精益研发学习课件

精益研发奥威公司薛飞2013年6月第一页，共四十一页。精益企业整体价值链收益影响力·品牌·满意产品公司·员工同一发展利润最大化QCD最佳实践速度经营获胜

精益班组建设现场改善七大任务遵守基本和自律愿景战略方向战略目标经营活动现场活动精益研发精益采购精益制造精益营销保持发展动力

扩大竞争优势

调整市场结构前言第二页，共四十一页。目录研发系统现状他山之石提升路线图什么是精益研发第三页，共四十一页。精益研发就是用更短的时间和更少的精力为企业创造更多的价值，因此需要充分运用现代信息技术支撑企业产品开发。并指出：精益研发的前提是精准研发，打造先进的产品开发流程是实现精益研发的关键；产品开发数据的有效管理是精益研发的支撑；从协同仿真到基于知识的仿真是未来发展的必然趋势。精益研发1何谓精益研发？荣获卓越实践奖长城汽车对精益研发概念的理解：2011年8月-11月，中国制造业信息化门户网站e-works携手安世亚太公司举办了首届“e-works-安世亚太杯精益研发大赛”第四页，共四十一页。精益研发是一种以精益求精为目标的研发理念，能够满足企业设计生产具有高附加值、高知识技术含量的产品，并能最大程度满足不同层次客户的要求。它不仅集成了协同仿真设计、技术创新等前端产业，还包括销售渠道管理、售后服务等产品的后端产业，是整个产品乃至企业综合竞争力提高的一种理念。什么是精益研发1何谓精益研发？荣获领先应用奖杭州汽轮机股份有限公司的看法：2011年8月-11月，中国制造业信息化门户网站e-works携手安世亚太公司举办了首届“e-works-安世亚太杯精益研发大赛”第五页，共四十一页。精益研发即在产品研发过程中，有效地利用各种信息化系统及分析工具，对各种系统资源进行集成和共享，实现企业内部高效协同运作，在缩短产品研发周期的同时提高产品的质量。什么是精益研发2何谓精益研发？荣获领先应用奖柳工对精益研发概念的理解和看法：2011年8月-11月，中国制造业信息化门户网站e-works携手安世亚太公司举办了首届“e-works-安世亚太杯精益研发大赛”第六页，共四十一页。精益研发是一个系统工程，主要包含如下几个关键环节：研发的流程管理、研发的知识库管理、研发的跨流程团队、研发的开放式创新。什么是精益研发1何谓精益研发？荣获优胜奖海尔集团对精益研发概念的理解：2011年8月-11月，中国制造业信息化门户网站e-works携手安世亚太公司举办了首届“e-works-安世亚太杯精益研发大赛”第七页，共四十一页。精益研发是以企业的产品研发“精益化”、“精品化”为核心，通过技术集成、流程管理、数据管理等信息化手段，结合综合设计与仿真、知识工程、技术创新、质量管理等先进技术与方法，通过规范、优化和创新企业研发流程，实现从概念设计到产品试制全过程的高效协同，从而帮助企业提升自主产品创新能力，建立差异化竞争优势的先进理念和研发方法。什么是精益研发1何谓精益研发？奥威公司奥威公司对精益研发概念的理解：2011年8月-11月，中国制造业信息化门户网站e-works携手安世亚太公司举办了首届“e-works-安世亚太杯精益研发大赛”第八页，共四十一页。1项目经理的尴尬处境奥威公司从06年以来推广项目经理责任制，现有项目经理10人，项目153项。项目经理作为技术职务，虽然公司从制度层面赋予了项目经理充分的权利，但跨部门指挥、协调与沟通，项目经理难以胜任。奥威产品研发存在的问题研发系统现状15352222217574第九页，共四十一页。2开发流程的条块分割按照汽车行业产品开发流程APQP，奥威公司的产品开发流程分为五个阶段。即①策划与立项，②产品开发，③过程开发，④试生产、产品与过程确认，⑤量产与反馈持续改进。奥威公司现在的作法是研发中心负责①②阶段工作，质检技术部负责③④⑤阶段。诸如供应商样件不合格等种种原因，很多项目卡在①②阶段，项目难以走下去。奥威产品研发存在的问题研发系统现状策划与立项技术评审点产品开发过程开发试生产产品与过程确认量产与反馈持续改进①②③④⑤第十页，共四十一页。3导致评审决策点失效，不能发挥暴露问题解决问题以及控制风险的作用。评审点控制评审的形式大于实质商业评审点{}{}{}{}{}{}技术评审点并不是设置得越多越能够控制风险。所以，几乎在产品开发流程的每一步都设置了审查点。但却没有明确每个审查点的目的、审查的对象、审查的职责分工以及审查方式方法。这样的审查点设置不但不会控制风险，反而阻滞了研发的进程，使评审决策流于形式。商业评审（也可以叫商业决策）有效性需进一步提升。要评价新产品的商业价值，包括市场销售潜力、所需投资规模以及投资回报情况。它更关注产品全生命周期的风险因素，并考察预算的使用情况。

