精益研發(fā)2.0：促進基于正向設(shè)計的自主創(chuàng)新

2015年是“十三五”的布局之年，就在全中國都在思考制造業(yè)走向何方的時候，“工業(yè)4.0”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”轟然而至，“中國制造2025”和“國防科工十三五規(guī)劃”也大綱落定。政府新一輪的規(guī)劃思路，明確提出了我國工業(yè)“從跟蹤研仿向自主創(chuàng)新轉(zhuǎn)變”。基于此，轉(zhuǎn)型創(chuàng)新已經(jīng)成為中國制造提升競爭力的“必修課”。

三十多年的改革開放，中國打開國門，中國工業(yè)向全世界學習。通過基于逆向工程的跟蹤研仿，中國工業(yè)補課成功?，F(xiàn)在面臨的問題是，值得中國學習和研仿的先進、開放的技術(shù)已經(jīng)不多了，中國工業(yè)要想進步，只能自主創(chuàng)新。實現(xiàn)“從跟蹤研仿向自主創(chuàng)新轉(zhuǎn)變”，首先要建立的能力就是“正向設(shè)計”。

基于企業(yè)自主創(chuàng)新存在的問題和系統(tǒng)工程理論的發(fā)展，安世亞太在“精益研發(fā)1.0”的基礎(chǔ)上，推出了“精益研發(fā)2.0”，從理論基礎(chǔ)、方法和平臺等方面，促進中國產(chǎn)品研發(fā)型企業(yè)建立基于系統(tǒng)工程的正向設(shè)計體系，提升自主創(chuàng)新能力。

一、基于系統(tǒng)工程的正向設(shè)計和逆向7-程

精益研發(fā)體系的核心理論之一是“系統(tǒng)工程”。根據(jù)系統(tǒng)工程理論對產(chǎn)品設(shè)計過程的分解和定義，產(chǎn)品設(shè)計過程從涉眾需求開始，包括需求開發(fā)、功能分解、系統(tǒng)設(shè)計、物理設(shè)計、產(chǎn)品試制、部件驗證、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)驗證和系統(tǒng)確認等階段，可以用如下的“V”模型來表達。通過對產(chǎn)品的分解，形成的一個個部件、組件的設(shè)計過程也遵從上述的設(shè)計過程，這就是系統(tǒng)工程理論的核心內(nèi)容。

所謂正向設(shè)計就是產(chǎn)品設(shè)計過程從涉眾需求開始，經(jīng)過需求開發(fā)、功能分解、系統(tǒng)設(shè)計、物理設(shè)計、產(chǎn)品試制、部件驗證、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)驗證和系統(tǒng)確認等階段，完整走完產(chǎn)品設(shè)計過程的所有階段。

所謂逆向設(shè)計就是產(chǎn)品設(shè)計從已有產(chǎn)品的測繪和復原開始，產(chǎn)品設(shè)計起始點不是用戶需求，沒有經(jīng)歷產(chǎn)品設(shè)計過程中的需求工程、產(chǎn)品功能定義與分解、產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計等真正決定產(chǎn)品功能和性能的重要階段。

由于產(chǎn)品逆向設(shè)計過程沒有經(jīng)歷需求工程和系統(tǒng)設(shè)計等階段，往往造成對產(chǎn)品“知其然，不知其所以然”，甚至對產(chǎn)品所用技術(shù)也是如此。這種狀態(tài)嚴重影響了產(chǎn)品設(shè)計中的創(chuàng)新，談不上真正的創(chuàng)新設(shè)計。

企業(yè)的發(fā)展歷程中，逆向設(shè)計是必須經(jīng)歷的一個階段。但超越源于創(chuàng)新，創(chuàng)新源于正向設(shè)計。

