（工商管理专业论文）上海贝尔新产品研究和开发中的创新.pdf

9 9 m 1 9 6 土俊兰上海叭尔新产品研究和开发中的创新 摘要 4 7 0 3 5 8 f ：海贝尔成立研究和开发部i 年有余。在研究和丌发过程中，存 在研制周期和改进周期长、研发成本高、对阶段性的成果的管理不完 善、顾客的需求得不到很好的满足等问题。究其原因，是由于采用的 是按功能部门串行工作的方法。为解决企业存在的问题，需对研发流 程进行创新。本文就上海贝尔存研究和开发中存存的问题进行了深入 的研究和探讨，在此基础卜，提出了基于并行工程的研发过程中的创 新策略，t 要包括集成产品丌发闭队，以及以j “品数据管理( p d m ) 应用为集成丌发框架等。这种策略的丰要思想是在设计的初期，考虑 市场的需求、可测试性、可制造性和可装配巾牛，从而减少修改和循环 的次数，小仅缩短丌发周期，降低成本，而且产品更适合市场的需要。 本文最后，结合企、l k 的实际情况，提出r 的这种创新策略的实施方法 以及解决问题的具体实旋措施。 、 、v 。 关键词：集成产品j i ：发闭队( i n t e g r a t e d p r o d u c t t e a m ) ，并行 程 、_ 一” 一一 ( c o n c u r r e n te n g i n e e r i n g ) ，皇曼墼据一管t 里( p r 。d u c td a t am a n a g e m e n t ) ! ! 坚! ! ! 至堡兰 兰塑墨玺堑主曼竖塞塑茎蕉主盐剑堑 a b s t r a c t t h ed e p t o fr e s e a r c h & d e v e l o p m e n to fs h a n g h a ib e l le s t a b l i s h e dt h r e ey e a r sa g o t h eb e l o wp r o b l e m se x i s td u r i n gt h es t u d y i n ga n dd e v e l o p i n g ：l o n gp e r i o do f s t u d y i n g & i m p r o v i n g ，h i g hc o s t ，n o tv e r yp e r f e c tm a n a g e m e n t f o r p h a s e d a c h i e v e m e n t s ，c u s t o m e r s d e m a n d sc a l ln o tb em e tc o m p l e t e l y t h ek e y r e a s o ni st h e s e r i a lm o d ep e rd e p a r t m e n tf u n c t i o n i no r d e rt os o l v et h e s ep r o b l e m s ，i n n o v a t i o n s s h o u l db em a d eo nt h es t u d y i n g & d e v e l o p i n g p r o c e s s t h i sp a p e r i st od i s c u s sf u r t h e r t h ep r o b l e m se x i s t i n gi nt h ep r o c e s so fs t u d y i n g & d e v e l o p i n gf o rs h a n g h a ib e l l a c c o r d i n g t ot h ep r a c t i c eo ft h ec o m p a n y , m e a s u r e so fc o n c u r r e n te n g i n e e “n g ( c e ) w e r er a i s e d t h ei n t e g r a t e dp r o d u c tt e a m o p t ) s h o u l d b ee s t a b l i s h e da n di st oa d o p t p d ms o f t w a r ea st h ei n t e g r a t e dd e v e l o p i n gf r a m e w o r ko fc e t h em a i ni d e ao ft h e s t r a t e g i e si sc o n s i d e r a t i o ns h o u l db em a d e o nt h em a r k e td e m a n d si nt h ee a r l i e rt i m e o f d e s i g n i n g ，p r o d u c ts h o u l db ee a s yt ot e s t ，p r o d u c e & a s s e m b l e a l s ot h et i m e st o r e v i s ea n dc i r c l es h o u l db