案的作用：

    ●CAD-表達產品設計與改進概念，但是無法生成設計與改進概念。

    ●PDM-由信息集成而帶來了使用效率，但是無法生成設計與改進概念。

    ●ERP-實現對“產、供、銷、人、財、物”的管理，與研發基本無關。

    因此，構建精益研發平臺，還需要新的技術體系、新的技術手段等對產品研發進行支持，從而有效地促進產品創新，提高產品技術附加值，顯著增加利潤。

    因此，制造業信息化的下一步任務，應該從提高研發效率放在實現產品突破性創新、持續性創新上。即：讓研發不僅可以做到效率領先，而且可以做到技術領先。我們可以簡明地理解：精益研發，能夠和諧地平衡效率和技術附加值，讓企業的技術創新做到又好又快！

精益研發，水到渠成

    1、質量管理日漸深入

    如前所述，國防軍工行業產品具有復雜程度高、技術含量高、研發周期長、亟待取得突破的任務多等特色。尤其是對項目質量、產品質量等各項指標都有很高的要求。因此，傳統的注重“某些結果質量”、“某個過程質量”式的質量管理已經無法適應復雜產品研發的需要。系統地進行質量設計和立體質量管理已經開始進入企業研發流程，替代過去的傳統質量管理模式。

    現代質量管理的最終目標是“顧客滿意”和型號產品萬無一失，并且融合了6-西格瑪、BSC、立體質量管理等先進技術。其特點為：

不僅注重“點”（某個結果質量），更注重”線”（整個過程質量），“面”（多個過程質量）和“體”（財務、客戶、內部業務流程、學習與成長四位一體的立體質量），從而系統地保證了產品或型號的功能和性能指標。

    2、創新方法日臻完善

    復雜產品研發離不開技術創新。傳統的技術創新方法以“試錯法”、“頭腦風暴法”等為主。過多依賴專家心智經驗，缺乏方法學的指導。因此，傳統的技術創新方法無法支持現代復雜產品的開發與預研。1946年，前蘇聯發明家根里奇·阿奇舒勒發現并總結出了“發明問題解決理論”-TRIZ，奠定了現代技術創新的理論基礎。

    自上個世紀90年代中期開始，TRIZ開始在全球傳播，并且得以與知識管理、價值工程、計算機技術、軟件技術等信息化技術相結合，引發了創新方法與工具的革命。計算機輔助創新(CAl)技術已經大大降低了對TRIZ學習掌握的門檻，成為了可以讓設計者快速、熟練掌握的技術創新工具。CAI為企業從仿制設計到創新設計提供了有效的技術手段。

    3、協同仿真日益普及

    廣義的仿真包括CAD、CAM、CAE、CAT等。狹義的仿真專指以CAE為代表的有限元分析工具。仿真從單學科，單參數，使用后或者研制后驗證與校核，無協同或者團組協同，逐漸發展到以面向復雜產品工程，研發階段的數字化樣機仿真，面向全企業協同，多學科，多參數，多場耦合，高性能計算等為特色的現代協同仿真技術。

    協同仿真技術已經發展到了進入任何重要項目的時期。以研制的“大飛機”的國家重大專項為例，專家預測要突破10項關鍵技術，其中至少9項離不開協同仿真技術的支撐。仿真技術的重要性由此可見一斑。

    以上三大核心技術的信息化方案已經成型，國內已經有了商用化的軟件。對其進行整合與集成，將使精益研發在技術層面上做到水到渠成。

制造業信息化的“中國定義”時代

    信息化，作為一個“舶來品”，無論是軟件、硬件還是網絡，從來都是外國人在定義概念，在推出解決方案，在制定游戲規則。中國的制造業信息化，一般都是側重于應用和低端的軟件開發。

    精益研發，也許是個例外。關于精益研發的概念，目前在國際上很少有人提及，也沒有人對其進行了深入的研究、精確的定義，更沒有人為此制定了詳細的開發計劃。所有這一切，將會在2008年徹底改變。其實，在伴隨著“中國制造”走向“中國創造”的進程中，中國制造業信息化領域里也在發生著重大的變化。不僅“中國制造”的產品需要提升含金量，“中國制造”的軟件也需要提升含金量。中國制造業信息化必須向著深化應用、提高水平、支持精益研發的方向發展。

    中國制造業信息化軟件的品位和品牌提升已經醞釀了多年，精益研發所需要的三大核心技術（計算機輔助創新，協同仿真，立體質量設計與管理）在中國已經成型。某些具有前瞻意識的中國軟件企業已經認識到了制造業的“中國創造”與精益研發的密切關系，已經開始思考制造業信息化所應該具有的中國特色，已經開始著手制定精益研發平臺的軟件開發規劃。

    歷史已經把機遇交給了中國。精益研發的游戲規則將由中國人來制定。制造業信息化“中國定義”的時代已經來臨。精益研發解決方案的誕生，將是制造業信息化發展的一個嶄新的里程碑。

精益研發平臺的基本組成與特點

    精益研發平臺由三大子平臺組成：技術創新子平臺，協同仿真子平臺，質量管理子平臺。三個子平臺既相互關聯，又可獨立運行。并且可與CAD/CAM/CAP/PDM等基礎研發平臺形成良好的協同與集成。精益研發平臺的特點：

    ●創新性——集創新、仿真、質量三大主流技術為一體，全新的概念與技術實現；

    ●先進性——采用研發質量總線、研發質量探針、中間件等先進技術；

    ●適用性——適用于任何復雜產品工程的研發，體系結構符合中國國情；

    ●集成性——平臺自身三大技術緊密集成，同時可以與CAX/PDM等系統形成良好集成與協同；

    ●擴展性——平臺采用基于SOA架構的柔性底層平臺設計，系統本身的可擴展性很好。

    精益研發已經向我們走來。適用于復雜產品研發的精益研發平臺將很快在中國面世。制造業信息化的“中國定義”時代已經來臨。