中国制造2025装备制造业研发体系优化研究

王德威　邢延方　郑雪峰

中国制造2025大背景下，新一代信息技术与智能制造技术融合发展，成为未来科技革命和产业变革的主线，使制造业重新成为全球经济竞争制高点。在此背景下，装备制造企业产品研发挑战日益严峻，市场急需研发周期短，符合自身需求的定制化产品。装备制造企业作为传统制造业的典型代表，其研发体系受新技术、新材料、新产品的冲击最早最大。为企业建立能够不断升级，长期有效的研发体系，使企业能够快速研发出符合市场需要，拥有技术竞争力的产品，极为重要。本文从技术角度出发，探讨如何利用“互联网+”、“智能制造”等国际上广泛应用且取得巨大成果的技术概念，如何优化企业研发结构与产品开发流程。

一、装备制造业研发流程优化

国内大部分装备制造企业实行标准流程管理。项目立项研发以后，经过方案论证、详细方案评审等过程确定研发方案，产品设计结构设计与计算，形成二维图纸设计、工艺设计、零件加工与样机制造、现场试验后确定最终产品成本，推向市场。而经过市场反馈后，形成新的用户需求或者改进型需求，进入新的项目研发流程。项目整体运行需要运行一年或者更长的时间。传统的装备制造研发体系是将市场调研置于项目立项之前。在设计与生产过程中，动态采集用户意见，在现有的技术手段下几乎不可能。即使可能，研发周期也会因为不断修改技术方案与技术图纸而不断延长。二维图纸设计与工艺设计完成后，传统工厂按纸质图纸与工艺要求进行零件加工与样机组装，一套图纸对应一套产品。传统的项目开发适用于订购大批量产品且需求不发生变化的同一用户。流程化研发、标准化生产显然不适合小批量（订货量仅有1-2台），用户个性化需求多样的定制化生产。智能制造时代的一个标志就是通过先进的技术手段实现用户定制化生产，如图1所示的研发流程。

比较流程图可以发现，智能制造时代产品研发周期短，具备定制化生产优势，但也应该同时认识到智能制造时代的项目开发具有极高的信息技术门槛，要求研发工程师的素质极高。同时要求生产部门具有较高的反应速度，能够完成小批量产品制造工序的切换。本文提出以下三种先进且成熟的技术，有效降低企业研发成本，优化研发体系，使其能够符合智能制造需求。

1.1开发用户移动端智能应用APP

产业互联时代，企业成功的核心是能否从观念、技术、商业模式上进行改造，使每个企业不再只是产品生产者、服务提供者，而是通过产品与服务，与用户建立“强关系”。以往企业与用户关系主要在购买产品及客户服务环节中实现，而且大多数企业研发离用户很远，并不了解谁要购买、客户体验的状态，以及下一次购买需求。市场营销大多数是以广告宣传的形式出现，购买行为大多数通过层层渠道来实现，售后服务就更为弱化。售后服务往往只是解决已出现的问题，并不了解客户使用过程。大规模、标准化的生产与用户个性化需求之间矛盾日益加剧。用户移动端智能应用（APP）借助移动互联网的技术优势，实现实时与用户在“调-研-产-销-运”各个环节进行沟通。借助移动互联网终端带来提升用户体验成为制造企业培育竞争优势的新途径。2015年，天猫双十一912亿的销售量中，约有60%成交额为移動端用户下单。通过开发用户移动端智能应用APP，与用户针对其需求研发设计进行信息沟通，设计定制化产品，跟踪产品生产过程，提高产品研发的效率。装备制造企业不再只是产品生产者、服务提供者，而是通过产品与服务，与用户建立“强关系”，能够实现24小时在线，了解、预测客户需求，与用户共同研发新产品，提高畅销产品研发的效率。借助无线移动端信息服务与交互服务，可以实现“互联网+装备制造”，研发产品与服务更为准确，客户的体验更为良好，生产效率会极大地提高。

1.2企业研发云

传统的研发活动中，新技术新产品的推出很大程度上依赖于单个企业的技术研发和产业化等活动，但随着产业分工日益细化，产品复杂程度不断提升，单个企业难以也无法覆盖全部创新活动。而企业通过构建“研发云”组织，可以将拟研发项目发布在研发云上，由各专业公司、个人、社会研发公司接收任务，进行任务竞标，最后项目发布人，在数个任务解决方案中选取适合的，支付报酬。既能有效的控制项目进度，又可以使企业快速获得新技术新材料带来的转化成果，提高了企业产品研发的效率，降低新技术研发带来的投入成本。从企业内部管理来看，很多企业运用互联网开放、协作与分享的特点，减少了企业管理的内部层级结构，在产业分工中更加注重专业化与精细化，企业的生产组织更富有柔性和创造性。

1.3先导性仿真设计与虚拟样机

装备制造业先导性仿真设计与虚拟现实技术使远程进行产品技术服务，售前销售服务，售后维修服务成为可能。配合物流网技术，将产品营销，样机制造等相关信息实时与用户进行交流，提高用户在产品开发中的参与度。目前我国先导性仿真结构优化与虚拟现实技术基础较弱，智能化程度完全不够，但正经历快速发展期。借助先导性仿真结构优化，一汽大-众汽车推出轻量化设计，单个车型在不影响结构强度的前提下，实现整体减重约10%，有效降低了材料成本，提高了产品竞争力。借助结构分析优化软件，输入边界条件后进行仿真计算与拓扑优化，最终获得完整的结构件尺寸与重量。借助软件工具对产品设计进行先导式优化，可有效缩短研发周期，提高产品整体性能，降低生产成本。而优化结果，借助3D打印技术以及CAM加工技术，可以快速转为实际产品。借助软件进行先导性仿真设计与虚拟样机设计，是未来产品研发必然趋势。

二、结论

1、本文研究了装备制造企业未来技术研发发展方向，并从技术层面上提出了3种装备制造企业未来必须要掌握的技术手段。

2、装备制造企业要更好的在中国制造2025时代生存，必须牢固树立以用户为中心，实时了解用户需求，提高产品体验度。

3、从管理层面上，装备制造业必须提早在以上技术上进行研发投入。投入越早，越早能摆脱靠政府输血和价格战的不利局面，打造符合中国制造2025发展路线的一流装备制造企业。