汽車中央電氣接線盒精益研發實踐

王 瑞

（上海滬工汽車電器有限公司，上海 201804）

“綜合仿真”驅動產品正向設計已是汽車制造業共識，同時也是汽車研發技術創新的重要手段，系統仿真、物理仿真和虛擬實驗仿真也將成為汽車研發精益化的必備要素。

汽車中央電氣接線盒現行研發中品質管理、項目管理、需求管理和流程管理等不能實施綜合管控普遍存在，現行研發中系統設計、工藝設計和品質設計等不能協同展開工作也普遍存在，現行研發中“知識（經驗）”的傳承與共享沒有平臺化并且不能支撐研發活動同樣普遍存在，所以汽車中央電氣接線盒現行研發的運行效率、創新機制和管理品質已不能適應技術進步的要求。

“精益”思想已經在世界范圍內形成了一門獨立的學科和理論體系，“精益”思想開始從制造過程向研發過程延伸，通過汽車中央電氣接線盒研發精益化實現流程中每個環節與每個階段的技術方案趨于最優化，通過技術創新實現汽車中央電氣接線盒價值趨于最大化。

汽車中央電氣接線盒研發精益化在于品質與成本控制。通過規范文檔輸出來固化每個階段的研發成果，同時文檔化也有利于研發追蹤檢查和“知識（經驗）”平臺建設。研發精益化更是一種強大而有凝聚力的工作平臺，可以使得不同工作習慣和不同知識背景的工程師在同一個綜合設計平臺中完成規定范圍內的研發工作，真正實現汽車中央電氣接線盒正向開發與創新設計。

1 汽車中央電氣接線盒研發與精益研發

汽車制造業呈現全球化、精益化、協同化、服務化、綠色化、輕量化、智能化和網聯化的發展態勢。充分利用信息技術、綜合仿真技術、知識工程和精益研發推動技術創新，實現產品研發和制造過程的數字化、網絡化和智能化將成為必然趨勢。

汽車中央電氣接線盒正向研發能力不足的原因之一是研發過程缺乏規范的文檔固化，沒有文檔固化就沒有知識（經驗）傳承與重用，沒有傳承與重用何談研發能力提升。汽車中央電氣接線盒研發中沒有將品質管理融入到研發每個流程中，更沒有深入到產品設計過程中，甚至意識不到研發流程文檔化的重要性，形成了品質管理脫離研發的狀況。

汽車中央電氣接線盒必須通過研發精益化來有效提升技術創新能力，通過精益研發來固化“知識（經驗）”和“專有技術（Know-How）”，真正實現產品在市場競爭中的價值體現。

1.1 汽車中央電氣接線盒研發與精益研發差異對比

汽車中央電氣接線盒研發包含項目管理、需求管理和研發流程管理，研發與精益研發在項目管理和需求管理方面的差異對比參見表1。

汽車中央電氣接線盒研發與精益研發的流程管理方面的差異對比參見表2。

1.1.1 項目管理

現行項目管理以提高項目管理能力為目的，關注范圍、風險與進度、人員與成本、溝通與采購；精益項目管理以提高項目執行力和交付品質為目的，關注流程與任務、輸入與輸出文檔、技術與工具、知識（經驗）固化與重用、品質指標和過程數據。

表1 汽車中央電氣接線盒項目管理和需求管理差異對比表（參考）

表2 汽車中央電氣接線盒研發流程管理差異對比表（參考）

項目管理的全程化在于不僅管理產品設計過程和制造過程，同時還要管理產品服役過程，即管理產品全生命周期中影響研發的所有階段和因素。

項目管理的文檔化在于以研發流程為基礎，將項目策劃、品質要求、工作方法和輸入輸出接口等以文檔化加以固化。

項目管理綜合化在于為了保證產品的先進性、高性能和高品質，需要管理多專業、多學科、多技術和多流程的專業團隊協同合作。

1.1.2 需求管理

現行需求管理以提高任務目標傳遞效率為目的，關注目標達成風險、目標輸入與輸出、目標達成進度；精益需求管理以提高任務目標成功率為目的，關注供應鏈利益期望、任務目標與約束條件、目標控制基準、目標運行達成與追溯、目標變更評審與達成。

