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精益研发时代特点
发表时间:2008-4-5    作者: 徐劼勇  来源: 安世亚太
关键字: 研发 创新 
安世亚太认为,通过精益研发才能真正促使“中国制造”向“中国创造”的实现。如果从“中国制造”走向“中国创造”是当代中国企业发展的方向,那么我们必然是在走向中国的“精益研发时代”。
 

    怎样提升整个企业的竞争力是一个“古老”的问题。
    从产品的角度,整个企业可以从两个方面来提高竞争力:一方面,通过提高效率、降低成本来提高企业的竞争力,这就是所谓的精益生产,是从产品的角度来考虑的;另一个方面,通过快速形成技术领先优势,提高产品附加值,这就是我们所说的精益研发,这是发展的本原。
   
    安世亚太认为,通过精益研发才能真正促使“中国制造”向“中国创造”的实现。如果从“中国制造”走向“中国创造”是当代中国企业发展的方向,那么我们必然是在走向中国的“精益研发时代”。
   
    在整个精益研发的时代,企业会关注哪几个目标?
   
    首先需要关注产品的先进性,然后关注产品的质量,而后是产品研发的周期和研发成本。这是必然要关注的四个方面。
   
    企业真正关注的是什么?
   
    经过深入分析后可以发现,现象上我们关注“效果”和“效率”,而根源上我们关注的是“创新”和“优化”。从技术的创新方面来看,技术的创新给我们带来了什么?突破研发的瓶颈,这是一个方面;另外则是优化产品性能,当产品真正实现了创新和价值的优化,最终还是需要通过质量的保证,真正把它带给客户。就是说,精益研发包含技术创新、协同仿真、质量管理三大关键技术。
   
    技术创新
   
    从根源来看,产品的创新就是运用知识和方法进行创造性活动的技术过程。这个过程有两类:一种是基于知识的创新,通过知识的融会贯通,增值利用;第二是基于方法的创新——以TRIZ为核心的创新原理与方法。这是与计算机辅助创新技术(CAI)的结合,将发明问题解决理论、本体论、现代设计方法学、语义处理技术与计算机软件技术融为一体的技术,是计算机辅助技术带给我们的创新。
   
    RERA/CAI的完整技术解决方案的组合,给我们带来了一个真正的创新技术平台。这个组合包括两个方面,一个是计算机辅助创新平台Pro/Innovator,另外一个是创新能力拓展平台CBT/NOVA,CBT/NOVA能够为所有希望参与的同行们提供创新能力拓展的平台。这是一个功能模块,从创新技术的平台上来看看是怎么做事情的。
   
    计算机辅助创新平台Pro/Innovator有六大步骤:第一是系统分析,第二是问题分解,一直到方案生成-方案评价-方案报告,进入企业知识的管理体系。整个创新过程,可以分成三大环节:首先进行创新设计,出发点从一个初始问题,进行系统分析和问题分解。进行分析问题之后,在有了比较深入了解的基础上,进行完整的分解,从而进行整个的求解过程,进行专利的检索和创新原理的应用,最后生成解决方案,这是解决问题的过程。然后进行解决方案的评价,再生成清晰的报告。这是我们创新过程中的三个大的步骤。
   
    把我们做的事情进行总结的话,可以看到其实解决问题涉及到两大方面:一个是关于创新知识的组织,在这里面用到关系类的知识;第二个利用了创新方法学,在这里面上升到了方法类的知识。关系类的知识,本体论的语义解析技术加上IT技术,把两大类的能力进行结合,形成一套体系。整个创新的同行或者用户可以在输入一个问题之后,得到整个体系的优化方案,这是我们对创新平台的实践总结。
   
    谈到创新,同我们整个产品的生命周期有关系。可以这样理解,在整个产品生命周期中包含了不同的阶段,在这个阶段中,我们需要做优化和改进等等。其实创新的思想都是可以应用的,在产品生命周期的过程中,需求分析之后,进行创新的概念构造,是创新的一大用处。我们还可以看到,即使到了产品的使用和维护阶段,不同的方案也牵涉到了整个思路的突破。所以,从创新的适用范围到应用中的方向涵盖了整个产品的生命周期。
   
    从创新的整个体系价值来看,传统的研发模式与现代研发模式的侧重点是不同的。传统的研发模式是采用串行研发模式,是物理样机,以图纸为基础的;而现代的并行研发模式,是数字样机,以三维造型为基础,以仿真驱动改进设计。


    创新平台过程解析


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协同仿真
   
    我们现在整个的“产品研发的驱动模式”已经发生了一些变化:从“设计驱动”到“仿真驱动”。早期在上世纪90年代,设计的过程从物理样机到仿真阶段,我们做了些什么?

