产品研发设计及信息化思考

——上海交通大学教授明新国

明新国教授：各位嘉宾、各位朋友，非常荣幸能够有机会在这里跟大家分享一下我们这几年在产品研发设计及其信息化方面做的工作给大家做一个汇报，不对的地方欢迎大家批评指正。

记得在去年达沃斯论坛年会开会以后，温家宝总理跟企业家有一个座谈会，上面有一个问答，当时有一些记者问温总理在过去三十多年中，中国政府成功创造了中国制造，来推动中国经济增长的方式。那么在未来中国可能要通过中国创造和中国服务来建立新的经济发展模式，你能否谈谈对新的经济发展模式的看法。当时这个提问自己就已经回答了，温总理说您说中国经济发展方式转变观念的问题，也是保持中国经济平稳协调可持续发展的关键问题，这就点出了中国必须从，如果说1978年开始做了改革开放，到现在将近三十多年，中国市场化建设成功的造就了中国制造这样一个大的环境，后续中国面临的挑战就是如何走上中国创造和中国服务。只要现在我们大家，包括上午很多专家和领导都在讲创新驱动，转型发展。现在我们来看产品研发这个科学发展观，实际上在过去几十年，随着商品的变迁，和相关应用技术的开发和变化，从过去的生产到加工，到工程以及配置设计，到现在已经谈基于订单的创新，这些一系列的技术也在发生很重要的变化。

包括从过去我们谈大批量的生产，基于生产计划，流程的优化，现在我们在谈企业的创新和智力资源共有，以及过去数据产品竞争走向信息解决方案和合作，以及今天我们更多的是在谈知识创新和协同。我们如何走向创新，我们不妨看一下我们现在工业革命的历史，早先在英国的机械技术革命，是瓦特蒸汽机的发明，它创建了强盛的大英帝国，英国的殖民地几乎遍布全球。后来德国电器技术革命，机电一体化造成了近代德国强大的电力基础。包括建立了西门子等等，这也是为什么汽车可以发动世界大战，就是因为当时的工业基础非常强盛，而且一开始是取得胜利了，他又是侵略，后来它以失败告终。

那么同时最近几十年，美国的信息技术革命，经常这些系统，创建了强大的美国高智商，高附加值的产业，典型的代表包括微软、IBM等等这些企业，包括现在的苹果公司等等。

那么下一次进入新技术革命是什么呢？很多人说是知识创新，是知识独领风骚。那么如果说在工业革命时代，传递知识的动力，在知识经济时代，什么是传统知识，也就是说在哪个国家谁能领先发现传递知识的理解，这个国家才能在这个世界可能就会独领风骚，同时当我们未来谈制度创新的时候，其实早在1998年，当时哈佛大学商学院的教授，就做了一系列的研究，他分析IBM，分析惠普等等美国一些老牌企业，为什么只有衰的，长期发展的下去不断的发展壮大，他才发现一个规律，里面开放式的创新，这个核心思想就是说我不禁利用我自己的知识产权，我还充分利用知识产权，来为我企业创新提供服务，提供解决方案，以及开拓新的市场，这曾经在04年在斯坦福大学有一个演讲上，IBM当时的CEO谈了IBM的创新系统，实际上就是说上过IBM也有介绍关于智慧地球方面的东西，随着过去几十年甚至上百年，IBM一直在进行着转型，他在这个转型的过程中就不断的吸收别人的知识产权来丰富自己的解决方案，来为客户提供更好的服务。

同时可能也有一些朋友，可能看到了现代的苹果，包括iPad，从IPOD到iphone到iPad，实际上这一系列演变过程也是充分的吸取了开放式创新的方式。下面我给大家分享一下我们是如何看待我们国家目前提出来的自主创新的看法。我们认为自主创新最基础的首先是技术创新，它包括新技术，新方法，新途径，新材料的发现和发明，而且这些新的创新通常是发生在交叉学科，比如说机械电子材料，生物医疗等等。在这个基础之上是产品创新，利用多种新技术或者已有的专利，融合开发一种新的产品，并最终对用户有高个价值，产品的价格大于成本。

在此基础上进一步是管理创新，或者说模式创新，或者说商业模式的创新，利用新的经营管理和服务手段，为客户提供产品和服务。最高级别是品牌创新，为最终客户提供一系列的自主的可靠的，便捷的高效的产品及其服务。

