中國制造業(yè)需要轉(zhuǎn)型,精益研發(fā)時(shí)代來臨
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一．什么是精益研發(fā)
精益研發(fā)是一種以精益為目標(biāo)的研發(fā)方法，它集成了技術(shù)創(chuàng)新、協(xié)同仿真以及立體質(zhì)量設(shè)計(jì)三大核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量跨越式的提升。
在復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)中，如何滿足客戶最關(guān)注產(chǎn)品的功能和性能指標(biāo)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在精益研發(fā)技術(shù)產(chǎn)生之前，產(chǎn)品的功能和性能指標(biāo)等各種質(zhì)量數(shù)據(jù)是分散在各個(gè)文檔或系統(tǒng)之中的，在設(shè)計(jì)任務(wù)下達(dá)以后，產(chǎn)品的總設(shè)計(jì)師很難動(dòng)態(tài)掌握各分系統(tǒng)及零部件的設(shè)計(jì)對整體功能和性能指標(biāo)的滿足及影響程度。以航天領(lǐng)域的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)（如運(yùn)載火箭、衛(wèi)星等）為例，各個(gè)分系統(tǒng)、零部件在設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)及裝配過程中，各個(gè)零部件的質(zhì)量數(shù)據(jù)對其最終產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)的影響往往是不知道的，因此，最終產(chǎn)品的功能和性能指標(biāo)等質(zhì)量指標(biāo)是不可預(yù)知的。目前沒有軟件能夠系統(tǒng)的解決這個(gè)問題。現(xiàn)有的CAX/
PDM系統(tǒng)也不提供質(zhì)量數(shù)據(jù)整合功能。
精益研發(fā)第一次系統(tǒng)地實(shí)現(xiàn)了以質(zhì)量數(shù)據(jù)總線（QBUS）來整合各種產(chǎn)品質(zhì)量信息（如幾何信息、物理信息、系統(tǒng)
可靠性等），把物理世界與數(shù)字世界充分關(guān)聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)二者之間的精確映射，為企業(yè)提供一種企業(yè)級的產(chǎn)品數(shù)字化樣機(jī)開發(fā)環(huán)境。實(shí)現(xiàn)了頂層牽引、系統(tǒng)表達(dá)的質(zhì)量設(shè)計(jì)思路，讓一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)質(zhì)量（所有技術(shù)指標(biāo)），可以系統(tǒng)、清晰、穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)、完整地掌握在設(shè)計(jì)者的手里，讓產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性有了系統(tǒng)的保障，讓產(chǎn)品創(chuàng)新有了質(zhì)的飛躍和效率的提升。
二．精益研發(fā)，勢在必行
1、中國處于國際化產(chǎn)業(yè)鏈的下游
伴隨著全球化的進(jìn)程，國際形勢呈現(xiàn)了全新的競爭態(tài)勢。全球化的研發(fā)、全球化的制造、全球化的市場時(shí)代已經(jīng)來臨。競爭在不斷加劇。“縮短產(chǎn)品上市時(shí)間”、“提高產(chǎn)品技術(shù)附加值”、“降低研發(fā)成本”、“提高產(chǎn)品質(zhì)量”等訴求已經(jīng)成為了全球制造業(yè)的共同呼聲。
在中國，制造業(yè)所面臨的形勢更為嚴(yán)峻。根據(jù)國家知識產(chǎn)權(quán)局公布的數(shù)字，中國制造業(yè)只有兩千多家有自主知識產(chǎn)權(quán)的企業(yè)，僅占企業(yè)數(shù)量的萬分之三，而且有99%的企業(yè)沒有申請過專利。因此，有人把這種現(xiàn)象叫做“有制造無創(chuàng)造，有產(chǎn)權(quán)沒知識，靠仿造過日子”。
根據(jù)2005～2006WEF全球成長競爭力排名，中國位于49位，科技競爭實(shí)力呈逐年下降趨勢。我們與世界的差距在逐漸拉大。
2、中國制造業(yè)需要轉(zhuǎn)型
長期以來，中國制造業(yè)一直是“勞動(dòng)密集型”、“資源耗費(fèi)型”的代名詞。制造業(yè)的發(fā)達(dá)雖然帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和GDP的提升，但是也帶來了難以治理的環(huán)保問題甚至是生態(tài)災(zāi)難。如何從勞動(dòng)密集轉(zhuǎn)向知識密集，如何從高能耗、高污染轉(zhuǎn)向節(jié)能、環(huán)保，是中國制造業(yè)所面臨的現(xiàn)實(shí)問題。“節(jié)能減排”作為國家的重大專項(xiàng)和長期任務(wù)，被提到了極其重要的高度上。
胡錦濤總書記指出：“加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，是堅(jiān)持以科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)又快又好發(fā)展的重要著力點(diǎn)”。
美國《華爾街日報(bào)》注意到：“中國正在運(yùn)用其在從事低端制造業(yè)過程中積累的實(shí)力向高技術(shù)制造業(yè)拓展”。
3、質(zhì)量問題牽動(dòng)全局
