淺析對制造業精益研發的研究

時間：2024-10-20 09:50:36 計算機應用畢業論文我要投稿

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淺析對制造業精益研發的研究

　　論文關鍵詞：精益研發；研發方；知識；研發平臺；協同設計仿真

　　論文摘要：在分析精益研發方法學的基礎上，將企業知識、研發過程與網絡技術充分結合，搭建出精益知識系統和精益研發平臺，使企業盡快走上精益研發之路。

　　目前我國制造行業整體利潤指標偏低，產品結構同質化嚴重，原創能力較差導致不同企業和品牌的產品之間缺少差異化．隨著競爭的進一步加劇，競爭方式將從以前單純的價格競爭轉向技術實力、產品品質、品牌影響力、銷售渠道、售后服務等全方位的競爭．因此，如何保持企業旺盛生命力是擺在企業面前亟待解決的課題．而“精益研發”的提出正是為了區別于仿制型和跟隨性的研發策略，即采用先進研發技術和設計方法學，創新、改善和規范企業研發流程，以提高產品質量和創造更多附加值，這也是企業增強企業競爭力，創建產品品牌的關鍵方面。

　　1精益研發學

　　發展到現在，已經存在了很多好的產品設計方法學和設計理論，但它們各有千秋，優劣補充．沒有一種設計方法學或者設計理論普遍適用于所有的企業，豐田、三星、波音等大企業的精益生產模式也是組合使用多種方法學。任何的設計研發方法學都承認產品設計活動應該分為4個域：客戶域、功能域、域和工藝域．各方法學基本都建議在產品設計的各個域中采用相應的設計工具，如計算機建模、虛擬仿真、協同設計、優化等，只是不同的方法學強調的重點不同罷了。

　　2008年末，安世亞太提出了“精益研發4×4法則”，它把研發流程的4個階段：概念設計、方案設計、詳細設計和設計定型與產品設計活動的4個域構成4×4矩陣，如圖1所示．每個產品研發過翟應該完整走過l6個子環節，對每一個環節，需要清楚上游輸入的信息、要輸出的信息和設計過程中的流程、數據和設計工具(CAE／CAI／CAQ等)以及產生的知識．將數據、知識存儲和積累，能夠方便以后的研發設計，避免或者盡量減少重復性工作和返工過程，使產品研發流程更加規范化和標準化。

　　2精益知識工程

　　精藝知識工程就是通過知識管理的途徑將人與信息充分結合，創造知識分享的，使知識管理的主體能夠快速并且方便地訪問到所需要的信息和知識，通過把恰當的知識在最恰當的時間傳遞給最合適的人，實現最佳的決策，并加速人員學習和創造新的知識，這是企業持續提升研發能力和提高企業效率的唯一保證。

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淺析對制造業精益研發的研究

　　但是，我國大多數制造企業正處在由二維轉三維或者CAD／CAE／CAM集成、PDM和ERP實施的初級階段，使得企業在知識方面面I臨的瓶頸．具體表現為：①文檔管理混亂開發設計過程中的文件分散存放，沒有統一的管理，無法形成企業共享的知識庫；②FMEA資料獲取更新管理較差企業還沒對FMEA這類附加值很高的經驗文檔進行有效的管理和共享，導致類似的問題在不同的產品開發中重復出現，導致了較高的產品開發，并嚴重影響開發周期；③缺乏共享的零部件庫信息庫產品數據的管理上并沒有形成一個統一的零部件共享知識庫，產品設計和改型設計的零部件信息不能進行相互共享，導致產生了很多類似零部件數據；④沒有建立電子化的工程變更和品質改進經驗庫；⑤缺乏基于關聯關系的結構化知識庫藏；⑥對于隱性知識不能夠良好的利用。

　　因此，企業想要實現精藝研發必須要建立知識管理工程管理平臺，遵循“知識積累——創造——應用——形成知識平臺——再積累——再創造——再應用——形成新的知識”這樣一個循環過程．任何進人到知識管理平臺的知識需要有相關的負責人員進行知識的分類、摘取、更新、批準和發布，并納入企業的考核機制，從而形成良性的循環機制，企業知識平臺數據庫結構如圖2所示。

　　由于隱性知識無法將其用文檔或者模板進行規范和，因此可以建立隱性知識交流平臺，也就是所謂的社區BBS交流平臺，用及時訊息以及網絡會議等在線溝通的方式交流、共享隱性知識．

