精益研发助推中国制造

产品体系

精益研发

PERA精益研发平台

概述

精益研发理论是安世亚太公司在对系统工程和企业信息化相关理论深入研究和建设实践的基础上提出的一套适合我国高端装备制造业信息化的理论方法—精益研发体系。

精益研发平台PERA是安世亚太自主研发的软件平台,其以面向服务构架(SOA)为基础构建企业信息化技术框架,以精益研发理论与平台构建企业信息化应用框架与平台。

平台以精益研发理念为指导依据,以系统工程为框架,以知识工程为基础,以质量工程为牵引,借助信息化技术,集成了仿真优化、创新设计、质量设计、数字试验等综合设计工具(CAX软件),帮助企业突破现有研发框架,实现产品研发以全程化、并行化和综合化为特征的精益管理,达成以差异性、高性能、高品质和高效率为特征的产品精益研发。

精益研发平台基于五层工作模型、基于模型的系统工程(MBSE)理论、人体模型、标准规范流程、人才与组织等精益研发体系中的核心理论进行产品研发企业应用平台的设计和开发。平台建设了各级流程工作的支撑手段与管控平台,实现复杂产品的研发管理,提供了并改造研发执行过程所使用的工具手段,提升了研发效率,通过过程控制打造高质量产品,通过知识工程沉淀与传递知识、经验。精益研发平台把研发流程、研发工具、研发知识、质量管理集成在一起,形成一个完整的研发管理和技术平台。


特色功能

1、研发驾驶舱
研发驾驶舱依据系统工程理论,从产品和系统项层的角度对产品最终设计目标的达成进行协调和把控,是精益研发平台在系统角度或集团层面应用和延伸。通过研发驾驶舱可以实现对复杂产品在系统角度的数据共享与协同、产品设计的科研信息的共享和协同,并通过数据和信息的共享和协同实现产品设计过程的协同和控制。

2、研发管理系统
研发管理系统依据系统工程的理论,完成产品设计过程的工作分解、定义和管理,是精益研发平台的主轴。通过研发管理系统提供的项目管理、科研策划、任务管理、流程管理、监控系统等功能,实现从项目策划、到流程管理和任务下发、再到项目过程管理和监控,支持研发的规范化、标准化,支持任务策划及研发协同,满足对项目整体和执行过程等全过程的掌握和把控。

3、知识工程系统
知识工程系统以知识与流程和设计相融合的思想为指导,结合知识挖掘、知识管理、知识推送、领域本体、知识创新等技术,可以把企业已有的知识进行梳理与管理,在研发过程中进行知识的推送和重用;并可以把研发过程中有价值的数据归纳、沉淀,形成新知识,以实现将正确的知识在正确的时间呈现给正确的人,并保证研发任务精益完成的目标。
知识工程系统突破传统知识管理框架,辅助企业进行知识工程建设,在知识管理基础上做了“向上”和“向下”的扩展。向上,将知识与业务流程和活动关联与伴随;向下,提供知识梳理与挖掘的专业手段,融入设计活动。向上和向下结合,不仅解决了研发知识与研发流程和设计“两张皮”的传统问题,同时发展出研发知识与研发流程和设计深度融合的能力。

4、综合设计环境
多学科综合设计环境是精益研发平台的核心,它以产品设计工作包为中心将知识、辅助设计工具、仿真工具和技术、规范标准,以及人才和组织等集成起来,形成一个围绕产品设计工作包的有效执行和高效率、高质量完成的基于知识和仿真驱动的数字化协同设计系统。综合设计环境由精益研发平台提供的协同设计环境和在其上运行的贯穿整个项目过程的辅助设计、分析和管理工具组成。

5、质量管理系统
质量管理系统是企业全面质量管理和“质量管理重在预防”的理念在产品设计过程中细化、深入和实现。
质量管理系统坚持“质量管理从策划开始、质量把控从细节入手、质量分析从过程着眼”的理念,以产品设计工作包为核心,实现了面向型号WBS的质量策划、产品设计过程预防、产品设计过程质量控制、产品需求与指标管理、质量问题归零改进、质量追溯监控于一体的质量信息化解决方案,以促进质量控制与产品设计研发过程紧密结合。
质量管理系统由质量策划管理系统、质量监控与分析评估系统、指标管理系统、过程质量控制系统、质量数据管理系统等构成。

6、资源共享中心
资源共享中心主要着眼企业内部各部门进行资源共享使用和提高产品设计过程中的部件和技术的复用,以提高系统产品的设计能力,包括软件共享环境与产品技术平台两部分。
软件共享环境主要是指通过精益研发平台提供的软件封装与服务功能对企业当前具有的软件资源,包括信息资源,进行服务化封装,以便通过精益研发平台提供企业内其它人员、集团内其它企业的人员使用,从而提高企业软件和信息资源的利用率,降低企业的整体运行成本。
产品技术平台是着眼于产品结构和技术的管理平台,注重对可重用技术和产品模块的管理,强调采用公用构建模块(CBB)提高产品开发的效率,降低成本,提升质量。

