基于工作分解结构的汽车研发平台系统集群规划

李涛 应正健 吴传洋 李琳 李微微

摘 要：文章基于工作分解结构（WBS），规划了管理信息化、设计数字化的汽车研发平台系统集群以及各系统之间的交互关系，以在线化承载从项目立项到SOP的“端到端”汽车产品研发业务体系，支撑多、快、好、省的研发目标。

关键词：WBS;汽车研发平台;系统集群

中图分类号：C935  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）20-233-03

Abstract： Based on the work breakdown structure （WBS）， this paper plans an vehicle R&D platform system cluster of management informatization and design digitalization， and the interaction between the systems， so as to carry the "end- to-end" vehicle product R&D business flow from project establishment to SOP online， and support the product develop -ment objectives of much， fast， good and province.

Keywords： WBS; Vehicle R&D Platform; System Cluster

CLC NO.： C935  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）20-233-03

引言

汽車，是最复杂的民用机电一体化产品，由发动机、悬架、车身等数十个系统、上万个零部件组成;还搭载了智能网联系统、车身稳定系统、发动机和变速箱控制系统等各种软件系统。这些软、硬件组装到一起，外在表现的功能、性能指标也高达数千条之多;整车级性能指标主要分为动力性、能耗经济性、制动性、操纵稳定性等，每项性能下还可细分为若干指标，如动力性可分为0-100km/h、60-100km/h、0-60km/h加速性能等。这些性能指标和软、硬件之间，还呈现十分复杂的矩阵关系。

面对如此复杂的汽车产品，其研发涉及到需求管理、项目管理、产品设计、性能开发、仿真分析、试制试验、资源要素管理等若干个  专业领域，各业务领域协同效率要求越来越高，以便响应市场的快速变化，这就需要高度整合的研发体系，即承载研发体系的在线化研发平台需要紧密协同的系统集群，才能实现管理信息化、研发数字化，达到提高管理水平，达到高质量、低成本、短周期的目的;亦即要求汽车研发平台系统集群在顶层规划时要定位准确。WBS是研发项目管理的根基，根据WBS规划系统集群可以有效避免各系统承载业务交叉重叠或功能缺失。

此外，研发平台不可能一步到位、一次建全或者一个系统包罗万象，需要总体规划、分步实施，组合若干个专业系统，形成有机的系统集群，才能形成完善的信息化、数字化研发平台;即按照WBS规划建设策略，可以步骤明确、路线清晰的实施平台建设。

1 汽车研发工作分解

研发平台是研发体系的信息化、数字化载体，其建设应围绕业务需求展开，即各系统承载业务划分、交互关系的规划，是系统集群建设的关键;一旦任务与流程脱节，任务不能驱动流程，流程不能集合资源要素，势必造成信息孤岛，导致系统集群内部交互不畅，影响平台的正常运行。因此，本文基于汽车研发工作分解结构，紧密围绕汽车研发业务进行汽车研发平台系统集群规划。

如图1所示，汽车研发可分为预研、立项、概念设计、详细设计、试制、试验、认证量产等阶段，每个阶段设置评审阀门。根据各阶段的重点工作，可以分解出一级工作任务，如预研立项、产品开发、性能开发、车辆试制、试验验证等。将研发工作任务按照“横向分段，纵向分层”的方式逐级分解，可得到汽车研发工作分解结构（图2所示）。

2 基于WBS规划系统集群

尽管汽车研发工作任务分解至“叶节点”（WBS最末端），有数千条之多;但是，各领域的工作流程有相近之处。例如，性能开发领域，所有指标的开发都基本上会经历指标分解、指标设定、指标验证、指标认可等步骤;产品设计领域，包含概念设计、方案设计、详细设计、设计认可等步骤;试验验证领域，包含试验策划、试验准备、试验实施、报告编制等步骤;亦即，各领域的主要流程节点相近，只不过具体实施时所用到的方法、工具不同，如试验实施环节用到的设备资源、执行的标准方法有所差异。

根据WBS任务的流程属性归类，可规划建设对标管理系统、整车性能管理系统、产品设计管理系统、仿真分析管理系统、试制管理系统、试验管理系统、认证管理系统等。为了保障各领域的工作质量，还应建设质量管理系统。