基于这个我们来看一下上午也有朋友提到的，在产品周期里面有一个微笑曲线，微笑曲线前端叫ODM，就是原始设计制造商，中间是OEM，原始设备制造商，后面是原始品牌制造商。而目前我们国家98%的企业处于OEM这个阶段，前端的研发和后端的服务跟国外跨国企业相比差距相当大。可能比我们现在在中间OEM跟国外的差距还要大。

如果从科学发展观的角度来看，我们目前在讲创新驱动，转型发展，我们到底要怎么样调整，就是希望从中间高劳动，低附加值，高能耗的制造大国，如何走向前端，走向新产品的设计，新技术的开发，我们定义为产品创新。同时向后端服务创新，服务转型。即使在中间也可以利用一系列的管理、流程，以及技术的改进，我们称之为管理创新。由于时间的限制，我今天主要讲在前端，产品创新这一块，关于后面服务创新这一块，今天我们准备出一本书，我们跟几家跨国企业，中国服务中心做了一些合作，我们这个书指导企业服务化转型。我们出版以后也可以买到。

另外一个方面，同时我们在谈产品研发设计创新，我们又如何做，结合信息化和工业化深度融合很好的结合起来。当然我们在谈信息化、工业化融合的时候，我们首先来看工业化发展趋势。比如说在产品研发设计这个阶段，我们重点是谈发明、创造，人力变革。在企业管理阶段重点讲创造价值，在产品流动服务这个阶段，我们重点讲超越需求，愉悦客户。而同时信息化发展趋势从数据到信息到知识，现在到智慧，大家都知道数据是原始事实，数据加关系就是信息加行动等于知识，知识加决策等于智慧，实际上是以及递进的关系。同时企业信息系统开始走向全面的跨价值链集成系统和服务，同时现在的物联网技术和云计算技术加速了服务中小企业服务的发展，通过这些我们最终的目的是要提升工业企业的核心竞争力，大致包括产品研发设计、创新工作，企业经营管理的综合水平，包括可持续发展和获取实力。我今天重点在产品设计和创新能力方面。

在这里给大家方向一下在产品研发设计和创新能力方面，我们提出来一个产品研发创新体系的建设或者我们叫产品研发的工业化的发展。

当我谈到产品研发的时候，首先我们要强调的是开发新的产品，前端是开发设计的产品是要满足客户的需求，从时间、功能、性能、款式、价格等方面满足客户的需求。其次是完善开发周期，这是要满足产品的需求，从成本、质量，可靠性等方面。又做了这些方面，我们组建了一个架构，从最底层以研发技术的开发，如何把这个产品研发技术融入到产品研发的知识规范和方法上，然后跟现有的软件系统有机的结合起来，形成研发系统。包括产品研发设计和信息化平台，这个平台化又如何有效的支撑整个产品产生的周期，进而达到支撑企业里面产品创新能力的提升。

要达到这个便于记，我就用了两个很形象的图形来表达，一个是三角形，一个是圆圈。三角形有三个边，也就是说我们产品研发设计创新体系有三个方面，同时中间这个圆圈说明还有一个核心。三个方面，一个是产品研发设计和管理的流程，做了任何事情必须得有流程，必须有规范，在企业里面干事首先要讲流程，没有流程就没有办法管，也没有办法做好，通常我们在高校不太注重这一点。另外在整个流程中所启用的，理论方法工具系统和先进性决定了创造出来知识产品的先进性，这就好比在生产车间我们加工一个产品，你有相应的工艺流程。同时和生产线，可能有好的生产线的设备不是太先进，你加工出来的产品精度不行。在我们知识创造产品研发设计过程中，如果你所采用的领先方法和技术和工具和系统很落后，实际上最后所设计出来或者研发出来的知识产品，可能先进性也是不够的。

同样有很好的流程，或者有很好的生产线，有很好的机床或者有很好的发展指导，这才是有效的指导，你的产品也不一定能够出来。同样我们把管理用在产品管理方面，这涉及到几个方面，一个是产品性能的管理，还有产品项目管理，还有新产品研发项目管理，还有产品研发可持续创新的过程。如何创造一个创新的氛围，构建一个有利于创新的体制和机制，这些是需要管理的。

