徐益平+黄洋

摘 要 我国军工行业目前正处于快速发展时期，任务重、要求高，能否短周期、高质量地完成科研生产任务已经成为军工院所面临的主要挑战，这种挑战对军工院所研发能力与科研管理提出了更高的要求。本文从管理现状入手，剖析精益研发与基于PACE的集成化产品开发模式管理核心，为院所在复杂产品研发管理及利用多专业团队来实现研发流程优化再造提供思路与方法，以提升军工院所研发的管理能力与水平。

关键词 精益研发 产品及周期优化（PACE） 集成化产品开发（IPD）

一、引言

航空、航天、船舶、兵器、核工业等领域所研制的各类武器系统几乎都属于复杂产品，“客户需求复杂、工作原理复杂、技术基础复杂、结构组成复杂”，并由此导致产品的开发、研制、试制、试验、生产、维护等过程都非常复杂。某种军工产品能否研制成功，会更明显地依赖军工院所针对此类产品在专业业务流程、工具、知识、规范和专业参考数据等方面的积累情况，这些无疑是构成军工院所核心研发能力的关键。复杂产品的研发已经成为制约院所产品创新的瓶颈之一，现有的产品研发模式已经无法满足当今高度综合化、协同化和全生命周期的研发需求。

二、军工院所研发管理现状分析

目前，无论是与世界先进军工院所相比，还是相对于装备研制的迫切需求，我国军工院所的核心研发能力仍然不足，急需提升。具体来说，各系统的集成、协同及多部门协同与并行研发的能力还远没有形成；研发流程还没有实现利用数字化手段有效地集成化、完善化和系统化的管理；管理不能覆盖研发的全流程；研发缺少知识的支持，知识管理与产品研发各行其是；当前的体系造成研发难以实现多项目、多场所、跨地域的并行协同架构，院所信息化缺少标准体系等。

而当前产品研发模式已经呈现出高度综合化、协同化和全程化发展趋势，产品日益复杂，技术含量不断增加，数据日益膨胀，软件正在部分替代原有的硬件执行更为复杂的功能，越来越多的院所部门和合作单位参与整个研发过程等。以上诸多因素使研发周期变长，项目延期和成本超支的现象屡有发生。

我国的军品生产组织长期沿用计划经济体制下固有的、粗放的生产组织方式和管理模式，虽然也在不断更新和改进，但其影响深远，制约了院所管理进步和管理水平的提高。由于在研制、试验和生产各阶段存在时间与周期上的交叉，许多产品在设计定型前乃至定型后还有许多技术状态不断变动的情况，加之军品多品种、小批量的特点，给军品生产组织的作业标准化和精益化造成了一定的困难。院所长期以来普遍采用系统工程的方法来解决复杂产品研发的问题，复杂产品系统，例如在我国军工院所众多的研发项目中作为重点的型号产品的研制，从任务需求到系统验证、定型是一个漫长的、循序渐进的研发流程，是分析、综合、试验和评价反复进行的过程。通常的研发流程都是从需求出发，首先形成概念设计，逐步细化，经过反复迭代，最终产品概念形成一个总体性能优化，满足全生命周期使用要求的产品系统。系统工程方法的核心是系统分解和集成，通常采用一种“V”图的方式来描述系统工程的工作范围和基本方法。研究人员发现，如果将“V”图“摊平”，发现系统工程方法是只有一个维度的研发过程，而实际上研发过程绝对不是只由一个维度来描述。随着时间的推进和大量软件工具的使用，系统工程方法无法表现人机交互的软件过程，知识的作用机制也无法体现，已经不适应复杂产品的研发过程。

三、精益研发管理方法研究

“精益”源于丰田的“精益生产”的理念，已经得到众多院所的认可。精益生产思想的核心是消除一切无效劳动和浪费，把目标确定为尽善尽美，通过不断降低成本、提高质量、增加生产灵活性、实现无废品和零库存等手段确保院所所在市场竞争中的优势。精益生产既是一种生产方式，其目标为最大限度地减少院所生产所占用的资源，降低院所管理和运营成本，也是一种理念、一种文化。其实质是管理过程，包括组织结构管理的优化，组织扁平化改革，减少非直接生产人员；推行生产均衡化、同步化，实现零库存与柔性生产；推行全生产过程（包括整个供应链）的质量保证体系，实现零缺陷；减少和降低任何环节上的浪费，实现零浪费；最终实现拉动式的准备化生产方式，与精益生产过程中出现的浪费相似，产品研发过程中也存在多种类型的浪费，如方向冲突、工具或原型错误、沟通障碍、遗弃知识、责任行动知识分离等。还有更严重的问题是結果失控，这是最大的浪费。

