精益研发 牵引中国制造向价值链高端迈进
——访中国航天工程咨询中心航天系统论证中心刘海滨主任
刘海滨,现任航天系统论证中心主任,研究员,西北工业大学兼职教授。1990年公派赴日本北海道大学留学,1995年获工学博士学位。1995年至2004年分别在日本东京电子株式会社及日本摩托罗拉公司从事IT战略研究和技术管理工作。2004年至2009年在中国航天工程咨询中心信息化总体设计部工作,主要从事信息化战略规划、企业发展战略等研究,先后参加了国家科技部“十一五”制造业信息化规划、国防科工委军工制造业数字化工程总体规划及项目论证、中国航天科技集团公司“十一五”信息化规划等工作。
作为从事多年企业信息化战略研究,以及信息系统总体架构设计的资深信息化咨询专家,请您谈谈对于一个企业信息化的整体规划具有何种意义?企业的信息化规划都应该涵盖哪些方面?
刘海滨:企业信息化建设是一项复杂的系统工程,企业信息系统是包括整个企业生产经营活动管理全过程的复杂系统。信息化整体规划就是这项系统工程的总体设计,是企业信息化建设的纲领和指导,是信息系统设计、实施和运行维护的前提和依据,同时也是解决当前存在的企业经营战略、管理思想、业务运作模式和信息系统之间“两张皮”和信息系统实施与运行管理脱节等问题的保障。由于信息化建设有高投入,高风险、长周期的特点,因此有创新、有特色、有远见的规划是信息化成功的关键,将直接影响信息化的认识、投入、风险、成效和进程。事实上,目前在我国军工企业中真正进行信息化整体规划的企业还不是很多,普遍存在着“缺乏总体设计、统筹规划落实不够,‘信息孤岛’现象严重,信息共享与系统集成困难”,‘木桶效应’限制了集团信息化整体能力提高”等问题,与国内外先进企业相比,还存在很大的差距。总之,结合企业发展战略、核心业务、组织架构制定切实可行的企业信息化整体规划,准确定位企业信息化总体战略,对指导企业的信息化建设进程具有十分重要的意义。
企业信息化规划的过程是一个从企业发展目标、企业业务过程,到信息系统框架和信息系统实施策略的逐步定义和设计的过程,其关键是信息技术及其应用如何与企业战略、组织、流程和管理的融合。信息化规划应该涵盖:现状调查和流程分析,信息化需求分析,对标分析,信息化能力评估,信息化战略及目标,信息化管理体系设计,关键业务流程优化,信息系统总体架构,技术路线,实施途径、运维计划、保障措施、经费估算等内容。
对于军工企业来说,型号产品的研制是最重要的一个环节,企业需要如何利用信息化技术提升型号研制效率?
刘海滨:总体来说,加强信息化建设,推进信息化与型号研制相融合是提升型号研制效率的首要途径。这其中,要将数字化技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合,带动产品设计方法和工具的创新、企业管理模式的创新及企业间协同模式的创新。对传统的、落后的操作方式、运行程序及思想观念进行改造。只有这样才能大幅度提高型号研制和生产进度,缩短型号的研制和生产周期,提高生产效率。
以航天新一代运载火箭的研制为例,传统的依靠经验、实物样机试验的研制方式和依靠人工调度协调、串行工作的管理模式,已经无法适应新一代运载火箭的研制需求。我们通过建立基于数字化技术的快速响应研制体系,实现研制手段、生产过程和管理方法的数字化,提高创新设计、研制管理、快速制造和网络协作等能力,才能满足新一代运载火箭数字化研制的要求。数字化技术在新一代运载火箭的研制中的应用广度和深度将是前所未有的,主要体现在以下几个方面。
首先,建立新一代运载火箭的三维数字样机,并首次将数字样机技术应用到型号的设计、仿真分析、制造以及试验等型号研制的各个环节,替代实物模装实现总体布局、系统间协调、管路系统取样、电缆分支设计,并对各种设计方案进行大量可装配性和可制造性仿真分析,进行基于数字样机的虚拟试验验证。
其次,针对新一代运载火箭技术复杂、协调难度大,系统间、专业间、参与单位间的信息交换与业务协作频繁的特点,建设跨单位、跨厂所的协同研制平台,实现多个层面的协同支持,改变信息交流的手工传递状态、技术协调的面对面方式、计划调度的人工管理模式。
第三,通过实施计划管理系统,可以非常直观、非常准确地把握各个任务的进展状态,及时掌握存在的问题并提出跟进与应对措施,有效保证新一代运载火箭研制的进度、成本和质量要求。
当前,新产品的研制能力和效率已经成为衡量一个企业核心竞争力的重要标准,精益研发思想的提出意欲推动企业的研发能力提升,相比精益生产,此“精益”与彼“精益”有何不同?您是如何理解精益研发这种思想的?