er e d u c e d f r o mt h e s ew a y s ，t h ep e r i o do f d e v e l o p i n gc a n b e s h o a e n e da n dt h ec o s te a r lb el o w e r e d t h em o s ti m p o r t a n ti st h a tt h ep r o d u c tc a n m e e tt h em a r k e t s d e m a n d s a tl a s ti n n o v a t i o ns t r a t e g i e sw e r eo f f e r e dt o g e t h e rw i t h c o n c r e t em e a s u r e s k e yw o r d s ：i n t e g r a t e d p r o d u c t t e a m ，c o n c u r r e n te n g i n e e r i n g ，p r o d u c t d a t a m a n a g e m e n t 毁m 1 殳6 | ：盗兰 遣皿墨蕊芒品班盔面珏发虫曲铷薤l 前言 随着我国全面进入市场经济的大环境，并面临同益激烈的国际竞争， 企业更加希望缩短产品开发周期、降低成本、提高质量。如何快速开发 出满足用户需求的新产品，尽快上市成为企业赢得竞争的一个关键因素。 新产品是任何一个公司或企业的核心能力所在，是企业不断发展和成 功的基础。从战略上讲，新产品决定了公司或企业的顾客和竞争者，同 时它又是企业变化的最主要的驱动力之一。 上海贝尔从1 9 9 8 年成立研发部，开始从事新产品的研究和开发，到现 在为止已经经历了三年有余。在产品设计及其相关的各种过程中，采用 的是按功能部门串行工作的方法。由于没有制造、维修等人员的早期介 入，所设计的产品会存在较多的错误。这些设计中产生的错误、缺陷或 不足，以往是通过对设计文件的审查和会签得到部分的改j 下，而漏下部 分则只能在其后的工艺设计、工装设计、生产和使用中爿能逐渐被发现。 这就使产品的研制周期和改进周期拉得很长，使产品不能及时投放市场， 投入的资金也得不到及时回收，研发成本增加；严重影响了企业在市场 竞争中的地位。 本文就上海贝尔在研究和开发中存在的问题进行了深入的研究和探 讨，在此基础上，提出了基于并行工程的研发过程中的创新策略，主要 包括集成产品开发团队，以及以产品数据管理( p d m ) 应用为集成开发 框架等。这种策略的主要思想是在设计的初期，考虑市场的需求、可测 试性、可制造性和可装配性，从而减少修改和循环的次数，不仅缩短开 发周期，降低成本，而且产品更适合市场的需要。 本文最后，结合企业的实际情况，提出了的这种创新策略的实施方法 以及解决问题的具体实施措施 2 2 m 】旦6l ：俊兰 匕显圆盆函当埘e 盆噩亚芷型咀皿 1 上海贝尔新产品研究和开发的现状 新产品是任何一个公司或企业的核心能力所在，是企业不断发展和成 功的基础。一般来讲，产品往往是指有形的物品，制造有形产品的公司 往往是制造型企业。从战略上讲，新产品决定了公司或企业的顾客和竞 争者，同时它又是企业变化的最主要的驱动力之一，也就是说，新产品 通常决定了新的市场和新的企业过程。新产品和服务能够使一个公司或 企业甚至一个行业焕然一新。比如，8 0 年代初，美国的汽车行业受到来 自同本的严重冲击。美国通用汽车公司、福特汽车公司和克莱斯勒公司 分别吸取了日本丰田汽车公司的一些管理思想，并进行了创新，成功地 推出了满足顾客需求的新产品。可以说，福特公司的t a u r u s 汽车，通用 汽车公司的s a t u r n 汽车以及克莱斯勒公司m i n i v a n 汽车挽救了美国的汽 车工业。又比如，摩托罗拉的无线寻呼机，惠普的桌面打印机，柯达公司 的f u n s a v e r 摄像机等使这些公司起死回生。又比如，誉为“中国冰柜之 王”的中国青岛噢柯玛公司，在1 9 9 0 年时负债累累，曾被母体公司当作 包袱，决定一卖了之的企业，依靠成功地开发并推出15 0 升、断电 1 0 0 小时不化冻的小冰柜，使企业起死回生，扭亏为赢，走上了良性循环 的道路。深圳华为技术有限公司在19 9 2 年时成功地开发并推出了 c 8 & 0 8 力_ 门程控交换机，使企业走上了蓬勃的创业之路。 许多香港和内地的公司和企业，在设计产品的创造性和创新方面很有 潜力，但把新产品推向市场的速度比较慢，效益较低，主要原因在于没 有一个很好的新产品研究与开发过程。 在当今的市场环境中，顾客需求在不断地变化，新的竞争对手在不断 出现，有竞争力的产品在不断改善，产品生命周期越来越短，技术本身 在快速不断地发展。象可口可乐公司这样几十年产品配方不变，并能持 续保持市场竞争力的公司毕竟是少数。因此，新产品研究与开发过程成 为企业过程创新最优选的过程。 1 1 上海贝尔简介 中外合资的上海贝尔有限公司成立于1 9 8 4 年，是中国现代通信产业的 支柱企业，也是中央企业工委管理的国家重要骨干企业之，连续名列全 垒垒m 1 9 6 壬俊兰 e 逝皿缸掰立品赶盐卸珏芷虫啦宣蜥一 国最大外商投资企业和电子信息百强前茅。