企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力的方法有兩種：*種是通過(guò)提率，降低成本，形成成本優(yōu)勢(shì)；第二種是創(chuàng)造技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高產(chǎn)品技術(shù)附加值。實(shí)驗(yàn)證明，如果希望顯著提升競(jìng)爭(zhēng)力，精益研發(fā)才是zui有效的策略。
精益研發(fā)策略
傳統(tǒng)的產(chǎn)品工程策略中，要么犧牲產(chǎn)品的技術(shù)含量而追求成本zui低，要么不惜增加成本而追求高技術(shù)含量，產(chǎn)品屬性在bac弧線上移動(dòng)（見(jiàn)圖1，該弧線半徑表示競(jìng)爭(zhēng)力），顯然這種移動(dòng)不會(huì)顯著提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。如需要將半徑擴(kuò)大，精益策略則是zui有效的策略。
圖1 傳統(tǒng)策略與精益策略比較
通過(guò)精益生產(chǎn)策略（沿著ae射線水平行進(jìn)），將顯著降低產(chǎn)品的成本，但不降低產(chǎn)品技術(shù)含量。采用這種策略，可以比同類產(chǎn)品具有更低的價(jià)格，但是仍然不賠錢。該策略（沿著af射線垂直行進(jìn)）在不顯著增加產(chǎn)品成本的前提下，可以提高產(chǎn)品的品質(zhì)和技術(shù)含量，從而提升產(chǎn)品附加值，達(dá)到增加競(jìng)爭(zhēng)力的目的。精益研發(fā)相對(duì)于精益生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，具有更大的空間提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，精益策略獲得的產(chǎn)品屬性曲線ef是橢圓弧，技術(shù)軸是長(zhǎng)軸。
精益研發(fā)技術(shù)
工程仿真、技術(shù)創(chuàng)新及質(zhì)量管理技術(shù)是精益研發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)，這三項(xiàng)技術(shù)貫穿在產(chǎn)品研發(fā)流程所有環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品進(jìn)化歷程中，分別具有各自*的價(jià)值。
工程仿真，通過(guò)定量分析技術(shù)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)，對(duì)企業(yè)產(chǎn)品提供具有改善意義的優(yōu)化方案；技術(shù)創(chuàng)新，通過(guò)定性分析技術(shù)拓展研發(fā)思維，對(duì)企業(yè)產(chǎn)品提供具有突破意義的創(chuàng)新方案；質(zhì)量管理，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)提升研發(fā)品質(zhì)，將仿真技術(shù)和創(chuàng)新技術(shù)帶給產(chǎn)品的技術(shù)附加值變的更有價(jià)值。
1. 工程仿真，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)
工程仿真技術(shù)被稱為現(xiàn)代企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”，可以通過(guò)的建模來(lái)模擬真實(shí)世界，幫助企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品性能，減少物理樣機(jī)及試驗(yàn)，從概念設(shè)計(jì)到zui終驗(yàn)證全過(guò)程驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)（見(jiàn)圖2）。在產(chǎn)品研發(fā)流程中，越早采用仿真技術(shù)，越能發(fā)揮仿真技術(shù)的優(yōu)化作用，對(duì)研發(fā)的驅(qū)動(dòng)作用越明顯。
圖2 仿真驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)
在工程實(shí)踐中對(duì)仿真技術(shù)的需求千差萬(wàn)別，使得仿真技術(shù)百花齊放，按照不同物理場(chǎng)發(fā)展出許多適用于所有行業(yè)的通用仿真體系，如機(jī)械仿真、流體仿真和電磁仿真等，還有許多為不同行業(yè)定制開(kāi)發(fā)的軟件。
另外，高性能計(jì)算、多場(chǎng)耦合及協(xié)同仿真作為工程仿真技術(shù)發(fā)展的三個(gè)重要方向，值得關(guān)注。
（1）多場(chǎng)耦合
自然界不存在單場(chǎng)問(wèn)題，所有的現(xiàn)象都是多場(chǎng)耦合的，結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、電磁學(xué)及熱學(xué)等單一物理場(chǎng)分析往往不能真實(shí)地模擬物理現(xiàn)象。我們主張，將影響系統(tǒng)性能的所有物理因素一次性納入計(jì)算范疇，通過(guò)多場(chǎng)耦合處理平臺(tái)建立真實(shí)世界的正確模型，進(jìn)行復(fù)雜的多理耦合分析，獲得正確模擬結(jié)果。
（2）高性能計(jì)算
