周末“知”道 | 智慧研發(fā)成熟度模型

2017-12-28 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

與知識(shí)工程類似,智慧研發(fā)體系的建立同樣不能一蹴而就,需要先對(duì)企業(yè)進(jìn)行成熟度評(píng)估,科學(xué)設(shè)立成熟度進(jìn)化路線,長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,分步實(shí)施。為此,我們提出智慧研發(fā)成熟度模型。

在智慧研發(fā)三維架構(gòu)中,第三個(gè)維度為知識(shí)維。企業(yè)知識(shí)工程達(dá)到的層次決定了研發(fā)的智慧程度。知識(shí)工程層次越高,研發(fā)智慧程度越高。因此,智慧研發(fā)成熟度模型與知識(shí)工程成熟度模式是緊密相關(guān)和相互對(duì)應(yīng)的。

知識(shí)工程的成熟度分為五級(jí),分別有序級(jí)、共享級(jí)、自動(dòng)級(jí)、智能級(jí)和智慧級(jí)。此外,一級(jí)成熟度前面的顯性級(jí)是〇級(jí)成熟度,是知識(shí)工程的基礎(chǔ)和起點(diǎn)。據(jù)此,我們將智慧研發(fā)成熟度分為五級(jí),分別是意識(shí)級(jí)、穩(wěn)序級(jí)、協(xié)同級(jí)、智能級(jí)和智慧級(jí),一級(jí)成熟度前面的自發(fā)級(jí)是智慧研發(fā)的〇級(jí)成熟度,如圖1所示。知識(shí)工程成熟度和智慧研發(fā)成熟度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 智慧研發(fā)成熟度劃分表及與知識(shí)工程的同級(jí)對(duì)應(yīng)

級(jí)別	〇級(jí)成熟度	一級(jí)成熟度	二級(jí)成熟度	三級(jí)成熟度	四級(jí)成熟度	五級(jí)成熟度
智慧研發(fā)	自發(fā)級(jí)	意識(shí)級(jí)	穩(wěn)序級(jí)	協(xié)同級(jí)	智能級(jí)	智慧級(jí)
知識(shí)工程	顯性級(jí)	有序級(jí)	共享級(jí)	自動(dòng)級(jí)	智能級(jí)	智慧級(jí)

圖1智慧研發(fā)成熟度模型

〇級(jí)成熟度:自發(fā)級(jí)

本等級(jí)的定位是:基于個(gè)人意識(shí)的積累。總體特征是:在企業(yè)尚未有意識(shí)之前,優(yōu)秀員工自發(fā)促進(jìn)個(gè)體成長(zhǎng)。具體特征包括:

研發(fā)部門(mén)以設(shè)計(jì)人員為主,仿真、質(zhì)量和知識(shí)相關(guān)人員較少甚至尚未出現(xiàn),數(shù)字化人才和仿真人才處于邊緣化狀態(tài);
顯性流程基本沒(méi)有,按照約定俗成開(kāi)展工作;
對(duì)產(chǎn)品的物理參數(shù)有清晰的理解,具有工藝設(shè)計(jì)能力,可以做少量設(shè)計(jì)改進(jìn);
數(shù)字化開(kāi)始影響傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程,但仿真手段對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的影響不大;
知識(shí)掌握在個(gè)人手中,通過(guò)數(shù)字化手段有所顯性化,但企業(yè)尚未意識(shí)到知識(shí)管理的價(jià)值;
從管理者至員工對(duì)質(zhì)量體系的重視程度嚴(yán)重不足,質(zhì)量體系基本上是走形式;
研發(fā)數(shù)據(jù)管理較為零散,開(kāi)始嘗試使用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理;
軟硬件選型較為隨意,沒(méi)有特定的規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn);
設(shè)計(jì)軟件主要是CAD軟件,尚無(wú)仿真軟件;
研發(fā)基礎(chǔ)IT主要是個(gè)人機(jī)或工作站;
尚無(wú)研發(fā)平臺(tái)出現(xiàn)

一級(jí)成熟度:意識(shí)級(jí)

