也許是“中國制造”對產(chǎn)業(yè)升級的渴望太久太強(qiáng)烈，“精益研發(fā)”一詞在國內(nèi)一經(jīng)出現(xiàn)，隨即成為中國制造業(yè)的新熱點(diǎn)，業(yè)界研討逐步升溫。專家預(yù)言，精益研發(fā)將是幫助“中國制造”邁向“中國創(chuàng)造”的新希望。 “精益”二字的提出正是為了區(qū)別于仿制型和跟隨性的研發(fā)策略，即采用先進(jìn)研發(fā)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法學(xué)，創(chuàng)新、改善和規(guī)范企業(yè)研發(fā)流程，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和創(chuàng)造更多附加值。
研發(fā)過程與生產(chǎn)過程各自目的的不同，決定了精益研發(fā)與精益生產(chǎn)不同。生產(chǎn)過程追求穩(wěn)定和低成本，而研發(fā)過程追求創(chuàng)新和增值。因此，對于生產(chǎn)，“精益”代表精煉、無浪費(fèi)，通過降低成本來提高效益;對于研發(fā)，“精益”代表精良、高品質(zhì)，通過提高附加值來提高效益(圖1)。這些不同注定“精益研發(fā)”的獨(dú)特方法學(xué)。
精益研發(fā)方法學(xué)
其實(shí)，世界上并不缺少先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法學(xué)，比較著名的設(shè)計(jì)理論至少有四個：前蘇聯(lián)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論、美國的公理設(shè)計(jì)理論、歐洲的普適設(shè)計(jì)理論和日本的三次設(shè)計(jì)理論。這些方法學(xué)各有千秋，優(yōu)劣補(bǔ)充。沒有一種設(shè)計(jì)理論普遍適用于所有的企業(yè)，所以成功的企業(yè)往往在組合使用多種方法學(xué)。這一點(diǎn)在我們研究波音、NASA、通用、三星等等世界優(yōu)秀企業(yè)的研發(fā)流程和著名項(xiàng)目時得到了驗(yàn)證。
同樣，我國企業(yè)欠缺的不是設(shè)計(jì)方法學(xué)，缺的是將這些方法學(xué)應(yīng)用到本企業(yè)實(shí)踐的系統(tǒng)方法。因此，在研究過程中，我們并沒有把精益研發(fā)方法學(xué)定位成一項(xiàng)新的設(shè)計(jì)方法學(xué)門類，而是希望對企業(yè)每日研發(fā)活動進(jìn)行總結(jié)、歸納、整理，形成一套系統(tǒng)化的方法，將先進(jìn)設(shè)計(jì)方法學(xué)與產(chǎn)品研發(fā)流程緊密結(jié)合。所以，精益研發(fā)方法學(xué)是一門實(shí)踐性學(xué)科。
精益研發(fā)方法學(xué)之所以強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)方法學(xué)與產(chǎn)品研發(fā)流程的結(jié)合，是因?yàn)槲覀冊谄髽I(yè)調(diào)研中常常發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象：設(shè)計(jì)人員并不是沒有經(jīng)歷過設(shè)計(jì)方法學(xué)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和應(yīng)用培訓(xùn)，但在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中總是感覺學(xué)的與做的是兩張皮。其實(shí)，我們在國際企業(yè)的調(diào)研過程中，也獲得類似的反饋，那就是方法學(xué)與企業(yè)研發(fā)流程結(jié)合永遠(yuǎn)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)!
任何一個設(shè)計(jì)理論都承認(rèn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)活動應(yīng)該分為四個域：客戶域、功能域、物理域和工藝域。在各方法學(xué)中還建議了在各個域中應(yīng)該采用的設(shè)計(jì)工具，譬如創(chuàng)新、仿真、優(yōu)化和質(zhì)量設(shè)計(jì)等，不過不同的方法學(xué)強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)不同。
普遍來講，企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)流程可以分為四個階段：概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)定型。
也許都是“四”的原因，在很多企業(yè)中，人們總是認(rèn)為設(shè)計(jì)方法學(xué)和企業(yè)的研發(fā)流程是相互貼合甚至是等同的。其實(shí)，我們研究發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)方法學(xué)和企業(yè)研發(fā)流程是兩個維度的事情。從系統(tǒng)工程學(xué)的角度來看，方法學(xué)是X軸，而研發(fā)流程是Y軸。X軸是邏輯維，在科研院所進(jìn)行學(xué)術(shù)研究時，人們傾向于在這個維度思考問題(學(xué)術(shù)思維)。Y軸是產(chǎn)品維，在企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)時，人們傾向于在這個維度思考問題(工程思維)。也就是說，通常人們習(xí)慣于進(jìn)行單一維度思考。一個簡單的事實(shí)是，將不在同一維度的兩件事情結(jié)合起來的唯一方法就是進(jìn)行二維思考，也就是說應(yīng)該在XY平面內(nèi)考慮問題，而不僅僅是X軸或者Y軸。
