在《研發(fā)數(shù)字化轉(zhuǎn)型三級跳》一文中，我們將研發(fā)數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)路線規(guī)劃為“三級跳”，精益轉(zhuǎn)型是第一跳，這一跳的目標(biāo)是實現(xiàn)研發(fā)模式向精益研發(fā)的轉(zhuǎn)型。精益研發(fā)的主驅(qū)動力是流程，這里的流程是數(shù)字化的，該階段主要采用的核心手段是流程工程。在精益轉(zhuǎn)型級別，需要把研發(fā)流程顯性化，并在研發(fā)管理軟件中建立數(shù)字化形態(tài)的流程，然后將已經(jīng)確定性的研發(fā)任務(wù)、研發(fā)工具、顯性知識和質(zhì)量要求，與研發(fā)活動緊密綁定，使其深入融合在研發(fā)流程中，消除兩張皮現(xiàn)象，讓工具、知識和質(zhì)量真正發(fā)揮實效。

一、精益研發(fā)流程模型

作為研發(fā)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的第一跳，在精益轉(zhuǎn)型階段，企業(yè)的主要矛盾是資源松散、模式落后，如何把這些資源聚合和重組，協(xié)同發(fā)揮作用，提升效率，是這一階段的核心工作。我們認(rèn)為，研發(fā)流程是企業(yè)研發(fā)主線，研發(fā)資源的聚合，其實就是向流程的聚合。因此，流程的顯性化和數(shù)字化既是精益轉(zhuǎn)型階段的起點(diǎn)，也是核心。

在數(shù)字化研發(fā)體系中，基于系統(tǒng)工程的三維框架（圖1）為復(fù)雜系統(tǒng)的研發(fā)流程的梳理提供了方法論。基于系統(tǒng)工程的流程分析，我們獲得了精益研發(fā)流程模型，并由此形成精益研發(fā)的骨架----五層精益流程模型，如圖1所示。

圖1.精益研發(fā)五層工作流程模型

第一層，價值流（Phase）：由產(chǎn)品研發(fā)的各個階段形成的頂層流程；

第二層，任務(wù)流（WBS）：每階段逐層分解形成WBS。WBS的最底層元素稱為工作包，工作包是型號研發(fā)任務(wù)執(zhí)行的基本單元。工作包按照順序和數(shù)據(jù)關(guān)系連接可形成研發(fā)流程；

第三層，工作流（Workflow）：每個工作包的具體執(zhí)行由一系列工作來完成，即工作流（Workflow），工作流體現(xiàn)工作人員間的協(xié)同；

第四層，工具流（SimFlow）：工作流中的各項任務(wù)由一系列多學(xué)科工具軟件的聯(lián)合完成，過程體現(xiàn)軟件間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)；

第五層，技術(shù)流（Steps）：單個工具軟件內(nèi)部，對特定任務(wù)由多個步驟(Steps)完成。步驟體現(xiàn)軟件的使用過程。

二、精益研發(fā)工作包模型

在常規(guī)研發(fā)體系下，工作對象為工作包。精益研發(fā)體系中的工作包在以下三方面對常規(guī)工作包進(jìn)行了進(jìn)化：

一是增加伴隨知識要素，將完成該工作包所需要的知識伴隨到工作包中；

二是增加質(zhì)量要素，對本工作包所遵從的質(zhì)量要求（質(zhì)量規(guī)范和檢查表）關(guān)聯(lián)到工作包中；

三是增加了工具要素，將完成本工作包要求或推薦的設(shè)計與仿真工具集成進(jìn)來，對工作包進(jìn)行數(shù)字化和仿真化改造。

由此形成了精益研發(fā)的靈魂：精益工作包，如圖2所示。

圖2.精益研發(fā)工作包

三、精益研發(fā)工作模式

1.人體模型

基于精益工作包的思想，形成精益研發(fā)的工作模式：人體模型。此模型體現(xiàn)出精益研發(fā)的顯著特點(diǎn)：知識和質(zhì)量緊密伴隨在研發(fā)策劃和工作包執(zhí)行過程中。如圖3所示。

圖3.精益研發(fā)人體模型

本模型由型號策劃、綜合設(shè)計、知識工程和質(zhì)量管理四部分構(gòu)成。利用標(biāo)準(zhǔn)WBS進(jìn)行型號策劃，這部分是人體模型中的大腦（上面中間藍(lán)色區(qū)域）。工作包分發(fā)之后進(jìn)入各專業(yè)部室執(zhí)行工作（下面中間黃色區(qū)域），稱為軀干。在策劃和執(zhí)行的過程中，都有知識伴隨（左邊紅色區(qū)域）和質(zhì)量管控（右邊綠色區(qū)域）。