需求輸入與輸出文檔化在于為了保證需求目標和控制基準的追溯，需要管理市場與客戶需求輸入文檔、設計目標輸入文檔、需求驗證文檔、設計目標達成輸出文檔等。

控制與約束基準化在于不斷固化產品設計、確認及驗證過程中需求目標達成輸出結果，需要管理不同開發階段的設計約束、工藝約束、需求目標成果輸出等。

需求追蹤與變更流程化在于跟蹤需求目標達成進度和需求變更的控制，需要管理開發不同階段技術狀態的評審、需求變更及需求增強的風險分析評審、威脅辨識評審。

需求管理必須與精益研發活動緊密融合，需求關注“做什么”而設計則關注“如何做”。

1.1.3 研發流程管理

現行研發流程管理以提高技術研仿效率為目的，關注風險與進度、實體設計與成本、人員能力與溝通、功能樣件與驗證、基礎數據管理與歸檔；精益研發流程管理以提高正向開發和技術創新能力為目的，關注正向開發、品質設計、流程協同、仿真和知識（經驗）驅動技術創新、綜合數據（基礎數據、特征數據、過程數據）管理與文檔化。

綜合設計在于建立正向設計，需要管理設計輸入、設計約束、工藝約束、設計方案、完成設計方案的所有流程、技術規格的描述、設計驗證輸入、設計輸出、設計成果與標準規范的追溯關系，確保需求回路、設計回路和驗證回路的輸出品質。

品質設計在于保證產品功能目標達成品質和品質成本，需要管理市場和客戶需求、設計輸入、設計評審、設計輸出和設計驗證。

工藝設計在于保證產品品質制定工藝路線和工藝規程，需要管理設計基準與工藝基準重合原則、工藝流程、工藝裝備、表面防護、尺寸精度和尺寸鏈分析。

綜合仿真在于對設計各個階段的結果進行快速虛擬驗證，需要管理指標分析、功能分析、系統分析、物理仿真和制造仿真。

綜合實驗在于提高實驗效率和驗證品質，包括實驗管理和虛擬實驗管理，需要管理實驗資源、實驗流程、實驗數據和知識（經驗）的共享與重用，虛擬實驗分析與評價。

知識工程在于提供專有技術（Know-How）、技術標準（規范）和知識（經驗）共享與重用平臺，需要管理汽車中央電氣接線盒背景知識、創新設計技術、系統設計技術、仿真分析技術、工藝設計技術、綜合優化技術、品質設計技術和品質策劃技術等。

文檔管理在于提供基礎數據、特征數據和過程數據共享與重用平臺，需要管理項目文檔、需求文檔、（功能、品質、工藝）設計文檔、技術標準（規范）文檔、綜合仿真文檔、實驗文檔和知識（經驗）文檔。

1.2 汽車中央電氣接線盒精益研發

企業發展的驅動力來自市場需求、生產效率和產品價值創新，其中精益研發是汽車中央電氣接線盒價值創新的最好手段，同時也是汽車中央電氣接線盒技術創新的重要手段之一。精益研發通過將綜合設計、品質設計、工藝設計、綜合仿真、綜合試驗、知識工程和文檔管理在研發流程中進行深度融合，達到提升研發價值和產品品質的目的。通過研發精益化逐步建立汽車中央電氣接線盒的正向設計平臺，真正實現產品的技術創新。

1.2.1 精益研發溯源

“精益”源自于“精益生產”，但“精益研發”又不同于“精益生產”。“精益生產”關注重復、次序、不變、具備剛性起止點，其成果是由實物構成的實體產品。而“精益研發”則關注非重復、非次序、改變，具備柔性起止點，其成果是由信息和知識構成的虛擬產品。

研發是實現信息和知識增值的過程，它可以通過不同場景和不同次序的并行與協同，實現增值過程的創新。

針對“精益研發”而言，“精”字具備雙層含義：一是“精良”，即研發過程和手段的創新，實現“最優化”和“高品質”；二是“精準”，即研發針對不同需求具有不同的信息和知識增值過程。“益”字即效益，在研發過程中通過提升產品附加值來提高企業效益。

1.2.2 研發精益化價值體現

“研發精益化”的價值在于通過優化研發模型，提高研發品質、效率和創新能力，提升產品的附加值。

1）通過以項目管理為起點，以過程能力為核心，以產品數據管理為終點，從而達到研發全過程的深層管理，建立正向設計系統，提升企業自主創新能力。

2）通過對跨部門和跨專業的剛性固化流程進行管理，同時通過對人與人之間柔性流程管理，真正實現科學策劃、剛柔相濟的研發流程來提高協同工作效率。

3）實現從需求出發，經過需求工程、系統設計、物理設計等過程，利用仿真技術進行設計驗證，通過物理驗證達到用戶需求的正向設計開發，通過對設計流程進行數字化和仿真化改造實現“仿真驅動研發”的創新設計。