公司总注册资本l2 0 5 0 万美 元，总资产17 0 亿元，现有员工4 8 0 0 多人，平均年龄2 9 岁，7 8 的员 工具有大学本科以上学历，拥有硕士和博士生9 0 0 多名，其中科研开发 人员占员工总数的4 5 。至2 0 0 0 年底，公司累计实现销售收入5 0 0 余亿 元人民币，上缴税金8 6 亿元人民币。2 0 0 0 年，上海贝尔公司集团共实现 销售收入1 0 8 亿元，比1 9 9 9 年增长1 7 ，在2 0 0 1 届全国电子信息百强 企业中排名第1 2 位。在今年5 月出版的财富杂志中，上海贝尔公司 被评为中国最受赞赏的外资企业之一。 上海贝尔坚持引进合作和自主开发并举的方针，建立了以企业为中 心、以市场为导向的科研开发体系，拥有由科研中心、博士后工作站、 欧洲科研中心等组成的国家级企业技术中心，在交换网络、移动网络、 数据网络、传输网络、网络应用和多媒体终端等领域具有国际先进水平， 建成了世界水平的通讯产品制造平台，积累了5 0 多项拥有自主知识产权 的交换、网络、信令、i p 、d s p 、智能、大规模集成电路设计等核心技术， 数十项产品被评为国家重点技术创新项目、国家重点技术项目和国家重 点新产品，被受理专利7 0 多项，能够为用户提供从有线到无线，从窄带 到宽带，从交换、数据、传输、移动到终端的所有产品和整体网络的全 面解决方案。 18 年来，上海贝尔公司建立了覆盖全国和海外的营销服务网络，在国 内建立了7 个营销大区，在3 2 个省市建立了分公司。在国际市场上，上 海贝尔设有近2 0 个海外办事处和国际业务片区，市场区域由亚洲发展到 欧洲、美洲、非洲和大洋洲，产品由交换设备扩展到移动、数据、传输 和终端等多个品种，业务项目也由产品销售发展到电信交钥匙工程、b o t 项目的一揽子承包及相关产品的系统集成等，并探索了多元出口模式， 在海外公丌大型招标项目中多次夺冠。截至2 0 0 1 年上半年，上海贝尔己 成功出v i 交换、移动、数据、传输、智能网和终端等网络成套设备，累 计出i ；3 市话交换机1 0 0 多万线，2 5 万个中继端口，近5 5 0 个交换局，实 现出口销售2 亿多美元，累计签约额达4 亿美元，成为中国累计实现出 口销售最多的通信企业之一。 新世纪的上海贝尔，将秉承”以人为本、用户至上、勇于创新、团队合 作”和”务实、合作、学习、创新”的精神，在第十个五年计划期间，实现年 旦咖】旦6l ：缝兰t 妊毋 珏越主品赶宜曲珏发蛐创丑l 均增长超过3 0 ，在国内i t 产业中继续保持领先地位，逐步发展成为世 界级通信企业。 上海贝尔公司的主要产品包括： 交换网络：窄带、宽带交换系统及其增值业务，七号信令系列产品， 窄带、宽带接入系统，移动交换系统，下一代网络解决方案等 移动网络：g s m 、c d m a 、g p r s 移动通信系统等 数据网络：i p 骨干核心路由交换设备，a t m 交换机系列，a d s l 、 v d s l 、l a n 、h p n a 、l m d s 等宽带接入系统，s 1 2 1 a s 旁路接入 系统，m a t i x 2 0 0 0 拨号服务器，b r a s 宽带接入服务器，s t b 机顶 盒及d v b 系统，轨道交通综合通信系统，v s a t ，通用业务管理系 统u s m s ，系统集成等。 传输网络：o d m 蓝光模块，s d h 光传输系统，d w d m 光传输系统， p d h 光传输系统，专用光传输系统，多业务传输系统，智能光网络， 应用业务解决方案等 网络应用：智能网相关产品，综合网络管理系统，计费及帐务系统， 增值业务 多媒体终端：窄带接入系列终端产品，宽带接入系列终端产品，视 频类终端产品，无线通讯类终端产品，智能小区系统和网络集成产 品等 1 2 上海贝尔新产品研究与开发过程 4 据 n 暑 l 娟 1 一 出 脒栅 假拳 硬及 害皋 1 - 一 收 篓霎 删冥 器涨 1 一 l 血积 罾 倒状 龌窿 u t 一 鬟霎 丁 帐 代 螗啦 壶覆 亲 凿蘸 霉 犀 f 堋 皆蜊 h 婪漂 、奇f 器眯 蝰 t 一； 皿、憨 器露 旺盘 筇毒 帐 i 薹 牛旺 l 蜊 昭窠极 i 躲b 燃 忆霉驻 圻确 姜t 徘 蝌 剿 榴 姑 f 桐 幂 收 删龠 删 心 氆i 亘 船 船 刊副 十 + 翻 廿黧 恒 樊亘 测 捌f丁 皿赵：斗 l 拯 禽囱 慝 世 j 墨i 器i 餐 岬俐 螺 惜 嚣下 r 恩t 拳套 蒸 ， 嚣拳 鄙七 鑫魁 t l i 孵i 州i 匿i 姜 船 巽 七r 疆 址诤 i 喇 略 删恹 磊鳝夏 篓整餐鏊 刺，：t 撼念 羹露 鼯 田“ g 译 ff 钆，亘 厶( 竖羚南 鄙餐妖器眯恹 吝将如 越* 辎晤妪* 帷鎏忙 9 9 m 1 9 6 王俊兰上海贝尔薪产品研兜和开发中的创新 现代新产品研究与开发过程是一个非常复杂的过程。这个过程往往 包括了从获取顾客的需求到顾客接受第一个新产品并满意为止的全过 程。在这个过程中不仅仅涉及到一个公司的研究与开发部门，而且还涉 及到市场部门、制造部门、物料部门和财务部门等。所参与的人员中， 不仅仅有设计工程师，还有工艺工程师、市场营销工程师、制造工程师、 物料工程师、会计师等。