周末“知”道 | 智慧研發(fā)成熟度模型

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

與知識工程類似,智慧研發(fā)體系的建立同樣不能一蹴而就,需要先對企業(yè)進行成熟度評估,科學設立成熟度進化路線,長遠規(guī)劃,分步實施。為此,我們提出智慧研發(fā)成熟度模型。

在智慧研發(fā)三維架構中,第三個維度為知識維。企業(yè)知識工程達到的層次決定了研發(fā)的智慧程度。知識工程層次越高,研發(fā)智慧程度越高。因此,智慧研發(fā)成熟度模型與知識工程成熟度模式是緊密相關和相互對應的。

知識工程的成熟度分為五級,分別有序級、共享級、自動級、智能級和智慧級。此外,一級成熟度前面的顯性級是〇級成熟度,是知識工程的基礎和起點。據(jù)此,我們將智慧研發(fā)成熟度分為五級,分別是意識級、穩(wěn)序級、協(xié)同級、智能級和智慧級,一級成熟度前面的自發(fā)級是智慧研發(fā)的〇級成熟度,如圖1所示。知識工程成熟度和智慧研發(fā)成熟度的對應關系如表1所示。

表1 智慧研發(fā)成熟度劃分表及與知識工程的同級對應

級別	〇級成熟度	一級成熟度	二級成熟度	三級成熟度	四級成熟度	五級成熟度
智慧研發(fā)	自發(fā)級	意識級	穩(wěn)序級	協(xié)同級	智能級	智慧級
知識工程	顯性級	有序級	共享級	自動級	智能級	智慧級

圖1智慧研發(fā)成熟度模型

〇級成熟度:自發(fā)級

本等級的定位是:基于個人意識的積累。總體特征是:在企業(yè)尚未有意識之前,優(yōu)秀員工自發(fā)促進個體成長。具體特征包括:

研發(fā)部門以設計人員為主,仿真、質(zhì)量和知識相關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);
顯性流程基本沒有,按照約定俗成開展工作;
對產(chǎn)品的物理參數(shù)有清晰的理解,具有工藝設計能力,可以做少量設計改進;
數(shù)字化開始影響傳統(tǒng)設計過程,但仿真手段對設計過程的影響不大;
知識掌握在個人手中,通過數(shù)字化手段有所顯性化,但企業(yè)尚未意識到知識管理的價值;
從管理者至員工對質(zhì)量體系的重視程度嚴重不足,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,開始嘗試使用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理;
軟硬件選型較為隨意,沒有特定的規(guī)劃和標準;
設計軟件主要是CAD軟件,尚無仿真軟件;
研發(fā)基礎IT主要是個人機或工作站;
尚無研發(fā)平臺出現(xiàn)

一級成熟度:意識級

本等級的定位是:基于企業(yè)意識的積累。主要特征包括:

總體特征:企業(yè)已經(jīng)識別出研發(fā)關鍵要素,并著手開始有意識的積累工作;
數(shù)字化人才增加,仿真人才專職化,設計部門的質(zhì)量人員以兼職形式存在;
出現(xiàn)獨立的質(zhì)量部門,在設計組織中出現(xiàn)專職的仿真團隊;
對流程管理的重要性有所意識,并啟動局部的管理工作;
對產(chǎn)品的系統(tǒng)架構和運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)進行逆向設計形成“新產(chǎn)品”或“新系統(tǒng)”;
企業(yè)開始進行部分數(shù)字化設計規(guī)范的梳理,開始認識到仿真在設計中的重要性;
意識到知識管理的重要性并有所行動,對數(shù)據(jù)類知識開始進行標準化加工,建立數(shù)據(jù)相關的知識庫,知識開始具有有序化特征;
管理者及員工開始對質(zhì)量體系的建設與實施有所重視,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,認識到質(zhì)量是全部門的共同責任;質(zhì)量主管參與重點型號評審;
開展了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理,開始嘗試進行仿真數(shù)據(jù)管理;
軟硬件選型主要依據(jù)型號(項目)的需求而進行;
設計仿真軟件主要是CAD軟件、單場單學科仿真優(yōu)化軟件等;
研發(fā)基礎IT開始出現(xiàn)HPC硬件及調(diào)度軟件,具有部門級的網(wǎng)格計算體系;
研發(fā)平臺方面,除了使用PDM外,開始嘗試使用SDM平臺。

二級成熟度:穩(wěn)序級

本等級的定位是:基于穩(wěn)定流程的秩序?？傮w特征是:在流程引導下,企業(yè)開始將研發(fā)關鍵要素進行有序排布和運行。具體特征包括:

