周末“知”道 | 智慧研发成熟度模型

2017-12-28  by:CAE仿真在线  来源:互联网

与知识工程类似,智慧研发体系的建立同样不能一蹴而就,需要先对企业进行成熟度评估,科学设立成熟度进化路线,长远规划,分步实施。为此,我们提出智慧研发成熟度模型。

在智慧研发三维架构中,第三个维度为知识维。企业知识工程达到的层次决定了研发的智慧程度。知识工程层次越高,研发智慧程度越高。因此,智慧研发成熟度模型与知识工程成熟度模式是紧密相关和相互对应的。

知识工程的成熟度分为五级,分别有序级、共享级、自动级、智能级和智慧级。此外,一级成熟度前面的显性级是〇级成熟度,是知识工程的基础和起点。据此,我们将智慧研发成熟度分为五级,分别是意识级、稳序级、协同级、智能级和智慧级,一级成熟度前面的自发级是智慧研发的〇级成熟度,如图1所示。知识工程成熟度和智慧研发成熟度的对应关系如表1所示。

表1 智慧研发成熟度划分表及与知识工程的同级对应

图1智慧研发成熟度模型

〇级成熟度:自发级

本等级的定位是:基于个人意识的积累。总体特征是:在企业尚未有意识之前,优秀员工自发促进个体成长。具体特征包括:

• 研发部门以设计人员为主,仿真、质量和知识相关人员较少甚至尚未出现,数字化人才和仿真人才处于边缘化状态;

• 显性流程基本没有,按照约定俗成开展工作;

• 对产品的物理参数有清晰的理解,具有工艺设计能力,可以做少量设计改进;

• 数字化开始影响传统设计过程,但仿真手段对设计过程的影响不大;

• 知识掌握在个人手中,通过数字化手段有所显性化,但企业尚未意识到知识管理的价值;

• 从管理者至员工对质量体系的重视程度严重不足,质量体系基本上是走形式;

• 研发数据管理较为零散,开始尝试使用产品数据管理;

• 软硬件选型较为随意,没有特定的规划和标准;

• 设计软件主要是CAD软件,尚无仿真软件;

• 研发基础IT主要是个人机或工作站;

• 尚无研发平台出现

一级成熟度:意识级

本等级的定位是:基于企业意识的积累。主要特征包括:

• 总体特征:企业已经识别出研发关键要素,并着手开始有意识的积累工作;

• 数字化人才增加,仿真人才专职化,设计部门的质量人员以兼职形式存在;

• 出现独立的质量部门,在设计组织中出现专职的仿真团队;

• 对流程管理的重要性有所意识,并启动局部的管理工作;

• 对产品的系统架构和运作逻辑具有清晰的理解,可以根据现有产品或系统进行逆向设计形成“新产品”或“新系统”;

• 企业开始进行部分数字化设计规范的梳理,开始认识到仿真在设计中的重要性;

• 意识到知识管理的重要性并有所行动,对数据类知识开始进行标准化加工,建立数据相关的知识库,知识开始具有有序化特征;

• 管理者及员工开始对质量体系的建设与实施有所重视,质量文件规范完整;工程人员懂得必备的质量工具、方法,认识到质量是全部门的共同责任;质量主管参与重点型号评审;

• 开展了产品数据管理,开始尝试进行仿真数据管理;

• 软硬件选型主要依据型号(项目)的需求而进行;

• 设计仿真软件主要是CAD软件、单场单学科仿真优化软件等;

• 研发基础IT开始出现HPC硬件及调度软件,具有部门级的网格计算体系;

• 研发平台方面,除了使用PDM外,开始尝试使用SDM平台。

二级成熟度:稳序级

本等级的定位是:基于稳定流程的秩序。总体特征是:在流程引导下,企业开始将研发关键要素进行有序排布和运行。具体特征包括:

• 数字化和仿真人才已成为主力,兼职知识人才出现,设计部门的质量人员以全职形式存在;

