基于工作分解結(jié)構(gòu)的汽車研發(fā)平臺系統(tǒng)集群規(guī)劃

李濤 應(yīng)正健 吳傳洋 李琳 李微微

摘 要：文章基于工作分解結(jié)構(gòu)（WBS），規(guī)劃了管理信息化、設(shè)計數(shù)字化的汽車研發(fā)平臺系統(tǒng)集群以及各系統(tǒng)之間的交互關(guān)系，以在線化承載從項目立項到SOP的“端到端”汽車產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)體系，支撐多、快、好、省的研發(fā)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：WBS;汽車研發(fā)平臺;系統(tǒng)集群

中圖分類號：C935 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B ?文章編號：1671-7988（2020）20-233-03

Abstract： Based on the work breakdown structure （WBS）， this paper plans an vehicle R&D platform system cluster of management informatization and design digitalization， and the interaction between the systems， so as to carry the "end- to-end" vehicle product R&D business flow from project establishment to SOP online， and support the product develop -ment objectives of much， fast， good and province.

Keywords： WBS; Vehicle R&D Platform; System Cluster

CLC NO.： C935 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）20-233-03

引言

汽車，是最復(fù)雜的民用機(jī)電一體化產(chǎn)品，由發(fā)動機(jī)、懸架、車身等數(shù)十個系統(tǒng)、上萬個零部件組成;還搭載了智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)、車身穩(wěn)定系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)和變速箱控制系統(tǒng)等各種軟件系統(tǒng)。這些軟、硬件組裝到一起，外在表現(xiàn)的功能、性能指標(biāo)也高達(dá)數(shù)千條之多;整車級性能指標(biāo)主要分為動力性、能耗經(jīng)濟(jì)性、制動性、操縱穩(wěn)定性等，每項性能下還可細(xì)分為若干指標(biāo)，如動力性可分為0-100km/h、60-100km/h、0-60km/h加速性能等。這些性能指標(biāo)和軟、硬件之間，還呈現(xiàn)十分復(fù)雜的矩陣關(guān)系。

面對如此復(fù)雜的汽車產(chǎn)品，其研發(fā)涉及到需求管理、項目管理、產(chǎn)品設(shè)計、性能開發(fā)、仿真分析、試制試驗、資源要素管理等若干個 ?專業(yè)領(lǐng)域，各業(yè)務(wù)領(lǐng)域協(xié)同效率要求越來越高，以便響應(yīng)市場的快速變化，這就需要高度整合的研發(fā)體系，即承載研發(fā)體系的在線化研發(fā)平臺需要緊密協(xié)同的系統(tǒng)集群，才能實現(xiàn)管理信息化、研發(fā)數(shù)字化，達(dá)到提高管理水平，達(dá)到高質(zhì)量、低成本、短周期的目的;亦即要求汽車研發(fā)平臺系統(tǒng)集群在頂層規(guī)劃時要定位準(zhǔn)確。WBS是研發(fā)項目管理的根基，根據(jù)WBS規(guī)劃系統(tǒng)集群可以有效避免各系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)交叉重疊或功能缺失。

此外，研發(fā)平臺不可能一步到位、一次建全或者一個系統(tǒng)包羅萬象，需要總體規(guī)劃、分步實施，組合若干個專業(yè)系統(tǒng)，形成有機(jī)的系統(tǒng)集群，才能形成完善的信息化、數(shù)字化研發(fā)平臺;即按照WBS規(guī)劃建設(shè)策略，可以步驟明確、路線清晰的實施平臺建設(shè)。

1 汽車研發(fā)工作分解

研發(fā)平臺是研發(fā)體系的信息化、數(shù)字化載體，其建設(shè)應(yīng)圍繞業(yè)務(wù)需求展開，即各系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)劃分、交互關(guān)系的規(guī)劃，是系統(tǒng)集群建設(shè)的關(guān)鍵;一旦任務(wù)與流程脫節(jié)，任務(wù)不能驅(qū)動流程，流程不能集合資源要素，勢必造成信息孤島，導(dǎo)致系統(tǒng)集群內(nèi)部交互不暢，影響平臺的正常運行。因此，本文基于汽車研發(fā)工作分解結(jié)構(gòu)，緊密圍繞汽車研發(fā)業(yè)務(wù)進(jìn)行汽車研發(fā)平臺系統(tǒng)集群規(guī)劃。

