精益研發(fā)方法論-安世亞太

1、精益研發(fā)方法論當(dāng)前制約我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品自主創(chuàng)新的焦點(diǎn)性問(wèn)題主要包括以下五點(diǎn)：基于逆向工程的跟蹤仿制，而不是基于正向設(shè)計(jì)的自主創(chuàng)新。數(shù)字化研發(fā)流程未完整梳理，型號(hào)開(kāi)發(fā)缺乏科學(xué)的頂層策劃。企業(yè)仿真體系沒(méi)有完整建立，仿真技術(shù)沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的價(jià)值。知識(shí)與資源缺乏共享，沒(méi)有融入到研發(fā)活動(dòng)中，知識(shí)與研發(fā)兩張皮。質(zhì)量是少數(shù)人的事情，沒(méi)有融入到研發(fā)體系中，質(zhì)量與研發(fā)兩張皮。結(jié)合上述對(duì)我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、 企業(yè)信息化現(xiàn)狀和國(guó)外相關(guān)情況的分析， 中國(guó)企業(yè)應(yīng)當(dāng)逐步建立精益研發(fā)體系， 這是一套基于系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)理念的正向設(shè)計(jì)體系，解決流程、知識(shí)和質(zhì)量的關(guān)聯(lián)問(wèn)題，采納仿真體系建設(shè)方法，建立堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)品性能保障體系， 最后還應(yīng)該建立

2、相對(duì)應(yīng)的軟件支撐平臺(tái)作為整個(gè)體系的支撐平臺(tái)。1. 精益研發(fā)理論基礎(chǔ)美國(guó)系統(tǒng)工程專(zhuān)家霍爾 (A·D·Hall) 于 1969 年提出的一種系統(tǒng)工程方法論。精益研發(fā)體系以系統(tǒng)工程學(xué)倡導(dǎo)的霍爾三維管理框架作為精益研發(fā)平臺(tái)建設(shè)的理論基礎(chǔ)，形成產(chǎn)品研發(fā)三維管理平臺(tái)。第一，時(shí)間維：描述產(chǎn)品或系統(tǒng)研發(fā)的進(jìn)程， 隨著研發(fā)階段的轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)成熟度推進(jìn)，完成產(chǎn)品的研發(fā)。第二，邏輯維：描述產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的思考邏輯、開(kāi)發(fā)方法和實(shí)施步驟，包含需求開(kāi)發(fā)、功能分解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)、產(chǎn)品試制、部件驗(yàn)證、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)驗(yàn)證、系統(tǒng)確認(rèn)九個(gè)步驟，這九個(gè)過(guò)程構(gòu)成一個(gè)“ V ”模型。第三，知識(shí)維：在產(chǎn)品研發(fā)流程的各個(gè)階

3、段和各個(gè)步驟， 都會(huì)有以往知識(shí)的使用和新知識(shí)的產(chǎn)生。知識(shí)維主要管理企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)中的研究和積累。上述基于系統(tǒng)工程的三維框架為復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的全過(guò)程、 全方位的多專(zhuān)業(yè)并行協(xié)同的數(shù)字化研發(fā)流程梳理提供了方法論。 從流程的目的和作用看， 系統(tǒng)工程流程可劃分為兩類(lèi)流程，它構(gòu)成了精益研發(fā)的管理和技術(shù)基礎(chǔ)。一類(lèi)是管理流程，包含技術(shù)規(guī)劃、需求管理、接口管理、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理、技術(shù)狀態(tài)管理、技術(shù)數(shù)據(jù)管理、技術(shù)評(píng)估、決策分析，也稱(chēng)為基于WBS 的技術(shù)管理流程。另一類(lèi)是技術(shù)開(kāi)發(fā)流程，包含涉眾需求、需求開(kāi)發(fā)、功能分解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)、產(chǎn)品試制、部件驗(yàn)證、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)驗(yàn)證、系統(tǒng)確認(rèn)、系統(tǒng)交付 11 個(gè)流程，構(gòu)成