隨著人們對(duì)產(chǎn)品性能研究的逐步深入，系統(tǒng)級(jí)多體耦合計(jì)算和多物理場(chǎng)耦合計(jì)算成為仿真計(jì)算的必然要求。用戶要求將研究對(duì)象的完整系統(tǒng)（如整機(jī)、整車）或影響系統(tǒng)性能的所有物理因素一次性納入計(jì)算范疇。高性能計(jì)算技術(shù)（hpc, high performance computing）則是支撐這種復(fù)雜的、大規(guī)模計(jì)算的基石。
針對(duì)hpc@cae，應(yīng)用企業(yè)或技術(shù)提供商應(yīng)該深入研究*的硬件、互聯(lián)及操作系統(tǒng)，進(jìn)而研究仿真技術(shù)與這些系統(tǒng)的調(diào)優(yōu)方案，根據(jù)用戶的研發(fā)需求提供hpc@cae系統(tǒng)集成服務(wù)，幫助用戶以zui少的費(fèi)用搭建綜合性能*的系統(tǒng)。圖3是安世亞太公司為某用戶搭建的hpc@cae系統(tǒng)。
圖3 安世亞太為某用戶搭建的hpc@cae系統(tǒng)
（3）協(xié)同仿真
研發(fā)信息化技術(shù)發(fā)展的一大特點(diǎn)是：設(shè)計(jì)技術(shù)在趨同，而仿真技術(shù)則在求異。沒(méi)有一種仿真系統(tǒng)可以包打天下，每種工具都有其無(wú)法替代的價(jià)值。此種特性使得仿真世界的孤島明顯多于其他研發(fā)技術(shù)，而協(xié)同難度讓仿真技術(shù)往往游離于企業(yè)協(xié)同大環(huán)境之外，形成仿真“黑洞”。
針對(duì)此現(xiàn)狀，我們提出協(xié)同仿真理念，主張將企業(yè)離散的仿真技術(shù)、流程、數(shù)據(jù)和知識(shí)綜合起來(lái)，形成協(xié)同優(yōu)勢(shì)，支持復(fù)雜產(chǎn)品的創(chuàng)新與優(yōu)化。同時(shí)利用知識(shí)工程手段，降低仿真門檻，讓新手更快地進(jìn)入高產(chǎn)能狀態(tài)。利用協(xié)同手段，將仿真納入企業(yè)的協(xié)同大環(huán)境，讓更多的人因仿真技術(shù)而受益。
圖4是安世亞太研發(fā)的協(xié)同仿真平臺(tái)pera.simulation的架構(gòu)。其中包含仿真流程集成（workflow）、仿真技術(shù)集成（caxman）、仿真數(shù)據(jù)管理（dataman）、仿真知識(shí)管理（knowleman）及多學(xué)科優(yōu)化（mdoman）等模塊。
圖4 pera.simulation技術(shù)架構(gòu)
2. 技術(shù)創(chuàng)新，拓展研發(fā)思維
創(chuàng)新不是天才的，也不是聰明大腦的靈光一現(xiàn)，創(chuàng)新是有方法可循的。針對(duì)具體技術(shù)難題，采用成熟的方法，遵循既定的路線，可以嚴(yán)密地推導(dǎo)出多個(gè)創(chuàng)新性的解決方案。同時(shí)，他山之石可以攻玉，有效利用前人的智慧，使得推導(dǎo)出的創(chuàng)新方案更加有效適用。triz理論是創(chuàng)新方法中zui有效的理論之一。
3.知識(shí)管理
企業(yè)創(chuàng)新中所需要使用的概念、原理、創(chuàng)意及know-how等啟發(fā)性知識(shí)是產(chǎn)品概念構(gòu)造的基礎(chǔ)。企業(yè)應(yīng)該借鑒、融合外部知識(shí)、整理內(nèi)部知識(shí)進(jìn)行精簡(jiǎn)復(fù)合型地表達(dá)，形成關(guān)聯(lián)集成的知識(shí)，并且按照數(shù)字化方式存儲(chǔ)，輔以智能檢索，使得知識(shí)在企業(yè)內(nèi)部以信息化方式共享。其中知識(shí)的關(guān)聯(lián)特性是創(chuàng)新過(guò)程中非常重要的屬性，這一屬性可以通過(guò)本體論來(lái)實(shí)現(xiàn)。
（1）本體論（ontology）是對(duì)工程對(duì)象及其復(fù)雜關(guān)系進(jìn)行描述的理論體系和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)技術(shù)。本體論把分離的、不成體系的、彼此無(wú)關(guān)聯(lián)的知識(shí)變成相互關(guān)聯(lián)的、系統(tǒng)的、結(jié)構(gòu)化的知識(shí)，讓知識(shí)串成“知識(shí)鏈”，結(jié)成“知識(shí)網(wǎng)”，便于地查詢和使用。
（2）計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新
發(fā)揮計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，基于triz理論，結(jié)合本體論、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、多領(lǐng)域科學(xué)知識(shí)，可綜合而成的計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新（cai, computer aided innovation）技術(shù)。該技術(shù)可以在產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段，幫助設(shè)計(jì)者有效地利用多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)和前人的智慧，分析和發(fā)現(xiàn)技術(shù)體系中存在的問(wèn)題，獲得具有創(chuàng)新性的解決方案?？梢蕴崆耙?guī)避他人的風(fēng)險(xiǎn)，形成自己的保護(hù)體系。同時(shí)積累和管理企業(yè)研發(fā)知識(shí)，為企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力做好知識(shí)準(zhǔn)備。
