迭代思維在汽車產品研發中的應用

王江濤

摘 要：汽車產品的研發過程是一個巨大的系統工程，涉及到上下游產業鏈各個方面和環節。通常以主機廠研發部門為主體，各系統協同配合，以項目閥點為管控模式進行大規模資源調動，組織協同，完成汽車產品研發。汽車產品研發具有資金投入大、研發周期長、管理幅面寬的特點，所以按照傳統的開發邏輯，一個全新的汽車產品開發流程至少需要39個月的時間。能否找到一種新的方法和研發思維改變目前的現狀，提高產品研發的質量和效率是汽車研發工程師一直探尋的目標，本文旨在探討這個問題，引入一個數學概念“迭代思維”，即運用迭代思維的邏輯與方法來提升開發協同效率，提升產品質量。

關鍵詞：汽車產品研發 開發流程 迭代思維

中圖分類號：F426.471 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（b）-0-02

1 瀑布式開發流程

1.1 瀑布式開發流程簡介

傳統的汽車開發流程是以項目閥點為時間控制方式，以交付物為質量控制手段，通過閥點交付物管理達到各部門協同工作的目的。達到最后一個閥點（SOP）并完成流程中規定的所有交付物，驗收合格，標志著產品開發完成。閥點從G9閥到G1閥，整個流程分為產品調研階段、造型設計階段、工程開發階段、生產導入四個階段。

1.2 流程優勢

這種流程的優點是項目計劃簡潔清晰，交付物清單明確，階段性目標清晰明了，便于項目管控。

1.3 存在不足

第一，容易出現目標偏差。這種瀑布式的流程把各部門的工作人為地切割開來，各部門只關心階段性的工作目標，而不是以最終產品為目標。第二，各部門的交付物是階段性的閥點交付物，無法通過最終的產品質量檢驗，這樣往往會造成閥點交付物質量很高，但最終產品質量不行的結果。第三，存在部門墻，特別是在流程的連接處存在薄弱環節，往往會存在職責不清，推諉扯皮的事情發生，造成流程效率低下，管理溝通成本上升。

2 迭代式開發流程

迭代法也稱輾轉法，是一種不斷用變量的舊值遞推新值的過程，跟迭代法相對應的是直接法（或者稱為一次解法），即一次性解決問題。迭代算法是用計算機解決問題的一種基本方法，它利用計算機運算速度快、適合做重復性操作的特點，讓計算機對一組指令（或一定步驟）進行重復執行，在每次執行這組指令（或這些步驟）時，都從變量的原值推出它的一個新值。汽車研發過程中的產品換代稱之為大迭代，比如德國大眾的高爾夫產品從大眾高爾夫（Golf）是一款由大眾汽車在1974年推出的經典掀背/小型家用車型。已經在全球市場推出了7代，是大眾汽車公司生產最多的品種。一個產品開發過程中的迭代是指在產品研發過程中不斷進行模型驗證（虛擬模型或者實物模型），形成最終的量產的定型產品交付生產。

（1）迭代式產品開發流程的優勢：第一，迭代思維是一種小步快跑的思維模式，工作不斷形成階段性閉環并及時檢驗結論，發現問題，修正偏差，快速進入下一輪的開發驗證，這樣就能保證在研發階段的產品質量迭代升級，避免重大錯誤在產品研發后期才暴露，造成無法彌補的損失。第二，始終以最終產品質量為目標，以終為始不斷通過迭代修正目標。第三，從流程開始所有部門都參與的研發的每個環節中，部門間緊密合作，形成統一的交付物，在產品開發過程中共同完成技術方案的迭代升級。

汽車產品的一次迭代包括從產品定義、造型開發、工程開發、性能分析、模型驗證5個主要環節，通過迭代形成產品定義V1.0、V2.0、V3.0…，造型設計的V1.0、V2.0、V3.0…，模型驗證V1.0、V2.0、V3.0…

（2）如何建立迭代式汽車開發流程？汽車產業作為傳統的機械制造企業，在產品研發方面形成了一套完備的開發流程體系，但是國內的開發體系基本都是引進美國通用的研發流程體系。隨著技術的發展和消費需求的升級，研發體系也要跟上時代進行優化升級，借鑒學習高科技企業、互聯網企業的思維模式，產品開發流程有助于汽車研發流程的改進和創新。所以作為一名研發工程師首先要走出去學習、借鑒先進的流程體系，為我所用。其次要建立互聯網思維、迭代思維，以思維升級帶動技術升級。汽車是一個復雜零部件的載體，汽車智能化、網聯化是大勢所趨，越來越多的智能裝備逼迫工程師去學習掌握這些新的科技產品，學習相關零部件的迭代進程，所以產品的升級也會倒逼研發流程升級。比如北汽新能源汽車有限公司的研發基地就叫藍谷（前諾基亞總部大樓），研發環境類似互聯網企業——開放、共享，重視研發過程中的迭代升級。

