中國制造2025裝備制造業(yè)研發(fā)體系優(yōu)化研究

王德威　邢延方　鄭雪峰

中國制造2025大背景下，新一代信息技術與智能制造技術融合發(fā)展，成為未來科技革命和產業(yè)變革的主線，使制造業(yè)重新成為全球經濟競爭制高點。在此背景下，裝備制造企業(yè)產品研發(fā)挑戰(zhàn)日益嚴峻，市場急需研發(fā)周期短，符合自身需求的定制化產品。裝備制造企業(yè)作為傳統(tǒng)制造業(yè)的典型代表，其研發(fā)體系受新技術、新材料、新產品的沖擊最早最大。為企業(yè)建立能夠不斷升級，長期有效的研發(fā)體系，使企業(yè)能夠快速研發(fā)出符合市場需要，擁有技術競爭力的產品，極為重要。本文從技術角度出發(fā)，探討如何利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、“智能制造”等國際上廣泛應用且取得巨大成果的技術概念，如何優(yōu)化企業(yè)研發(fā)結構與產品開發(fā)流程。

一、裝備制造業(yè)研發(fā)流程優(yōu)化

國內大部分裝備制造企業(yè)實行標準流程管理。項目立項研發(fā)以后，經過方案論證、詳細方案評審等過程確定研發(fā)方案，產品設計結構設計與計算，形成二維圖紙設計、工藝設計、零件加工與樣機制造、現(xiàn)場試驗后確定最終產品成本，推向市場。而經過市場反饋后，形成新的用戶需求或者改進型需求，進入新的項目研發(fā)流程。項目整體運行需要運行一年或者更長的時間。傳統(tǒng)的裝備制造研發(fā)體系是將市場調研置于項目立項之前。在設計與生產過程中，動態(tài)采集用戶意見，在現(xiàn)有的技術手段下幾乎不可能。即使可能，研發(fā)周期也會因為不斷修改技術方案與技術圖紙而不斷延長。二維圖紙設計與工藝設計完成后，傳統(tǒng)工廠按紙質圖紙與工藝要求進行零件加工與樣機組裝，一套圖紙對應一套產品。傳統(tǒng)的項目開發(fā)適用于訂購大批量產品且需求不發(fā)生變化的同一用戶。流程化研發(fā)、標準化生產顯然不適合小批量（訂貨量僅有1-2臺），用戶個性化需求多樣的定制化生產。智能制造時代的一個標志就是通過先進的技術手段實現(xiàn)用戶定制化生產，如圖1所示的研發(fā)流程。

比較流程圖可以發(fā)現(xiàn)，智能制造時代產品研發(fā)周期短，具備定制化生產優(yōu)勢，但也應該同時認識到智能制造時代的項目開發(fā)具有極高的信息技術門檻，要求研發(fā)工程師的素質極高。同時要求生產部門具有較高的反應速度，能夠完成小批量產品制造工序的切換。本文提出以下三種先進且成熟的技術，有效降低企業(yè)研發(fā)成本，優(yōu)化研發(fā)體系，使其能夠符合智能制造需求。

1.1開發(fā)用戶移動端智能應用APP

產業(yè)互聯(lián)時代，企業(yè)成功的核心是能否從觀念、技術、商業(yè)模式上進行改造，使每個企業(yè)不再只是產品生產者、服務提供者，而是通過產品與服務，與用戶建立“強關系”。以往企業(yè)與用戶關系主要在購買產品及客戶服務環(huán)節(jié)中實現(xiàn)，而且大多數(shù)企業(yè)研發(fā)離用戶很遠，并不了解誰要購買、客戶體驗的狀態(tài)，以及下一次購買需求。市場營銷大多數(shù)是以廣告宣傳的形式出現(xiàn)，購買行為大多數(shù)通過層層渠道來實現(xiàn)，售后服務就更為弱化。售后服務往往只是解決已出現(xiàn)的問題，并不了解客戶使用過程。大規(guī)模、標準化的生產與用戶個性化需求之間矛盾日益加劇。用戶移動端智能應用（APP）借助移動互聯(lián)網(wǎng)的技術優(yōu)勢，實現(xiàn)實時與用戶在“調-研-產-銷-運”各個環(huán)節(jié)進行溝通。借助移動互聯(lián)網(wǎng)終端帶來提升用戶體驗成為制造企業(yè)培育競爭優(yōu)勢的新途徑。2015年，天貓雙十一912億的銷售量中，約有60%成交額為移動端用戶下單。通過開發(fā)用戶移動端智能應用APP，與用戶針對其需求研發(fā)設計進行信息溝通，設計定制化產品，跟蹤產品生產過程，提高產品研發(fā)的效率。裝備制造企業(yè)不再只是產品生產者、服務提供者，而是通過產品與服務，與用戶建立“強關系”，能夠實現(xiàn)24小時在線，了解、預測客戶需求，與用戶共同研發(fā)新產品，提高暢銷產品研發(fā)的效率。借助無線移動端信息服務與交互服務，可以實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+裝備制造”，研發(fā)產品與服務更為準確，客戶的體驗更為良好，生產效率會極大地提高。