4、了邏輯維的“ V ”字過(guò)程?；?WBS 的技術(shù)管理流程和基于 “ V”模型的技術(shù)開(kāi)發(fā)流程共同構(gòu)成了精益研發(fā)的流程梳理的理論體系?；谝陨狭鞒谭治觯纬闪司嫜邪l(fā)的骨架五層精益流程模型。第一層，價(jià)值鏈層（ V-Chain），由產(chǎn)品研發(fā)的各個(gè)階段形成頂層流程。第二層，研發(fā)流程層（ WBS），主流程的實(shí)現(xiàn)依靠具體的研發(fā)任務(wù)，即經(jīng)過(guò)逐層分解形成的 WBS 工作包，工作包為型號(hào)研發(fā)任務(wù)策劃與執(zhí)行的基本單元。第三層，工作流層（ Workflow ），每個(gè)工作包具體執(zhí)行時(shí)由一系列的工作來(lái)完成，即工作流（ Workflow ），工作流體現(xiàn)工作人員間的協(xié)同。第四層，工具流層（ SimFlow ），對(duì)工作流中的

5、各項(xiàng)任務(wù)由一系列軟件的使用過(guò)程（工具流）來(lái)完成，過(guò)程體現(xiàn)軟件間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。第五層，技術(shù)流層（ Steps），單個(gè)軟件的使用由多個(gè)步驟完成，步驟體現(xiàn)軟件的使用能力。2. 精益研發(fā)業(yè)務(wù)理想模型在精益研發(fā)體系下， 工作對(duì)象為工作包。 在精益研發(fā)體系下， 工作對(duì)象為工作包。 WBS 的最低層次的項(xiàng)目可交付成果稱(chēng)為工作包（WorkPackage）。精益研發(fā)體系中對(duì)常規(guī)工作包進(jìn)行了進(jìn)化。 一是增加伴隨知識(shí)要素， 將完成本工作包所需要的知識(shí)伴隨到工作包中， 二是增加質(zhì)量要素， 包括指標(biāo)管理和過(guò)程管理，對(duì)本工作包所肩負(fù)的指標(biāo)責(zé)任和過(guò)程責(zé)任 （該做的事情和該輸出的成果）信息附加到工作包中， 三是增加了工具集成要

6、素， 指出完成本工作包要求或推薦的設(shè)計(jì)與仿真工具， 對(duì)工作包進(jìn)行數(shù)字化和仿真化改造， 由此形成了精益研發(fā)的靈魂精益研發(fā)工作包?；诰婀ぷ靼乃枷耄?形成精益研發(fā)的業(yè)務(wù)藍(lán)圖人體模型。 模型由型號(hào)策劃、綜合設(shè)計(jì)、知識(shí)工程和質(zhì)量管理四部分構(gòu)成。首先，對(duì)型號(hào)研制的頂層 WBS 基礎(chǔ)工作包進(jìn)行維護(hù)和策劃，定義研制的階段劃分、標(biāo)準(zhǔn) WBS 分解及工作包定義，形成標(biāo)準(zhǔn)的頂層 WBS 控制體系；進(jìn)行質(zhì)量策劃，形成型號(hào)質(zhì)量保障大綱， 將質(zhì)量控制目標(biāo)合理分解到一系列工作包中。其次，按專(zhuān)業(yè)類(lèi)別形成各專(zhuān)業(yè)的控制計(jì)劃， 按照研制階段及工作包的控制順序發(fā)起專(zhuān)業(yè)工作包， 并通過(guò)各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行執(zhí)行； 各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)對(duì)工作包進(jìn)一

7、步分解，通過(guò)具體的工作流程實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)分析任務(wù)的協(xié)同和流轉(zhuǎn)。 流程與設(shè)計(jì)分析工具集成，實(shí)現(xiàn)工具使用及數(shù)據(jù)管理的無(wú)縫結(jié)合。知識(shí)工程作為整個(gè)平臺(tái)的重要支撐， 實(shí)現(xiàn)多層次的知識(shí)管理和知識(shí)應(yīng)用， 形成與實(shí)際研發(fā)工作緊密結(jié)合的型號(hào)研發(fā)工程知識(shí)體系。設(shè)計(jì)指標(biāo)作為研發(fā)過(guò)程的關(guān)鍵控制對(duì)象， 落實(shí)到各工作包和設(shè)計(jì)任務(wù)， 對(duì)實(shí)際目標(biāo)值進(jìn)行自動(dòng)匯總和狀態(tài)監(jiān)控預(yù)警。 過(guò)程質(zhì)量控制貫穿整個(gè)研發(fā)流程， 實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵階段和關(guān)鍵活動(dòng)評(píng)審控制。 質(zhì)量部門(mén)通過(guò)數(shù)據(jù)接口監(jiān)控和跟蹤設(shè)計(jì)活動(dòng)文檔的質(zhì)量狀態(tài)。對(duì)研發(fā)過(guò)程發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行閉合和歸零。精益研發(fā)業(yè)務(wù)模型基于產(chǎn)品技術(shù)開(kāi)發(fā)流程應(yīng)用系統(tǒng)工程理論對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行分解和展開(kāi)。 理想的產(chǎn)品設(shè)

