在過去的15年里，如何提高產品研發速度、縮短上市時間曾經是企業關注的核心戰略焦點。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。

從事復雜產品研發的企業，一直希望能有一個集成化的制造業信息化系統，能夠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，為研發人員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，讓一個復雜產品的研發質量（所有技術指標），可以系統、清晰、穩定、動態、完整地掌握在研發人員的手里，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。同時，還能夠有效地控制和節約研發成本。這個“集成化的制造業信息化系統”的答案，就是精益研發。

◆制造業信息化的發展路徑

歷經30年的發展，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。

通常，我們把由CAX/PDM/DMU組成的、支持整個研發過程的軟件平臺叫做基礎研發平臺。基礎研發平臺的主要作用在于：在某個特點的專業領域，有效地提高研發效率和降低錯誤率。解決了產品的快速上市（Time To Market）問題。

制造業信息化的發展路徑，可以有很多種詮釋的角度。如圖1所示，我們僅僅從產品快速上市（TTM）、產品正確上市（RTM）、產品增值上市（VTM）這三個角度來衡量，就可以大概看出制造業信息化的一個路線圖。

在過去的15年里，如何提高產品研發速度、縮短上市時間曾經是企業關注的核心戰略焦點。因此，企業最喜歡講的商業戰略和行動口號是，讓“產品更快上市”，以試圖做到“領先一步，領先一路”。

◆PLM顯現的瓶頸

進入21世紀，企業開始重視建立PLM體系，以便讓企業有能力快速整合或改變產品特征，或快速把來自供應商的產品特征優勢結合到自己的產品中來。如此，不僅做到產品快速上市，而且還可以讓正確的產品快速上市。

但是，最近年，以PLM為核心的研發平臺已經顯現出了一定的不足。從實現原理上講，PLM所依靠的是產品信息的集成、研發系統的柔性和敏捷性，但是在促進技術創新、支持協同仿真和實現質量管理方面還做得很不夠。因此，在實現“產品增值上市”方面就遇到了瓶頸。

在促進技術創新方面，PLM實現了產品知識的集成，但是沒有實現Know-how知識和創意知識的集成，沒有實現創新方法學的集成。因此在支持創新方面還有很多需要彌補的地方。

在支持協同仿真方面，PLM可以實現一般CAE軟件的集成，但是無法建立高端的、支持多學科優化的協同仿真環境，無法建立面向復雜產品研發的數字化樣機仿真。因此在仿真水平的提高方面難以再上一個臺階。

在實現質量管理方面，PLM更是遇到了一個難以逾越的“門檻”。從“大質量”的概念來看，質量并不是僅僅意味著產品質量，而是指產品質量、項目質量、經營質量等一系列質量的總和。PLM與質量管理之間，看似處處有聯系，但是又一直沒有一個具體的軟件組成部分來直接實現、管理和控制這種“大質量”。

綜上所述，如果能夠在PLM的基礎上，添加了技術創新、協同仿真和質量管理這三方面的內容，那么，在實現產品增值上市、提高產品技術附加值方面將會顯得游刃有余。

◆企業對精益研發的實際需求

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。目前，作為信息化結果的一個副作用，企業形成了很多的信息孤島。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（信息孤島）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。

從事復雜產品研發的企業，一直希望能有一個集成化的制造業信息化系統，能夠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，為研發人員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，讓一個復雜產品的研發質量（所有技術指標），可以系統、清晰、穩定、動態、完整地掌握在研發人員的手里，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。同時，還能夠有效地控制和節約研發成本。這個“集成化的制造業信息化系統”的答案，就是精益研發。

◆精益研發平臺的基本構成與特點

精益研發平臺既是精益研發體系的組成部分，又是完整體系的信息化載體。需要說明的是，精益研發平臺并非一套軟件，而是一系列信息化系統構成的信息化平臺。根據企業的精益研發目標，利用面向服務的柔性集成框架（SOA），將企業所有與研發相關的專業系統協同整合，形成為精益研發服務的集成化平臺。這些系統除精益研發體系咨詢和建設方所提供的系統外，還包括第三方系統、企業已有系統和未來引入的系統。因此，我們也經常將精益研發平臺稱為精益研發集成平臺。

圖2基于SOA集成精益研發平臺框架

1 平臺功能架構

平臺由綜合設計系統、系統工程、知識工程系統、面向過程控制的質量管理系統以及基礎支撐等部分組成，其中基礎支撐部分為平臺的應用提供門戶、系統集成接口、用戶及權限管理等基礎的功能支撐。

圖3平臺功能架構圖

研發門戶是整個平臺的展現層，是所有用戶進入平臺的統一入口。它把各應用系統資源、數據資源、信息資源統一集成到一個平臺界面上，是精益研發平臺各子系統的統一入口，可根據每個用戶使用特點和角色的不同，形成個性化的應用界面，并通過對事件和消息的處理傳輸把用戶有機地聯系在一起。平臺門戶提供強大的系統集成、接口開放及個性化定制等功能，滿足多系統的門戶信息整合、統一身份認證、單點登陸、看板集成、個性化配置等。通過開發定制可以為用戶提供豐富的看板，對多種關鍵過程和類別信息，以圖形化的方式進行呈現，并可根據用戶權限及個人的關注角度進行配置。平臺提供WBS看板、項目看板、流程看板、評審看板、性能看板、指標看板、生產現場質量看板、質量管理儀表盤、知識看板、數字樣機看板、仿真看板等多種類型的看板，在統一的技術標準下，還可以集成來自其他系統的看板進行集中管理。

