基于工作分解結(jié)構(gòu)的汽車(chē)研發(fā)平臺(tái)系統(tǒng)集群規(guī)劃

李濤 應(yīng)正健 吳傳洋 李琳 李微微

摘 要：文章基于工作分解結(jié)構(gòu)（WBS），規(guī)劃了管理信息化、設(shè)計(jì)數(shù)字化的汽車(chē)研發(fā)平臺(tái)系統(tǒng)集群以及各系統(tǒng)之間的交互關(guān)系，以在線(xiàn)化承載從項(xiàng)目立項(xiàng)到SOP的“端到端”汽車(chē)產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)體系，支撐多、快、好、省的研發(fā)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：WBS;汽車(chē)研發(fā)平臺(tái);系統(tǒng)集群

中圖分類(lèi)號(hào)：C935 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ?文章編號(hào)：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(chē)，是最復(fù)雜的民用機(jī)電一體化產(chǎn)品，由發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架、車(chē)身等數(shù)十個(gè)系統(tǒng)、上萬(wàn)個(gè)零部件組成;還搭載了智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)、車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱控制系統(tǒng)等各種軟件系統(tǒng)。這些軟、硬件組裝到一起，外在表現(xiàn)的功能、性能指標(biāo)也高達(dá)數(shù)千條之多;整車(chē)級(jí)性能指標(biāo)主要分為動(dòng)力性、能耗經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性等，每項(xiàng)性能下還可細(xì)分為若干指標(biāo)，如動(dòng)力性可分為0-100km/h、60-100km/h、0-60km/h加速性能等。這些性能指標(biāo)和軟、硬件之間，還呈現(xiàn)十分復(fù)雜的矩陣關(guān)系。

面對(duì)如此復(fù)雜的汽車(chē)產(chǎn)品，其研發(fā)涉及到需求管理、項(xiàng)目管理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能開(kāi)發(fā)、仿真分析、試制試驗(yàn)、資源要素管理等若干個(gè) ?專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，各業(yè)務(wù)領(lǐng)域協(xié)同效率要求越來(lái)越高，以便響應(yīng)市場(chǎng)的快速變化，這就需要高度整合的研發(fā)體系，即承載研發(fā)體系的在線(xiàn)化研發(fā)平臺(tái)需要緊密協(xié)同的系統(tǒng)集群，才能實(shí)現(xiàn)管理信息化、研發(fā)數(shù)字化，達(dá)到提高管理水平，達(dá)到高質(zhì)量、低成本、短周期的目的;亦即要求汽車(chē)研發(fā)平臺(tái)系統(tǒng)集群在頂層規(guī)劃時(shí)要定位準(zhǔn)確。WBS是研發(fā)項(xiàng)目管理的根基，根據(jù)WBS規(guī)劃系統(tǒng)集群可以有效避免各系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)交叉重疊或功能缺失。

此外，研發(fā)平臺(tái)不可能一步到位、一次建全或者一個(gè)系統(tǒng)包羅萬(wàn)象，需要總體規(guī)劃、分步實(shí)施，組合若干個(gè)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)，形成有機(jī)的系統(tǒng)集群，才能形成完善的信息化、數(shù)字化研發(fā)平臺(tái);即按照WBS規(guī)劃建設(shè)策略，可以步驟明確、路線(xiàn)清晰的實(shí)施平臺(tái)建設(shè)。

1 汽車(chē)研發(fā)工作分解

研發(fā)平臺(tái)是研發(fā)體系的信息化、數(shù)字化載體，其建設(shè)應(yīng)圍繞業(yè)務(wù)需求展開(kāi)，即各系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)劃分、交互關(guān)系的規(guī)劃，是系統(tǒng)集群建設(shè)的關(guān)鍵;一旦任務(wù)與流程脫節(jié)，任務(wù)不能驅(qū)動(dòng)流程，流程不能集合資源要素，勢(shì)必造成信息孤島，導(dǎo)致系統(tǒng)集群內(nèi)部交互不暢，影響平臺(tái)的正常運(yùn)行。因此，本文基于汽車(chē)研發(fā)工作分解結(jié)構(gòu)，緊密?chē)@汽車(chē)研發(fā)業(yè)務(wù)進(jìn)行汽車(chē)研發(fā)平臺(tái)系統(tǒng)集群規(guī)劃。

