中国制造2025时代，中国企业的自主研发能力提升和模式转型势在必行。本书阐述精益研发的理念、方法和适应行业非常吻合中国制造2025的理念、战略指导和指定重点行业。本书的理念与方法与时俱进，但又不被过于超前的理念所忽悠。着眼于工业4.0和工业互联网、《中国制造2025》和中国制造企业实践。

改逆向工程现状，走正向设计道路
借力系统工程，打造中国创新体系
促进工业强基，迈向智能制造时代

封底
精益研发致力于解决企业以下核心问题：
是基于逆向工程的跟踪研仿，而不是基于正向设计的自主创新。
数字化研发流程未完整梳理，型号开发缺乏科学的顶层策划。
企业仿真体系没有完全建立，仿真技术没有发挥应有的价值。
知识与资源缺乏共享，没有融入到研发活动中，知识与研发两张皮。
质量是少数人的事情，没有融入到研发体系中，质量与研发两张皮。
智慧科技在全世界日益普及，但在中国研发企业中尚未得到有效应用。

前
田 锋
安世亚太公司高级副总裁，国家工业软件与先进设计研究院常务副院长，综合仿真北京市工程实验室主任，“智能制造推进联盟”专家委员，“智能制造百人会”理事，科技部科技支撑计划课题专家组副组长，机械工程学会设计分会委员，设计方法分会委员。
二十年研发和技术管理经历，创建和发展了安世亚太公司的技术服务、咨询业务和产品研发体系。
二十年研发、技术与咨询经历，为近百家企业提供研发体系建设和研发信息化咨询，对研发信息化技术与制造业需求的最佳结合方案有深入研究。
十五年品牌建设和市场拓展经历，塑造了安世亚太的优秀品牌形象，并建立了完备的品牌战略体系与市场拓展体系。
中国航空三大主机所、航天某设计研究所、船舶某研究院、中车集团等企业的精益研发、综合设计、协同仿真、仿真体系建设、知识工程、科技资源整合等项目的总设计师。
工信部《基于仿真知识与经验的制造业产品研发服务平台项目》负责人，发改委《面向工业产品设计的协同仿真平台软件建设项目》负责人，科技部《知识工程体系研究和应用示范项目》专家组副组长。
精益研发体系创始人，《精益研发》杂志主编，曾发表精益研发、综合设计、知识工程、设计方法、复合材料等相关论文20余篇。
综合仿真体系创始人，曾发表CAE技术、多学科优化、协同仿真、企业仿真体系建设等相关论文20余篇。

后
精益研发是基于系统工程的综合研发体系，它将知识、工具、质量方法与研发流程深度融合，以达到提升研发价值和产品品质的目的。精益研发既是一种模式，又是一套体系，也是一个平台。
作为一种模式，基于精益研发理想模型，企业以流程化、正向化、仿真化、知识化、质量化为核心，不仅能提升研发业务的成熟度，还能不断提高研发能力水平与产品技术含量，促进核心竞争力的有效形成和全面提升。
作为一套体系，依据社会技术学WSR模型，企业可设计研发体系的战略和使命、技术和方法、标准和规范、人才和组织及信息化支撑平台，形成一个完整的有机体系。
作为一个平台，基于开放、柔性的SOA框架，企业能集成历史、当期、未来的信息系统，形为精益研发模式和体系的支撑平台，并承载企业信息化长期建设和未来发展。
精益研发可帮助企业实现研发模式转型，建立正向设计能力，同时规划未来的智慧发展路线。以精益研发为抓手，建立面向中国制造2025的现代工业研发体系。