2.研發(fā)工作邏輯

精益研發(fā)體系的工作邏輯如圖4所示。

圖4.精益研發(fā)工作邏輯

此邏輯將研發(fā)工作中的六類角色所執(zhí)行的各類業(yè)務(wù)連成一個有機(jī)整體：

1)研發(fā)管理人員：利用研發(fā)流程庫（WBS庫）進(jìn)行型號及質(zhì)量策劃。通過WBS的實例化與型號策劃過程，形成型號WBS及控制計劃。型號策劃與項目管理（PM）的互動將科研任務(wù)信息傳遞給項目管理體系，項目管理體系將科研計劃返回到型號策劃中；

2)設(shè)計管理者（組長/主任）：進(jìn)行工作任務(wù)分解、執(zhí)行與監(jiān)控。根據(jù)型號的WBS工作包按專業(yè)類別形成各專業(yè)組的控制計劃，按照研制階段及工作包的控制順序發(fā)起專業(yè)工作包，由各專業(yè)組負(fù)責(zé)執(zhí)行。各專業(yè)組對工作包進(jìn)一步分解，通過具體的工作流實現(xiàn)專業(yè)設(shè)計任務(wù)的協(xié)同和流轉(zhuǎn)；

3)設(shè)計工程師：利用相關(guān)設(shè)計工具完成工作流的任務(wù)。通過協(xié)同工作環(huán)境，把設(shè)計任務(wù)、工具、數(shù)據(jù)、知識與設(shè)計師現(xiàn)有設(shè)計終端有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)對協(xié)同設(shè)計過程的高效支持；

4)資深技術(shù)專家：進(jìn)行各類知識（模板、數(shù)據(jù)、工具、方法、經(jīng)驗、規(guī)范等）的創(chuàng)建、封裝與管理，使研發(fā)知識能夠沉淀下來，并與研發(fā)流程關(guān)聯(lián)，以方便、快捷的方式推送給設(shè)計師，輔助其研發(fā)活動的執(zhí)行；

5)質(zhì)量管理人員：在型號策劃階段，梳理質(zhì)量策劃庫，并與相應(yīng)的WBS關(guān)聯(lián)。根據(jù)研制任務(wù)要求，針對具體型號進(jìn)行質(zhì)量策劃。依據(jù)頂層WBS工作包以及該型號的實際質(zhì)量控制要求，形成型號質(zhì)量保障大綱。在型號執(zhí)行階段，對質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控與歸零。工程師完成工作任務(wù)并交回研發(fā)管理體系時觸發(fā)過程質(zhì)量體系。質(zhì)量人員根據(jù)預(yù)先策劃的要求進(jìn)行審核，必要的話觸發(fā)歸零程序；

6)總師系統(tǒng)人員：對型號研發(fā)任務(wù)的狀態(tài)、指標(biāo)、質(zhì)量、數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行監(jiān)控，快捷、全面地了解研發(fā)進(jìn)展情況。

四、精益研發(fā)數(shù)字化平臺

精益研發(fā)體系強(qiáng)調(diào)知識和質(zhì)量的重要作用。因此，對理想業(yè)務(wù)模型做如下修正：將知識資源上移到V模型左肋，將質(zhì)量管理下移到V模型右肋，形成的新模型稱為精益研發(fā)理想模型。根據(jù)此模型，推導(dǎo)出精益研發(fā)數(shù)字化藍(lán)圖。如圖5所示。

通常，精益轉(zhuǎn)型階段，企業(yè)研發(fā)體系尚未達(dá)到理想模型。沒有經(jīng)正向變革之前，多V模型中缺少前三個V，且需求工程和需求管理的能力還不完整具備。所以，在圖5中，我們用兩種顏色區(qū)分了這兩部分。這意味著，精益轉(zhuǎn)型過程不強(qiáng)求企業(yè)的研發(fā)體系達(dá)成理想狀態(tài)的完整模型，允許正向設(shè)計相關(guān)的部分業(yè)務(wù)缺失。

圖5.基于精益研發(fā)理想業(yè)務(wù)模型設(shè)計精益研發(fā)數(shù)字化藍(lán)圖

在精益研發(fā)理想模型中，根據(jù)開發(fā)業(yè)務(wù)的相似性和關(guān)聯(lián)性對模型中所涉及的業(yè)務(wù)進(jìn)行歸類。以此為依據(jù)，對精益研發(fā)數(shù)字化藍(lán)圖的子系統(tǒng)做相應(yīng)歸類，形成最終的精益研發(fā)平臺的應(yīng)用架構(gòu)，如圖6所示。