只有这些员工的参与并合作才能成功地开发一 个新产品。在传统的研究与开发过程中，这些部门、各个工程师的工作 相互之间基本是彼此独立、顺序进行的，每一个阶段只有一个部门的员 工在完成此过程。 上海贝尔新产品研究与开发过程如图1 1 所示。整个过程分为机会 获取阶段、方案产生阶段、开发立项阶段、设计阶段、工艺开发阶段、 新产品试制阶段、调试与试验阶段、开试验局阶段等八个阶段，涉及研 究与开发部、生产部、物料部、某类产品的事业部等部门。 从总体上看，上述实例具有如下的一些特征： 1 ) 整个开发过程可以明显地分为几个顺序执行的阶段，在前一个阶段 未结束以前不能进行下一阶段的任务。 2 ) 每个阶段主要由一个部门来完成。各个部门的分工明确，工作靠文 档的传递来连接。“新产品在各个部门之间抛接”是这种过程的生 动写照。这种过程也叫“越墙抛接”过程 3 ) 整个过程是一个不断反馈循环的过程，当后阶段的执行过程中发现 有问题时再反馈到前面的阶段，再循环进行相应的各项任务。 6 辫1 2 串行王耨流箨 1 3 研发过程中的问题分析 产品研究与开发周期长。图1 1 所示的新产品设计与开发一般需 蘩1 2 个月左者。这在技术交化快、产品生命周期变短的今天， 这种产龉酌开发周期是太长了。 隧着技术发展速度的加快和顾客舞求交纯熬妻爨快，缩短产燕开发 周期已成为新产品研究与开发过程创赣的罄要曩标。一个产晶黔 生命周期如图1 3 t 1 1 所示。 圈1 3 产菇生命瘸精 在整1 3 孛，意味羞菜一种薪技术韵密现这种新技术可能会 触发莱一糖斯产菇熬涎生。豹产生毯往并不能为企盈所关注。从 l 刭t ，是企业获取捉会懿对接- t ，意昧着公瑟开始注意这种新技宋 并避镗预觋，为凝产品妁难式牙发佟准备。t h 表暴企堑正式立项进 行菜一新产品的研究。一星确定要秀发黪壤譬戬藤，开发戒本开始 ， 9 9 m 1 9 6 王俊兰 上冉贝尔新产品研究和开发中的创新 发生图1 3 中的阴影部分表示成本和利润的情况新产品研究与 开发阶段也可以是指从技术产生到第一个顾客满意为止的时间机 会的出现t o 到企业抓住这个机会的时间t 。之间往往有一个延迟如 何使这段延迟时间降到最低并尽可能早地对新产品进行研究和开 发，这是任何一个企业都要考虑的事情。机会点有时可能不是很好 辨认。但一个产品开始淘汰的时间t 。点是容易观察到的。t 。的时刻 很大程度上受不可控因素的影响，如：技术的发展、竞争者的反应、 顾客的需求等等。而企业唯一可控制的是尽可能缩短新产品研究与 开发时间。一个合适的产品晚推向市场一个月就意味着少挣一个月 的钱。另外，如果一个公司的新产品比其竞争对手晚推向市场，不 仅失去了获利的时间，而更主要的是将失去市场份额。因此。在现 代市场竞争中，“只有第一，没有第二”，即谁能最先把新产品推 向市场，谁就能在市场中取得胜利。 有人曾对产品项目未达到预期的目标所发生的损失情况进行了研 究【i 】。他们分析了四种情形对企业税前利润的损失情况。这四种情况 是：1 ) 产品推向市场晚六个月；2 ) 产品成本提高1 0 ：3 ) 由于产 品性能下降而使销售量下降l o ：4 ) 产品开发成本超支5 0 。假 设产品的市场有效生命期为5 年。图1 4 反映了这四种情况对企业税 前利润的损失情况。从图中可以看出，产品延迟推向市场比其他三 种情况的影响都要大 市场晚六 超支5 0 个月 图1 4 不同的情形对企业税前利润的影响 顾客的需求不能有效地得到满足顾客的需求有部分一般在项目 任务书和产品规格说明书中得到体现然而通过任务的层层分解 巧邶啪伽甾专； 前润损 税利的失 螂m 1 鳟芏傻兰 l m 贝球蕺产品研，瓤稽裳中的毫唾鞭 帮撬稃，最终设计出来麓产品冒熊与琢来静设戆穰差蒜运原因 一 在予矮客瓣嚣求没膏狠好绣浚射髫产磊研究与开发设计过程巾的 各令环苓审。 开发成本高。有新产品研究与开发过程中需要多次的反馈和修 改，修改引起的成本是非常高的，特别是开发过程的后期阶段。 在传统熬裁产晶磷究与嚣发：过程中，癌予各今阶段是鬏穿避纾， 交流不蛲，使设计修改频繁，铁嚣造成嚣发袋本离瓣现象。设计 过程中的各个决策影响到公司螅枣场蘩镶策略、制造熬效率、维 修的速度| 秘产糕煞成本。其中对产是成本敷影赡最大。据饿谤， 生产个产品的成本的6 0 列8 0 多是发生在设计阶段，如鬻l 。5 所示。任何一个零部件的调蹙缝往会引起其他零部转的调整，影 响整个设计过程。据统计，在磁产品研究与开发过程中，娄产瑟 越接近生产阶段，其设计更改所器的成本就越毒。例如。一个电 子产品的一次童要设计更改在设计阶段可臆孵要1 0 0 0 元，在制 造计划阶段可能需要一万元，而在最后的生产阶段可能嚣要一千 万元。因此。减少设计更改次数，不仅有j f l | 于缩短产品开发时间， 丽且有j f i 予减低新产品的研究与开发成本 露1 5 产品各个酸段对产燕成本豹影翡 上藩挺出的韬薪策珞在现有的产品开发流程下无法实现。传统的 产燕拜发模凌兔功能部门麟，信怠共享存在障碍：串行的流程， 9 设计旱期不能全灏考虑产晶生命周期中韵各种戳素l 基于图纸韵 翠王设诗秀主。 