3 迭代思維在汽車產品開發中的應用

迭代思維在互聯網企業的產品應用中已經非常廣泛，比如手機硬件開發，軟件開發，而在汽車產品研發中鮮有應用。那么，如何把迭代思維應用到汽車產品研發過程中，助力研發效率和質量的雙提升，以下著重論述此問題。

迭代思維要求小步快跑，快速形成開發閉環、驗證結論并加以修正，所以第一要點就是打破工程部門界限，在研發起始階段各個部門要快速介入、快速相應，各專業形成技術方案1.0版，并形成1.0版的原型產品，對此輪產品進行高層評審、接收市場調研反饋，形成結論和問題清單，作為第二輪迭代的輸入值，V2.0版本原型產品完成后就形成了研發過程的一次迭代升級。第二要點就是一定要打破閥點思維，在協作過程中不能等、靠、要，主動參與到每一輪的迭代當中去，以最終的產品為目標，而不是以閥點交付物為目標。第三要點是資源配置和調度要及時到位。迭代的開發方式要求完成多輪的模型驗證，所以投入的資金成本較高，各部門協同開發的力度更大，需要較高的項目管理水平。

汽車產品開發流程中迭代多少次合適？確定迭代次數要綜合考慮三方面要素，即開發周期、投入成本、產品質量要求。開發周期短、研發資金不足則迭代次數少，反之，對于公司戰略性的重大產品要在研發過程中增加迭代次數，以達到更高的質量要求。一般來講對于一個全新開發產品，在造型階段需要5輪的造型迭代。第一輪式小比例油泥模型，第二輪式三維數字模型，第三輪是1∶1油泥模型，第四輪是造型固定模型，第五輪是A面驗證模型。通過五輪的設計迭代升級，一般可以得到較高質量的產品。

迭代周期多長時間合理？根據項目經驗造型設計階段一般需要3個月。這時根據造型活動規律總結出來的。產品造型階段分為創意設計、數字化設計、模型設計3個步驟，每個步驟約1個月的時間，所以一個迭代周期大概3個月左右。當然隨著計算機技術和沉浸式虛擬驗證技術的發展，通過數字化手段也可以實現虛擬驗證評審，節省實物模型制作時間，達到提升迭代效率的目的。

迭代思維下的各部門間如何優化協同？每輪迭代并不是要求所有的部門投入百分之百的力量，這樣的話資源浪費太大，而且沒有必要，所以每輪迭代必須分清主要部門和次要部門，資源合理配置。產品定義階段是以商品中心和銷售部門為主，造型部門和工程部門為輔進行產品定義迭代；造型設計階段是以造型部門和產品規劃部門為主，工程部門和生產部門為輔進行迭代；工程開發階段是以工程部門和生產工藝部門為主，造型部門和銷售部門為輔進行迭代。所以根據項目的進程每輪的研發迭代是有重點工作的推進和交付的。所以迭代思維要和同步工程思維一并應用，達到成本和效率的平衡。

迭代思維在應用中要注意避免出現以下現象：第一，避免部門內部迭代。有的部門為了交付高質量的材料，在本部門內部不斷的研討更新交付物，花費了時間，但研究方向有可能跑偏，或者不能滿足項目的要求。所以一定要以小步快跑的方式及時交付研究成果，這樣才能快速得到外部反饋，修正研究方向再次迭代。第二，避免迭代次數過多造成邊際效應遞減。質量和成本要很好地進行平衡，迭代次數過多會造型成本浪費和開發周期過長。第三，避免開發目標搖擺不定，穩定的開發目標是修訂迭代參數的依據，所以開發目標和方向一定要牢牢鎖定，迭代目標才能瞄準，形成向心力。

4 結語

在日趨激烈的競爭環境中，唯有瞄準客戶、快速相應方能取得競爭優勢，目標一致、快速相應正是迭代思維的優勢，只要在產品研發中合理應用迭代思維，每位研發者時刻樹立迭代思維意識，則產品研發的質量與效率將得到更好的保障和提升。迭代思維的應用無處不在，小到寫一篇文章大到汽車研發工程、航天工程，都可以應用迭代思維改進流程，提升效率和質量。汽車研發是一個大的系統工程，一種方式遠遠不足以解決所有問題。迭代思維在項目組織管理，產品技術研究、設計開發流程中起到的是錦上添花的作用，關鍵是每個研發人員要從思想上建立迭代的思維方式，注重和上下游的互動與交流，一定有助于改善部門間的協同配合，一定有助于產品研發效率和質量的提升。

參考文獻

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