圖6.精益研發(fā)數(shù)字化平臺

精益研發(fā)平臺是根據(jù)精益研發(fā)模型的特征，對研發(fā)數(shù)字化平臺參考框架的實例化。主要包括：

1)研發(fā)門戶：用于提供企業(yè)的研發(fā)信息等的展示、監(jiān)控和協(xié)同；

2)研發(fā)管理系統(tǒng)：用于進(jìn)行研發(fā)流程管理、產(chǎn)品需求管理和研發(fā)項目管理等；

3)綜合設(shè)計環(huán)境：用于提供產(chǎn)品設(shè)計過程中工具、方法集成使用和管理環(huán)境；

4)知識管理系統(tǒng)：用于管理產(chǎn)品研發(fā)過程的知識，并與研發(fā)流程系統(tǒng)關(guān)聯(lián)；

5)質(zhì)量管理系統(tǒng)：用于管理產(chǎn)品研發(fā)過程的質(zhì)量，并與研發(fā)流程系統(tǒng)關(guān)聯(lián)；

6)研發(fā)工具管理：用于管理產(chǎn)品研發(fā)需要的工具，并與研發(fā)流程系統(tǒng)關(guān)聯(lián)；

7)過程數(shù)據(jù)管理：用于管理研發(fā)過程中設(shè)計、仿真、試驗和工藝數(shù)據(jù)。

精益研發(fā)平臺的各子系統(tǒng)之間具有緊密的關(guān)系，如圖7所示。

首先，知識工程系統(tǒng)進(jìn)行知識梳理，在研發(fā)管理系統(tǒng)中與研發(fā)流程關(guān)聯(lián)，并在研發(fā)策劃時加載到項目流程中。在綜合設(shè)計環(huán)境中執(zhí)行研發(fā)任務(wù)時，知識推送到綜合設(shè)計環(huán)境。在綜合設(shè)計環(huán)境中產(chǎn)生的新知識沉淀到知識工程系統(tǒng)中，這樣完成第一個循環(huán)。

其次，質(zhì)量管理系統(tǒng)中梳理質(zhì)量策略，在研發(fā)管理系統(tǒng)中進(jìn)行研發(fā)策劃時，加載到研發(fā)流程中，形成項目的質(zhì)量策劃。在綜合設(shè)計環(huán)境中執(zhí)行研發(fā)任務(wù)時，依據(jù)質(zhì)量策略進(jìn)行質(zhì)量管控。出現(xiàn)質(zhì)量問題時進(jìn)行歸零，并把舉一反三的質(zhì)量知識返回到質(zhì)量管理系統(tǒng)中，形成對下次型號策劃的指導(dǎo)，這樣完成第二個循環(huán)。

這兩個循環(huán)形成了抱臂模式，稱為“抱臂雙循環(huán)”，體現(xiàn)了知識與質(zhì)量對設(shè)計的支撐與保護(hù)。

圖7.平臺各系統(tǒng)邏輯關(guān)系（抱臂雙循環(huán)）

五、精益研發(fā)的特點(diǎn)與效益

1.精益研發(fā)的特點(diǎn)

? 精益研發(fā)的兩個全局特點(diǎn)

1)價值提升：研發(fā)流程中緊密融入知識、質(zhì)量要求和設(shè)計工具，改善研發(fā)模式，提高研發(fā)的質(zhì)量、效率和創(chuàng)新性，提升產(chǎn)品的附加值；

2)過程管理：過程能力是核心，項目管理是起點(diǎn)，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理是終點(diǎn)，精益研發(fā)則包含研發(fā)和設(shè)計全過程的深層管理，同時集成項目管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等體系。

? 研發(fā)管理的兩個特點(diǎn)

1)剛?cè)嵯酀?jì)：剛性流程主要用來對部門和專業(yè)間的剛性流程進(jìn)行固化與管控，柔性流程主要提高人與人之間的協(xié)同效率；

2)科學(xué)策劃：研發(fā)流程的實例化過程中，引入知識庫和質(zhì)量策略庫，以保證型號策劃的科學(xué)性。

? 知識管理的兩個特點(diǎn)

1)融入流程：基于研發(fā)過程進(jìn)行知識積累，將知識伴隨在研發(fā)活動上，實現(xiàn)知識的主動推送和重用；

2)融入設(shè)計：智能知識的數(shù)字化插件與數(shù)字化工作環(huán)境相融合，形成設(shè)計模板、仿真組件、過程模板等自動化知識，可點(diǎn)擊即用。

? 質(zhì)量管理的兩個特點(diǎn)