本等級(jí)的定位是:基于企業(yè)意識(shí)的積累。主要特征包括:

總體特征:企業(yè)已經(jīng)識(shí)別出研發(fā)關(guān)鍵要素,并著手開(kāi)始有意識(shí)的積累工作;
數(shù)字化人才增加,仿真人才專職化,設(shè)計(jì)部門(mén)的質(zhì)量人員以兼職形式存在;
出現(xiàn)獨(dú)立的質(zhì)量部門(mén),在設(shè)計(jì)組織中出現(xiàn)專職的仿真團(tuán)隊(duì);
對(duì)流程管理的重要性有所意識(shí),并啟動(dòng)局部的管理工作;
對(duì)產(chǎn)品的系統(tǒng)架構(gòu)和運(yùn)作邏輯具有清晰的理解,可以根據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)品或系統(tǒng)進(jìn)行逆向設(shè)計(jì)形成“新產(chǎn)品”或“新系統(tǒng)”;
企業(yè)開(kāi)始進(jìn)行部分?jǐn)?shù)字化設(shè)計(jì)規(guī)范的梳理,開(kāi)始認(rèn)識(shí)到仿真在設(shè)計(jì)中的重要性;
意識(shí)到知識(shí)管理的重要性并有所行動(dòng),對(duì)數(shù)據(jù)類知識(shí)開(kāi)始進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化加工,建立數(shù)據(jù)相關(guān)的知識(shí)庫(kù),知識(shí)開(kāi)始具有有序化特征;
管理者及員工開(kāi)始對(duì)質(zhì)量體系的建設(shè)與實(shí)施有所重視,質(zhì)量文件規(guī)范完整;工程人員懂得必備的質(zhì)量工具、方法,認(rèn)識(shí)到質(zhì)量是全部門(mén)的共同責(zé)任;質(zhì)量主管參與重點(diǎn)型號(hào)評(píng)審;
開(kāi)展了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理,開(kāi)始嘗試進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)管理;
軟硬件選型主要依據(jù)型號(hào)(項(xiàng)目)的需求而進(jìn)行;
設(shè)計(jì)仿真軟件主要是CAD軟件、單場(chǎng)單學(xué)科仿真優(yōu)化軟件等;
研發(fā)基礎(chǔ)IT開(kāi)始出現(xiàn)HPC硬件及調(diào)度軟件,具有部門(mén)級(jí)的網(wǎng)格計(jì)算體系;
研發(fā)平臺(tái)方面,除了使用PDM外,開(kāi)始嘗試使用SDM平臺(tái)。

二級(jí)成熟度:穩(wěn)序級(jí)

本等級(jí)的定位是:基于穩(wěn)定流程的秩序。總體特征是:在流程引導(dǎo)下,企業(yè)開(kāi)始將研發(fā)關(guān)鍵要素進(jìn)行有序排布和運(yùn)行。具體特征包括:

數(shù)字化和仿真人才已成為主力,兼職知識(shí)人才出現(xiàn),設(shè)計(jì)部門(mén)的質(zhì)量人員以全職形式存在;
任職資格體系定型,仿真人才形成獨(dú)立部門(mén),質(zhì)量部門(mén)擴(kuò)大,出現(xiàn)知識(shí)管理的虛擬組織;
流程管理已經(jīng)成為研發(fā)過(guò)程有序進(jìn)行的保障;
對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)的功能架構(gòu)具有清晰的理解,根據(jù)功能架構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真,可以對(duì)物理產(chǎn)品的參數(shù)提出清晰的要求,必要時(shí)可進(jìn)行物理設(shè)計(jì);
設(shè)計(jì)過(guò)程已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行數(shù)字化變革,仿真成為設(shè)計(jì)的重要過(guò)程;
對(duì)信息類知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化加工,在企業(yè)范圍內(nèi)開(kāi)始共享并獲得效益;
有一定數(shù)量的各科室級(jí)別的詳細(xì)作業(yè)規(guī)范,重視質(zhì)量與管理的融合,質(zhì)量數(shù)據(jù)成為管理決策的重要依據(jù)。企業(yè)有一定數(shù)量的綠帶和黑帶,質(zhì)量部門(mén)在企業(yè)地位較高;
設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)的管理較為完備,開(kāi)始進(jìn)行過(guò)程數(shù)據(jù)、知識(shí)和質(zhì)量等數(shù)據(jù)的管理,但這些數(shù)據(jù)管理之間相對(duì)獨(dú)立;
軟硬件選型基于部門(mén)和能力建設(shè)的規(guī)劃進(jìn)行;
開(kāi)始將CAE與三維CAD集成使用,并使用多場(chǎng)耦合仿真工具、多學(xué)科集成系統(tǒng)。開(kāi)始引入CAI、CAQ及系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真軟件。部分產(chǎn)品的核心部件擁有性能樣機(jī)。
研發(fā)基礎(chǔ)IT開(kāi)始出現(xiàn)企業(yè)級(jí)的研發(fā)資源云平臺(tái);
研發(fā)平臺(tái)方面,除了PDM、SDM平臺(tái),開(kāi)始使用KM、CAQ等獨(dú)立平臺(tái)。

三級(jí)成熟度:協(xié)同級(jí)

本等級(jí)的定位是:基于完整體系的協(xié)同?？傮w特征是:完整的智慧研發(fā)體系使得研發(fā)關(guān)鍵要素得到有效的協(xié)同、集成甚至融合。具體特征包括:

完成數(shù)字化改造,仿真人員成為研發(fā)骨干,知識(shí)人才專職化,質(zhì)量能力成為基本能力;
仿真部門(mén)回歸、融入并充盈設(shè)計(jì)組織,實(shí)體化的知識(shí)管理組織建立,質(zhì)量組織擴(kuò)張到各業(yè)務(wù)部門(mén)及產(chǎn)業(yè)鏈中;
研發(fā)流程已經(jīng)成為將研發(fā)各關(guān)鍵要素綜合集成起來(lái)的核心要素,并開(kāi)始打通產(chǎn)業(yè)鏈的流程;
對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)的技術(shù)需求和指標(biāo)具有清晰的理解,可以根據(jù)技術(shù)需求進(jìn)行功能分解與分析,進(jìn)而進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真,對(duì)物理產(chǎn)品的參數(shù)提出清晰的要求,必要時(shí)可進(jìn)行物理設(shè)計(jì)。整個(gè)過(guò)程呈現(xiàn)出正向設(shè)計(jì)的特征;
設(shè)計(jì)過(guò)程完成數(shù)字化改造,并開(kāi)始進(jìn)行仿真化變革,使得仿真可以在大部分重要的環(huán)節(jié)發(fā)揮作用,加速設(shè)計(jì)進(jìn)程。完整的性能樣機(jī)開(kāi)始出現(xiàn);
開(kāi)始利用少量的智能技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的智能化改造,對(duì)部分智能產(chǎn)品可以進(jìn)行全新設(shè)計(jì)。
模式類的知識(shí)用數(shù)字化手段進(jìn)行建模,可以在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)運(yùn)行,引導(dǎo)研發(fā)進(jìn)程。知識(shí)融入流程和設(shè)計(jì)過(guò)程,直接支撐研發(fā)工作;
重視質(zhì)量與研發(fā)過(guò)程的融合,將質(zhì)量文件的要求深入型號(hào)研制過(guò)程。各專業(yè)室擁有足夠的綠帶和黑帶,形成質(zhì)量預(yù)防體系的基礎(chǔ)。質(zhì)量開(kāi)始成為員工自覺(jué)行為。質(zhì)量主管成為企業(yè)高級(jí)管理人員;
建立較為綜合和完整的數(shù)據(jù)管理體系,對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)、知識(shí)和質(zhì)量等數(shù)據(jù),依據(jù)研發(fā)流程進(jìn)行完整管理;
以對(duì)研發(fā)流程的支撐作為依據(jù)進(jìn)行軟硬件規(guī)劃和選型;
設(shè)計(jì)仿真軟件方面,CAE軟件開(kāi)始向多場(chǎng)多學(xué)科優(yōu)化方向發(fā)展,CAD軟件向MBD方向發(fā)展,系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真軟件開(kāi)始展開(kāi)全面應(yīng)用,CAI和CAQ工具開(kāi)始成為重要工具;
研發(fā)基礎(chǔ)IT方面,開(kāi)始使用產(chǎn)業(yè)鏈或集團(tuán)化的云平臺(tái),部分智能產(chǎn)品開(kāi)始在云中運(yùn)營(yíng)和維護(hù);
研發(fā)平臺(tái)方面,各平臺(tái)集成和融合,形成具有協(xié)同特征的研發(fā)平臺(tái)。