鼗计表这存在- - 爻往缺少先进的计算机平裔，不 是滋支持豁丽纯产品汗笈全球纯丈市场的形成，簧求企娩必须 羧交经慧策略s 撼高产赫开发能力、增强市场开拓能力伛传统 熬产瑟开发模斌鑫不辘满足激熬静市场竞争妥求，鞠而提出了并 褥工程的愚怒。下覆将详鲴余绥著行王程及葜在新声豁开发串钓 实施恳鼹。 歼发计划不严密或项目执行条件不充分有一些研发项目，由予在 项目立项阶段对方寨的审查不够严密，在执行前缺芝对新产品必 器的仿真，由予项目的执行条件不究或方案本身有缺陷，导致项 稿率路搁浅或由于后期的不久工作太多而延长新产品的开发周 麓。项醋的开发周期延长会导致的后果 对产晶研发过程中的一些阶段性驰成聚的警理不完簧。一今璜鑫 成立质。不管当初立项悬的且橼是餐实现，都会取褥一些输段性 的成果，对项霸的执行过程秘阶段性的成累能否缀好的管壤，壹 接影响了企业的知识积累，从瓤影响了了企业的研究野发驰进 度，最终影响了企业的核心竞争能力。 技术浆发晨速度基交静越来越抉，特嗣是毫予技术，如存储器和 微处理器豹性熊越来越强，资讯存储、检索和显示的新技术， ：王 及制造中采耀羚新材睾； 、袈王艺的发展速度落在不断加快再加 上全球藏基瓣激烈竞争，使褥薪产燕翡替换速度越来越快。由予 一些刿造企妲霹以逶遘“夏秘工程技术”畿缀快滚推斑桶儆韵产 晶，叛产晶也藏缀快威建老产鑫。 通常，新产品在生命周期的早期获利最大如果产品具有不会被 竞争者复翩的特点，刚该产品的利润会更大。随着新产品的成熟， 橇多竞争者推出褶儆的产晶。大量的企姚竞争有限的用户，产品 的价格登定会一步步下降。 以电乎产品为例，其典型的份揍性熊曲线如墅1 6 所器。它们 显示了随着竞争压力和技术优势的作用，同样牲熊，凌能驰产鑫价 格随时间的推移而下降同时，赫的性瞧曲线将残徐辏最寒处形 成，然后价格随时阊的推移再下降。娶形成簸鲍债掺鹊线，其 9 9 m 1 9 6 王俊兰 上冉贝尔新产品研究和开发中的创新 性能必须有显著的提高，至少在某些方面要超过原产品的3 0 5 0 l 技术因素和竞争压力决定了产品淘汰的时间。许多制造企业 深刻认识到：如果一种产品销售时间过长，结果只会产生负面效 应，使有些用户认为这些公司在技术领域较落后，因而不愿购买 这些产品：同时对企业内部来讲，制造部门可能要承担额外的成 本开销，以维持过时的零部件和工艺流程。 这些因素说明了缩短研究与开发新产品时间。并使新产品迅 速进入成熟期的重要性。由于技术的发展不完全由企业来控制， 而产品生存期的终点在时间上往往是固定的( 如图1 7 所示) ， 所以任何产品上市的延期或早期的新产品的技术问题，都将导致 新产品销售额的损失，同时也不可能在产品的生命期终点前得到 挽回。 价格 销售 图1 6 典型的价格性能曲线 能 间 图1 7 产品开发延长期对产品生命周 期的影响 间 信息流不顺畅。目前，公司内的产品信息基本没有做到统一管理 和共享，每个部门甚至每个项目组都各自为政。 缺乏有效的项目管理。目前在项目管理方面的问题主要表现在 ( 1 ) 版本管理混乱。相互关联的各模块版本不统一，造成了功能 的混论和不兼容，增加了工作量 9 9 m 1 9 6 王俊兰 上海贝尔新产品研究和开发中的创新 ( 2 ) 文档管理混乱。部分文档只是为了应付检奁，流于形式，不 能准确描述产品的设计、测试、生产和制造等各方面的情况， 作为后续设计参考的功能降低 产品的测试不充分产品在开发初期，往往未考虑到测试的重要 性，在产品设计的后期。在推向市场之前，测试不够充分。 研发和工程人员不分开。由于在产品设计和开发的过程中缺乏对 工程人员的培训，在产品刚刚推向市场的时候，研发人员忙于对 现场工程的支持，从而延误了研发的进程。 上海贝尔从1 9 9 8 年成立研发部，开始从事新产品的研究和开发，到现 在为止已经经历了三年有余。在产品设计及其相关的各种过程中，采用 的是按功能部门串行工作的方法。由于没有制造、维修等人员的早期介 入，所设计的产品会存在较多的错误。这些设计中产生的错误、缺陷或 不足，以往是通过对设计文件的审查和会签得到部分的改正，而漏下部 分则只能在其后的工艺设计、工装设计、生产和使用中才能逐渐被发现。 这就使产品的研制周期和改进周期拉得很长，使产品不能及时投放市 场，投入的资金也得不到及时回收，研发成本增加；严重影响了企业在 市场竞争中的地位。 9 9 m 1 9 6 王俊兰匕海贝尔新产品研究和开发中的创新 2 创新策略 并行工程以缩短产品开发周期、降低成本、提高质量为目标，把先进 的管理思想和先进的自动化技术结合起来，采用集成化和并行化的思想 设计产品及其相关过程，在产品开发的早期就充分考虑产品生命周期中 相关环节的影响，力争设计一次完成，并且将产品开发过程的其它阶段 尽量提前。它在优化的重组产品开发过程的同时，不仅要实现多学科领 域专家群体协同工作，而且要求把产品信息和开发过程有机地集成起来， 做到把正确的信息、在正确时间、以正确的方式、传递给正确的人。这 是目前最高层次的信息管理要求。 p d m 作为支持协同工作的使能技术，首先能支持异构计算机环境，包 括不同的网络与数据库；其次，能实现产品数据的统一管理与共享，提 供单一的产品数据源；第三，p d m 能方便地实现对应用工具的封装，便 于有效地管理全部应用工具产生的信息，提供应用系统之间的信息传递 与交换平台；最后，它可以提供过程管理与监控，为协同工作中的过程 集成提供必要的支持。