研发系统现状奥威产品研发存在的问题策划与立项技术评审点产品开发过程开发试生产产品与过程确认量产与反馈持续改进第十一页，共四十一页。4非常重视缩短研发周期，缺少通过增加时间来提升研发质量的工作意识。重效率轻质量，本末倒置目前企业最应关注的是研发质量，其次才是成本和周期，忽视质量，优先关注周期，就是本末倒置。为了的短开发周期甚至可以去除一些其认为非重要的可靠性试验和设计验证。缩短流程周期正确做法主要有三种，一种是协调职能衔接，减少非增值活动的时间；第二是合理拆分工作步骤，并合理安排并行工作流，第三是积累科学的设计规范、试验规范以指导开发和试验工作减少弯路丰田研发并行工作流程示例研发系统现状奥威产品研发存在的问题第十二页，共四十一页。5新技术、新工具应用少故障模式的识别主要是基于试验，而不是基于仿真与模拟。奥威产品研发存在的问题研发系统现状故障模式统计分析仿真与模拟？第十三页，共四十一页。新产品快速转产

部分项目在1、2阶段即未正式下发生产用图即进入批量供货阶段的现象。存在供应商对设计更改同步性，产品设计验证及过程设计、工装设计的及时性、符合性等都给生产带来了很多不利因素及诸多挑战。工程师很大的精力用来解决现生产的问题，不能专注于产品设计本身。研发系统现状重视流程优化机制的建设，亟需通过精益的理念和方法来进行解决奥威产品研发存在的问题6综上所述：第十四页，共四十一页。现在丰田在做什么？“VI“价值创新：将多个零件组合成标准，并淘汰不必要的部件，行成通用标准第一丰田（日欧美）第二丰田（新兴市场）VITNGA发动机底盘悬挂变速箱{}递减成本20亿美元平台化标准化通用化”TNGA“丰田新全球构架：自2012年启动，2015年基于TNGA平台发布新车他山之石第十五页，共四十一页。设计过程SimulationCapability韩国德尔福在做什么？他山之石第十六页，共四十一页。LabTestVehicleTestITEMDesign-Performance-Durability-NVH-Regulation-NVH-TrafficDurability

Activity-SystemSimulation-Drawing&Modeling-Analysis

Remarks-SimulationProgram-Catia,UG,Autocad, OptimizeAnalysisTool-FEA(FiniteElementAnalysis):Ansys,StarCD,LSDyna,RecuDyne-PerformanceTesterKDACLevel

◎ ◎ ◎◎-DurabilityTester-NoiseDynamometer -PerformanceTester

-NoiseTester

-KATRITestTrack◎◎ ◎ ◎

△-◎:FullDevelopandSupport*KATRI(KoreaAutomotiveTechnologyResearchInstitute)设计能力(DesignEngineering)他山之石第十七页，共四十一页。Drawing&Modeling-Interference-3DModeling-DrawingforProtoAnalysis-FEA-Structural-Thermal-NoiseLabValidation-Output-Performance-Endurance-NVHVehicleValidation-Output-TrafficDurability-Regulation-NVHSystemSimulation

-ComponentSizing

-Balance

-CheckRegulation设计能力(DesignEngineering)他山之石第十八页，共四十一页。uuCommercialCAD/CAEToolsCAD

UG(NX),CATIA(Version4&5),Pro-E,orCAD&AutoCADCAE

结构，振动，热应力分析:ABAQUS,ANSYS

–前&后制动器角模块尖叫噪声分析––––发电机结构与振动分析前制动器角模块热变形分析疲劳分析：FE-Fatigue，R-Code前后制动系统/转换器/CRFM疲劳分析动态分析:RecurDyn

–制动呻吟噪声分析

–压缩机敲击分析流体动力学分析:STAR-CD,FLUENT

–HVAC模块空气尖峰噪声

–EURO5DPF/无鳍TOC热CFD分析

–发动机冷却风扇/发电机风机噪声分析冲突及变形分析:LS-DYNA

–转向系统的冲突分析注塑成型分析:Moldex3DHVAC&PTCCFD:HXD,SIM,Flowizard优化:OptiStruct他山之石第十九页，共四十一页。Frequency[Hz]-400-300-200-1000100200300400StructureAnalysis(Stress&Deformation)DynamicAnalysis(Reactionforceforcomponent)

RealpartofEigenvaluesComplexEigenvalueAnalysis(SquealNoise) DynamicAnalysis (SystemSensitivity)

OptimizationKDACConfidentialPressureDistribution&WearPattern设计过程-CAD/CAETools

GSVBCM(Mule2-FM4432)SquealNoiseAnalysisResult 15000 14000 13000 12000 11000 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0FatigueLife CADSystem

UG(NX5.0.4)CATIAV5R14/16/18Pro-E/OrCAD/AutoCAD他山之石第二十页，共四十一页。DrumBackplateStressDistributionCAE–结构分析u结构分析他山之石第二十一页，共四十一页。StressResultCAE-结构疲劳分析u卡钳疲劳分析(BrakeCaliperFatigueAnalysis)