如圖1所示，汽車研發(fā)可分為預(yù)研、立項、概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、試制、試驗、認(rèn)證量產(chǎn)等階段，每個階段設(shè)置評審閥門。根據(jù)各階段的重點工作，可以分解出一級工作任務(wù)，如預(yù)研立項、產(chǎn)品開發(fā)、性能開發(fā)、車輛試制、試驗驗證等。將研發(fā)工作任務(wù)按照“橫向分段，縱向分層”的方式逐級分解，可得到汽車研發(fā)工作分解結(jié)構(gòu)（圖2所示）。

2 基于WBS規(guī)劃系統(tǒng)集群

盡管汽車研發(fā)工作任務(wù)分解至“葉節(jié)點”（WBS最末端），有數(shù)千條之多;但是，各領(lǐng)域的工作流程有相近之處。例如，性能開發(fā)領(lǐng)域，所有指標(biāo)的開發(fā)都基本上會經(jīng)歷指標(biāo)分解、指標(biāo)設(shè)定、指標(biāo)驗證、指標(biāo)認(rèn)可等步驟;產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域，包含概念設(shè)計、方案設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、設(shè)計認(rèn)可等步驟;試驗驗證領(lǐng)域，包含試驗策劃、試驗準(zhǔn)備、試驗實施、報告編制等步驟;亦即，各領(lǐng)域的主要流程節(jié)點相近，只不過具體實施時所用到的方法、工具不同，如試驗實施環(huán)節(jié)用到的設(shè)備資源、執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)方法有所差異。

根據(jù)WBS任務(wù)的流程屬性歸類，可規(guī)劃建設(shè)對標(biāo)管理系統(tǒng)、整車性能管理系統(tǒng)、產(chǎn)品設(shè)計管理系統(tǒng)、仿真分析管理系統(tǒng)、試制管理系統(tǒng)、試驗管理系統(tǒng)、認(rèn)證管理系統(tǒng)等。為了保障各領(lǐng)域的工作質(zhì)量，還應(yīng)建設(shè)質(zhì)量管理系統(tǒng)。

汽車研發(fā)是一個系統(tǒng)性工程，各領(lǐng)域需要高效的協(xié)同，即需要項目統(tǒng)籌管理，亦即需要建設(shè)項目管理系統(tǒng)，統(tǒng)籌和鏈接這些系統(tǒng)。項目管理系統(tǒng)主要承載一級工作任務(wù)的計劃管理及其交付物管控，各領(lǐng)域的工作任務(wù)計劃及控制，由所屬系統(tǒng)管理。

汽車研發(fā)過程會有大量的交付物，也需要專業(yè)的系統(tǒng)來管理，如產(chǎn)品數(shù)據(jù)需要PDM系統(tǒng)，設(shè)計文檔和試驗報告需要文檔管理系統(tǒng)，試驗數(shù)據(jù)需要試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

此外，汽車研發(fā)還需要投入龐大的人、財、物、知識等資源，這些資源伴隨流程高效、精準(zhǔn)的供給，是汽車研發(fā)工作的重要保障;即人、財、物、知識等基礎(chǔ)性資源，需相應(yīng)建設(shè)人力資源管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、知識管理系統(tǒng)等專業(yè)化的資源要素管理系統(tǒng)，確保高效、精準(zhǔn)的投入到產(chǎn)品研發(fā)流程各環(huán)節(jié)中，將合適的資源在正確的時間投放到正確的流程節(jié)點上。

3 信息化、數(shù)字化研發(fā)平臺構(gòu)建

將上述系統(tǒng)根據(jù)WBS任務(wù)間的交互關(guān)系進(jìn)行梳理，建立系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，調(diào)整或增減各系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)范圍，形成有機(jī)的系統(tǒng)集群，最終形成汽車研發(fā)信息化、數(shù)字化平臺（如圖3所示）。其核心是以WBS任務(wù)分解驅(qū)動流程，資源隨任務(wù)在流程中流轉(zhuǎn)，最終形成交付物;亦即任務(wù)驅(qū)動，交付拉動，環(huán)環(huán)相扣，推動流程的高效運轉(zhuǎn)，提升組織工作效率。