二、精益研發(fā)2.0：促進基于正向設(shè)計的自主創(chuàng)新

精益研發(fā)是基于系統(tǒng)工程理論，針對復雜系統(tǒng)設(shè)計企業(yè)的需求而提出的一套復雜系統(tǒng)設(shè)計業(yè)務(wù)管理體系。精益研發(fā)2.0通過基于模型的系統(tǒng)工程理論，建立了基于正向設(shè)計的產(chǎn)品設(shè)計理論和方法，為研發(fā)企業(yè)走向正向設(shè)計提供理論支撐。精益研發(fā)2.0通過產(chǎn)品研發(fā)流程定義，為產(chǎn)品設(shè)計提供規(guī)范化設(shè)計流程，使產(chǎn)品正向設(shè)計有法可依，并在產(chǎn)品研發(fā)過程中，將產(chǎn)品設(shè)計工具和方法進行統(tǒng)一管理和集成，知識支持和質(zhì)量管控伴隨其中，提高企業(yè)整體的產(chǎn)品設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。

1.系統(tǒng)工程：產(chǎn)品正向設(shè)計的理論基礎(chǔ)

系統(tǒng)工程是精益研發(fā)2.0為中國研發(fā)型企業(yè)走向正向設(shè)計提供的基礎(chǔ)理論之一。它主要是基于當前計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助分析（CAE）等在產(chǎn)品設(shè)計中的廣泛應(yīng)用，將原來通過產(chǎn)品試制后進行的產(chǎn)品設(shè)計方案驗證前移，形成了針對產(chǎn)品需求開發(fā)、功能分解、系統(tǒng)設(shè)計和物理設(shè)計四個階段的階段性驗證，它們與針對試制產(chǎn)品的實物/半實物的仿真驗證一起，構(gòu)成基于模型的系統(tǒng)工程理論中產(chǎn)品設(shè)計的五個循環(huán)。

利用仿真手段能夠及早進行產(chǎn)品設(shè)計的迭代，可以有效的降低產(chǎn)品設(shè)計的成本和時間周期。通過基于模型的系統(tǒng)工程建立起來的五個迭代循環(huán)，促進了產(chǎn)品正向設(shè)計中的質(zhì)量保障、流程和時問控制，從而大幅縮短產(chǎn)品整體的研發(fā)周期，降低產(chǎn)品設(shè)計成本。

技術(shù)、管理、資源是產(chǎn)品設(shè)計過程的三駕馬車，構(gòu)成精益研發(fā)2.0中的基本業(yè)務(wù)模型。

2.研發(fā)流程：產(chǎn)品正向設(shè)計的路徑

自主創(chuàng)新不代表自由隨意，正向設(shè)計有章可循。從上述的系統(tǒng)工程理論出發(fā)，應(yīng)用工作結(jié)構(gòu)分解理論和方法，對產(chǎn)品設(shè)計過程中的工作進行分解，產(chǎn)品設(shè)計過程顯性化，是精益研發(fā)2.0倡導的產(chǎn)品正向設(shè)計的有效路徑。

結(jié)合安世亞太公司近20年的實踐，我們將產(chǎn)品設(shè)計過程分解為價值流、任務(wù)流、工作流、工具流和技術(shù)流五層，上兩層著重強調(diào)產(chǎn)品設(shè)計過程的管理要素，下三層著重強調(diào)產(chǎn)品設(shè)計實現(xiàn)的技術(shù)要素，我們稱之為精益研發(fā)的骨架——五層精益流程模型，基于此形成了產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化研發(fā)流程模型。

五層流程模型的價值在于保證產(chǎn)品設(shè)計過程中“規(guī)定動作不走樣，自選動作有創(chuàng)新”。通過對產(chǎn)品設(shè)計過程進行梳理和定義，形成標準的產(chǎn)品設(shè)計流程，保證了產(chǎn)品設(shè)計的規(guī)范化，并為設(shè)計流程的優(yōu)化和創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