基于這個認(rèn)識，我們提出“精益研發(fā)4×4法則”，即由設(shè)計(jì)活動的四個域和研發(fā)流程的四個階段所構(gòu)成的4×4矩陣。我們認(rèn)為，在產(chǎn)品研發(fā)的每個階段，必須完整走過設(shè)計(jì)活動的四個域，才能進(jìn)入下一個階段。因此產(chǎn)品研發(fā)過程應(yīng)該完整走過16個子環(huán)節(jié)，也就是圖3中所示的16個方格。
對每一個方格，需要清楚定義各自的法則(圖4)：來自上游方格的輸入信息，向下游方格的輸出信息，本方格中的流程、數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)工具(CAE/CAI/CAQ等)以及產(chǎn)生的知識。同一產(chǎn)品的研發(fā)，不同方格的規(guī)則都不同。不同產(chǎn)品的研發(fā)，相同位置方格的規(guī)則都相同或相似。因此，4×4法則實(shí)際上是使產(chǎn)品研發(fā)流程更加規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。
精益研發(fā)方法學(xué)中很強(qiáng)調(diào)知識的積累與重用。知識產(chǎn)生于方法學(xué)和研發(fā)流程，但又獨(dú)立于方法學(xué)和研發(fā)流程。所以，知識應(yīng)該是第三個維度-Z軸。該維度是知識維，它用來積累和重用企業(yè)的智力資產(chǎn)。所以在圖4中，對“知識抽取”元素的表達(dá)上，我們有意使用垂直于XY平面的法向箭頭。每個方格中的知識在Z軸上積累將產(chǎn)生一項(xiàng)產(chǎn)品的完整知識體系，包括數(shù)據(jù)、流程、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和方法等。
為了對4×4法則進(jìn)行有效管理，我們提出了“精益研發(fā)總線”概念，并發(fā)明了“性能指標(biāo)樹”工具，通過系統(tǒng)方法將客戶需求逐步分解為功能、性能和質(zhì)量需求，貫穿于4×4的各個階段，有效地協(xié)調(diào)研發(fā)活動的參與各方，以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的高效與精確。
性能指標(biāo)樹與PDM的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹是既區(qū)別又相關(guān)兩個樹。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹管理產(chǎn)品的整機(jī)和零部件，性能指標(biāo)樹管理產(chǎn)品功能、性能與質(zhì)量指標(biāo)。兩者互補(bǔ)，共同描繪產(chǎn)品的全貌。奧迪之所以是奧迪，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹與其他車型也許相似，但性能指標(biāo)樹一定大不相同。
精益研發(fā)總線在產(chǎn)品研發(fā)過程中時刻監(jiān)控產(chǎn)品性能指標(biāo)，指標(biāo)異常立刻報(bào)警，提醒產(chǎn)品研發(fā)人員和管理人員及時糾偏。所以，總線幫助研發(fā)體系聚焦研發(fā)目標(biāo)，任何無助研發(fā)目標(biāo)的工作將不被支持，嚴(yán)重偏離的時候報(bào)警糾偏，始終牽引著研發(fā)保持在正確的方向。
另外，性能指標(biāo)樹還是研發(fā)知識的載體。研發(fā)過程是知識產(chǎn)生的源泉，而知識是企業(yè)和產(chǎn)品可持續(xù)發(fā)展的唯一保證。如果一家企業(yè)能研發(fā)出新一代奧迪，一定不只是因?yàn)樗鸓DM中存有歷代奧迪的所有圖紙，而是在性能指標(biāo)樹中保存有奧迪所有的功能、性能和質(zhì)量數(shù)據(jù)，以及生成這些數(shù)據(jù)的流程和知識。
精益研發(fā)技術(shù)
精益研發(fā)之所以是就是企業(yè)實(shí)施差異化戰(zhàn)略的一種有效途徑，是因?yàn)樗哂型苿赢a(chǎn)品不斷升級的使命,使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高性能、高品質(zhì)和高利潤。為達(dá)此目標(biāo)，有五項(xiàng)技術(shù)很重要：1)是工程仿真，通過定量分析手段，可以評估產(chǎn)品性能;2)是設(shè)計(jì)優(yōu)化，通過綜合評估手段，可以改善產(chǎn)品性能;3)是創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通過定性分析手段，突破研發(fā)瓶頸;4)是質(zhì)量設(shè)計(jì)，通過統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，改善產(chǎn)品質(zhì)量基因。5)是知識管理，通過知識工程的方法，積累和重用研發(fā)知識，這是企業(yè)持續(xù)提升研發(fā)能力的重要保證。
我們把這五項(xiàng)技術(shù)成為精益研發(fā)的“引擎技術(shù)”。為了與企業(yè)研發(fā)流程的高效協(xié)同，精益研發(fā)技術(shù)體系中還包含一些“協(xié)同技術(shù)”，譬如CAX集成、數(shù)據(jù)管理、流程管理等。