如何消除产品研发过程中的诸多“浪费”，让研发变得“恰好”？精益生产所带来的精益思想可以给我们重要的启发。“精益研发”一词诞生于2007年，制造业信息化领域的量大领先供应公司（PTC）和安世亚太（Pera Global）同时将其作为市场推广的关键词，并使其迅速成为业界研发技术的新主张，但两家公司“精益研发”的侧重点不一样，PTC推崇的“精益研发”是通过规范的流程和系统工程的过程来保证设计的一次成功率，从而保证院所的快速反应和适度柔性，由此而控制设计结果和研发成本；而安世亚太除了强调建立精益研发系统工程模式和设计仿真质量一体化之外，还特别强调了在设计过程应用知识和创新方法，以此为产品注入高附加值。

如何精益，实现精益的思路是多种多样的，有专家从六个方面提出了自己的观点：由消除研发的浪费环节而精益；由合理决策而精益；由改进研发技术而精益；由重构研发链而精益；由质量指标总线而精益；由研发活动知识化而精益。但是这些方面的可实现性和可度量性仍需要研究。

精益化研发方法的核心是一种全新的基于系统工程的研发方法，它带来的好处是，让一维的研发进程描述变成三维的表达，为复杂产品研发提供了一个全周期和大视野的研发流程梳理工具。让离散且隐形的研发质量指标实现显现化、看板化、系统化和偏差动态“归零化”知识让研发有了知识指导，有了可参考的模式、知识的不断积累，可以最大限度地减少甚至消除研发过程中的各种浪费，让研发变得“恰好”，即精益。具体可以从霍尔三维结构（将系统工程整个活动过程分为前后紧密衔接的七个阶段和七个步骤，同时还考虑了为完成这些阶段和步骤所需要的各种专业知识和技能。这样，就形成了由时间维、逻辑维、知识维所组成的三维空间结构），研发流程中的系统维、设计域中的逻辑维、WBS中的知识维去理解，由于篇幅有限，这里就不对如何精益和精益研发技术、模型的内容作展开说明。endprint

此外，精益研发作为一个研发体系，应涵盖产品全生命周期，仍需将制造、试验都纳入到这个体系中。面向制造的设计（Design For Manufactory，DFM）也是并行工程的核心技术，因为设计与制造是产品生命周期中最重要的两个环节，数字化样机在开始设计时就要考虑产品的可制造性和可装配性等因素，以达到设计制造的一体化。如果一个产品设计不具备可制造性或者是不能迅速地进行批量生产，那么即使这个产品的性能、功能、质量都是最好的，这个设计仍然是一个失败的设计。设计一个新产品，如果在设计和制造之间没有交互，极有可能造成无法生产、设计反复，进而严重影响整个产品的研制生产效率。对于试验测试来说，如果能够更好地积累过往的试验数据，提升试验数据的二次利用率，定然可以有效地避免設计和制造中错误的重复出现。尤其是数字化技术的引入，开展虚拟化试验，对于降低试验成本，提高试验成功率具有重要的作用。

军工院所快速发展和提高产品研制能力的迫切需求已经离不开信息化的发展，急需打造数字化产品研发平台，涵盖整个研发的数字化过程，包括模拟仿真和质量管理的相关要求，以及设计、制造、试验和跨地域、跨院所间的协同等。只有很好地解决了上述问题，精益研发才会有更好的发展。

四、基于PACE的集成化产品开发模式研究

产品及周期优化（Product And Cycle-time Excellence ，PACE）的概念最初由美国管理咨询公司PRTM公司于1988年提出，它所提供的是一个通用的框架、标准的流程术语适用于各个行业的流程基准，是一种不断融合最佳实践的方法，以及一个持续完善的流程。其概念、技巧和管理经验都具有精妙之处，使得它们在实践中更实用、更成功，其各个独立要素，包括精妙之处在内，共同作用，创造出一种用于改进产品开发的成功的方法论。强调研发流程控制，强调产品开发是由决策流程来推动的，是一个可以管理、可以改善的流程，并非只有靠天才和运气。产品开发过程需加以定义和实施，以保证院所相关人员都能有共同的认识，知道如何协调和配合等等，从中可以看出这种管理，是基于流程提高管理的技术水平还是比较明显的。PACE中具有七个要素，分别用于项目管理和跨项目管理这七个要素相互关联，只有将它们综合起来使用才能充分发挥效力。