8、計(jì)過(guò)程的起點(diǎn)是從涉眾需求開(kāi)始， 經(jīng)過(guò)需求開(kāi)發(fā)、功能分解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)、產(chǎn)品試制、部件驗(yàn)證、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)驗(yàn)證和系統(tǒng)確認(rèn)等階段， 滿(mǎn)足涉眾需求， 完成產(chǎn)品的驗(yàn)收。 這個(gè)過(guò)程成為正向設(shè)計(jì)過(guò)程。通常來(lái)說(shuō)，很多產(chǎn)品的設(shè)計(jì)起始點(diǎn)不是從涉眾需求開(kāi)始，而是從V 模型的中間某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始。 物理設(shè)計(jì)作為起點(diǎn)是中國(guó)企業(yè)常見(jiàn)的起點(diǎn)， 本階段仿照已經(jīng)存在的產(chǎn)品，完成圖紙的設(shè)計(jì)， 進(jìn)入試制和驗(yàn)證各階段， 完成產(chǎn)品的交付或推向市場(chǎng)。清醒的企業(yè)會(huì)有意識(shí)地研究物理設(shè)計(jì)之前的各個(gè)過(guò)程， 以圖追溯和理解仿制的產(chǎn)品本源，以上的過(guò)程稱(chēng)為逆向工程過(guò)程。為了保證 V 的左半邊的四個(gè)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)過(guò)程結(jié)果正確性，完整的設(shè)計(jì)過(guò)程需要特別引入

9、了四個(gè)小V 循環(huán)，通過(guò)產(chǎn)品計(jì)算機(jī)模型的方法對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的階段性成果進(jìn)行檢查，分別是需求確認(rèn)、功能分析、系統(tǒng)仿真和工程仿真，以期通過(guò)計(jì)算、分析、模擬或仿真的手段對(duì)這些設(shè)計(jì)進(jìn)行確認(rèn)和優(yōu)化。因此產(chǎn)品研發(fā)的完整仿真類(lèi)型由 4 個(gè)大類(lèi)和 10 個(gè)小類(lèi)構(gòu)成。上述“ V ”模型是對(duì)一般產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程的抽象，它適用于所有產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程，但從研發(fā)企業(yè)的角度看， 還需要從管理和資源兩個(gè)角度對(duì)企業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)進(jìn)行表達(dá)，形成包括產(chǎn)品研發(fā)相關(guān)的流程、 項(xiàng)目、需求、質(zhì)量等管理要素， 以及軟件、硬件、數(shù)據(jù)、技術(shù)等資源要素。對(duì)于大型復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)體系， 研發(fā)過(guò)程通常都是有多個(gè) “V ”模型構(gòu)成的。多個(gè)“ V ”模型之間，首先需要通過(guò)

10、業(yè)務(wù)協(xié)同體系，主要包括數(shù)據(jù)協(xié)同和信息協(xié)同；其次需要建立資源共享體系，當(dāng)代研發(fā)資源共享最先進(jìn)的體系是研發(fā)云。因此，對(duì)于集團(tuán)化研發(fā)體系和復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)體系，除上述三層外，還要包括集團(tuán)/行業(yè)協(xié)同層和共享層。3. 精益研發(fā)平臺(tái)架構(gòu)精益研發(fā)平臺(tái)是精益研發(fā)業(yè)務(wù)模型的形成的自然結(jié)果。 開(kāi)發(fā)層的系統(tǒng)共同形成精益研發(fā)平臺(tái)的綜合設(shè)計(jì)環(huán)境， 管理層的系統(tǒng)構(gòu)成研發(fā)管理平臺(tái)， 資源層的系統(tǒng)構(gòu)成資源共享和數(shù)據(jù)中心， 協(xié)同層的系統(tǒng)構(gòu)成研發(fā)駕駛艙， 支撐層形成研發(fā)云平臺(tái)。對(duì)于中國(guó)企業(yè)來(lái)說(shuō)， 知識(shí)工程和質(zhì)量管理體系也是至關(guān)重要的一環(huán)， 因此將知識(shí)工程系統(tǒng)從資源層中移到綜合設(shè)計(jì)系統(tǒng)左邊， 質(zhì)量管理系統(tǒng)從管理層中移到綜合設(shè)計(jì)系統(tǒng)的右

