张国明：制造业信息化 精益研发时代来临

作为信息化进程中不可或缺的重要组成部分，设计、研发的作用之大有目共睹。但是中国的设计研发应该如何走？应该走向何方？如何最大限度地配置信息化的发展？尤其是配合制造业信息化健康稳健地发展，这是摆在我们大家面前不可回避的问题。以下从取势、明道、优术三个方面来阐述。

取势

什么是精益研发？它集成了技术创新、协同仿真及多维质量优化设计三大核心技术，实现产品质量跨越式的提升。它的基本原理是以质量数据总线作为门户与经络，关联物理世界与数字世界实现二者之间的精确影射为企业提供一种产品的开发。作为三大技术主体的质量部分，先来回顾一下它的发展历程。

首先在工业革命之前产品的质量由个人控制，到20世纪初逐渐出现了专业的检验员和检验部门，到了70年代和80年代则有了革命性的发展，质量管理在日本获得了空前的发展，产生了CIT、JFT看板生产以及QFD等等。现代的质量管理以客户满意为目标，不仅注重点，更注重线、面和体。创新方法非常多，据不完全统计有360多种，但最常用的方法约40种，作为现代技术创新的转变点，其标志是1946年的专家阿奇舒勒发明的以知识管理、价值工程、计算机技术、软件技术等信息技术结合形成的新技术革命。

传统工程的仿真包括CAD、CAM、CAE、CAT等，主要解决的是开始的单学科，目前的产品是协作的仿真产品。现代的协同仿真主要用于复杂产品工程，研究阶段的数字化样机仿真。三大技术殊途同归，汇聚精益。从企业缩短上市时间，降低研发成本，提高技术附加值，改进产品质量；从最基本的目标出发，要适应全球化竞争、产品的复杂性以及价格压力，这些都将会凝聚在以创新仿真相关的技术研发；从国内形势上，我国对于创新质量及仿真的措施。胡总书记多次在党的十七大以及十六大科学会议上提到建设创新型国家的话题。2007年7月温家宝总理也专门就自主创新方法从方法论上给予了重要的指示。质量也是一个关乎人们生命的大事，2007年对质量来说是不平静的一年，大规模的产生食品安全专项的整治，在华尔街也遇到了中国产品质量的一些问题。在8月的澳大利亚的会议上温总理和胡总书记就质量问题对全球作出了承诺。

仿真是何状况？2007年提出了关于自主研发大飞机的话题，国内研制的大飞机将会持续的突破，在这里直接与仿真相关的有九项，所以仿真非常重要。胡总书记在第二十九次集体学习的时候提到：加快转变经济增长方式，实现又好又快的发展。中国正在运用其在从事低端制造业过程中积累的实力向高技术制造业拓展，中国经济增长方式必须转变，中国制造业必须转型，由此赋予了中国制造业的特色。

明道

中国制造业的发展及信息化应该去向何方？目前业内人士认为已经走到了一个十字路口，该做的已经做到了，图板已经甩掉，二维转三维，下一步该如何迈出？中国制造业信息化技术应该升级换代。从历史的发展过程来看，面临着技术化的升级，从二维到三维，从事后仿真到设计仿真，数字样机预研仿真，单参、单学科到多参单学科、多参多学科、多参多学科。

结果质量、流程质量、例题质量，精益生产在研发一开始是什么？业界谈精益生产概念谈了很多，如果精益生产的前端从市场信息调整为市场研发，精益生产有可能发挥更大的作用，精益生产和精益研发应该是精益的两个翅膀。这些技术在过去信息化发展的路上也起到了至关重要的作用，尤其在提高效益上。

下一步的发展方向，应该是以高质量、高效率的产品创新为代表的新一代研发，这才是下一步发展的核心。研发工具与平台的跃升，传统的CAD和PDM、ERP的概念我们都耳熟能详。传统的研发平台，一般都是理顺企业的研发管理流程，提高研发效率和降低错误率。如何实现产品突破性创新、持续性创新？这需要新的体系，需要新的手段。在传统的研发中，策略总是在技术与效益的时针上摇摆不定。精益研发表示的是在技术与效益之间达成平衡与和谐，所谓平衡简而言之就是做到又好又快。

中国在过去的改革开放几十年的发展当中，已经从一个制造的弱国发展成制造的强国，现在是由中国制造变成中国创造，这是历史所赋予中国的一份责任。这份历史的责任在中国制造业信息化提出定义的时代来临了。

优术

精益研发理念固然是好，但也要有一套完整的、成熟的、稳定的、行之有效的工具和技术作为支撑，否则就会成为漂在空中的东西。精益研发由技术创新、协同仿真及质量管理三大平台构成，这三个子平台既可以独立运行，又可以相互关联。同时也可以跟企业常规的研发平台融合、集成。

从质量的视角来阐述三大运营平台的模式，从广义上来讲研发分为四大阶段，概念设计、方案设计、详细设计和样机实验。有三个大平台，创新、协同以及质量都综合地发挥作用，完成从创新、仿真到质量设计的优化过程，整个过程将受到严格的质量控制。系统将会支持不同的研发体系，比如商品常用的ISO9000、六西格玛以及常用的质量标准体系。

从另外一个角度来看，从客户的分析到产品交付整个的过程中，通过综合质量展开，把客户的功能一层一层的展开，贯穿研发的过程，实现客户需求得到精确保障。在研发的每一个环节，通过可靠性的工具。比如可靠性设计、可靠性分析这样一些工具，从这两个方向上对整个产品的可靠性等相关指标进行计算、分析以及保障。

质量体系总线作为整个平台的中枢神经，统领整个系统产品和各方面的指标，并且将性能指标进行分层的终结，在全过程中进行影射。什么是质量体系总线？质量数据总线是会聚收集各个过程、各个阶段质量以及性能指标体系，以直观的总线看板方式来展现和体现出来，会在每一个总设计师办公室的台面上有大屏幕，这个大屏幕上会出现产品的质量体系总线。在这里面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的参数做了调整和修改，都可以通过质量得知，单个指标对系统的影响将逐一回推到原点，可以适时的观察和适时的报警，采用不同的工具进行处理，对于一些传统手段无法解决的问题，就考虑使用创新的平台，如果出现的问题可以通过仿真和优化的手段解决，采用仿真和优化的方式处理。如果出现的问题是与质量相关的，需要用质量设计优化来解决。将每一层分层和分级进行展示，逐级的监控或者填报数据。

再从另外一个视角看研发的概念。传统的研发是样机实验，当前的研发已经由串行，变成了串行加并行的过程。基础的研发平台，未来的研发是什么？未来的研发平台发展趋势就是建立在以创新、仿真以及质量为一体的创新，在这个平台上它将会以质量为主，以创新、仿真和质量优化设计为立体流程，延伸到基础的研发平台，实现对过程的一体化控制。完成指标的上行以及信息上行的整个循环，形成立体的质量管理网络，使研发管控和质量提高到一个新的平台。实际上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，管理子平台解决的是让研发做精，三大主平台分别从做对、做优、做精组成了精益研发的整体概念。精益研发平台的特点，它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。精益研发是一种以精益为目标的研发方法，它集成了技术创新、协同仿真以及立体质量设计三大核心技术，实现产品质量跨越式的提升。

来源：《中国制造业信息化》杂志

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