如圖1所示，汽車(chē)研發(fā)可分為預(yù)研、立項(xiàng)、概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)、認(rèn)證量產(chǎn)等階段，每個(gè)階段設(shè)置評(píng)審閥門(mén)。根據(jù)各階段的重點(diǎn)工作，可以分解出一級(jí)工作任務(wù)，如預(yù)研立項(xiàng)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、性能開(kāi)發(fā)、車(chē)輛試制、試驗(yàn)驗(yàn)證等。將研發(fā)工作任務(wù)按照“橫向分段，縱向分層”的方式逐級(jí)分解，可得到汽車(chē)研發(fā)工作分解結(jié)構(gòu)（圖2所示）。

2 基于WBS規(guī)劃系統(tǒng)集群

盡管汽車(chē)研發(fā)工作任務(wù)分解至“葉節(jié)點(diǎn)”（WBS最末端），有數(shù)千條之多;但是，各領(lǐng)域的工作流程有相近之處。例如，性能開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，所有指標(biāo)的開(kāi)發(fā)都基本上會(huì)經(jīng)歷指標(biāo)分解、指標(biāo)設(shè)定、指標(biāo)驗(yàn)證、指標(biāo)認(rèn)可等步驟;產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，包含概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)認(rèn)可等步驟;試驗(yàn)驗(yàn)證領(lǐng)域，包含試驗(yàn)策劃、試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)實(shí)施、報(bào)告編制等步驟;亦即，各領(lǐng)域的主要流程節(jié)點(diǎn)相近，只不過(guò)具體實(shí)施時(shí)所用到的方法、工具不同，如試驗(yàn)實(shí)施環(huán)節(jié)用到的設(shè)備資源、執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)方法有所差異。

根據(jù)WBS任務(wù)的流程屬性歸類(lèi)，可規(guī)劃建設(shè)對(duì)標(biāo)管理系統(tǒng)、整車(chē)性能管理系統(tǒng)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)、仿真分析管理系統(tǒng)、試制管理系統(tǒng)、試驗(yàn)管理系統(tǒng)、認(rèn)證管理系統(tǒng)等。為了保障各領(lǐng)域的工作質(zhì)量，還應(yīng)建設(shè)質(zhì)量管理系統(tǒng)。

汽車(chē)研發(fā)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，各領(lǐng)域需要高效的協(xié)同，即需要項(xiàng)目統(tǒng)籌管理，亦即需要建設(shè)項(xiàng)目管理系統(tǒng)，統(tǒng)籌和鏈接這些系統(tǒng)。項(xiàng)目管理系統(tǒng)主要承載一級(jí)工作任務(wù)的計(jì)劃管理及其交付物管控，各領(lǐng)域的工作任務(wù)計(jì)劃及控制，由所屬系統(tǒng)管理。

汽車(chē)研發(fā)過(guò)程會(huì)有大量的交付物，也需要專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)來(lái)管理，如產(chǎn)品數(shù)據(jù)需要PDM系統(tǒng)，設(shè)計(jì)文檔和試驗(yàn)報(bào)告需要文檔管理系統(tǒng)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)需要試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

此外，汽車(chē)研發(fā)還需要投入龐大的人、財(cái)、物、知識(shí)等資源，這些資源伴隨流程高效、精準(zhǔn)的供給，是汽車(chē)研發(fā)工作的重要保障;即人、財(cái)、物、知識(shí)等基礎(chǔ)性資源，需相應(yīng)建設(shè)人力資源管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、知識(shí)管理系統(tǒng)等專(zhuān)業(yè)化的資源要素管理系統(tǒng)，確保高效、精準(zhǔn)的投入到產(chǎn)品研發(fā)流程各環(huán)節(jié)中，將合適的資源在正確的時(shí)間投放到正確的流程節(jié)點(diǎn)上。

3 信息化、數(shù)字化研發(fā)平臺(tái)構(gòu)建

將上述系統(tǒng)根據(jù)WBS任務(wù)間的交互關(guān)系進(jìn)行梳理，建立系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，調(diào)整或增減各系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)范圍，形成有機(jī)的系統(tǒng)集群，最終形成汽車(chē)研發(fā)信息化、數(shù)字化平臺(tái)（如圖3所示）。其核心是以WBS任務(wù)分解驅(qū)動(dòng)流程，資源隨任務(wù)在流程中流轉(zhuǎn)，最終形成交付物;亦即任務(wù)驅(qū)動(dòng)，交付拉動(dòng)，環(huán)環(huán)相扣，推動(dòng)流程的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，提升組織工作效率。