−Structureanalysistogetthestressdata

−ThenFE-Fatiguecalculatesfatiguelife

DeformationResult

FatigueLife 3.85e6Cycle

FatigueAnalysis Result他山之石第二十二页，共四十一页。OptimizedModelCAE–结构优化(StructuralOptimization)uOptiStructOptimization

–Reducemasswhileenhancingstiffnessforcaliperandbracket

Original Model

他山之石第二十三页，共四十一页。37uCAE–系统动态分析卡钳系统动态分析(CaliperBrakeSystemDynamicAnalysis)

»Dynamicanalysistogetreactionforces

−BoundaryConditions

»Brakelinepressureof70bar

»2,000Nmdisctorque

KDACConfidentialpdfFactory평가판에서만든PDFw幅softvin幅co幅昀kr他山之石第二十四页，共四十一页。uCFD&ThermalDeformationAnalysis

ThermalCFDanalysistogettheheattransfercoefficients ThenANSYScalculatesthermaldeformationandstressCAE-CFD分析他山之石第二十五页，共四十一页。u分析过程(AnalysisProcess)CAE–磁盘噪音分析(DiscSquealNoiseAnalysis)他山之石第二十六页，共四十一页。UnstableMode:8.5kHzu9.12kHz,30%,2L8.83kHz,29%,6ND8.24kHz,29%,1L908070605040302010 0ContributionFactorAnalysis–Modeassurancecriteriamethodandmodalparticipationfactormethodareusedto contributefactorsanalysis–Withregardto8.5kHzrangenoise,theDiskinfluence59%effectthroughMACanalysis–Werecognizethecombinationof6NDOutofplaneandInplanemodebytheMPF

ContributionFactors(8.45kHz)

100PartsBearingHousingPistonBracketAdapterDiscIn-PadAss'yHubOut-PadAss'yKnuckleCAE–磁盘噪音分析(DiscSquealNoiseAnalysis)他山之石第二十七页，共四十一页。老4CCAD设计CAE仿真CAPP工艺流程设计CAM制造新4C综合优化能力CAE计算机辅助创新CAI计算机辅助质量CAQ计算机辅助试验CAT产品数据平台PDM产品全生命周期管理PLM加大研发系统平台信息化建设投入精益研发他山之石第二十八页，共四十一页。精益研发周期短·稳健·成本低·人才·文化流程基础保证仿真工程设计优化创新设计质量设计知识管理IBM、波音、华为等精益研发方案IPD工作理念IBM成果a)新产品开发是一项投资决策b)基于市场的开发c)跨部门、跨系统的协同d)异步开发模式e)重用性f)结构化的流程1）产品研发周期显著缩短2）产品成本降低3）研发费用占总收入的比率降低，人均产出率大幅提高

4）产品质量普遍提高5）中途废止项目上的费用减少其他标杆在做什么？他山之石第二十九页，共四十一页。精益研发系统的目标高效率低成本短周期变更少多样化高品质提升措施怎什做？市场的要求？第三十页，共四十一页。提升措施一、建立完善精益研发指标体系识别研发管理关键要素，抓住研发本质，实时、动态管控。实现对研发工作的前期指导、中期约束、后期检验，降低质量风险、提升产品成熟度。建立精益研发指标体系第三十一页，共四十一页。提升措施二、规范和优化产品研发流程及研发活动针对不断出现的新问题，采用PDCA的方法，逐一解决，不断优化研发工作。每年要进行一次以上流程梳理工作，优化研发资源配置，确保研发项目协调和实施监控性。优化简化细化流程只有先细化，再简化，再优化第三十二页，共四十一页。提升措施三、优化产品质量设计

通过对生产过程、零公里、售后产品所反馈回来的各类质量数据，应用DOE、QFD技术及各种统计分析技术，对产品研发流程实现闭环，改善产品设计，提高产品质量设计，实现在设计阶段消除影响产品的质量因素；提升实验验证效果及时、准确、完整性。快速验证并确认研发成果，对相关统计数据提供支撑.第三十三页，共四十一页。四、引入世界先进计算机辅助系统提升措施

引入计算机辅助系统完善研发、质量设计、创新设计、仿真、项目协同等管理工作。通过对在研产品性能的定量模拟仿真及多学科综合优化实施产品研发突破性创新，引领客户需要，实现产品技术进化发展。结构有限元分析、优化CATIA三维造型技术CAE机构运动分析CAQ计算机辅助质量第三十四页，共四十一页。提升措施五、加大生产系统计算机辅助工艺、制造系统投入CAPP/CAM

增强生产过程中数据监控及闭环管理，合理制订工艺流程及工艺步骤，提升新产品试制过程中各类数据准确性，为准时交付提供良好基础。第三十五页，共四十一页。提升措施六、借助信息化手段整合、完善研发数据管理（PDM）

对产品研发过程的各类实验数据、产品特征数据、指标、项目进展数据等进行信息化收集，实现产品研发数据有效管控，协助