制造企业产品研发数字化转型之路

制造企业产品研发数字化转型之路随着物质生活的愈发丰富，消费者的选择和需求愈发多样化，市场已进入VUCAVolatilityUncertaintyComplexityAmbiguity时代这使得企业对市场需求预测和响应变得更加困难最后，市场留给企业进行产品研发和迭代的时间正在不断缩短，产品迭代不及时所带来的后果将使企业市场份额大幅度下降基于当前的市场背景，结合实际经验，罗列并分析了传统制造企业采用的传统产品研发策略中所面临的问题针对这些问题，基于MBSE、PLM系统，数字挛生和3D打印技术等先进的数字化方法论和工具，逐一描述了使用这些工具解决对应痛点的思路与方法研发团队应对市场需求响应慢20世纪60~70年代一辆汽车经过图样、物理样车实测、定型产品周期为6~7年而如今一辆普通汽车从设计到定型时间为3〜4年新产品的迭代时限也在变得越来越短产品越快迭代入市就意味着更大的市场份额更快的研发投入回笼更重要的是，能更早获取宝贵的市场反馈并迅速用于下一代产品迭代中当企业市场部洞察捕获和分析到市场需求变化时这些信息本该及时传递到产品团队，但是由于传统产品管理组织结构的臃肿这个过程往往异常缓慢即便研发部门知悉这些需求做出了响应其结果也需要很长时间传导回市场在短产业链行业中这个问题还不显著，但对于诸如汽车、民用航空工业等复杂的、供应链长的机械装备产品，每一个环节所消耗的时间成本都是在使用企业最宝贵的市场响应速度和份额作为代价团队内部沟通低效一件产品从需求转化为产品，第一步要求的是产品团队对需求有正确的理解传统的产品需求都是基于文字描述的，其内容会由于解读者理解上的偏差而出现“二义性”，错误的需求解读，将会给产品的研发项目带来巨大的隐患研发团队成员由于不同的专业背景和工作职责，对待这些文档，很容易产生“二义性”为消除“二义性”，不论是研发团队，还是跨部门合作，需要投入大量的时间与精力去沟通、核实这些额外的成本还会随着产品复杂度的增加和产业链的延长而迅速水涨船高而越来越多资源的投入，除了推高产品的研发成本外，实际上对于消除“二义性”，效果非常有限产品版本管理失效风险高产品需要不断迭代相对旧版本产品，新版本产品中的一个或多个子系统会发生变更而各子系统可能是由不同设计团队乃至是外部供应商来完成的一个正确的产品版本迭代应该是其某个子系统变更后，与之相关的所有内容都应该变更并保持最新版本但是由于机械类产品（汽车、飞行器和机械装备等）的高复杂性在多次产品迭代后，子系统的版本数量巨大，如若管理不当，将导致系统内部版本的匹配错误，这种错误将直接传导到生产现场中，将给企业带来致命的损失传统的版本管理（基于文档）在复杂系统产品的管理中本就需要耗费巨大的人力物力，再加上越来越多且差异巨大的产品分类辅以高频率的变更需求继续使用传统的管理方法，越来越多的资源投入无法有效降低产品版本的错配比率市场对企业正向研发能力要求提高多年来，中国承接了世界各地的生产订单凭借自身价低质优的劳动力，成长为名副其实的“世界工厂”，目前，中国生产的各类产品，大部分依旧是中低价值的工业品，甚至很多产品是依照国外同型产品逆向工程得来的这种方式在一定程度减少了企业的研发投入，但如今随着国家人口红利的减少，知识侵权成本增加还有与发达国家之间不断增加的贸易摩擦令那些一直依赖逆向工程获取利润的企业如坐针毡市场强迫企业必须进行产品的正向研发与创新，从而获取独属于自己的竞争优势但传统的产品研发管理流程，普遍存在目标不明确、研发流程不清晰、投入多和见效慢等问题产品设计同生产条件不匹配任何产品都需要通过生产后才能交付客户，因此产品在设计阶段，除需要考虑产品的功能实现以外还需要考虑到相关设计同当前生产条件的契合度这在机械行业尤其重要事实上，由于很多研发人员缺乏生产一线的装配工作经验，因此很多实验室中优秀的设计在正式投产时就会遇到麻烦例如工装短缺装配复杂导致的生产成本激增，甚至可能由于设计缺陷所导致的生产设备损坏乃至是报废那么如何在产品正式投产前就能够准确评测产品的设计合理性成为了很多企业急需解决的问题复杂工业产品产业链管理协同困难在世界互为一体的大背景下，研发团队可能是由不同国家团队和供应商组成的首先这种跨区域合作，能为产品带来新颖的设计思路亦能降低某些子系统的研发成本但是多元团队所带来的挑战也很大首先是巨大的沟通成本这些成本主要由时区、语言和文化差异所导致更麻烦的是若产品组成来源复杂（如数控机床、汽车和民用航空器等装备），不同相关方如客户、供应商等，他们通常都拥有不同的管理流程、不同标准的开发工具和数据管理平台如果无法整合上下游伙伴之间的数据池那么这个链条当中所有相关方都将被迫继续在这个复杂、低效且沟通成本高昂的产业链中互相协作产品知识封装追溯和复用能力弱优秀的工程师永远是研发团队最宝贵的财富，对于传统制造业特别像机械这类看重经验的企业，很多研发项目皆是因为关键技术人员的离开而中止，即便有新专家接手项目也会因为很多宝贵经验或知识的遗失而继续陷入困境即便知识能够遗留下来，在无数次产品迭代后也很容易被埋没在浩如烟海的技术文档中，若依靠传统的知识管理模式后期需要对产品数据进行分类或是设计版本溯源都将陷入巨大的麻烦中同时，由于始终无法有效整理和复用过去研发中获取的宝贵知识企业始终不得不持续通过高薪留住相关技术人才，这不仅大幅增加人力成本还加剧产品对部分人员的过度依赖，最后，调高了企业的用人门槛定制化产品研发成本高昂自工业进入标准化时代标准化设计和生产思维不仅能帮助普通人获得更多物美价廉的工业品，也帮助制造企业降低了产品研发迭代和制造的成本但随着标准化工业的成熟市场趋近饱和越来越多的行业出现同质性竞争，并最终陷入价格战的死循环企业杀出重围的新方法就是定制化的产品战略或向细分差异化领域下沉这与传统的产品设计理论相悖因为客制化，意味着产品研发成本的上升，同时会令企业丧失一部分敏捷的市场适应能力因此既能依靠定制化产品和服务从同行中脱颖而出又能有效控制成本和保证响应能力成为了很多企业希望达成的目标。