刘海滨:过去企业提高自身竞争力一般有两种方法,一种是通过提高产品研发效率,降低生产成本,以形成成本领先优势;另一种方法是创造产品差异性和技术领先优势,也就是通过自主创新,以提高产品附加值。大部分企业在竞争战略的选择上,要么牺牲产品的技术含量而追求成本最低,抑或不惜增加成本而追求高技术含量,这显然都限制了产品竞争力的增长。于是提出了精益思想,而根据企业所关注的要素不同,精益思想便分为了精益生产和精益研发。
其中,精益生产思想的核心是消除一切无效劳动和浪费,把目标确定在尽善尽美上,通过不断地降低成本、提高质量、增强生产灵活性、实现无废品和零库存等手段确保企业在市场竞争中的优势。精益生产既是一种以最大限度地减少企业生产所占用的资源和降低企业管理和运营成本为主要目标的生产方式,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,进行组织扁平化改革,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;最终实现拉动式准时化生产方式。
而精益研发的思想我理解是通过加大创新,提升产品附加价值来实现产品的高性能,高品质,高附加值,进而实现企业效益的提升,这与精益生产有着本质区别。我想随着制造成本的逐年降低,通过精益生产来提升企业的利润将越来越困难,唯有通过创新,主张产品差异性,才是未来企业发展的重要途径,所以说精益研发的提出对于实现“中国制造”到“中国创造”应该会具有一定的作用。
企业实施精益研发理念的进程中,需要关注哪些方面?除此之外,还有其他需要关注的环节吗?
刘海滨:在安世亚太公司提出的精益研发理念中提到了仿真、创新和质量三个方面,我比较认同。首先工程仿真技术已被称为现代企业产品研发的“发动机”,从洛克希德•马丁公司的F-35到波音公司的B787,仿真技术无不是发挥了巨大的作用。当前国内军工企业大都面临多型号并举、研制周期大为缩短而性能要求却大为提高的紧迫需求,唯有通过精确的数字建模来模拟真实产品和环境,帮助企业优化产品性能,并减少物理样机及试验,从概念设计到最终验证全过程驱动产品研发。我们也可以看到,在产品研发流程中,越早采用仿真技术,越能发挥仿真技术的优化作用,同时对研发的驱动作用越明显。
其次是创新,当前国家大力推进自主创新,也是充分认识到自主创新才是企业和国家发展的灵魂。创新的途径和方法有很多,但是最基本的就是要对企业既往经验的梳理、存储、分析和再利用,即知识管理。这些都是企业创新中所需要使用的概念、原理和创意,是产品创新的基础。同时企业也应该积极借鉴、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,辅以智能检索,使得知识在企业内部得以共享。目前军工企业对知识管理都提出了很高的要求,年轻员工的经验不足,老工程师的经验无法传承,都是军工企业面临的很现实的问题。
第三,质量对于企业的发展更是不言而喻,航天有这样一句话,“质量是政治,质量是生命”,足以说明质量对于航天事业的重要性。根据制造业企业质量管理的实际需要,应该拥有一个企业级质量管理信息系统。通过依据先进的质量管理模式,为企业建立从质量策划、设计、采购、制造、测量、改进到分析的全过程信息化管理平台。并针对产品全生命周期,以质量为优化目标,整合企业相关信息资源,建立先进、高效、协同的质量管理集成平台,从根本上提升企业质量管理的效率和能力,实现质量管理的“可知、可控、可管”,从而提升企业的核心竞争力。
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,并行工程就是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,达到设计制造一体化。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,如果能够更好的积累过往的试验数据,提升试验数据的二次利用效率,定然可以有效避免设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。
最后,请你简单谈谈您对精益研发思想的理解和期望。
刘海滨:首先,精益研发思想本身也是一个与时俱进、具有创新理念的产物。目前国内制造企业正处于产品成本不断攀升、利润不断降低的阶段,精益研发的提出,正是适应了国内外制造业发展的趋势和需求。其次,由于精益研发思想自身具有一定的创新性,其发展同样需要相应的理论和方法来支撑。只有当精益研发从概念、理念出发,形成一种理论、一个体系,才能符合时代的发展,取得更为广泛的应用。第三,精益研发理念必须要在实际应用中得到落实,并产生实际效果,相互补充,相互完善,才能有更大的发展空间。
企业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、跨企业间的协同等。只有很好的解决了上述问题,精益研发才会有更好的发展。