图1  企业提高竞争力的两种方法（弧线半径表示竞争力）

国内制造企业建立现代研发体系已经迫在眉睫。精益研发是一整套企业研发信息化管理系统，其实施应用需要企业具备长期的技术储备，同时要坚定研发流程重组的决心。企业充分利用精益研发体系的三大技术平台，将有助于实现“优化仿真驱动设计创新、设计创新实现市场制胜”的目标，最终完成传统制造企业向创新型制造企业的转型。

中国制造业面临危局，亟待转型

中国这个“世界工厂”正面临一场巨大的危机。

中国长期扮演全球制造链条的“加工组装车间”角色，以透支环境资源和人力资源为基础，以低附加值产品的出口作为外向型经济的主力，而在产品研发和技术创新方面投入不足，始终处于落后地位。于是，在世界经济渐入“冬季”、国内经济结构加速调整的双重压力下，大量国内加工型企业不堪重负。从根源上，中国制造业急需从依赖低附加值产品出口向高附加值、创新型产品出口转型。

如何向市场提供更高附加值的创新产品呢？如何在内需不足的情况下，占领更大的国内市场份额呢？答案就是通过实施精益研发等信息化平台，重组、优化研发流程，整合、积累内部研发资源，建立、健全研发团队，尽一切可能、更快地建立现代产品的创新研发体系，形成企业在产品研发、技术创新方面的竞争力，以高质量的创新产品赢得国内外市场。只有在那根著名的微笑曲线上爬得更高，才有可能摆脱经济下行的影响，甚至逆流而上。

精益研发中的成本博弈

中国制造企业的生产成本意识历来很强。在整个产品的生命周期中，产品研发虽然只占产品整体成本的5%，但它却对产品产生70%的影响，这种影响包括成本、利润、质量和最终产品的性能等。产品研发环节蕴含着企业竞争力提升的巨大潜力，是当前经济环境下企业制胜的关键。

企业提高竞争力的方法无非有两种：一，通过提高效率降低成本，形成成本领先优势，提升企业竞争力，这是国内很多制造企业所擅长的；二，创造技术领先优势，提高产品技术附加值，从而提升企业竞争力，这是国内大多数制造企业的软肋。如图1所示，传统制造企业以牺牲产品的技术含量来实现成本最低，忽略了研发投入，企业产品的市场竞争力自然无法持续提高。而且，单纯追求低成本也使得中国制造企业始终徘徊在制造价值链的下游。

图2  精益研发平台由三大子平台构成

反观精益研发，就是在不显著增加产品成本的前提下（图1沿着AF射线垂直行进），追求产品的品质和技术含量的提高，从而提升产品附加值，达到增加竞争力的目的。这是中国制造业向价值链上游迁移的关键。

精益研发的核心目的是开源，由于产品研发对产品成本有着决定性的影响，利用精益研发所蕴含的创新技术和协同仿真技术可以突破技术研发瓶颈，优化产品结构、性能，改善制造工艺，有效降低研发成本和生产成本。

精益研发提高产品整体设计水平

就单纯的单元技术研发能力而言，中国企业并不弱于世界发达国家的同行。但是，国内汽车制造商在产品的结构设计、工艺设计和性能设计方面，还是大大落后于国外企业。原因是什么呢？

归根结底，国内企业的设计尚缺乏系统性的指导和技术支撑平台，整机研发水平滞后于单元零部件的研发水平，对复杂机电系统的研发能力不强，设计手段落后，缺乏支持工程数据、产品及设计知识积累、重用的公共平台，在研发模式、流程和方法上与信息化技术的应用脱节，研发的集成性、并行性和自适应性较差，难以从整体上形成快速响应的设计能力。这些不足正是制约国内大型、复杂机电产品制造企业发展的瓶颈。

以汽车产品的开发为例，为了实现汽车整体性能的最优化，仅在设计阶段就需要进行结构强度、刚度和模态分析及结构优化设计，噪声、振动与不平顺性(NVH)分析，疲劳寿命与可靠性分析，碰撞与安全性分析，气动或流场分析，汽车的可操纵性分析，整车性能的分析评价与预测，以及电磁场分析、传热分析等单元优化分析过程。

如此众多的优化分析项目，如何实现整体仿真分析流程的规范化与自动化？如何实现仿真分析数据的管理？如何实现多学科、多物理场的耦合？如何综合评价各单项分析优化的结果？如何将设计过程中的过程数据和知识记录下来？如何将优化结果反馈、映射到产品设计环节？没有一整套研发信息系统平台，没有相应的企业研发流程优化、重组，是根本无法完成这一任务的。国内汽车制造商透支几年的利润，应用、实施的单元研发系统始终无法发挥作用，原因就在于此。而很多海归人才是单元研发方面的技术专家，但对于整体汽车正向研发的流程知之甚少，因此，也只能是头疼医头、脚疼医脚。精益研发的出现从根本上提供了解决上述问题的有效途径。

精益研发平台由三大子平台构成：创新设计子平台PERA.Innovation、协同仿真子平台PERA.Simulation和质量设计子平台PERA.Quality。三个子平台既相互关联，又可独立运行，并且能与CAD/CAM/CAP/PDM等基础研发平台相互协同、集成（见图2）。

创新设计子平台PERA.Innovation是TRIZ理论与计算机辅助创新技术（CAI）技术的结合体，结合了发明问题解决理论、本体论、现代设计方法学、语义处理技术与计算机软件技术，为攻克产品创新研发和设计过程中的关键技术难题提供了方法和平台。

协同仿真子平台PERA.Simulation则是实现“仿真驱动设计”的关键。仿真优化的技术体系中应该包含仿真工具和仿真研发平台两个部分。PERA.Simulation体系的缔造者安世亚太提供了静动力学、运动学、强度/振动/热、疲劳和流体等方面的仿真工具，同时提供了超越“工具”层面、整合“工具”的协同化和平台化信息系统，满足企业对技术集成、多学科优化、数据管理、流程集成/管理以及对知识管理的需求，使得企业对仿真分析技术的应用向专业性、系统性、协同性和易用性发展。PERA.Simulation同时提供了技术集成模块，以及流程集成、知识管理、数据管理和流程优化模块，使基于多学科优化的仿真分析技术真正贯彻到产品研发流程中，最终实现“仿真驱动设计”的目标。

质量设计子平台PERA.Quality是精益研发的关键。根据统计资料，产品质量的好坏，约60%～70%是由产品设计的质量所决定的。PERA.Quality就是利用QFD、FMEA等方法，面向用户需求，通过可靠性设计、参数设计和容差设计等稳健设计方法，加强研发质量、研发流程的管控，从而在源头提高和控制复杂产品的质量。