竞争的加剧、需求的升级和技术的进步，让工业产品越来越大型化和复杂化。为了驾驭大型复杂产品的研发全程，企业想尽了招数：引入与培养有经验的人才，采纳优秀设计方法学，细分和优化研发流程，使用各种先进研发工具，精细管理研发数据，积累和重用研发知识等。手段多固然是好事，但缺乏系统化和盲人摸象式的建设，只会让研发体系变得更加错综复杂。企业看到的现象是：建设一次推倒一次，每次建设都回到原点。企业越来越需要一个高度整合的研发体系，把研发中的各种手段与要素管理和驱动起来，持续保证研发的高附加值。精益研发的提出，正是为了满足企业的这种需求。
精益研发也是中国制造业转型升级的需要。中国制造业具备“劳动密集型”“资源耗费型”“低技术附加值”的特点。低端制造业虽然表面上带动了经济发展和GDP提升，但抗冲击能力严重不足，同时也带来了巨大的环保问题和能源危机。历次横扫全球的经济危机让很多缺乏自主研发和创新能力的中国制造企业遭遇“突然死亡”。如何从劳动密集转向知识密集，如何从耗能污染转向节能环保，如何从低附加值转向高附加值，是中国制造业迫切需要解决的问题。提升研发能力是解决这些问题的切入点之一。“精益研发”倡导正向设计理念与方法，采用先进研发技术和设计方法学，优化、创新和规范企业研发流程，借助知识工程提高产品质量，创造更多附加值。
精益研发将知识、工具和质量方法与研发流程深度融合，达到提升研发价值和产品品质的目的。通过精益研发体系建设，企业逐步建立基于系统工程的正向设计体系，实现真正的研发创新。精益研发平台作为精益研发体系的信息化载体，保证精益研发体系的良好运行，同时保证过程数据的完备、协同、共享和可追溯。通过建设高标准的研发体系，实现创新性、高效率、高质量和高附加值的目标。
从提出精益研发到现在大约有10年的时间，期间，经历了两个阶段。
第一个阶段称为精益研发1.0。这个阶段的目标是“模式转型”。针对企业多年形成的研发积累，将研发流程显性化和数字化，将流程中蓄含的隐性能量释放出来，反哺研发体系，以达到夯实能力、提高效率、加强协同及持续提升的目的。这里所说的隐性能量指的是研发过程中形成的知识经验、研发工具、质量要求和过程数据等。
第二个阶段称为精益研发2.0。如果说1.0是提升效率的体系，那么2.0则是促进创新的体系。这个阶段的目标是“正向设计”，这是企业技术发展和产品创新必备的能力。通过引入系统工程V模型，注重从需求入手的系统设计，并采纳MBSE方法作为系统设计的支撑，强化了综合仿真和综合试验，充实了综合设计体系。2.0致力于厘清研发体系的所有要素，提出完备的企业研发体系理想模型。基于理想模型，我们可以紧贴业务进行模式规划、能力规划、资源规划及信息化规划。通过与理想模型对标，实现对研发体系的差距分析并实施变革，挖掘人员与组织的创造潜力。
精益研发是体系、框架和蓝图的总称。除了总体系框架，还包括11个子体系。本书除了对总体系予以说明外，还对这些子体系也单独展开讨论。
无论是1.0，还是2.0，系统工程方法始终是精益研发的基石。我们采用了系统工程发展历史中先后出现的三个重要模型，支撑和指导精益研发的技术、方法和实践。系统工程作为国际成熟的方法论体系，在国外先进企业中得到成功应用，但在中国企业的实践中没有获得预期效益，这就需要将先进理论与中国工业实际更紧密地结合，而精益研发则是将世界先进理论体系与中国工业实际相结合的产物，是系统工程在中国企业落地实践的成果。因此，对于精益研发的建设，需要补系统工程的课。因此本书用一定篇幅简单介绍了系统工程，包括INCOSE（国际系统工程学会）和NASA（美国航空航天局）的系统工程体系。
2015年5月，国务院印发了《中国制造2025》（国发［2015］28号），它很快成为引导中国制造业未来发展的纲领性文件，为中国工业和信息化的发展指明了方向，其中提出一系列原则性方针、重大工程、重点领域、战略任务以及支撑保障措施。精益研发2.0在研发创新管理、正向设计、工业强基、强化质量、人才培养、智能发展等诸多方面将对《中国制造2025》提供较强的支撑作用，非常符合国家工业的发展趋势。
《中国制造2025》发布前后至今，德国工业4.0和美国工业互联网理念几乎在中国沸腾。如果说精益研发2.0是中国制造2025时代的研发体系，那智慧研发就是工业4.0时代的研发体系，是精益研发的智慧化发展。因此精益研发3.0的目标将是“智慧发展”，本书对此也将做一定展望。