2007年，“中國制造”產(chǎn)品質(zhì)量信譽(yù)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(bào)道和渲染“中國制造”產(chǎn)品的質(zhì)量問題。
與此同時(shí)，中國開展大規(guī)模產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全專項(xiàng)整治，國務(wù)院副總理吳儀親自掛帥，聯(lián)手各部委局，挽回“中國制造”聲譽(yù)。
溫家寶總理指出：“產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系人民群眾切身利益，關(guān)系企業(yè)的生存和發(fā)展，關(guān)系國家形象”。
轉(zhuǎn)變中國經(jīng)濟(jì)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(chǎn)品的質(zhì)量和含金量，讓“中國制造”轉(zhuǎn)型為“中國創(chuàng)造”已經(jīng)是勢在必行。
三．傳統(tǒng)的制造業(yè)信息化概念面臨升級換代
中國制造業(yè)信息化的應(yīng)用，已經(jīng)完成了一般意義上的推廣普及。從應(yīng)用的范圍上說，甩圖板、二維轉(zhuǎn)三維、CAD/CAE/CAM集成、PDM和ERP實(shí)施、OA和電子商務(wù)等都已經(jīng)基本完成。這些信息化技術(shù)構(gòu)成了制造業(yè)的基礎(chǔ)研發(fā)平臺。
基礎(chǔ)研發(fā)平臺的主要作用在于：理順企業(yè)的
研發(fā)管理流程，有效地提高研發(fā)效率和降低錯(cuò)誤率。但是，在支持企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新層面上，還顯得不足。基礎(chǔ)研發(fā)平臺中常用的信息化方案的作用：
CAD——表達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與改進(jìn)概念，但是無法生成設(shè)計(jì)與改進(jìn)概念。
PDM——由信息集成而帶來了使用效率，但是無法生成設(shè)計(jì)與改進(jìn)概念。
ERP——實(shí)現(xiàn)對“產(chǎn)、供、銷、人、財(cái)、物”的管理，與研發(fā)基本無關(guān)。
因此，構(gòu)建精益研發(fā)平臺，還需要新的技術(shù)體系、新的技術(shù)手段等對產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)行支持，從而有效地促進(jìn)產(chǎn)品創(chuàng)新，提高產(chǎn)品技術(shù)附加值，顯著增加利潤。
因此，制造業(yè)信息化的下一步任務(wù)，應(yīng)該從提高研發(fā)效率放在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品突破性創(chuàng)新、持續(xù)性創(chuàng)新上。即：讓研發(fā)不僅可以做到效率領(lǐng)先，而且可以做到技術(shù)領(lǐng)先。我們可以簡明地理解：精益研發(fā)，能夠和諧地平衡效率和技術(shù)附加值，讓企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新做到又好又快！
四．精益研發(fā)，水到渠成
1、質(zhì)量管理日漸深入
如前所述，國防軍工行業(yè)產(chǎn)品具有復(fù)雜程度高、技術(shù)含量高、研發(fā)周期長、亟待取得突破的任務(wù)多等特色。尤其是對項(xiàng)目質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量等各項(xiàng)指標(biāo)都有很高的要求。因此，傳統(tǒng)的注重“某些結(jié)果質(zhì)量”、“某個(gè)過程質(zhì)量”式的質(zhì)量管理已經(jīng)無法適應(yīng)復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)的需求。系統(tǒng)地進(jìn)行質(zhì)量設(shè)計(jì)和立體質(zhì)量管理已經(jīng)開始進(jìn)入企業(yè)研發(fā)流程，替代過去的傳統(tǒng)質(zhì)量管理模式。
現(xiàn)代質(zhì)量管理的最終目標(biāo)是“顧客滿意”和型號產(chǎn)品萬無一失，并且融合了6-西格瑪、BSC、立體質(zhì)量管理等先進(jìn)技術(shù)。其特點(diǎn)為：
不僅注重“點(diǎn)”（某個(gè)結(jié)果質(zhì)量），更注重”線”（整個(gè)過程質(zhì)量），“面”（多個(gè)過程質(zhì)量）和“體”（財(cái)務(wù)、客戶、內(nèi)部業(yè)務(wù)流程、學(xué)習(xí)與成長四位一體的立體質(zhì)量），從而系統(tǒng)地保證了產(chǎn)品或型號的功能和性能指標(biāo)。
2、創(chuàng)新方法日臻完善
復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)離不開技術(shù)創(chuàng)新。傳統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新方法以“試錯(cuò)法”、“頭腦風(fēng)暴法”等為主。過多依賴專家心智經(jīng)驗(yàn)，缺乏方法學(xué)的指導(dǎo)。因此，傳統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新方法無法支持現(xiàn)代復(fù)雜產(chǎn)品的開發(fā)與預(yù)研。
1946年，前蘇聯(lián)發(fā)明家根里奇阿奇舒勒發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出了“發(fā)明問題解決理論”——
TRIZ，奠定了現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)新的理論基礎(chǔ)。