四級(jí)成熟度:智能級(jí)

本等級(jí)的定位是:基于產(chǎn)品全生命周期模型的智能?？傮w特征:基于模型的產(chǎn)品生命周期,使得研發(fā)體系的運(yùn)行都以量化的模型數(shù)據(jù)為依據(jù),基于各類模型參數(shù)自動(dòng)診斷和智能決策。具體特征包括:

設(shè)計(jì)組織更像是仿真化組織,所有的設(shè)計(jì)人員都具有仿真的基本能力,仿真人員成為研發(fā)主力人員;
實(shí)體化的知識(shí)管理組織建立,知識(shí)創(chuàng)造者是企業(yè)價(jià)值創(chuàng)造的主力;
質(zhì)量能力成為人才選拔的重要能力,質(zhì)量組織擴(kuò)張到各業(yè)務(wù)部門(mén)及產(chǎn)業(yè)鏈中;
研發(fā)流程打通產(chǎn)業(yè)鏈,已經(jīng)成為將產(chǎn)業(yè)各單元整合的核心要素,是產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)自動(dòng)化流轉(zhuǎn)的基本平臺(tái);
可以從客戶需求入手進(jìn)行技術(shù)需求的分析,形成產(chǎn)品或系統(tǒng)的指標(biāo)體系,可以根據(jù)技術(shù)需求進(jìn)行功能分解與分析,進(jìn)而完成系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真,對(duì)物理產(chǎn)品的參數(shù)提出清晰的要求,必要時(shí)可進(jìn)行物理設(shè)計(jì);
設(shè)計(jì)過(guò)程完成仿真化變革,使得仿真可以在所有必要的環(huán)節(jié)發(fā)揮作用,發(fā)揮著驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)流程的作用。大部分產(chǎn)品的設(shè)計(jì)基于性能樣機(jī)而進(jìn)行;
利用智能技術(shù)進(jìn)行智能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與運(yùn)營(yíng),大部分產(chǎn)品達(dá)到較高的智能化程度;
對(duì)技術(shù)類的知識(shí)進(jìn)行歸一化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化,形成模型,建立產(chǎn)品技術(shù)平臺(tái),在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)各類模型發(fā)揮智能作用;
質(zhì)量與研發(fā)過(guò)程充分融合,各專業(yè)室擁有足夠的黑帶,質(zhì)量預(yù)防體系完善。質(zhì)量成為員工自覺(jué)行為;
建立較為綜合和完整的數(shù)據(jù)管理體系,開(kāi)始利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)中的價(jià)值進(jìn)行挖掘,獲得對(duì)研發(fā)的支撐;
軟硬件的選型以全企業(yè)或集團(tuán)化的視角來(lái)規(guī)劃;
在軟件方面,基于MB PLM(基于模型的產(chǎn)品全生命周期)的理念,對(duì)研發(fā)相關(guān)的軟件進(jìn)行配置和應(yīng)用。CAD與CAE相互融合, CAI、CAQ及系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真軟件成為設(shè)計(jì)師的基本工具;
研發(fā)基礎(chǔ)IT方面,產(chǎn)業(yè)鏈或集團(tuán)化的云平臺(tái)是產(chǎn)品研發(fā)的基本平臺(tái),大部分智能產(chǎn)品開(kāi)始在云中運(yùn)營(yíng)和維護(hù);
研發(fā)平臺(tái)方面,各平臺(tái)依據(jù)系統(tǒng)工程進(jìn)行集成和融合,形成具有智能特征的研發(fā)平臺(tái)。