7、科研数据中心
在精益研发平台中,充分集成和利用市场上存在的成熟数据管理系统(如PDM等),对其中的缺项和不足进行补充建设,尤其是关注于产品研发设计过程的数据,因此定义为科研数据中心。
科研数据中心主要用于管理产品设计过程中产生的,目前没有成熟产品进行管理的数据,包括产品设计数据、仿真数据、试验数据、工艺数据等。这几类数据虽然产生路径和方式、数据表现格式不同,但从数据管理角度看其功能相似,因此,在科研数据中心着重从数据管理角度入手进行解决。

8、研发云平台
研发云是指精益研发平台所运行的IT支撑环境,同时也包括集团内部有关其它设计、试验和生产设施的共享管理。相关设施的共享功能属于精益研发平台面向未来的企业资源共享和应用理念之一。
 

客户价值
 

  • 建立正向设计体系,促进自主创新能力,实现从跟踪研仿向自主创新的转变。
  • 规范企业研发流程,实现业务流程电子化,提升型号策划的速度和科学性,实现对研发过程与结果数据的合理规范管理与应用。
  • 建设设计仿真环境,治理和整合各类软件工具和方法,进行仿真标准和规范建设,对设计流程进行数字化和仿真化改造,实现仿真驱动研发战略。
  • 增强企业知识积累,实现对企业研发知识的系统梳理与科学规范化管理,变“人找知识”为基于研发流程与任务的“知识找人”,减少数据与知识检索时间,提升研发效率、缩短研发周期、降低研发成本。
  • 加强研发过程管理,降低质量成本,解决质量与研发过程两张皮问题,实现对多层级研发流程与研发过程的质量管控能力,因产品设计质量问题造成的资源损耗,降低质量成本。
  • 统一研发工作环境,提升管控能力,实现对现有研发工具、系统与资源的有效集成,打通各系统之间的信息孤岛,形成统一研发工作环境。

 

典型应用

中航工业某飞机设计研究所主要从事飞机的总体设计与研究工作,专业设置齐全。为适应飞机型号研发模式由仿制改型衍生发展到自主创新的转变,应对新一代飞机型号研制周期大幅度压缩的要求,解决研制队伍年轻化带来的能力建设和知识传承问题,适应由过去专业内的平台建设向覆盖跨专业流程的平台建设转变,该所决定实施集系统工程、知识工程、综合设计、质量管理等系统为一体的大型精益研发平台。

基于知识的飞机精益研发平台以精益研发平台PERA为基础构建飞机研发平台框架体系,提供流程管理、数据管理、知识管理、工具集成、多学科优化、质量管控等平台支撑软件,整合所内信息化资源,开发各类设计和分析模板,建设基础资源库,并在这些工作的基础上,结合专业特点及应用需求,构建专业应用系统。
 

  • 平台门户:门户是整个平台的展现层,是所有用户进入平台的统一入口。通过两种不同的模式,呈现不同类型的信息:Web模式主要是集中展示各种视图,并形成统一的企业门户;轻量化的客户端模式主要用于日常的管理和设计工作。
  • 项目策划系统:项目策划系统是平台的大脑,是平台运转的源头和保障。该系统为科研管理人员提供依据研发流程进行协同策划的环境,把策划的结果传递给综合设计系统作为任务输入,并为决策人员提供辅助决策支持。同时,通过系统接口与项目管理PM系统进行集成。
  • 综合设计系统:多学科综合设计系统是平台的核心。利用平台框架搭建起面向专业的综合设计系统,将飞机研发活动相关的人与组织、规范与标准、工具与技术进行封装与集成,提供工作流管理、多学科集成、多学科过程数据管理等功能,以性能数据为中心,实现设计模式的柔性和协同。同时,将该所与飞机设计相关的工具进行集成,主要包括CATIA、MSC、ANSYS、Office等。并且,在数据层面,实现了与PDM系统的集成。
  • 知识工程系统:知识工程系统是平台的灵魂。通过知识体系的构建,结合知识挖掘、知识管理、知识推送、领域本体、知识创新等技术,将知识与研发工作联系起来,实现知识的不断积累与重用,使飞机研发效率和质量都大幅提高。
  • 质量管控系统:质量管控系统是平台的血液。系统通过对工作包交付质量的定义、监控和评估,确保用户在进行顶层质量策划时将质量控制目标合理分解到一系列工作包中,实现对飞机研发关键阶段和关键活动的质量控制。


随着精益研发平台的深入应用,该所形成了数字化研发流程,使所内各种研发活动规范化,清晰定义出各级业务流程;梳理了研发流程中工作包所涉及的数字化研发工具(CAX软件)的使用规范,包括用何种工具、如何使用等,并且把这些工具根据业务要求定制了工作模板,按照业务逻辑打通了工具之间的接口;形成全所内部统一的研发设计工作环境,便于实现跨学科专业的协同,并搭建了专业的应用系统;将知识融入到飞机研发流程中,实现所内科研知识的重用和传承,形成了所内独特且宝贵的研发知识库;将过程质量管理融入到研发体系中,为设计人员自检、专家检核以及质量评审提供指导;最后,提供了研发作战指挥室系统,便于高层对研发过程进行监控和指挥。
飞机精益研发平台的研发诊断、监控与指挥场景