第一，用于项目管理有四个要素：阶段评审流程与高效决策、项目组织的核心小组法、结构化的产品开发、开发工具与技术。

第二，用于跨项目管理有三个要素：产品战略、技术管理、管道管理。集成化产品开发（Integrated Product Development，IPD）的策略和思路是基于全生命周期的并行工程思想，是在PACE等产品研发模式的基础上，经过一些领先国际知名企业（如IBM、华为）的实践发展起来的，它以客户为导向，利用多专业团队来实现设计、制造和后勤保障的过程优化，集成从需求分析、产品概念、产品设计、生产制造以及现场支持的所有基本活动，确保任务按质、按期完成。

集成化产品开发（IPD）管理模型的研发流程模型基本的结构化要素包括如下八个方面：组织战略的规划、沟通与执行；跨职能部门集成化的产品开发团队；产品生命周期模型与研发阶段划分；阶段决策评审体系管理评审与技术评审；产品线项目管理；资源部门规划与建设资源管理、团队文化、工具与设施如平台等；预先研究预研，技术开发与平台开发与产品开发相分离；将所有开发项目视为投资的组合管理方法。

集成化产品与过程开发的关键技术包括：市场与技术研究产生技术规划和产品路标规划；技术开发与平台开发（预研项目，即预先研究）；研发项目管理；加速产品开发进度常用的管理工具与方法典型的快速工具与方法推荐，如原型开发、迭代模式、瀑布模型、并行工程、IT信息平台等；研发风险管理，并行加速研发进度的同时必然增加风险，产生严重的代价和巨大的风险，最大的是返工的损失，需要有明确的应对措施；研发人力资源管理（尤其是人力资源规划、建设、调配与素质提升及项目绩效考核方法）。

各军工院所可以根据自身的特点进行深入研究和实施IPD，研究集成化团队技术、经营过程、开发和生产过程质量功能部署和评估、面向全生命周期的因素设计、信息共享机制、协同方法、产品数据管理等方面。为适应军事装备建设需求的不断变化，院所需要突破和创新产品研发管理模式，运用集成化产品开发（IPD）理念和方法及信息集成技术，改造军工院所流程，建立产品协同工程环境，提升协同设计、多学科集成优化设计能力，最终提高产品院所的快速响应能力、快速重组能力和产品创新能力。

五、结语

目前，国内军工产品正处在产品成本不断攀升、利润不断降低的阶段，军工院所也逐渐市场化，需要整合资源、降低产品成本、提高质量，进行军民融合发展，在这个大背景下进行研发管理的创新，精益研发思想和IPD都是与时俱进、具有创新理念的产物，是值得军工院所学习、研究和借鉴的先进模式。创新的途径和方法很多，但是最基本的就是要对院所既往经验的梳理、存储、分析和再利用，即知识管理。这些都是院所创新中所需要使用的概念、原理和创意，是产品研发创新的基础。同时院所也应该积极借鉴、融合外部知识，形成关联集成的知识，并且按照数字化方式存储，辅以职能检索，使得知识在院所内部得以共享。自主创新是院所和国家发展的灵魂，军工院所只有真正理解这些先进的研发管理模式的概念、理念，建立符合自身特点的研发管理体系，给研发领域带来积极的变化也就是创新，也才能灵活应用这些模式，并产生实际效果，相互补充，相互完善，各种管理模式才能为企业带来更大的效益提升空间。

（作者单位为中国电子科学研究院）

[作者简介：徐益平（1977—），男，江西临川人，高级工程师，长期从事复杂电子信息工程项目管理与科研管理研究工作。黄洋（1987—），女，湖南常德人，助理工程师，从事复杂电子信息工程项目管理与科研管理研究工作。]

参考文献

[1] 精益研发方法学[DB/OL]. CNET科技资讯网，2008.

[2] 迈克尔. E .麦克格拉斯. PACE——产品生命周期优化法[M]. 2013.

[3] 郭键. W公司集成产品开发（IPD）管理体系研究[D].北京邮电大学硕士论文，2008.endprint