　　3精益研發平臺

　　要真正意義上實現精藝研發，必須搭建先進的研發平臺．近年來，以PLM為核心的研發平臺已經顯示了它的不足，其在促進技術創新、支持協同仿真和實現質量管理方面還做得還不夠．因此，制造業亟待先進的、高效的精藝研發平臺，精益研發平臺由3個子平臺構成：CAI技術創新平臺、協同設計仿真平臺和質量管理平臺．3個子平臺既相互關聯，又可獨立運行。

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　　3．1 CAI技術創新平臺

　　在當前以技術、知識為核心的競爭下，以多學科攻關、技術知識密集和高度創新性為核心特征的工程設計，需要一大批高質量、高水平的創造性解決方案，通過一系列關鍵技術突破，快速提升技術水平．沒有一流的技術創新人才，就不可能有一流的產品和技術創新．同樣，沒有創新設計工具和高效智力資產，也就很難實現技術創新。

　　CAI技術創新平臺是將“創新人才”、“創新設計”和“知識管理”進行很好的結合，利用輔助創新技術和工具，快速解決各種工程難題，加速創新性的可行方案產生過程，大幅度縮短研發周期，降低研發；通過系統化的知識共享和管理工具，實現知識管理和產品研發的緊密集成，優化和加速企業的研發設計管理，提升企業的研發計回報率。CAI技術創新平臺功能特點如圖3所示。

　　3．2協同設計仿真平臺

　　協同設計是制造的更高層次，也是當今制造業在全球化和網絡化背景下發展的必然．協同仿真以從過去的單學科、單參數、事后驗證的CAE發展到了多學科、多參數、多場耦合、高性能計算的協同仿真．可是由于CAE是求異的，因此結構不統一，網格不統一，輸入和輸出不一致，知識表述等也不統一，這樣就形成了很多的仿真信息“孤島”，嚴重影響了研發效率．

　　通過借鑒和吸納國際先進的產品設計思想和技術，參考部分先進制造企業的產品分析方法，針對產品研制全生命周期過程中數字化設計、仿真、試驗和管理及其集成等，有必要建立和完善一套適用于我國絕大多數制造企業的協同仿真和優化全過程的企業協同設計仿真平臺，如圖4。

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　　綜合協同設計仿真平臺的結構特點，建議可將其分成4個功能層：①在有效的網絡的下，把各種應用系統資源、數據資源、信息資源統一集成到一個平臺之下，根據每個用戶使用特點和角色的不同，形成個性化的應用界面；②提供設計與仿真各專業的應用系統，完成專業設計、仿真、狀態監控等業務活動的統一環境，考慮設計過程中可能存在很多相似構件，而且仿真過程中會存在一些相對固化的仿真分析流程，因此可以構建標準化設計系統，使設計人員能夠快速進行參數化地建模、仿真分析和結果評估．固化的流程能夠大大的降低仿真分析的門檻，提高研發設計的效率；③提供面向專業應用系統的各種支撐系統、如任務流程集成與、工具集成與協同仿真、數據管理、質量管理、知識管理等；④用以進行快速設計的設計流程庫、仿真與優化的模板庫、知識庫和試驗數據庫等構成的基礎數據庫庫，以及相應的一些軟硬件環境等。

　　協同設計仿真平臺能夠很好的解決制造企業信息化中的“孤島信息”現象，將數據、業務、標準有機組織起來，實現產品設計及仿真工作流管理、產品全生命周期管理的集成和綜合優化，有效支持產業鏈上下游企業間合作的新產品同步開發，顯著縮短新產品與零部件同步研發周期，提高新產品研發質量，降低研發。

　　3．3質量管理平臺

　　設計質量管理在產品的設計研發中扮演了越來越重要的角色，這是由于產品初期的設計一旦有問題，會對產品生命周期的后期產生重要影響，會使產品的成本極具增加．因此，有必要建立設計質量管理系統。

　　質量數據管理平臺(如圖5)包括產品可靠性數據管理和產品質量管理，對產品質量數據進行有序化管理，方便質量數據的管理、查詢和共享。相關質量信息按照工作流程或計劃，逐步歸檔和完善，部分信息可以直接通過系統獲取，實現自動歸檔和更新．質量數據管理系統還能夠將客戶的需求分解，轉化成產品研制的各項指標，并提供產品研發指標監控、功能查詢，有針對性地對關鍵質量特性進行重點設計和質量保證。

　　4結束語

　　當前，我國制造行業競爭模式正向價值競爭轉變，全行業的技術、品質、服務、品牌等內在價值正逐步回歸，呈現出“內涵式提升、差異化發展”的態勢，因此，企業想獲得長遠發展、獲得更高的附加值，必須整合出一套適合自己的精益成本、物流管理和精藝研發相結合的精益生產模式，充分利用各種信息的企業研發信息化管理系統，最終完成傳統制造企業向創新型制造企業的轉型。

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