自上個(gè)世紀(jì)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(jià)值工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)等信息化技術(shù)相結(jié)合，引發(fā)了創(chuàng)新方法與工具的革命。計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新（CAI）技術(shù)已經(jīng)大大降低了對TRIZ學(xué)習(xí)掌握的門檻，成為了可以讓設(shè)計(jì)者快速、熟練掌握的技術(shù)創(chuàng)新工具。CAI為企業(yè)從仿制設(shè)計(jì)到創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了有效的技術(shù)手段。
3、協(xié)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(xué)科，單參數(shù)，使用后或者研制后驗(yàn)證與校核，無協(xié)同或者團(tuán)組協(xié)同，逐漸發(fā)展到以面向復(fù)雜產(chǎn)品工程，研發(fā)階段的數(shù)字化樣機(jī)仿真，面向全企業(yè)協(xié)同，多學(xué)科，多參數(shù)，多場耦合，高性能計(jì)算等為特色的現(xiàn)代協(xié)同仿真技術(shù)。
協(xié)同仿真技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了進(jìn)入任何重要項(xiàng)目的時(shí)期。以研制的“大飛機(jī)”的國家重大專項(xiàng)為例，專家預(yù)測要突破10項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其中至少9項(xiàng)離不開協(xié)同仿真技術(shù)的支撐。仿真技術(shù)的重要性由此可見一斑。
以上三大核心技術(shù)的信息化方案已經(jīng)成型，國內(nèi)已經(jīng)有了商用化的軟件。對其進(jìn)行整合與集成，將使精益研發(fā)在技術(shù)層面上做到水到渠成。
五．制造業(yè)信息化的“中國定義”時(shí)代
信息化，作為一個(gè)“舶來品”，無論是軟件、硬件還是網(wǎng)絡(luò)，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(guī)則。中國的制造業(yè)信息化，一般都是側(cè)重于應(yīng)用和低端的軟件開發(fā)。
精益研發(fā)，也許是個(gè)例外。關(guān)于精益研發(fā)的概念，目前在國際上很少有人提及，也沒有人對其進(jìn)行了深入的研究、精確的定義，更沒有人為此制定了詳細(xì)的開發(fā)計(jì)劃。所有這一切，將會(huì)在2008年徹底改變。
其實(shí)，在伴隨著“中國制造”走向“中國創(chuàng)造”的進(jìn)程中，中國制造業(yè)信息化領(lǐng)域里也在發(fā)生著重大的變化。不僅“中國制造”的產(chǎn)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(yè)信息化必須向著深化應(yīng)用、提高水平、支持精益研發(fā)的方向發(fā)展。
中國制造業(yè)信息化軟件的品位和品牌提升已經(jīng)醞釀了多年，精益研發(fā)所需要的三大核心技術(shù)（計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新，協(xié)同仿真，立體質(zhì)量設(shè)計(jì)與管理）在中國已經(jīng)成型。某些具有前瞻意識的中國軟件企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識到了制造業(yè)的“中國創(chuàng)造”與精益研發(fā)與的密切關(guān)系，已經(jīng)開始思考制造業(yè)信息化所應(yīng)該具有的中國特色，已經(jīng)開始著手制定精益研發(fā)平臺的軟件開發(fā)規(guī)劃。
歷史已經(jīng)把機(jī)遇交給了中國。精益研發(fā)的游戲規(guī)則將由中國人來制定。制造業(yè)信息化“中國定義”的時(shí)代已經(jīng)來臨。精益研發(fā)解決方案的誕生，將是制造業(yè)信息化發(fā)展的一個(gè)嶄新的里程碑。
六．精益研發(fā)平臺的基本構(gòu)成與特點(diǎn)
精益研發(fā)平臺由三大子平臺構(gòu)成：技術(shù)創(chuàng)新子平臺，協(xié)同仿真子平臺，質(zhì)量管理子平臺。三個(gè)子平臺既相互關(guān)聯(lián)，又可獨(dú)立運(yùn)行。并且可與CAD/CAM/CAP/PDM等基礎(chǔ)研發(fā)平臺形成良好的協(xié)同與集成。
精益研發(fā)平臺的特點(diǎn)：
創(chuàng)新性——集創(chuàng)新、仿真、質(zhì)量三大主流技術(shù)為一體，全新的概念與技術(shù)實(shí)現(xiàn)；
先進(jìn)性——采用研發(fā)質(zhì)量總線、研發(fā)質(zhì)量探針、中間件等先進(jìn)技術(shù)；
適用性——適用于任何復(fù)雜產(chǎn)品工程的研發(fā)，體系結(jié)構(gòu)符合中國國情；
集成性——平臺自身三大技術(shù)緊密集成，同時(shí)可以與CAX/PDM等系統(tǒng)形成良好集成與協(xié)同；
擴(kuò)展性——平臺采用基于SOA架構(gòu)的柔性底層平臺設(shè)計(jì)，系統(tǒng)本身的可擴(kuò)展性很好。
七．結(jié)束語
精益研發(fā)已經(jīng)向我們走來。適用于復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)的精益研發(fā)平臺將很快在中國面世。制造業(yè)信息化的“中國定義”時(shí)代已經(jīng)來臨。精益研發(fā)平臺，必將成為中國企業(yè)從“中國制造”走向“中國創(chuàng)造”的加速器。