综合上述四个方式，p d m 在突出产品数据管理的 基础上，正逐步完善其作为制造业领域集成框的功能，为协同工作实施 提供更强有力的自动化环境。 2 1 并行工程 并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程( 包括制造过 程和支持过程) 的系统方法。这种方法要求产品开发人员在设计一开始就 考虑产品从概念形成到产品报废处理的整个生命周期中的所有因素，包 括质量、成本、进度计划和用户维修服务。它对企业在产品信息的定义、 描述、管理与传递方面提出了更具挑战性的要求。它要求在产品开发的 整个生命周期中，各开发小组应共享所有的设计资料，它使不管处于何 方的产品开发小组的所有成员都能得到与产品设计有关的一切数据。并 能连续地、尽早地交换、协调和完善关于产品的有关制造和支持等各种 过程的约定和定义，同时也支持各开发小组之间及时地进行信息交流， 尽早、尽快地发现问题和解决问题，以便全面地考虑相关环节的影响。 因此，要将开发小组的所有成员，包括设计工程技术人员、工艺编制人 员、制造人员、市场营销人员、供应厂商，甚至客户都组合到同一信息 9 9 m 1 9 6 王俊兰 上海贝尔新产品研究和开发中的创新 环罩，以适合并行产品开发环境 产品设计信息，减少任务的重复， 保证所有成员能得到最新、最准确的 节省时间和费用。 2 1 1 并行工程的研究背景及其思想2 3 信息技术的发展促进了全球大市场的形成。这种趋势对制造业的 影响十分明显。从制造业发展的历程来看，7 0 年代之前的竞争焦点是 企业规模和产品成本。而8 0 年代的竞争焦点则是满足用户需求和综 合的上市时间、产品质量、产品成本和售后服务( t q c s ) 指标。9 0 年代的市场则要求企业以最短的时间开发出质量最高的、用户可接受 的新产品。那种不注重产品开发的企业将在市场竞争中处于劣势。迅 速开发出满足用户需求的新产品并尽快上市成为企业赢得市场竞争 的关键。 随着我国市场竞争机制的逐步完善，一批支柱产业正在实现与国 际接轨。汽车、航天、航空、电子、机床等制造业通过实施c i m s 工 程和采用c a d 技术取得的很大的成绩，也面临着新的挑战。他们所 遇到的共同难题是产品开发周期过长，所开发的产品往往不能很好地 满足用户需求，并且质量也难以保证。 传统的产品开发模式为功能部门制，信息共享存在障碍；串行的 流程，设计早期不能全面考虑产品生命周期中的各种因素；基于图纸 的手工设计为主，设计表达存在二义性缺少先进的计算机平台，不足 以支持协同化产品开发。全球化大市场的形成，要求企业必须改变经 营策略：提高产品开发能力、增强市场开拓能力，但传统的产品开发 模式已不能满足激烈的市场竞争要求，因而提出了并行工程的思想。 并行工程( c o n c u r r e n te n g i n e e r i n g ，c e ) 是以计算机集成制造系统 ( c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r es y s t e m ，c i m s ) 信息集成技术为基础 发展而来的，主要是针对产品开发领域而提出的解决方案。c e 是集 成地、并行地设计产品及其相关过程的系统化方法，在设计过程中考 虑产品的可制造性、可装配性、可测试性，以减少设计过程中不必要 的返工，力争产品设计开发一次成功。c e 通过组成多学科小组( t e a m w o r k ) ，实现设计过程的集成，将串行的过程并行起来，以及由 c a x d f x 技术支持并行工程的实施。c i m s 和c e 在提高企业自动化 水平、从而缩短产品开发周期、提高产品质量、降低产品成本。因此 9 9 m 1 9 6 王俊兰 上海贝尔新产品研究和开发中的创新 利用并行工程将对提高我国企业新产品开发能力、增强其竞争力具有 深远的意义。 图2 1 并行工程开发流程 2 1 2 系统组成与体系结构1 4 1 缩短产品 开发周期 “并行工程”划分成四个互相关联的分系统，即支持环境分系 统、管理与质量分系统、工程分系统和制造分系统，如下图2 ，2 所示。 l i 工程分墓统 管理与 h i 质量 l 广l 制造分系统分系统 1 l ” 工 产品数据管理莱统 支持环境分系统 计笪机、网络、数据库 图2 2 “并行工程”系统组成一 9 9 m 1 9 6e 俊兰 上海贝尔新产品研究和开发中的创新 图2 3 “并行工程”体系结构 2 1 2 1 管理与质量分系统 分析某产品现有产品开发流程，提出改进的产品开发过程，运用 计算机手段对集成产品开发团队( i p t ) j t l 产品开发过程进行管理和控 制；通过质量功能配置的方法保证用户需求在产品开发阶段得到满 足。 2 1 2 2 工程分系统 “并行工程”的工程分系统，如图2 4 ，不仅要完成从产品设计到工 艺过程设计的串行信息集成，而且要完成更高层次的功能集成，需要 利用大量的工程文档、设计工具、测试、分析工具、仿真工具，产生 大量的中间数据、图形和文档资料，还需要多学科多功能小组的协同 工作。