4）實現將知識（經驗）融入研發流程和設計過程中，做到專家知識經驗不隨人退休而隱形，資深員工知識經驗不應換崗而隱形，達到知識（經驗）及時推送與重用，做到從“人找知識”到“知識找人”的轉變，使知識（經驗）在研發中發揮重要作用。

5）將品質控制與研發流程統一，實現基于研發流程的品質策劃、過程品質檢查、問題跟蹤與歸零處理等落到實處，使品質管理融入研發流程管理。

2 汽車中央電氣接線盒精益研發實踐

汽車中央電氣接線盒開發工作因長期以跟蹤研仿和逆向設計為主，研發人員普遍存在害怕創新的保守心態。隨著汽車電氣系統功率密度及控制系統集成度的不斷提升，現行以借鑒國外產品設計或參考已有設計方案的開發模式已不能滿足市場（客戶）需求，必須采取研發精益化的創新設計來滿足不斷增長的市場（客戶）需求，通過流程化文檔來固化基準化指標，通過綜合仿真技術來驗證設計的可靠性與合理性。

2.1 實踐路線

汽車中央電氣接線盒現行研發存在品質管理未能真正融入項目管理、需求管理和研發流程管理中，項目管理和需求管理基準指標文檔固化嚴重不足，研發流程管理未建立綜合設計平臺、品質設計平臺、工藝設計平臺和綜合仿真平臺，同時知識（經驗）不能及時固化和重用。

研發流程的文檔化是研發過程固化的最好手段，“知識（經驗）”是產品設計過程中的關鍵因素。“知識（經驗）”的傳承（共享）的平臺化和研發活動的流程化是必須要補的短板，使“知識（經驗）”和過程流程化在產品研發中得到有效應用，真正對研發活動起到支撐作用。

針對上述現狀診斷和差距分析，首先要結合實際制定相關的技術標準和規范，然后分別對項目管理、需求管理和研發流程管理展開優化實踐。其中項目管理和需求管理重點加強文檔固化實踐，而研發流程管理則重點加強專家經驗（知識）庫、標準規范、模塊化標準庫和專有技術庫的實踐，具體可詳見汽車中央電氣接線盒精益研發實踐路線框圖（圖1）。

2.2 管理實踐

汽車中央電氣接線盒精益研發管理應注重從市場開發到售后服務全生命周期的協同實踐，其中市場前期項目可行性綜合評估，在研發階段的項目管理、需求管理、品質管理和精益研發流程管理則重點加強相互協同融合實踐，在量產階段則注重精益生產與品質管理相互協同融合實踐，具體可詳見汽車中央電氣接線盒精益研發管理實踐框圖（圖2）。

2.3 項目管理實踐

汽車中央電氣接線盒精益研發項目管理應注重從項目計劃與專家評估、項目分工與任務理解、過程管理與經驗總結的文檔化實踐。應注重項目管理中V模型流程固化實踐，具體可詳見汽車中央電氣接線盒精益研發項目管理V模型流程實踐框圖（圖3）。

2.4 需求管理實踐

汽車中央電氣接線盒精益研發需求管理應注重從需求輸入與分析、需求描述與功能分解、需求輸出與需求驗證的文檔化實踐，應注重需求管理中V模型流程的固化實踐，應注重需求變更循環流程固化和知識（經驗）文檔化實踐，具體可詳見汽車中央電氣接線盒精益研發需求管理V模型流程實踐框圖（圖4）。

圖1 汽車中央電氣接線盒精益研發實踐路線框圖

圖2 汽車中央電氣接線盒精益研發管理實踐框圖

圖3 汽車中央電氣接線盒精益研發項目管理V模型流程實踐框圖

2.5 雙V模型流程實踐

汽車中央電氣接線盒精益研發流程管理應注重虛擬驗證循環實踐、精益研發流程中知識（經驗）文檔化實踐、綜合設計平臺流程固化實踐、綜合仿真平臺流程固化實踐、綜合試驗平臺流程固化實踐、綜合技術平臺流程固化實踐，具體可詳見 汽車中央電氣接線盒精益研發雙V模型流程管理實踐框圖（圖5）。