4. 質(zhì)量管理，提升研發(fā)品質(zhì)
質(zhì)量認(rèn)證之后傳統(tǒng)的企業(yè)質(zhì)量管理方式如何突破？制度規(guī)范與實(shí)際運(yùn)行“兩張皮”的現(xiàn)象如何改變？質(zhì)量管理的效率和過(guò)程控制的能力如何提高？分散在企業(yè)的各個(gè)角落的質(zhì)量信息如何收集、分析和共享？諸多問(wèn)題，皆與現(xiàn)代制造企業(yè)管理者朝夕相對(duì)。因此，需要一個(gè)完整的質(zhì)量管理解決方案來(lái)回答和解決這些問(wèn)題。
（1）全生命質(zhì)量管理
根據(jù)制造業(yè)企業(yè)質(zhì)量管理的實(shí)際需要，應(yīng)該擁有一個(gè)企業(yè)級(jí)質(zhì)量管理信息系統(tǒng)。按照*的質(zhì)量管理模式，為企業(yè)建立從質(zhì)量策劃、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、測(cè)量、改進(jìn)到分析的全過(guò)程信息化管理平臺(tái)。針對(duì)產(chǎn)品全生命周期，以質(zhì)量為優(yōu)化目標(biāo)，整合企業(yè)相關(guān)信息資源，建立*、、協(xié)同的質(zhì)量管理集成平臺(tái)，從根本上提升企業(yè)質(zhì)量管理的效率和能力，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理的“可知、可控、可管”，從而提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
（2）設(shè)計(jì)質(zhì)量管理
設(shè)計(jì)過(guò)程是產(chǎn)品質(zhì)量形成的源頭。設(shè)計(jì)過(guò)程的質(zhì)量控制能力決定了產(chǎn)品的總體質(zhì)量水平，產(chǎn)品的性能、壽命、可靠性、可用性、維修性、安全性及環(huán)境要求等都是在設(shè)計(jì)階段確定的。產(chǎn)品的加工工藝性水平也是由產(chǎn)品的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和容差設(shè)計(jì)決定的。其實(shí)，在生產(chǎn)和使用過(guò)程中出現(xiàn)的大量質(zhì)量問(wèn)題，都直接或間接與設(shè)計(jì)過(guò)程有關(guān)。所以如何有效地控制設(shè)計(jì)過(guò)程的質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)的水平和能力，提高設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，提高產(chǎn)品的可靠性，是事關(guān)全局的關(guān)鍵所在。
為此，專門為產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程定制一個(gè)質(zhì)量管理平臺(tái)，是進(jìn)行產(chǎn)品精益研發(fā)的需求之一。設(shè)計(jì)質(zhì)量平臺(tái)需要包含產(chǎn)品質(zhì)量策劃、客戶需求管理、設(shè)計(jì)項(xiàng)目管理、設(shè)計(jì)流程管理、設(shè)計(jì)狀態(tài)管理、知識(shí)管理、失效模式與影響分析（fmea）等管理功能。產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)工具（如質(zhì)量功能展開(kāi)（qfd）、田口方法（tm））和可靠性設(shè)計(jì)工具（如可靠性計(jì)算、可靠性分析、可靠性分配和可靠性設(shè)計(jì)）等常見(jiàn)的質(zhì)量分析工具應(yīng)該納入其中（見(jiàn)圖5、圖6）。
圖5 企業(yè)級(jí)質(zhì)量管理平臺(tái)qmax
圖6 設(shè)計(jì)質(zhì)量管理平臺(tái)q-design
精益研發(fā)平臺(tái)
常規(guī)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通常包含cad、cam、capp、pdm這樣的基礎(chǔ)工具，可以勝任常規(guī)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，但是對(duì)于用戶的高標(biāo)準(zhǔn)需求，需要采用精益研發(fā)的技術(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更高層面的研究，通過(guò)創(chuàng)新和優(yōu)化手段，提升技術(shù)含量，提高品質(zhì)，才可能形成精益化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。前文提到的三類技術(shù)，任何一種應(yīng)用于基礎(chǔ)研發(fā)平臺(tái)都將產(chǎn)生豐厚回報(bào)。
圖7 安世亞太精益研發(fā)平臺(tái)pera
當(dāng)然，將這三種技術(shù)整合形成精益研發(fā)平臺(tái)，坐落于企業(yè)基礎(chǔ)研發(fā)平臺(tái)之上，則可形成基于品質(zhì)管理、注重技術(shù)創(chuàng)新、支持產(chǎn)品優(yōu)化的虛擬樣機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境，支持全數(shù)字化產(chǎn)品的協(xié)同化開(kāi)發(fā)，可滿足高標(biāo)準(zhǔn)客戶的需求,圖7為安世亞太精益研發(fā)平臺(tái)pera。