11、邊，就形成了精益研發(fā)平臺(tái)的應(yīng)用架構(gòu)。需要特別說(shuō)明的是， 精益研發(fā)平臺(tái)并非是一個(gè)軟件，而是根據(jù)企業(yè)的精益研發(fā)的目標(biāo)、模式和體系，利用柔性SOA 集成框架，將企業(yè)所有與研發(fā)有關(guān)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)協(xié)同整合， 形成為精益研發(fā)服務(wù)的集成化平臺(tái)。這些系統(tǒng)包括企業(yè)已有的系統(tǒng)、第三方工具和系統(tǒng)、以及精益研發(fā)體系咨詢(xún)和建設(shè)方所提供的信息化系統(tǒng)。同時(shí)，作為精益研發(fā)體系的支撐平臺(tái)，科技資源的整合和集成， 以及精益研發(fā)平臺(tái)的運(yùn)維體系建設(shè)也是平臺(tái)的重要建設(shè)工作。4. 精益研發(fā)成熟度模型安世亞太自提出精益研發(fā)開(kāi)始，精益研發(fā)方法學(xué)就伴隨著我們對(duì)精益研發(fā)的研究及用戶(hù)的應(yīng)用實(shí)踐得到不斷豐富和完善。精益研發(fā)成熟度模型就是安世亞太通過(guò)總結(jié)精

12、益研發(fā)項(xiàng)目咨詢(xún)和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)發(fā)展而成，該模型為企業(yè)開(kāi)展精益研發(fā)建設(shè)提供了前提依據(jù)，同時(shí)也作為指導(dǎo)框架有效評(píng)估企業(yè)精益研發(fā)的實(shí)施效果。精益研發(fā)成熟度模型將企業(yè)研發(fā)成熟度分為五級(jí)，分別是自發(fā)級(jí)、意識(shí)級(jí)、穩(wěn)序級(jí)、協(xié)同級(jí)、精益級(jí)。精益研發(fā)包含的三個(gè)子體系綜合設(shè)計(jì)體系、 知識(shí)工程體系、 質(zhì)量管理體系，也進(jìn)行了五級(jí)成熟度劃分，這三個(gè)子體系的成熟度構(gòu)成了精益研發(fā)整體成熟度。精益研發(fā)成熟度模型是描述企業(yè)研發(fā)從低到高的“成熟”過(guò)程，即從企業(yè)無(wú)意識(shí)的自發(fā)成長(zhǎng)到識(shí)別研發(fā)關(guān)鍵要素，開(kāi)始有意識(shí)的積累， 到以流程為引導(dǎo)排布和運(yùn)行研發(fā)關(guān)鍵要素，再到研發(fā)關(guān)鍵要素有效協(xié)同、 集成的完整精益研發(fā)體系， 最后是研發(fā)關(guān)鍵要素融會(huì)貫通，

13、隨需而變的柔韌精益研發(fā)體系。精益研發(fā)成熟度從低到高的演變過(guò)程，是企業(yè)研發(fā)能力進(jìn)化、提升的過(guò)程，最終形成企業(yè)難以模仿的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。精益研發(fā)成熟度評(píng)價(jià)緯度涵蓋了企業(yè)研發(fā)的關(guān)鍵領(lǐng)域：戰(zhàn)略、人才、組織、流程、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、知識(shí)、選型、軟件、硬件和平臺(tái)等，每個(gè)級(jí)別的成熟度都從這些緯度來(lái)評(píng)價(jià)。企業(yè)精益研發(fā)體系建設(shè)首先需要先對(duì)企業(yè)研發(fā)成熟度進(jìn)行評(píng)估，科學(xué)設(shè)立成熟度進(jìn)化路線(xiàn)，長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，分步實(shí)施。根據(jù)成熟度模型，企業(yè)應(yīng)該以當(dāng)前所處的級(jí)別為基礎(chǔ)，以下一個(gè)更高級(jí)別的成熟度為目標(biāo)，針對(duì)同一個(gè)成熟度進(jìn)行全面建設(shè)，削峰平谷， 均衡建設(shè)， 然后進(jìn)入下一成熟度階段。5. 精益研發(fā)體系建設(shè)路線(xiàn)精益研發(fā)體系屬于典型社會(huì)技術(shù)學(xué)范疇。社