1)質(zhì)量文件改進(jìn)：基于實際研發(fā)流程修訂質(zhì)量文件，將質(zhì)量控制與真實的研發(fā)過程統(tǒng)一起來，解決質(zhì)量與研發(fā)過程兩張皮問題；

2)基于WBS梳理設(shè)計任務(wù)檢查單：可自檢和互檢，設(shè)計人員可以自我提高設(shè)計質(zhì)量。

? 規(guī)劃實施的兩個特點(diǎn)

1)企業(yè)的研發(fā)模式需要進(jìn)化和變革，精益研發(fā)給出了變革藍(lán)圖，規(guī)劃實施過程就是引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化研發(fā)體系變革的過程；

2)在體系建設(shè)過程中，采用一套成熟和完備的方法論。企業(yè)可以根據(jù)方法論長期保持體系鮮活和自我進(jìn)化。

2.精益轉(zhuǎn)型的效益

企業(yè)通過實施精益研發(fā)體系，可以取得以下效果：

? 規(guī)范企業(yè)研發(fā)流程，提升管理能力

精益研發(fā)體系建設(shè)是對業(yè)務(wù)模式的創(chuàng)新。流程梳理不僅是對業(yè)務(wù)顯性化的過程，更是一種業(yè)務(wù)優(yōu)化的過程。通過數(shù)字化手段可以規(guī)范業(yè)務(wù)流程，明確各自職責(zé)，做到各業(yè)務(wù)部門及人員之間的信息共享與緊密配合。利用已經(jīng)梳理的研發(fā)流程進(jìn)行型號策劃，可以明顯提升型號策劃、任務(wù)分解和任務(wù)執(zhí)行的速度和科學(xué)性，實現(xiàn)對研發(fā)過程與結(jié)果數(shù)據(jù)的合理、規(guī)范化管理與應(yīng)用。

? 增強(qiáng)企業(yè)知識積累，提升人員能力

通過精益研發(fā)體系建設(shè)，可以實現(xiàn)對企業(yè)研發(fā)知識的系統(tǒng)梳理與科學(xué)規(guī)范管理，避免因人員變動造成的知識損失，為知識的有效傳承與使用奠定基礎(chǔ)。加快人員之間的知識交流與相互學(xué)習(xí)，形成知識共享氛圍，縮短新人學(xué)習(xí)時間。快速提升團(tuán)隊能力，支持基于研發(fā)知識的創(chuàng)新設(shè)計。利用研發(fā)流程知識伴隨方法，將過去的“人找知識”變?yōu)閷淼?“知識找人”，減少知識檢索時間。

? 加強(qiáng)過程質(zhì)量管理，降低質(zhì)量成本

在規(guī)范研發(fā)流程的同時，加強(qiáng)研發(fā)過程控制，將質(zhì)量要素融入關(guān)鍵工作包，解決質(zhì)量與研發(fā)過程兩張皮問題，實現(xiàn)對多層級研發(fā)流程與研發(fā)過程的質(zhì)量管控。通過數(shù)字化支撐，改變質(zhì)量管理流于形式的現(xiàn)象，形成基于研發(fā)流程的質(zhì)量策劃、過程質(zhì)量檢查、問題跟蹤與歸零處理等能力，使質(zhì)量管理融入業(yè)務(wù)，落到實處。避免因產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量問題造成的全生命周期的資源損耗，降低質(zhì)量成本。

? 統(tǒng)一研發(fā)工作環(huán)境，提升管控能力

通過精益研發(fā)平臺建設(shè)，實現(xiàn)對現(xiàn)有研發(fā)工具、系統(tǒng)與資源的有效集成，打通各系統(tǒng)之間的信息孤島，形成統(tǒng)一研發(fā)工作環(huán)境。同時提供多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與報表功能，實現(xiàn)對研發(fā)項目進(jìn)展、設(shè)計工作成效、知識管理與應(yīng)用情況、質(zhì)量防控與問題歸零處理情況等進(jìn)行實施監(jiān)控，為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)提供決策支持。

作者：田鋒 擁有二十多年研發(fā)、技術(shù)、管理與咨詢經(jīng)歷，為近百家企業(yè)提供研發(fā)體系規(guī)劃、建設(shè)和研發(fā)信息化咨詢，是中國航空三大主機(jī)所、船舶工業(yè)某研究院、中國中車等企業(yè)的精益研發(fā)、知識工程、仿真體系建設(shè)項目總設(shè)計師，著有工業(yè)與智能制造熱門圖書《精益研發(fā)2.0》、《知識工程2.0》、《制造業(yè)知識工程》和《苦旅尋真》