數(shù)字化和仿真人才已成為主力,兼職知識人才出現(xiàn),設計部門的質(zhì)量人員以全職形式存在;
任職資格體系定型,仿真人才形成獨立部門,質(zhì)量部門擴大,出現(xiàn)知識管理的虛擬組織;
流程管理已經(jīng)成為研發(fā)過程有序進行的保障;
對產(chǎn)品或系統(tǒng)的功能架構具有清晰的理解,根據(jù)功能架構進行系統(tǒng)架構的設計與仿真,可以對物理產(chǎn)品的參數(shù)提出清晰的要求,必要時可進行物理設計;
設計過程已經(jīng)開始進行數(shù)字化變革,仿真成為設計的重要過程;
對信息類知識進行結構化加工,在企業(yè)范圍內(nèi)開始共享并獲得效益;
有一定數(shù)量的各科室級別的詳細作業(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)量部門在企業(yè)地位較高;
設計數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)的管理較為完備,開始進行過程數(shù)據(jù)、知識和質(zhì)量等數(shù)據(jù)的管理,但這些數(shù)據(jù)管理之間相對獨立;
軟硬件選型基于部門和能力建設的規(guī)劃進行;
開始將CAE與三維CAD集成使用,并使用多場耦合仿真工具、多學科集成系統(tǒng)。開始引入CAI、CAQ及系統(tǒng)設計與仿真軟件。部分產(chǎn)品的核心部件擁有性能樣機。
研發(fā)基礎IT開始出現(xiàn)企業(yè)級的研發(fā)資源云平臺;
研發(fā)平臺方面,除了PDM、SDM平臺,開始使用KM、CAQ等獨立平臺。

三級成熟度:協(xié)同級

本等級的定位是:基于完整體系的協(xié)同。總體特征是:完整的智慧研發(fā)體系使得研發(fā)關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,知識人才專職化,質(zhì)量能力成為基本能力;
仿真部門回歸、融入并充盈設計組織,實體化的知識管理組織建立,質(zhì)量組織擴張到各業(yè)務部門及產(chǎn)業(yè)鏈中;
研發(fā)流程已經(jīng)成為將研發(fā)各關鍵要素綜合集成起來的核心要素,并開始打通產(chǎn)業(yè)鏈的流程;
對產(chǎn)品或系統(tǒng)的技術需求和指標具有清晰的理解,可以根據(jù)技術需求進行功能分解與分析,進而進行系統(tǒng)架構的設計與仿真,對物理產(chǎn)品的參數(shù)提出清晰的要求,必要時可進行物理設計。整個過程呈現(xiàn)出正向設計的特征;
設計過程完成數(shù)字化改造,并開始進行仿真化變革,使得仿真可以在大部分重要的環(huán)節(jié)發(fā)揮作用,加速設計進程。完整的性能樣機開始出現(xiàn);
開始利用少量的智能技術進行產(chǎn)品的智能化改造,對部分智能產(chǎn)品可以進行全新設計。
模式類的知識用數(shù)字化手段進行建模,可以在計算機上自動運行,引導研發(fā)進程。知識融入流程和設計過程,直接支撐研發(fā)工作;
重視質(zhì)量與研發(fā)過程的融合,將質(zhì)量文件的要求深入型號研制過程。各專業(yè)室擁有足夠的綠帶和黑帶,形成質(zhì)量預防體系的基礎。質(zhì)量開始成為員工自覺行為。質(zhì)量主管成為企業(yè)高級管理人員;
建立較為綜合和完整的數(shù)據(jù)管理體系,對設計數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)、知識和質(zhì)量等數(shù)據(jù),依據(jù)研發(fā)流程進行完整管理;
以對研發(fā)流程的支撐作為依據(jù)進行軟硬件規(guī)劃和選型;
設計仿真軟件方面,CAE軟件開始向多場多學科優(yōu)化方向發(fā)展,CAD軟件向MBD方向發(fā)展,系統(tǒng)設計與仿真軟件開始展開全面應用,CAI和CAQ工具開始成為重要工具;
研發(fā)基礎IT方面,開始使用產(chǎn)業(yè)鏈或集團化的云平臺,部分智能產(chǎn)品開始在云中運營和維護;
研發(fā)平臺方面,各平臺集成和融合,形成具有協(xié)同特征的研發(fā)平臺。

四級成熟度:智能級

本等級的定位是: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)自動診斷和智能決策。具體特征包括:

設計組織更像是仿真化組織,所有的設計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;
實體化的知識管理組織建立,知識創(chuàng)造者是企業(yè)價值創(chuàng)造的主力;
質(zhì)量能力成為人才選拔的重要能力,質(zhì)量組織擴張到各業(yè)務部門及產(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)務自動化流轉的基本平臺;
可以從客戶需求入手進行技術需求的分析,形成產(chǎn)品或系統(tǒng)的指標體系,可以根據(jù)技術需求進行功能分解與分析,進而完成系統(tǒng)架構的設計與仿真,對物理產(chǎn)品的參數(shù)提出清晰的要求,必要時可進行物理設計;
設計過程完成仿真化變革,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)動設計流程的作用。大部分產(chǎn)品的設計基于性能樣機而進行;
利用智能技術進行智能產(chǎn)品的開發(fā)與運營,大部分產(chǎn)品達到較高的智能化程度;
對技術類的知識進行歸一化、模塊化和標準化,形成模型,建立產(chǎn)品技術平臺,在產(chǎn)品開發(fā)時各類模型發(fā)揮智能作用;
質(zhì)量與研發(fā)過程充分融合,各專業(yè)室擁有足夠的黑帶,質(zhì)量預防體系完善。質(zhì)量成為員工自覺行為;
建立較為綜合和完整的數(shù)據(jù)管理體系,開始利用大數(shù)據(jù)技術對數(shù)據(jù)中的價值進行挖掘,獲得對研發(fā)的支撐;
軟硬件的選型以全企業(yè)或集團化的視角來規(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,對研發(fā)相關的軟件進行配置和應用。CAD與CAE相互融合, CAI、CAQ及系統(tǒng)設計與仿真軟件成為設計師的基本工具;
研發(fā)基礎IT方面,產(chǎn)業(yè)鏈或集團化的云平臺是產(chǎn)品研發(fā)的基本平臺,大部分智能產(chǎn)品開始在云中運營和維護;
研發(fā)平臺方面,各平臺依據(jù)系統(tǒng)工程進行集成和融合,形成具有智能特征的研發(fā)平臺。

五級成熟度:智慧級

本等級的定位是:基于全企業(yè)模型及全息知識的智慧?？傮w特征是:基于全企業(yè)模型的和全息知識的智慧研發(fā)體系成為高度柔韌的體系,研發(fā)各關鍵要素融會貫通,且能隨需而變,構成企業(yè)難以模仿的競爭優(yōu)勢。具體特征包括:

研發(fā)組織的領袖是對仿真體系具有深刻理解的佼佼者;
知識能力是基本能力,質(zhì)量成為人才的基因;
設計組織就是一個大仿真組織,知識和質(zhì)量能力成為組織的基本能力或組織基因,獨立化的組織形態(tài)已經(jīng)不重要;
從成功實踐總結的研發(fā)流程成為企業(yè)核心能力,并且隨著業(yè)務的變化和技術的進步而調(diào)整;
具有完全和自由的正向設計能力,對客戶(市場或涉眾)需求進行合理細分、歸納、分析和管理,并依據(jù)此形成產(chǎn)品或系統(tǒng)的技術需求和指標。根據(jù)技術需求和指標進行功能的分解和分析,進而完成系統(tǒng)架構的設計與驗證。對物理產(chǎn)品的參數(shù)提出清晰的要求,必要時可進行物理設計;
數(shù)字化設計過程已經(jīng)完成仿真化改造,設計過程本身就是一個仿真過程。仿真技術讓產(chǎn)品的功能、性能完全透視化,實時掌控產(chǎn)品特性。性能樣機成為產(chǎn)品設計的主要交付模式;
充分利用智能技術進行智能產(chǎn)品的設計與運營,產(chǎn)品都達到較高的智能化程度;
知識成為企業(yè)能力快速復制的支撐,能快速適應并支持企業(yè)變革;
重視質(zhì)量與企業(yè)經(jīng)營績效的關系,建立并執(zhí)行卓越績效體系。質(zhì)量主管為董事會之一員,質(zhì)量意識成為董事會共識。質(zhì)量成為企業(yè)和員工的基因,成為員工無意識的自覺行為,企業(yè)在快速變革中保持優(yōu)秀的質(zhì)量不變;
產(chǎn)品過程數(shù)據(jù)成為構成企業(yè)競爭力的要素,數(shù)據(jù)已經(jīng)成為企業(yè)智慧的來源,通過大數(shù)據(jù)的挖掘來進行企業(yè)戰(zhàn)略決策;
軟硬件的選型以產(chǎn)業(yè)鏈云的視角來規(guī)劃;
在軟件方面,基于MBE(基于模型的企業(yè))的理念,對研發(fā)相關的軟件進行配置和應用,以支撐全企業(yè)的模型化改造;
研發(fā)基礎IT方面,研發(fā)云已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)的基礎平臺,所有智能產(chǎn)品在云平臺中運營和維護;
研發(fā)平臺方面,各平臺依據(jù)智慧研發(fā)思想方法開始集成,形成智慧研發(fā)平臺。