同时具有创新思维和创新流程，这也需要一个管理的过程。同时在产品研发过程当中有很多知识的沉淀和积累，我们后续如何的发挥作用，包括在设计新产品的时候用好，或者从原有的系统的知识里面吸取精华为以后开发新产品服务，这也是需要提供管理的。

现在讲到三个方面，中间一个核心是集成产品开发能力，如果对风险产品开发在座的都知道，每开发一个新的产品都要组建一个跨学科，跨专业，而且致力于在企业工作20年以上的组成一个开发团队，这个领导人说我们国内的计算机是把技术决策，但是风险的集成产品开发的领导既是技术负责又是行政负责，最终还是要形成产品开发团队，这就是我们现在关于产品研发技术创新体系的一个设想。

可能不一定正确，如果在座的企业有不同的观点我们可以探讨。关于这里面具体的内容由于时间关系不详细讲了，但是如何一层一层的达到最佳的体系的建设，我这里提出来五个层次。一个就是规范化，你在整个研发设计体系的规范化，然后规范化做好了以后，再去谈模块化，模块化基础之上谈企业文化，企业文化的基础上再谈精益化，最高级系信息化。

我解释一下为什么一层一层递进上去。首先是规范化，规范化包括两个方面，一个是零部件的标准化和规范化统一编码。第二个是产品研发设计流程的规范化和标准化，在这个基础上对产品的开发进行模块化，也就是说模块化主要是为了应对个性化的市场需求和背后和大批量的生产之间和降低成本之间的保证。大家在十几年前，国外的一些产品进行模块化产品开发和研究，包括最近现有的系统也开始有一些支持模块化开发的管理的平台，我这里强调的是管理平台，他本身不是模块化产品设计。

在这个基础之上我们真正的谈协同文化，协同涉及到什么流程跟什么流程协同，在流程中哪两个过程进行，以及你协同的对象是什么，你协同所设计产品的对象，对象是决定你这个系统，过程决定你这个过程，如果这两个都没有定清楚，一上来说我谈协同，我估计可能这个协同只能是表面风险的协同，不可能是真正意义上的协同。在协同的基础之上我们再建议考虑精密化，精密化是目前很多跨国企业，我后面会讲一些例子，包括像丰田汽车开发，包括像美国比较领先的跨国企业基本上也在采用。最高级是最优化，我这里面列举了几个例子，首先是方法设计，回头我做一个简单的介绍。

首先在这里因为时间关系，我们就介绍一些意思，我们最近几年，五、六年做的一些研究开发以及企业产学研合作，或者说相关的企业的应用，对大家做一个简单的汇报。

首先是一个产品研发设计流程的规范化，这是我们和船舶企业做的合作，首先我们探讨各部门在产品当中分工，存在的业务的决策，从产品的创意到产品创意的开发，产品的工程设计，产品设计，产品测试，产品生命周期，整个过程中从市场设计、采购，检验来服务等等，实际上他们相互之间在贯穿整个产品过程中都是起到很好的作用。我们就是强调每一个阶段的创新必须参与产品开发，而且把这个产品开发作为很重要的。

其次在产品中存在各种类型的数据，这个底层的数据如何有机的整合在一起，我们大家都知道可能有一些大型企业各个部门计划做的非常好，但是跨部门的数据就是老死不相往来，整体数据模型也没有。这里面有一个例子，我们把一个装备企业产品开发流程，包括主业务和支撑业务等等。以及业务流程的分类，从跨生命周期的，从预先研究到研究开发装备生产到服务保障，以及基础条件建设等等。横向的从客户流程，客户相应流程，核心流程，辅助流程和支撑流程，一个企业要生存，必须了解客户的流程，然后快速的相应客户的流程，通过你的核心流程支撑你的客户体系，然后才能把你的价值真正传递给你的客户。

我们也有一些相应的架构，包括统一门户，主业务流程的管理，包括协同创新的平台等等，以及对应软件的相互关系。同时这里也分享国内某一个跨国企业高级研发设计流程，实际上做了一个非常完整详细的设计，然后规划下来，固化下来。

第二个层次是模块化产品开发，这里面分享一个关于模块化产品开发，为了解决前端个性的规划需求和后端大批量生产来降低成本，后来经过研究人员的发现，尽管前端的产品个性化，但是后端70%多模块可以进行共享的，在这个基础上共享模块就可以来采用大批量的生产方式降低成本，实际上模块化产品来解决这个风险。