汽车研发是一个系统性工程，各领域需要高效的协同，即需要项目统筹管理，亦即需要建设项目管理系统，统筹和链接这些系统。项目管理系统主要承载一级工作任务的计划管理及其交付物管控，各领域的工作任务计划及控制，由所属系统管理。

汽车研发过程会有大量的交付物，也需要专业的系统来管理，如产品数据需要PDM系统，设计文档和试验报告需要文档管理系统，试验数据需要试验数据管理系统。

此外，汽车研发还需要投入庞大的人、财、物、知识等资源，这些资源伴随流程高效、精准的供给，是汽车研发工作的重要保障;即人、财、物、知识等基础性资源，需相应建设人力资源管理系统、财务管理系统、资产管理系统、知识管理系统等专业化的资源要素管理系统，确保高效、精准的投入到产品研发流程各环节中，将合适的资源在正确的时间投放到正确的流程节点上。

3 信息化、数字化研发平台构建

将上述系统根据WBS任务间的交互关系进行梳理，建立系统间的关联关系，调整或增减各系统承载业务范围，形成有机的系统集群，最终形成汽车研发信息化、数字化平台（如图3所示）。其核心是以WBS任务分解驱动流程，资源随任务在流程中流转，最终形成交付物;亦即任务驱动，交付拉动，环环相扣，推动流程的高效运转，提升组织工作效率。

根据图3，集群内各系统的业务定位和建设目标一目了然，可以有效的避免各系统建设方向的偏离或者各系统承载业务交叉。但是，系统间的数据交互，如果仅仅通过两两集成的方式，接口建设和维护难度较高，可以采用“虚拟数据总线”的方式，解决数据格式不统一带来的数据交互难题，如图4。

根据各系统承载业务的属性，可分为统筹管理类、核心业务管理类、一般业务管理类、交付物管理类、资源管理类系统等。核心业务管理系统主要包含产品设计管理系统、整车性能管理系统、试验管理系统;其中产品设计管理系统涉及动力、车身、底盘、智能网联等所有产品设计开发领域，与整车性能管理系统形成孪生关系。试验管理系统的重要性在于承载了“V模型”右侧的绝大部分业务，与产品设计和性能开发形成对等关系;并且，在整个产品开发中占用了一半以上的人、财、物资源（样车亦是其主要耗费之一）。

研发任務从项目管理系统出发，逐级在各业务管理系统分解，直至“叶节点”;各业务管理系统根据流程节点需求集成人、财、物、知识等资源要素，高效执行各级任务;由质量管理系统监控各系统承载业务的运行情况;最终，将成果交互至各交付物管理系统。以研发任务WBS为基础，实现任务驱动、需求拉动，在系统承载的业务流程两端形成“压差”，促使流程“管道”高速流转，达到多、快、好、省的目的。

值得关注的是，汽车研发是知识密集型工作，几乎每个系统承载的每项工作任务，都会涉及到方法、工具、模板等各类知识;虽然不同于有形的人、财、物资源，但对研发工作的方方面面都起着重要支撑作用，是提升研发创新性和产品附加值的重要手段。当前的知识管理，已从“人找知识”向“知识找人”方向转变，大大提升了工作效率和质量。各业务系统根据需要，在每项工作的关键节点定义链接或主动检索，向工程师推送知识包或相关知识;同时，各业务系统所产生的优秀总结、方法、工具等，交互给知识管理系统，作为通用的固态知识，促进知识工程的发展。

4 总结

汽车研发工作十分庞杂，大多数汽车研发机构都投入了大量精力建设各式各样的信息化系统，却鲜有紧密结合产品研发体系进行全面、系统、严谨规划的案列。本文提出了一种较合理的汽车信息化、数字化研发平台系统集群规划方法，即以汽车研发WBS为基础，以任务执行流程属性为原则，以任务驱动、需求拉动为动力，高效集成人、财、物、知识等资源要素，加速信息数据协同交互和资源流转，形成研发管理信息化和产品设计数字化的研发平台，达到提升产品质量、降低研发成本、缩短研发周期的目的。

参考文献

[1] 田锋.精益研发2.0[M].机械工业出版社，2017年.

[2] 周辉.产品研发管理[M].电子工业出版社，2012年.

[3] 刘劲松，胡必刚，华为能.你也能：IPD重构产品研发[M].北京大学出版社，2015年.