根據(jù)圖3，集群內(nèi)各系統(tǒng)的業(yè)務(wù)定位和建設(shè)目標(biāo)一目了然，可以有效的避免各系統(tǒng)建設(shè)方向的偏離或者各系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)交叉。但是，系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互，如果僅僅通過(guò)兩兩集成的方式，接口建設(shè)和維護(hù)難度較高，可以采用“虛擬數(shù)據(jù)總線(xiàn)”的方式，解決數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一帶來(lái)的數(shù)據(jù)交互難題，如圖4。

根據(jù)各系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)的屬性，可分為統(tǒng)籌管理類(lèi)、核心業(yè)務(wù)管理類(lèi)、一般業(yè)務(wù)管理類(lèi)、交付物管理類(lèi)、資源管理類(lèi)系統(tǒng)等。核心業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)主要包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)、整車(chē)性能管理系統(tǒng)、試驗(yàn)管理系統(tǒng);其中產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)涉及動(dòng)力、車(chē)身、底盤(pán)、智能網(wǎng)聯(lián)等所有產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，與整車(chē)性能管理系統(tǒng)形成孿生關(guān)系。試驗(yàn)管理系統(tǒng)的重要性在于承載了“V模型”右側(cè)的絕大部分業(yè)務(wù)，與產(chǎn)品設(shè)計(jì)和性能開(kāi)發(fā)形成對(duì)等關(guān)系;并且，在整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中占用了一半以上的人、財(cái)、物資源（樣車(chē)亦是其主要耗費(fèi)之一）。

研發(fā)任務(wù)從項(xiàng)目管理系統(tǒng)出發(fā)，逐級(jí)在各業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)分解，直至“葉節(jié)點(diǎn)”;各業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)根據(jù)流程節(jié)點(diǎn)需求集成人、財(cái)、物、知識(shí)等資源要素，高效執(zhí)行各級(jí)任務(wù);由質(zhì)量管理系統(tǒng)監(jiān)控各系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)的運(yùn)行情況;最終，將成果交互至各交付物管理系統(tǒng)。以研發(fā)任務(wù)WBS為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)驅(qū)動(dòng)、需求拉動(dòng)，在系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)流程兩端形成“壓差”，促使流程“管道”高速流轉(zhuǎn)，達(dá)到多、快、好、省的目的。

值得關(guān)注的是，汽車(chē)研發(fā)是知識(shí)密集型工作，幾乎每個(gè)系統(tǒng)承載的每項(xiàng)工作任務(wù)，都會(huì)涉及到方法、工具、模板等各類(lèi)知識(shí);雖然不同于有形的人、財(cái)、物資源，但對(duì)研發(fā)工作的方方面面都起著重要支撐作用，是提升研發(fā)創(chuàng)新性和產(chǎn)品附加值的重要手段。當(dāng)前的知識(shí)管理，已從“人找知識(shí)”向“知識(shí)找人”方向轉(zhuǎn)變，大大提升了工作效率和質(zhì)量。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)根據(jù)需要，在每項(xiàng)工作的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)定義鏈接或主動(dòng)檢索，向工程師推送知識(shí)包或相關(guān)知識(shí);同時(shí)，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)所產(chǎn)生的優(yōu)秀總結(jié)、方法、工具等，交互給知識(shí)管理系統(tǒng)，作為通用的固態(tài)知識(shí)，促進(jìn)知識(shí)工程的發(fā)展。

4 總結(jié)

汽車(chē)研發(fā)工作十分龐雜，大多數(shù)汽車(chē)研發(fā)機(jī)構(gòu)都投入了大量精力建設(shè)各式各樣的信息化系統(tǒng)，卻鮮有緊密結(jié)合產(chǎn)品研發(fā)體系進(jìn)行全面、系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)劃的案列。本文提出了一種較合理的汽車(chē)信息化、數(shù)字化研發(fā)平臺(tái)系統(tǒng)集群規(guī)劃方法，即以汽車(chē)研發(fā)WBS為基礎(chǔ)，以任務(wù)執(zhí)行流程屬性為原則，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)、需求拉動(dòng)為動(dòng)力，高效集成人、財(cái)、物、知識(shí)等資源要素，加速信息數(shù)據(jù)協(xié)同交互和資源流轉(zhuǎn)，形成研發(fā)管理信息化和產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化的研發(fā)平臺(tái)，達(dá)到提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低研發(fā)成本、縮短研發(fā)周期的目的。

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