14、會(huì)技術(shù)學(xué)模型由四部分構(gòu)成： 人、技術(shù)、流程、戰(zhàn)略。在一個(gè)社會(huì)技術(shù)體系中， 體系發(fā)展的路徑通常是由技術(shù)開(kāi)始，當(dāng)技術(shù)達(dá)到一定的程度， 需要進(jìn)行社會(huì)化應(yīng)用的時(shí)候， 就必須建立和完善人才體系和流程體系，進(jìn)而形成戰(zhàn)略體系，最終構(gòu)成完整和穩(wěn)定的社會(huì)技術(shù)體系?；谏鐣?huì)技術(shù)學(xué)模型形成精益研發(fā)體系的頂層哲學(xué)模型。精益研發(fā)體系除了包括從技術(shù)維度方面的研發(fā)管理、設(shè)計(jì)仿真、知識(shí)工程、質(zhì)量管理之外，從社會(huì)技術(shù)學(xué)維度還需要包括戰(zhàn)略、人才、組織、流程、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、工具軟件、基礎(chǔ)IT 以及設(shè)計(jì)方法等，信息化平臺(tái)則是精益研發(fā)體系的載體，這些維度將在平臺(tái)中運(yùn)行。精益研發(fā)體系還可以細(xì)分多個(gè)有獨(dú)特價(jià)值的專(zhuān)項(xiàng)體系，包括研發(fā)流程體系、需

15、求工程體系、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)體系、 GJB5000A 體系、快速設(shè)計(jì)體系、協(xié)同仿真體系、綜合試驗(yàn)體系、知識(shí)工程體系、質(zhì)量管理體系、資源共享體系、數(shù)據(jù)協(xié)同體系、過(guò)程數(shù)據(jù)管理體系等。精益研發(fā)體系的建設(shè)可以分為以下三個(gè)方面：首先是精益研發(fā)體系咨詢(xún)工作。主要是是通過(guò)對(duì)企業(yè)現(xiàn)狀的分析，并與精益研發(fā)理想模型的對(duì)標(biāo)，評(píng)估企業(yè)的研發(fā)體系成熟度狀態(tài)。根據(jù)企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，定制一套適合于本企業(yè)的精益研發(fā)體系藍(lán)圖。根據(jù)企業(yè)的發(fā)展節(jié)奏， 確定本企業(yè)精益研發(fā)建設(shè)節(jié)奏，形成精益研發(fā)體系建設(shè)規(guī)劃。其次是精益研發(fā)體系內(nèi)容建設(shè)。 主要是是對(duì)精益研發(fā)體系建設(shè)中需要的流程、知識(shí)、工具、質(zhì)量體系進(jìn)行梳理、改編和數(shù)字化，以便于形成精益研發(fā)平臺(tái)上線(xiàn)后的可直接支撐研發(fā)工作的初始狀態(tài)。第三是精益研發(fā)平臺(tái)的技術(shù)集成工作。主要是根據(jù)企業(yè)的精益研發(fā)的目標(biāo)、模式和體系，利用柔性 SOA 集成框架，將企業(yè)所有與研發(fā)有關(guān)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)協(xié)同整合，形成為精益研發(fā)服務(wù)的集成化平臺(tái)。 這些系統(tǒng)包括企業(yè)已有的系統(tǒng)、 第三方工具和系統(tǒng)、以及精益研發(fā)體系咨詢(xún)和建設(shè)方所提供的信息化系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)上述建設(shè)內(nèi)容的進(jìn)細(xì)化， 形成如下圖所示的精益研發(fā)建設(shè)方法論， 包括企業(yè)研發(fā)能力必要的能力建設(shè)