• 任职资格体系定型,仿真人才形成独立部门,质量部门扩大,出现知识管理的虚拟组织;

• 流程管理已经成为研发过程有序进行的保障;

• 对产品或系统的功能架构具有清晰的理解,根据功能架构进行系统架构的设计与仿真,可以对物理产品的参数提出清晰的要求,必要时可进行物理设计;

• 设计过程已经开始进行数字化变革,仿真成为设计的重要过程;

• 对信息类知识进行结构化加工,在企业范围内开始共享并获得效益;

• 有一定数量的各科室级别的详细作业规范,重视质量与管理的融合,质量数据成为管理决策的重要依据。企业有一定数量的绿带和黑带,质量部门在企业地位较高;

• 设计数据和仿真数据的管理较为完备,开始进行过程数据、知识和质量等数据的管理,但这些数据管理之间相对独立;

• 软硬件选型基于部门和能力建设的规划进行;

• 开始将CAE与三维CAD集成使用,并使用多场耦合仿真工具、多学科集成系统。开始引入CAI、CAQ及系统设计与仿真软件。部分产品的核心部件拥有性能样机。

• 研发基础IT开始出现企业级的研发资源云平台;

• 研发平台方面,除了PDM、SDM平台,开始使用KM、CAQ等独立平台。

三级成熟度:协同级

本等级的定位是:基于完整体系的协同。总体特征是:完整的智慧研发体系使得研发关键要素得到有效的协同、集成甚至融合。具体特征包括:

• 完成数字化改造,仿真人员成为研发骨干,知识人才专职化,质量能力成为基本能力;

• 仿真部门回归、融入并充盈设计组织,实体化的知识管理组织建立,质量组织扩张到各业务部门及产业链中;

• 研发流程已经成为将研发各关键要素综合集成起来的核心要素,并开始打通产业链的流程;

• 对产品或系统的技术需求和指标具有清晰的理解,可以根据技术需求进行功能分解与分析,进而进行系统架构的设计与仿真,对物理产品的参数提出清晰的要求,必要时可进行物理设计。整个过程呈现出正向设计的特征;

• 设计过程完成数字化改造,并开始进行仿真化变革,使得仿真可以在大部分重要的环节发挥作用,加速设计进程。完整的性能样机开始出现;

• 开始利用少量的智能技术进行产品的智能化改造,对部分智能产品可以进行全新设计。

• 模式类的知识用数字化手段进行建模,可以在计算机上自动运行,引导研发进程。知识融入流程和设计过程,直接支撑研发工作;

• 重视质量与研发过程的融合,将质量文件的要求深入型号研制过程。各专业室拥有足够的绿带和黑带,形成质量预防体系的基础。质量开始成为员工自觉行为。质量主管成为企业高级管理人员;

• 建立较为综合和完整的数据管理体系,对设计数据、仿真数据、知识和质量等数据,依据研发流程进行完整管理;

• 以对研发流程的支撑作为依据进行软硬件规划和选型;

• 设计仿真软件方面,CAE软件开始向多场多学科优化方向发展,CAD软件向MBD方向发展,系统设计与仿真软件开始展开全面应用,CAI和CAQ工具开始成为重要工具;

• 研发基础IT方面,开始使用产业链或集团化的云平台,部分智能产品开始在云中运营和维护;

• 研发平台方面,各平台集成和融合,形成具有协同特征的研发平台。

四级成熟度:智能级

本等级的定位是:基于产品全生命周期模型的智能。总体特征:基于模型的产品生命周期,使得研发体系的运行都以量化的模型数据为依据,基于各类模型参数自动诊断和智能决策。具体特征包括:

• 设计组织更像是仿真化组织,所有的设计人员都具有仿真的基本能力,仿真人员成为研发主力人员;

• 实体化的知识管理组织建立,知识创造者是企业价值创造的主力;