1）綜合設計平臺實踐 汽車中央電氣接線盒綜合設計平臺應注重設計標準和設計規范文檔化實踐，應注重結構設計、電氣標準庫和熱設計標準庫文檔化實踐，應注重知識和研發（專家）經驗文檔化實踐。

2）綜合仿真平臺實踐 汽車中央電氣接線盒綜合仿真平臺應注重靜力學與動力學仿真技術規范文檔化實踐，應注重注塑與鈑金成型仿真技術規范文檔化實踐，應注重熱仿真與耐久性仿真技術規范文檔化實踐。

圖4 汽車中央電氣接線盒精益研發需求管理V模型流程實踐框圖

3）綜合實驗平臺實踐 汽車中央電氣接線盒綜合試驗平臺應注重氣候環境試驗文檔化實踐，應注重化學環境試驗文檔化實踐，應注重機械環境試驗文檔化實踐，應注重電磁環境試驗文檔化實踐，應注重可靠性耐久試驗文檔化實踐。

4）綜合技術平臺實踐 汽車中央電氣接線盒綜合技術平臺應注重電子電氣設計專有技術的重用實踐，應注重注塑和鈑金設計專有技術的重用實踐，應注重工藝設計專有技術的重用實踐，應注重熱設計專有技術的重用實踐。

3 精益研發對汽車中央電氣接線盒技術創新的重要意義

精益研發將汽車中央電氣接線盒綜合設計平臺、綜合仿真平臺、綜合試驗平臺和綜合技術平臺深度融入研發雙V模型流程管理中，通過技術創新達到提升研發價值和產品品質，精益研發對汽車中央電氣接線盒的技術創新具有重要意義。

圖5 汽車中央電氣接線盒精益研發雙V模型流程管理實踐框圖

1）通過研發精益化逐步實現汽車中央電氣接線盒的正向設計與技術創新，通過研發精益化，實現過程數據采集完備化、數據交換共享化和數據存儲文檔化，來實現追溯性和重用性。

2）通過研發精益化實現以“市場需求”作為汽車中央電氣接線盒技術創新的驅動力，在產品全生命周期中對需求管理進行驗證、追溯和分析。

3）通過研發精益化實現以“產品仿真”驅動汽車中央電氣接線盒創新設計，實現設計優化與驗證，實現研發進度加速并降低設計成本。

4）通過研發精益化實現以“工藝仿真”驅動汽車中央電氣接線盒工藝設計，實現工藝優化與驗證，實現精益化生產管理并降低制造成本。

5）通過研發精益化實現以“實驗仿真”驅動汽車中央電氣接線盒試驗方案策劃與設計，實現虛實結合的設計與生產驗證，實現高效試驗驗證并降低試驗成本。

6）通過研發精益化實現以“專有技術”提升汽車中央電氣接線盒設計效率，實現熱仿真與溫升閾值管理技術、力學仿真與應力閾值管理技術、成型仿真技術、PCBA應變測試與應變閾值管理技術、PCBA免焊技術、印制電路板的DFM設計技術、系統設計技術、品質設計技術、實驗設計技術、工藝設計技術、檢具設計技術等不斷更新固化與重用。

4 結論

本文通過對汽車中央電氣接線盒研發與精益研發差異對比的論述，通過對汽車中央電氣接線盒精益研發在項目管理、需求管理和研發流程管理的論述，通過對汽車中央電氣接線盒精益研發實踐路線、精益研發管理、項目管理、需求管理和精益研發雙V模型管理流程實踐的論述，充分論證了精益研發對汽車中央電氣接線盒的技術創新具有重要意義。

［1］ Q/XYRD201—2017，汽車中央電氣接線盒精益研發技術標準［S］.

［2］ J/SRD394—2017，汽車中央電氣接線盒精益研發流程規范{S}.

［3］ J/SRD395—2017，汽車中央電氣接線盒結構仿真技術規范［S］.

［4］ J/SRD396—2017，汽車中央電氣接線盒熱趨仿真技術規范［S］.

［5］ J/SRD397—2017，汽車中央電氣接線盒無焊壓入式連接技術規范［S］.

［6］ J/SRD393—2015，汽車電子電氣PCB組件應變測試規范［S］.

［7］ Q/XYRD200—2014，汽車中央電氣接線盒企業標準［S］.

［8］ J/SRD392—2015，汽車中央電氣接線盒（PCB式）設計規范［S］.

［9］ 田峰. 精益研發2.0［M］.北京：機械工業出版社，2016.

［10］ 田峰. 知識工程2.0［M］.北京：機械工業出版社，2017.