3.知識工程：產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新的智力支持

知識工程是精益研發(fā)體系的特色組成部分。知識工程的目的就是“促進產(chǎn)品設(shè)計過程的創(chuàng)新”，其功能可以簡單歸結(jié)為知識的“采、存、管、用”，其理念可歸結(jié)為“知識起于創(chuàng)新，也奔向創(chuàng)新”。通過知識工程，可以促進產(chǎn)品設(shè)計中的知識沉淀、繼承和復用，為產(chǎn)品正向設(shè)計和創(chuàng)新提供需要的智力支持，降低產(chǎn)品創(chuàng)新的難度，提高企業(yè)整體的創(chuàng)新能力。精益研發(fā)提倡將知識融入研發(fā)流程，將知識與工作包伴隨，實現(xiàn)知識的主動推送。

4.綜合設(shè)計：產(chǎn)品設(shè)計師的創(chuàng)新環(huán)境

在精益研發(fā)中，對產(chǎn)品設(shè)計的工作對象——工作包進行了補充、完善和進化，增加了知識要素、質(zhì)量要素和工具集成要素，形成了精益研發(fā)的靈魂：精益工作包，它為產(chǎn)品設(shè)計師完成設(shè)計工作提供了有利環(huán)境。

精益研發(fā)2.0根據(jù)精益工作包模型，將所有設(shè)計師工作需求進行抽象，形成綜合設(shè)計環(huán)境，統(tǒng)一管理產(chǎn)品設(shè)計師在產(chǎn)品設(shè)計過程中需要的工具、方法和知識。與此相對應(yīng)，通過集成與封裝，設(shè)計工具形成工具集、設(shè)計方法形成方法集、設(shè)計知識伴隨工具進行推送、設(shè)計質(zhì)量變成工作包的約束等等。綜合設(shè)計環(huán)境可以大幅度降低設(shè)計人員的產(chǎn)品設(shè)計工作量，為設(shè)計人員的創(chuàng)新提供支撐環(huán)境和時間。

5.質(zhì)量管理：產(chǎn)品設(shè)計正確性的保證

產(chǎn)品設(shè)計的最終質(zhì)量要求就是保證設(shè)計出來的產(chǎn)品是客戶所要的。精益研發(fā)中，質(zhì)量管理的根本理念和方法就是按照上述系統(tǒng)工程方法，將質(zhì)量環(huán)節(jié)前移，將質(zhì)量要求關(guān)聯(lián)到關(guān)鍵工作包，從產(chǎn)品設(shè)計過程的每個步驟中把握和控制產(chǎn)品設(shè)計的質(zhì)量。質(zhì)量管控對產(chǎn)品設(shè)計，尤其是正向設(shè)計的價值不言而喻。

三、精益研發(fā)平臺：產(chǎn)品正向設(shè)計與創(chuàng)新的載體

從精益研發(fā)2.0的系統(tǒng)工程模型出發(fā)，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計的實際，可以形成企業(yè)的信息化建設(shè)藍圖。對企業(yè)信息化建設(shè)藍圖中共性的功能和必要的管理功能進行抽象和匯總，安世亞太設(shè)計開發(fā)了精益研發(fā)平臺，形成了可以向產(chǎn)品設(shè)計企業(yè)提供的信息化支撐環(huán)境。

精益研發(fā)平臺包括：研發(fā)駕駛艙，提供集團化企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計過程的數(shù)據(jù)和信息協(xié)同；研發(fā)管理平臺，進行研發(fā)流程、需求和項目的管理；知識工程平臺，提供產(chǎn)品設(shè)計過程中的伴隨知識；綜合設(shè)計環(huán)境，與集成封裝的設(shè)計工具和方法一起為設(shè)計師提供完成產(chǎn)品設(shè)計的一切所需；質(zhì)量管理平臺，提供產(chǎn)品設(shè)計過程的質(zhì)量管控；資源共享、科研數(shù)據(jù)和研發(fā)云提供了研發(fā)過程所需的各類資源及資源的共享。