根據(jù)圖3，集群內(nèi)各系統(tǒng)的業(yè)務(wù)定位和建設(shè)目標(biāo)一目了然，可以有效的避免各系統(tǒng)建設(shè)方向的偏離或者各系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)交叉。但是，系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互，如果僅僅通過兩兩集成的方式，接口建設(shè)和維護(hù)難度較高，可以采用“虛擬數(shù)據(jù)總線”的方式，解決數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一帶來的數(shù)據(jù)交互難題，如圖4。

根據(jù)各系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)的屬性，可分為統(tǒng)籌管理類、核心業(yè)務(wù)管理類、一般業(yè)務(wù)管理類、交付物管理類、資源管理類系統(tǒng)等。核心業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)主要包含產(chǎn)品設(shè)計管理系統(tǒng)、整車性能管理系統(tǒng)、試驗管理系統(tǒng);其中產(chǎn)品設(shè)計管理系統(tǒng)涉及動力、車身、底盤、智能網(wǎng)聯(lián)等所有產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)領(lǐng)域，與整車性能管理系統(tǒng)形成孿生關(guān)系。試驗管理系統(tǒng)的重要性在于承載了“V模型”右側(cè)的絕大部分業(yè)務(wù)，與產(chǎn)品設(shè)計和性能開發(fā)形成對等關(guān)系;并且，在整個產(chǎn)品開發(fā)中占用了一半以上的人、財、物資源（樣車亦是其主要耗費之一）。

研發(fā)任務(wù)從項目管理系統(tǒng)出發(fā)，逐級在各業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)分解，直至“葉節(jié)點”;各業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)根據(jù)流程節(jié)點需求集成人、財、物、知識等資源要素，高效執(zhí)行各級任務(wù);由質(zhì)量管理系統(tǒng)監(jiān)控各系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)的運行情況;最終，將成果交互至各交付物管理系統(tǒng)。以研發(fā)任務(wù)WBS為基礎(chǔ)，實現(xiàn)任務(wù)驅(qū)動、需求拉動，在系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)流程兩端形成“壓差”，促使流程“管道”高速流轉(zhuǎn)，達(dá)到多、快、好、省的目的。

值得關(guān)注的是，汽車研發(fā)是知識密集型工作，幾乎每個系統(tǒng)承載的每項工作任務(wù)，都會涉及到方法、工具、模板等各類知識;雖然不同于有形的人、財、物資源，但對研發(fā)工作的方方面面都起著重要支撐作用，是提升研發(fā)創(chuàng)新性和產(chǎn)品附加值的重要手段。當(dāng)前的知識管理，已從“人找知識”向“知識找人”方向轉(zhuǎn)變，大大提升了工作效率和質(zhì)量。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)根據(jù)需要，在每項工作的關(guān)鍵節(jié)點定義鏈接或主動檢索，向工程師推送知識包或相關(guān)知識;同時，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)所產(chǎn)生的優(yōu)秀總結(jié)、方法、工具等，交互給知識管理系統(tǒng)，作為通用的固態(tài)知識，促進(jìn)知識工程的發(fā)展。

4 總結(jié)

汽車研發(fā)工作十分龐雜，大多數(shù)汽車研發(fā)機(jī)構(gòu)都投入了大量精力建設(shè)各式各樣的信息化系統(tǒng)，卻鮮有緊密結(jié)合產(chǎn)品研發(fā)體系進(jìn)行全面、系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)劃的案列。本文提出了一種較合理的汽車信息化、數(shù)字化研發(fā)平臺系統(tǒng)集群規(guī)劃方法，即以汽車研發(fā)WBS為基礎(chǔ)，以任務(wù)執(zhí)行流程屬性為原則，以任務(wù)驅(qū)動、需求拉動為動力，高效集成人、財、物、知識等資源要素，加速信息數(shù)據(jù)協(xié)同交互和資源流轉(zhuǎn)，形成研發(fā)管理信息化和產(chǎn)品設(shè)計數(shù)字化的研發(fā)平臺，達(dá)到提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低研發(fā)成本、縮短研發(fā)周期的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 田鋒.精益研發(fā)2.0[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2017年.

[2] 周輝.產(chǎn)品研發(fā)管理[M].電子工業(yè)出版社，2012年.

[3] 劉勁松，胡必剛，華為能.你也能：IPD重構(gòu)產(chǎn)品研發(fā)[M].北京大學(xué)出版社，2015年.