涵概模块的架构的实践和架构展开，以及模块实施的过程包括下面的开发，方案设计，方案展开，价值的实现。特别是在波音和空客，他们是应用相当成熟的，因为每一架飞机都是靠管理的，他从模块风险到模块的订立和建造。就拿飞机的研究来说，从模块化产品开发，包括人才、产品的企业到模块，通过模块中间跟飞机结合起来，这样完成基于客户想象的飞机产品的个性管理。

这里举一个例子波音737生产线，他们生产线之前是做了模块化产品开发，历时将近十年，花了几十亿美元，然后进行了这样一个转变。同时我们最近跟企业合作，包括家电的模块化，包括产品模块规划和项目管理，还有商业模式的管理，以及包括一些集装箱模块化，还包括一些设备，产品开发模式的转变，包括平台规划和产品模块化。

第二个层次就是协同开发，协同开发我们这里跟汽车企业合作的，我们从整个协同开发过程，以及整个架构，运营模式、流程模式和作业模式，运营模式就是涵概从企业战略、市场战略、产品的战略、技术战略到外包战略。流程模式是贯穿整个产品设计过程，研发过程和在这个过程中到底应该怎么样介入，怎么样参与，怎么样互补，到最底下的作业培训等等都做了一个探讨。

第二个在举一个例子，我跟某一个航天研究院，包括新产品的研究协同项目管理，这个具体的问题背景没有时间解释了，我在这初步的跟大家分享一下。就是说我们从战略型、组织型、管理型、协同型，然后主要是构建了一个三个TBSW管理关系，一个是PPS，项目认可，PDS产品结构推进，WPS就是工作人员推进。我们从挂供应链进行分析，从这个活动向下，然后时间治理向上，然后计划治理向上，同时还有执行跟踪，控制修改。

在下面汇报一下关于在精细化产品开发方面，精细化最近大概五、六年，在国际上提出来的，大家主要是来源于风险，目前在市场上有一个控制的支持，这是福特支持资深总监，他当时在几年前在美国墨西哥大学读博士，这有一个合办的实验室，他去研究风险产品开发模式。他博士毕业以后把博士论文出版了一本书，叫精密产品开发。同时在美国麻省理工学院有一个专门的团队，如何把精密的思想用在产品研发设计里面，一个方面是产品研发过程创造价值。另外开发出来的产品，为最终用户创造价值，消除浪费。我们最近安排了一些博士生做了前期的研究，包括在精密生产中存在哪些浪费，我们应用到产品开发过程当中如何缓解浪费。包括生产、加工过程，还有劳务缺陷等等。

我们构建了经营产品开发的体系结构，从最底层整个产品研发设计过程，在这个过程中是怎么创造价值的，这里面有哪些浪费，这些浪费可以采用什么样方法来消除产品设计过程中的浪费。这个过程和我们现在六西格玛也是很类似的，整个的方法。

同时也搞了一层结构化、流程化、集成化和自动化来进行产品要素的改进。包括我们最近也跟一些企业在合作，包括一些从设计驱动到设计创新到进入实践。这方面做的最好的是美国的麻省理工学院有一个团队在合作，美国目前所有的战略基本上都采用精密产品开发的思路在做，包括从设计驱动到设计创新到精密实践等等。这里面还有一系列美国成功实践证明是非常成功的，非常有效的。

最后一个是最高也是最优化的，这里面谈到六西格玛设计，这是一整套优化的方法，贯穿整个产品周期，逐步优化整个方法。可能我们有一些企业不太清楚，很多跨国企业在研发工具上用了十多年了，有的四、五年，有可能最近两三年开始用。但是我们很少听说，这是因为一方面产品研发设计是企业的核心竞争力所在不能传出来。第二个方面目前跨国企业在产品设计里面外包的还比较少，在整个制造零部件制造这一块外包比较多，生产制造零部件外包通常采用六西格玛管理，我们国内某些企业做了变成他的供应商以后，这些要求你采用精细化生产方式进行管理，他把指导方法传授给你，你逐步就明白了，但是研发设计这一层基本上没有做，但是自己做的非常好。我们这里介绍一下只有在六西格玛设计工具里面，二、三组工具之一就是关于制造模型影响分析，我们跟这个企业进行合作了一个关于核电站方案设计治理的优化，包括一系列的过程。这里主要做的是设计，以及开发相应的工具，以及能够不断的进行机理分析，改正策略，还包括一系列软件工具的开发。