系統工程系統是平臺的大腦，是平臺運轉的源頭和保障。它提供精益研發過程策劃、質量策劃以及WBS分解，通過知識管理系統支持實現WBS工作包與知識關聯，形成整個精益研發過程管理與控制的基礎，實現基于精益研發過程管理的知識工程、綜合設計、質量管理以及研發資源管理。

知識工程系統是平臺的靈魂，是精益研發得以體現的重要組成部分，是精益研發平臺能力建設系統。通過建立復雜產品研發的知識體系，并將知識與研發任務直接關聯，真正實現知識的積累與重，形成與產品精益研發全生命周期工作緊密結合的知識工程系統。

綜合設計系統是產品研發的主要執行系統，是平臺的核心，是體現平臺建設真正價值的組成部分。它以工具軟件封裝集成技術、多學科綜合優化技術、研發流程及數據管理技術、并行協同技術為支撐，根據工程實際應用定制集設計、仿真、優化等為一體的專業設計系統，實現協同設計與仿真，同時通過關聯知識工程系統和質量管理系統，實現研發活動中的實時知識應用、知識積累與質量控制。

質量管理系統是平臺的血液，是保障平臺建設成效的關鍵組成部分。它面向研發全過程，以過程質量和產品質量為核心，建立數字化、可視化的質量管控與預防支持體系。系統將質量控制貫穿于整個研發過程，實現對關鍵階段和關鍵活動的質量控制。

研發資源管理是精益研發平臺的基礎支撐，主要包括研發知識庫、研發數據管理以及研發工具庫，實現分布式、異構的研發資源管理。

2平臺業務邏輯

根據平臺的五層工作模型，結合企業的研發模式，形成以下業務邏輯：

圖4精益研發平臺業務邏輯

主要業務過程如下：

通過系統工程對企業研制的頂層WBS進行維護和策劃，定義研制的階段劃分、標準WBS分解及工作包定義，形成一個標準的頂層WBS控制體系；

根據研制任務要求，針對具體型號進行質量策劃，依據頂層的WBS工作包以及該型號的實際質量控制要求，將質量控制過程分解到一系列工作包中；

通過各專業綜合設計環境，把研制任務、數據、知識等有機結合，實現對設計過程的高效支持；

對工作包所包含的研制任務進行進一步分解，通過具體的工作流程實現任務的協同和流轉。工作流程中的每個節點（工作流任務）可以調用不同的系統，也可以與相關的設計分析工具集成，從而實現工具使用及數據管理的無縫結合；

知識工程作為整個平臺的重要支撐，實現從WBS分解、工作包實例化、任務執行、設計分析等多層次的知識管理和知識應用，形成與實際研發工作緊密結合的研制知識體系；

過程質量控制貫穿整個研發流程，實現對關鍵階段和關鍵活動評審控制。質量部門通過數據接口監控和跟蹤設計活動文檔的質量狀態。對研發過程發現的質量問題進行閉合和歸零。

3 平臺客戶價值

提升產品差異性

利用價值分析和競爭力比較，使企業明確產品競爭差異點；

精益研發，利用創新平臺對瓶頸技術進行創新和突破，提高產品差異性；

對關鍵設計指標進行綜合評估，使產品在關鍵性能指標上明顯優于競爭對手。

增加產品技術附加值

充分利用已有的專利技術，豐富產品技術體系；

通過研發過程的經驗積累和利用，實現產品的不斷完善和提升；

通過不斷的系統優化和改進，實現產品質量、性能、可靠性以及經濟性的綜合提高。

提高產品設計質量

通過價值工程和價值分析，確定關鍵需求、關鍵技術路徑和關鍵質量特性，集中優勢資源重點對關鍵部分進行質量保證；

通過可靠性預計、分配和失效模式分析，實現可靠性指標的計算和保證。

提升企業研發能力

利用統一集成的研發環境，打通整個研發過程的數據流和業務流；

進行產品精益研發流程、數據和知識的系統管理，大幅提升企業的研發技術能力；

通過優化研發流程和技術協同，節省大量研制成本。

縮短產品研發周期

通過明晰各級設計目標，明確工作任務，減少返工和工作浪費；

通過研發總線技術，隨時分析和監控產品研發各項指標，減少研發迭代次數；

通過協同研發和并行研發，提高團隊合作效率，減少等待和返工；

利用企業最佳實踐經驗和最佳流程，顯著縮短研發周期。

促進研發知識積累

通過研發各環節的知識萃取和積累，形成企業智力資源中心；

支持知識的學習和重用，快速產生價值；

基于知識的積累和創新，加快自主知識產權的形成。

◆結束語

精益研發的“前世”是基礎研發平臺；精益研發的“今生”將是以綜合提高產品研發效率和產品技術附加值為目的的制造業信息化體系平臺。