五級(jí)成熟度:智慧級(jí)

本等級(jí)的定位是:基于全企業(yè)模型及全息知識(shí)的智慧?？傮w特征是:基于全企業(yè)模型的和全息知識(shí)的智慧研發(fā)體系成為高度柔韌的體系,研發(fā)各關(guān)鍵要素融會(huì)貫通,且能隨需而變,構(gòu)成企業(yè)難以模仿的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。具體特征包括:

研發(fā)組織的領(lǐng)袖是對(duì)仿真體系具有深刻理解的佼佼者;
知識(shí)能力是基本能力,質(zhì)量成為人才的基因;
設(shè)計(jì)組織就是一個(gè)大仿真組織,知識(shí)和質(zhì)量能力成為組織的基本能力或組織基因,獨(dú)立化的組織形態(tài)已經(jīng)不重要;
從成功實(shí)踐總結(jié)的研發(fā)流程成為企業(yè)核心能力,并且隨著業(yè)務(wù)的變化和技術(shù)的進(jìn)步而調(diào)整;
具有完全和自由的正向設(shè)計(jì)能力,對(duì)客戶(市場(chǎng)或涉眾)需求進(jìn)行合理細(xì)分、歸納、分析和管理,并依據(jù)此形成產(chǎn)品或系統(tǒng)的技術(shù)需求和指標(biāo)。根據(jù)技術(shù)需求和指標(biāo)進(jìn)行功能的分解和分析,進(jìn)而完成系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。對(duì)物理產(chǎn)品的參數(shù)提出清晰的要求,必要時(shí)可進(jìn)行物理設(shè)計(jì);
數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程已經(jīng)完成仿真化改造,設(shè)計(jì)過(guò)程本身就是一個(gè)仿真過(guò)程。仿真技術(shù)讓產(chǎn)品的功能、性能完全透視化,實(shí)時(shí)掌控產(chǎn)品特性。性能樣機(jī)成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要交付模式;
充分利用智能技術(shù)進(jìn)行智能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng),產(chǎn)品都達(dá)到較高的智能化程度;
知識(shí)成為企業(yè)能力快速?gòu)?fù)制的支撐,能快速適應(yīng)并支持企業(yè)變革;
重視質(zhì)量與企業(yè)經(jīng)營(yíng)績(jī)效的關(guān)系,建立并執(zhí)行卓越績(jī)效體系。質(zhì)量主管為董事會(huì)之一員,質(zhì)量意識(shí)成為董事會(huì)共識(shí)。質(zhì)量成為企業(yè)和員工的基因,成為員工無(wú)意識(shí)的自覺(jué)行為,企業(yè)在快速變革中保持優(yōu)秀的質(zhì)量不變;
產(chǎn)品過(guò)程數(shù)據(jù)成為構(gòu)成企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的要素,數(shù)據(jù)已經(jīng)成為企業(yè)智慧的來(lái)源,通過(guò)大數(shù)據(jù)的挖掘來(lái)進(jìn)行企業(yè)戰(zhàn)略決策;
軟硬件的選型以產(chǎn)業(yè)鏈云的視角來(lái)規(guī)劃;
在軟件方面,基于MBE(基于模型的企業(yè))的理念,對(duì)研發(fā)相關(guān)的軟件進(jìn)行配置和應(yīng)用,以支撐全企業(yè)的模型化改造;
研發(fā)基礎(chǔ)IT方面,研發(fā)云已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)的基礎(chǔ)平臺(tái),所有智能產(chǎn)品在云平臺(tái)中運(yùn)營(yíng)和維護(hù);
研發(fā)平臺(tái)方面,各平臺(tái)依據(jù)智慧研發(fā)思想方法開(kāi)始集成,形成智慧研發(fā)平臺(tái)。