1.2企業(yè)研發(fā)云

傳統(tǒng)的研發(fā)活動中，新技術新產品的推出很大程度上依賴于單個企業(yè)的技術研發(fā)和產業(yè)化等活動，但隨著產業(yè)分工日益細化，產品復雜程度不斷提升，單個企業(yè)難以也無法覆蓋全部創(chuàng)新活動。而企業(yè)通過構建“研發(fā)云”組織，可以將擬研發(fā)項目發(fā)布在研發(fā)云上，由各專業(yè)公司、個人、社會研發(fā)公司接收任務，進行任務競標，最后項目發(fā)布人，在數(shù)個任務解決方案中選取適合的，支付報酬。既能有效的控制項目進度，又可以使企業(yè)快速獲得新技術新材料帶來的轉化成果，提高了企業(yè)產品研發(fā)的效率，降低新技術研發(fā)帶來的投入成本。從企業(yè)內部管理來看，很多企業(yè)運用互聯(lián)網(wǎng)開放、協(xié)作與分享的特點，減少了企業(yè)管理的內部層級結構，在產業(yè)分工中更加注重專業(yè)化與精細化，企業(yè)的生產組織更富有柔性和創(chuàng)造性。

1.3先導性仿真設計與虛擬樣機

裝備制造業(yè)先導性仿真設計與虛擬現(xiàn)實技術使遠程進行產品技術服務，售前銷售服務，售后維修服務成為可能。配合物流網(wǎng)技術，將產品營銷，樣機制造等相關信息實時與用戶進行交流，提高用戶在產品開發(fā)中的參與度。目前我國先導性仿真結構優(yōu)化與虛擬現(xiàn)實技術基礎較弱，智能化程度完全不夠，但正經歷快速發(fā)展期。借助先導性仿真結構優(yōu)化，一汽大-眾汽車推出輕量化設計，單個車型在不影響結構強度的前提下，實現(xiàn)整體減重約10%，有效降低了材料成本，提高了產品競爭力。借助結構分析優(yōu)化軟件，輸入邊界條件后進行仿真計算與拓撲優(yōu)化，最終獲得完整的結構件尺寸與重量。借助軟件工具對產品設計進行先導式優(yōu)化，可有效縮短研發(fā)周期，提高產品整體性能，降低生產成本。而優(yōu)化結果，借助3D打印技術以及CAM加工技術，可以快速轉為實際產品。借助軟件進行先導性仿真設計與虛擬樣機設計，是未來產品研發(fā)必然趨勢。

二、結論

1、本文研究了裝備制造企業(yè)未來技術研發(fā)發(fā)展方向，并從技術層面上提出了3種裝備制造企業(yè)未來必須要掌握的技術手段。

2、裝備制造企業(yè)要更好的在中國制造2025時代生存，必須牢固樹立以用戶為中心，實時了解用戶需求，提高產品體驗度。

3、從管理層面上，裝備制造業(yè)必須提早在以上技術上進行研發(fā)投入。投入越早，越早能擺脫靠政府輸血和價格戰(zhàn)的不利局面，打造符合中國制造2025發(fā)展路線的一流裝備制造企業(yè)。