产品研发驱动模式的发展


    
    其实只做了一件事情:确认。在整个的设计流程过程中,并没有给我们设计的整个方向带来指引,因为它不具备这个能力。现在,通过仿真技术的提高,加上硬件在此过程中的完善,能在整个设计改进中,提供“所以然”的答案,然后给后面整个设计改进带来新的方向。这样一来我们就进入到了一个新的时代:仿真之后找出设计的改进方向。此过程中带来的益处就是研发效益的巨大提高。原来我们需要做物理样机,存在效率和成本问题,现在通过新的研发驱动模式,整个研发成本和效率都有了显著提高。
   
    从仿真的技术体系来看,这中间包含了两大部分。第一部分,是仿真的工具体系。第二部分是仿真研发平台技术。对于通用的体系,我们能够提供相对完整的工具体系,但是仅仅有工具是不够的,未必可以给行业带来最佳的方案,所以在整个的通用技术工具体系之上,以我们自身角度为切入点,形成了不同行业的解决方案。
   
    具体而言,在这个过程中:
   
    首先是机械仿真,ANSYS Mechanical可以从事强度/振动/热分析,LS-DYNA可以做碰撞/成型分析,RecurDyn可以做多体动力学分析,FE-SAFE可以做疲劳分析。在流体分析方面,安世亚太拥有世界三大流体软件中的两大——FLUENT和CFX,占到国内市场的80%,另外CART3D做飞行器预研也是很好的方案。
   
    再有是电磁仿真,对于电大尺寸的问题和低频电磁分析,安世压题都有完整的解决方案。在我们所处的世界中,或者是在各个企业中,做仿真分析碰到的并不是单纯的物理场的问题,40%都是机电耦合的问题,我们的世界是多个物理场进行耦合的。


    
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    现在中国的市场有自己的特殊性。总体上来说,国内的仿真能力还不很成熟,企业和研究需要快速的提升能力。从全国来说,高端用户和低端用户的发展极不平衡。整个国内仿真市场的特殊性带来特殊的需求,我们需要仿真技术超越“工具”层面,进一步走向专业性、系统性、协同性与易用性,由此带来的是对于仿真研发中的协同化和平台化的需求。对于成熟的高端用户,需要的是进一步把这些技术进行集成,而后做多层的优化;对于相对不成熟的初级用户,需要把这些技术工具化、优化和简单化,为客户快速地提升经验能力,使他们能够在经验不够强的情况下得到快速的应用。
   
    综合而言,中国的企业对于协同仿真有五大需求,包括对技术集成的需求,对多学科优化的需求,对数据管理、流程集成/管理的需求,对知识管理的需求等等。回顾到本源,这就是一个多学科优化的问题,而技术集成、流程集成是多学科优化成功的基础。
   
    安世亚太推出了协同仿真平台体系,除了用户交互之外,还有技术集成、流程集成、知识管理、数据管理和流程优化的模块。整个协同仿真平台的优势,在于将最完整的技术体系形成技术集成的优势,同时给多学科优化奠定和铺设基础和前提,真正给产品研发奠定基础。
   
    质量管理
   
    中国制造业对于质量管理的需求,影响到整个中国产品在世界上的声誉,是国家的当务之急。我们的目标是通过提供一个企业质量的集成平台,提高企业的核心竞争力。在此想探讨的并不是在整个制造中间的一个质量管理环节,而是真正跟我们设计和研发相关的质量管理技术。
   
    统计资料表明,产品质量的好坏,约60~70﹪是由产品设计质量所决定的。设计过程是产品质量形成的源头。设计过程的质量控制能力决定了产品的质量水平。产品的可靠性、寿命以及其性能水平、可用性、维修性、安全性和环境要求等都是在设计阶段确定的。产品的加工工艺性水平也是由产品的系统设计、参数设计和容差设计决定的。在生产和使用过程中出现的大量质量问题,都直接或间接与设计过程有关。如何有效地控制设计过程的质量,提高设计的水平和能力,提高设计的合理性和科学性,提高产品的可靠性,是提高产品质量的关键。
   
    整个设计质量管理,是从源头进行产品质量管理的。这个设计质量管理的思想,包括以下几大方面:
   
    设计过程质量控制的核心是以顾客需求为中心,确保顾客需求明确体现;
   
    通过QFD、FMEA等方法突出设计重点;
   
    通过可靠性数据管理详细掌握和分析产品可靠性现状,确定改进目标;
   
    通过参数设计、容差设计等稳健性优化设计方法,在不提高元器件等级和零部件加工精度的条件下,提高产品的质量和可靠性;
   
    与PDM接口加强项目管理、流程控制、版本控制,促进知识积累和共享。
   
    从根源上来看,安世亚太的设计质量管理平台给客户带来的是从研发、设计阶段就开始帮助客户有系统地保证产品质量的平台,这是平台的意义所在。
   


    精益研发平台的特点及价值
   
    精益研发平台由三大子平台构成:创新设计子平台,协同仿真子平台,质量设计子平台。三个子平台既相互关联,又可独立运行。并且可与CAD/CAM/CAPP/PDM等基础研发平台形成良好的协同与集成。

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    精益研发平台特点
   
    创新性——集创新、仿真、质量三大主流技术为一体,全新的概念与技术实现;
   
    先进性——采用研发质量总线、研发质量探针、中间件等先进技术;
   
    适用性——适用于任何复杂产品工程的研发,体系结构符合中国国情;
   
    集成性——平台自身三大技术紧密集成,同时可以与CAX/PDM等系统形成良好集成与协同;
   
    扩展性——平台采用基于SOA架构的柔性底层平台设计,系统本身的可扩展性很好。
   


    精益研发平台价值
   
    第一,技术创新,通过定性分析技术,为企业产品研发的各阶段提供具有突破意义的创新方案,是从定性分析到突破性创新的方案。
   
    第二,协同仿真,通过定量分析技术,为企业产品研发提供具有改善意义的优化方案和企业产品研发的“驱动力”。
   
    第三,质量管理,是通过质量控制流程,进一步提升仿真优化技术和创新技术给产品带来的技术附加值。
   
    这三个方面技术缺一不可,是整个产品精益研发效果和效率的保障。

责任编辑:刘珏
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