• 质量能力成为人才选拔的重要能力,质量组织扩张到各业务部门及产业链中;

• 研发流程打通产业链,已经成为将产业各单元整合的核心要素,是产业链业务自动化流转的基本平台;

• 可以从客户需求入手进行技术需求的分析,形成产品或系统的指标体系,可以根据技术需求进行功能分解与分析,进而完成系统架构的设计与仿真,对物理产品的参数提出清晰的要求,必要时可进行物理设计;

• 设计过程完成仿真化变革,使得仿真可以在所有必要的环节发挥作用,发挥着驱动设计流程的作用。大部分产品的设计基于性能样机而进行;

• 利用智能技术进行智能产品的开发与运营,大部分产品达到较高的智能化程度;

• 对技术类的知识进行归一化、模块化和标准化,形成模型,建立产品技术平台,在产品开发时各类模型发挥智能作用;

• 质量与研发过程充分融合,各专业室拥有足够的黑带,质量预防体系完善。质量成为员工自觉行为;

• 建立较为综合和完整的数据管理体系,开始利用大数据技术对数据中的价值进行挖掘,获得对研发的支撑;

• 软硬件的选型以全企业或集团化的视角来规划;

• 在软件方面,基于MB PLM(基于模型的产品全生命周期)的理念,对研发相关的软件进行配置和应用。CAD与CAE相互融合, CAI、CAQ及系统设计与仿真软件成为设计师的基本工具;

• 研发基础IT方面,产业链或集团化的云平台是产品研发的基本平台,大部分智能产品开始在云中运营和维护;

• 研发平台方面,各平台依据系统工程进行集成和融合,形成具有智能特征的研发平台。

五级成熟度:智慧级

本等级的定位是:基于全企业模型及全息知识的智慧。总体特征是:基于全企业模型的和全息知识的智慧研发体系成为高度柔韧的体系,研发各关键要素融会贯通,且能随需而变,构成企业难以模仿的竞争优势。具体特征包括:

• 研发组织的领袖是对仿真体系具有深刻理解的佼佼者;

• 知识能力是基本能力,质量成为人才的基因;

• 设计组织就是一个大仿真组织,知识和质量能力成为组织的基本能力或组织基因,独立化的组织形态已经不重要;

• 从成功实践总结的研发流程成为企业核心能力,并且随着业务的变化和技术的进步而调整;

• 具有完全和自由的正向设计能力,对客户(市场或涉众)需求进行合理细分、归纳、分析和管理,并依据此形成产品或系统的技术需求和指标。根据技术需求和指标进行功能的分解和分析,进而完成系统架构的设计与验证。对物理产品的参数提出清晰的要求,必要时可进行物理设计;

• 数字化设计过程已经完成仿真化改造,设计过程本身就是一个仿真过程。仿真技术让产品的功能、性能完全透视化,实时掌控产品特性。性能样机成为产品设计的主要交付模式;

• 充分利用智能技术进行智能产品的设计与运营,产品都达到较高的智能化程度;

• 知识成为企业能力快速复制的支撑,能快速适应并支持企业变革;

• 重视质量与企业经营绩效的关系,建立并执行卓越绩效体系。质量主管为董事会之一员,质量意识成为董事会共识。质量成为企业和员工的基因,成为员工无意识的自觉行为,企业在快速变革中保持优秀的质量不变;

• 产品过程数据成为构成企业竞争力的要素,数据已经成为企业智慧的来源,通过大数据的挖掘来进行企业战略决策;

• 软硬件的选型以产业链云的视角来规划;

• 在软件方面,基于MBE(基于模型的企业)的理念,对研发相关的软件进行配置和应用,以支撑全企业的模型化改造;

• 研发基础IT方面,研发云已经成为产业链研发的基础平台,所有智能产品在云平台中运营和维护;

• 研发平台方面,各平台依据智慧研发思想方法开始集成,形成智慧研发平台。

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