因此，拟采用产品数据管理系统作为并行设计框架，将工程设 计领域中的c a x d f x 工具集成起来，并由网络和数据库提供有力的 支持。工程分系统的主要特点是： 采用统一的数据标准，建立一个完整统一的产品数据模型，并将 其存放在一个共享数据文件或数据库中，通过并行框架，任一阶 9 9 m 1 9 6t 俊兰上海贝尔新产品研究和开发中的创新 段的设计修改信息都能够直接反映到其它工作中，并保证数据的 唯一性和可跟踪性。 在零部件详细设计阶段，充分利用d f x 、c a e 等工具充分考虑产 品的可装配性，可制造性及结构设计的优化。避免在产品开发后 期阶段对设计进行大循环、大反馈所造成的人力、物力的浪费。 后续设计过程( c a p p 、c a f d 、c a m 等) 可充分利用已有的产品 信息进行设计，并将设计结果反馈给上游进行设计评价和修改， 大大缩短了等待间，缩短了产品开发周期。 四鸯 方 孚 d 结 邮 f 构 c c c 加 案件 x分 aa a 工 设 工 折 pfm 过 设 计 且 及 p d 程 优 伪 计 化 真 产品数耀管理系统( p d m ) 数耀库管理系统 计算帆与替作系统 图2 4 “并行工程”工程分系统傩系结构 2 i 2 3 制造分系统 制造分系统的各类活动在管理调度系统的协调控制下进行，它同 时接受并行开发过程管理的控制。制造系统的主要活动是：快速工装 准备，加工制造，及快速原型的制造。制造设备、工具系统、央具系 统、物料储运系统及各种计算机软硬件构成对上述活动的支持。如下 图2 5 所示： 9 9 m 1 9 6e 俊兰 上海贝尔新产品研究和开发中的创新 卢品开发过攫控制 图2 5 “井行工程”制造分系统体系结构 2 1 2 4 支撑环境分系统 “并行工程”的研究开发环境基于计算机网络结构，特点如下 c l i e n t s e r v e r 结构的计算机环境支持并行产品开发 异构的广域网络环境支持群组协同工作 开放的计算机软件系统和丌发工具，如产品数据管理系统 m e t a p h a s e 2 1 ，群组协同工作软件n o t e s ，多媒体会议系统 s h o w m e ，c a d 开发工具p r o d e v e l o p ，面向对象的数据库 o b j e c t s t o r e ，信息集成开发工具s t e p - d t ，关系数据库o r a c l e 7 0 。 f l 、网络通讯 并行工程强调多功能开发小组在产品开发过程中协调工作，由于多 功能开发小组的成员来自多学科，其信息交换频繁、种类繁多、分布广 泛。通讯特征是通讯信息种类繁杂，涉及到的信息种类有：文本数据、 图形、图像、语音、表格、文字等。并且信息量大，对网络传输实时性 要求高，各协作单位之间的一些信息通讯如电子会鉴，电子评审等不要 求很高的实时性。因此并行工程对网络的通讯能力有很高的要求，需要 高带宽，低延迟，误码率小的网络系统。 9 9 m 1 9 6 王俊兰卜海贝尔新产品研究和开发中的创新 “并行工程”的网络环境如下图2 6 所示。其中高校之间采用 c e r n e t 互联，应用环境内采用光纤互联，应用环境与c i m s e r c 之 间通过p s t n 互联。 图2 6基于网络的“并行工程”研究开发环境+ ( 2 ) 数据库 数据库要处理的信息不仅包括产品信息，还包括产品开发过程的 描述信息，管理控制信息及各类反馈信息等。主要用其满足p d m 实 施的需要，并在某些单点环境开发共享的资源库。 9 9 m 1 9 6e 俊兰 上海贝尔新产品研究和开发中的创新 o r a c l eto r a c l eto r a c l et 豳2 7 数据库结构配置 ( 3 ) 产品数据管理系统 p d m 系统可以作为支持“并行工程”的集成框架。在p d m 环境中建 立多功能开发团队的组织模式及协作环境。根据版本生成规则，实现 产品数据的版本管理。使用m e t a p h a s e 软件提供的开发工具将 c a x d f x 工具封装到m e t a p h a s e 中，并在有限范围内实现工具或应用 与p d m 的集成。将产品的设计过程转化为m e t a p h a s e 可接受的工作 流程，实现过程的管理与监控。 。一一。一。_ 。- - _ - - ：m 岫l _ t 羹i 年麓 图2 8 p d m 集成框架体系结构+ l ! ! 坚! ! ! 三垡兰 占塑墨笙堑兰曼塑塞塑! 垡主塑型! ! 一 ( 4 ) 协同工作环境 利用l u t o s n o t e s 建立计算机支持的协同工作环境，基于广域网的 “并行工程，协同工作环境，提供了多媒体电子邮件、文档库、电子论 坛、通知与简报、目管理、电子评审和会议管理等功能。 誓刎 北京：长峰枭团 ( n m ；c t ) 图2 9 “并行工程”的协同工作环境 ( 5 ) 设计共享系统 s t 珂盯) 太学 f s t r v t r ) 设计共享系统基于工作站环境、与设计工具和数据集成，仿照真 实会议的过程，具备会议管理、用户接口、发言控制、信息共享、信 息交换和文档管理等功能，以使文件会议能够正常地发起、进行和结 束并达到预期目的。 ( 6 ) 微机多媒体会议系统 多媒体会议系统使得地理上分散的协作人员在本地的微机或工作 站上，通过通讯网络，采用文本、图形、语音、视频等多媒体信息进 行实时讨论和共同设计。它的目标是在一定程度上取代传统的会议， 充分利用计算机强大的信息处理能力，更有效地进行协同工作。 2 1 3 并行工程的关键支持技术5 】 “并行工程是集成地并行地设计产品及相关过程的系统化方法，它 要求产品开发人员从设计一开始即考虑产品生命周期中的各种因 素”。其关键技术包括： 9 9 m | 9 61 俊兰 l 海贝尔额产品研究和开发中的创新 并行产品开发过程建模、仿真与优化。并行工程与传统生产方式 的本质区别在于它把产品开发的各个活动作为一个集成的、并行 的产品开发过程，强调下游过程在产品开发早期参与设计过程： 对产品开发过程进行管理和控制，不断改善产品开发过程。 并行工程的集成产品开发团队。产品开发由传统的部门制或专业 组变成以产品( 型号) 为主线的多功能集成产品开发团队( i p t i n t e g r a t e dp r o d u c tt e a m ) 。 并行工程协同工作环境。在并行工程产品开发模式下，产品开发 是由分布在异地的采用异种计算机软件工作的多学科小组完成 的。多学科小组之间及多学科小组内部各组成人员之间存在着大 量相互依赖的关系，并行工程协同工作环境支持i p t 的异地协同 工作。协调系统用于各类设计人员协调和修改设计，传递设计信 息，以便作出有效的群体决策，解决各小组间的矛盾。p d m 系统 构造的i p t 产品数据共享平台，在正确的时问将正确的信息以正 确的方式传递给正确的人；基于c l i e n t s e r v e r 结构的计算机系统 和广域的网络环境，使异地分布的产品开发队伍能够通过p d m 和 群组协同工作系统进行并行协作产品开发。 数字化产品建模与c a x d f x 使能工具。基于一定的数据标准，建 立产品生命周期中的数字化产品模型，特别是基于s t e p 标准的特 征模型。产品设计主模型是产品开发过程中唯一的数据源，用于 定义覆盖产品开发各个环节的信息模型，各环节的信息接口采用 标准数据交换接口进行信息交换。数字化工具定义是指广义的计 算机辅助工具集。最典型的有c a d 、c a e 、c a p p 、c a m 、c a f d f 计 算机辅助工装系统设计) 、d f a ( 面向装配的设计) 、d f m ( 面向制造 的设计) 、m p s ( ) 3 1 1 工过程仿真) 等。它们被广泛用于c e 产品开发的 各个环节，在s t e p 标准的支持下，实现集成的、并行的产品开发。 2 2p d m 产品数据管理系统( p d m ，p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 是企 业设计和工艺部门的基础数据平台，各种c a x ( c a d c a p p c a e ) 应用 9 9 m 1 9 6 王俊兰上海贝尔新产品研究和开发中的创新 通过p d m 进行集成；同时p d m 也是企业设计和工艺部门的数据管理中 心和流程管理中心。 p d m 概念产生于8 0 年代初期，开始主要用于帮助工程人员管理信息 处理技术图形，设计模型和控制工作流程。但这种在工程部门被证明能 节约时间、改进交流的技术，现在的应用范围已超出工程设计领域，给 整个组织带来极大的益处。国外著名公司已经认识到：p d m 是保持持久 竞争优势的关键。 2 2 1p d m 的定义及发展趋势 2 2 1 1p d m 的定义1 6 , 7 1 p d m ( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 的中文名称为产品数据管理， p d m 系统是帮助管理人员、工程师以及其它人员管理产品与开发步骤 的一种软件系统。p d m 系统帮助管理人员及工程人员追踪在设计、制 造、销售，以及售后服务与维修过程中所需求的大量信息。p d m 又可 被称为工程数据管理( e d m ：e n g i n e e r i n gd a t am a n a g e m e n t ) 、文件管理 ( d m ：d o c u m e n tm a n a g e m e n t ) 、产品信息管理( p i m ：p r o d u c t i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ) 、技术数据管理( t d m ：t e c h n i c a ld a t a m a n a g e m e n t ) 、或是技术信息管理( t i m ：t e c h n i c a li n f o r m a t i o n m a n a g e m e n t ) 以及图像管理( i m a g em a n a g e m e n t ) 等。p d m 是以上所有 名称中，最被广为使用的名称。 按照专门从事p d m 和c i m 相关技术咨询业务的国际公司一 c i m d a t a 公司总裁e dm i l l e r 在p d mt o d a y ) ) 一文中给出的p d m 的 定义，p d m 是理所有与产品相