同时我们针对这个例子，把一些基础性的数据逐步开始收集，然后对他后续方面设计人员提供一个知识的参考。

前面我谈到了一些目前在产品研发设计信息化，研究设计体系本身，他工业化的体系。下面我们谈一下如何把产品研发工业化提升和信息化深度融合起来。在我们看来跟信息化融合起来之前，我们之前看一看，大家都知道民用飞机是工业产品的明珠，因为最复杂，几百万个零部件，可靠性最高，然后任何风险都可预见，所以对他的要求非常高的。同样在这个产品研发设计过程中信息化使用率也是超前的，我们不妨来看一看过去从图纸数字化到模块模块化，到数字样机，部署飞机，到信息产品开发的过程，然后到今天波音787，空客380，基本上采用全球化、精密化、智能化的发展方式。同时在整个产品研发设计过程中，他涉及到人、过程、方法、技术还有数据，这实际上是一个有机的整合体。同时我们也构建了相应的技术的架构，从最底层的产品生命周期的信息建模，知识建模到创新的管理，到生命周期流程的管理，然后到跨区的协同，以及一些实施途径等等。我们也构建了一些技术的架构，这些早在五年前就主动要求我们专门进行这方面的研究成果，包括贯穿整个研发设计过程，从流程到协同然后到数据的集成，到知识平台等等。

以及从整个系统架构上，从这里面服务到应用服务到流程到支持，到数据，到信息到资源等等。同时我们也建议在实施途径上，先可以进行一个产品研发设计的流程优化，我们分别在实现阶段，产品研发以及信息系统，包括前期的准备也提了一些建议。比如说刚开始数字信息的建模，整个流程的重组，然后针对你的产品进行标准化和模块化，然后研发产品，研发水平最好能够达到快速产品的开发。到第二个阶段，我们建议可以达到业务协同，包括知识的表达，以及应用和创造，针对产品的构建和产品平台进行快速产品创新的开发，这个时候可以打造产品全周期的协同板块，到最高境界是跨价值链的，和你的客户和供应商进行协同创新。到这个时候创新服务的增值，包括全生命周期和协同产品创新等等来进行支撑。

最终我们是希望能够把我们产品研发设计过程中的知识转变为创新，把创新的价值体现出来。这个我补充一下，知识并不代表价值，创新并不代表价值。你可能创新了但是客户也不掏钱买，你就没有价值。只有客户愿意掏钱买创新才具有价值的。如何来实践这个呢？我们有一个初步的总体思路，就是说我们可以为最终提供服务包括需求的建模、流程的改造，方法的开发，系统实施，同时我们积极和行业协会针对这些不同的领域有一个最佳实践的汇聚，同时有一个卓越的展示中心给客户。同时在应用研究和协同研究包括一些储备技术上，我们进行一些系统的集成，系统的集成和应用的集成。系统的集成是信息化，技术协同是工业化，应用协同是商业化。如何从信息化、工业化相互融合，最后创造价值。

我们不仅在工业界有一些紧密的合作，我在这里强调一下，可能我自己本身的一些大型作业是比较极端的，我比较强调高校里的研究生和博士生做的博士论文必须针对企业的实际问题展开研究，而不是异想天开的天马行空的研究，所以我们强调的是跟工业界有紧密的合作，他每做一个设施都是针对某一个行业或者某个企业特定的产品或者特定的问题来开展研究。很多人担心说我们做了这些研究我们国际理论水平下降了，大概过去五、六年的实践证明恰恰相反，因为我都做过，恰恰相反，而且在国际期刊上发表文章，而且还要求我们来共同提升这个期刊杂志的水平。同时我们也跟国际上一流大学有一些产品研发的合作，最终我建议，我们如何帮助中国企业从中国制造走向创造，建议中国标准和中国民族品牌和社会文明，大家都知道我们过去中国是文明古国，有四大发明。我们现代借助现代化文明的中国，我们的价值在哪里呢，我们的方向在哪里呢，我今天做这样一个简短的报告，由于时间的关系我就不系统的来介绍，如果在座的有那些同事感兴趣我们可以会后进行探讨，谢谢大家。

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