精益研发

精益研发致力于解决企业以下核心问题：
·是基于逆向工程的跟踪研仿，而不是基于正向设计的自主创新。
·数字化研发流程未完整梳理，型号开发缺乏科学的顶层策划。
·企业仿真体系没有完全建立，仿真技术没有发挥应有的价值。
·知识与资源缺乏共享，没有融入到研发活动中，知识与研发两张皮。
·质量是少数人的事情，没有融入到研发体系中，质量与研发两张皮。
·世界智慧科技已兵临城下，但在中国研发企业中尚未得到有效应用。

在当前我国制造业主要领域全面深入落实和努力探索实践《中国制造2025》行动纲领的关键时期，本书的出版对广大读者来说，可谓如遇甘霖，恰逢其时。作为本书作者的同行与好友，我很早就了解精益研发概念与体系的形成，并参与了相关内容的讨论与凝炼，也知道作者所在公司的同仁们一直在深入中国工业企业进行实践和验证。今天，他们能把这份丰硕成果系统化地整理并发表出来，以飨读者，实在可喜可贺！
当今，世界制造业呈现出全球化、精益化、协同化、服务化、绿色化、智能化的发展态势。发达国家经济体纷纷建立面向全球的资源配置、产品销售网络，构建集团管控模式，优化资源配置，实现精益运作。从生产型制造向服务型制造转变，占据价值链高端；从高能耗向低能高效转变，实现绿色设计与绿色制造；充分利用新一代信息技术，推动两化融合，实现产品和制造过程的数字化、网络化和智能化。而我国制造业仍然面临产业结构不合理、资源环境压力大、自主创新能力弱、制造业物流成本高、中小企业发展形势严峻等诸多挑战，总体上仍处于世界产业价值链的中低端。
《中国制造2025》瞄准世界制造业发展，把智能制造作为主攻方向和落脚点。同时，也明确指出，我国现阶段的发展重点还是加强工业基础，促进创新、质量和绿色等协调发展，并在航空航天等制造业的重点领域夯实基础，突破发展，占据制高点。未来10年，我国制造业将全面推进由低技术制造向高技术制造、传统生产型制造向服务型制造、粗放式制造向绿色制造、价值链低端向价值链高端全面转型升级和跨越式发展。
切实提升研发创新能力是我国制造业企业转型升级的重点和突破点，也是实现《中国制造2025》战略目标的重要抓手。本书作者抓住了中国企业产品研发和研发能力建设所面临的挑战与遭遇的核心问题，从全面而系统化的角度看待这些问题的复杂性，力求找到解决问题的关键点。中国工业企业面临的问题的确不是单点的问题，也不仅仅是技术问题，需要用系统思维来思考，用体系方法来解决。精益研发体系基于系统工程的成熟理论和方法来应对这些复杂问题是非常正确有效的探索与选择。本人对作者提出的精益研发目标模型的印象深刻，它将我们面对的诸多问题用系统工程的方法放到统一模型中来审视，并提出统一规划、各个击破的策略和方法，这无疑是解决这一复杂问题的正确思路、合理逻辑和有效方法。
精益研发体系的发展很好地补充和发展了精益企业体系。“精益”已经在世界范围内形成了一门独立的学科和理论体系。进入21世纪，实现“精益”的方法、经验日益丰富和成熟。在这期间数字化制造为“精益”的实现又提供了更强大的工具，扩展了“精益”在制造企业中的应用范围。过去，我们在生产制造环节讲求质量效能、成本控制，实际上设计过程也需要追求高质量、高效能、低成本，也就是将“精益”的思想从制造向研发环节延伸，在研发的每一个环节、步骤、流程中都尽量使用最优的方案，同时又能在设计活动中对产品设计的流程和状态进行精确控制与优化，实现设计产品价值最高、成本最低。与传统的研发过程相比，精益研发不是从局部去考虑、去配置，而是从整体上、系统上，从精益求精的优化上，来考虑整个设计系统、设计进程，从而达到更加高素质、高水平的一种设计状态。值得欣喜的是，本书并未盲从由生产制造过程发展起来的传统“精益”思想，而是通过对研发与生产之间的差异进行分析，提出“精益”针对研发过程的独特观点，对经典的“精益”思想做了丰富和发展，并形成了完备的实践方案。
精益研发体系不仅是针对研发业务模式和技术方法进行再设计，而且提出了利用集成、协同的信息化平台技术对这套研发体系给予有力支撑，在两化深度融合和迈上智能制造的征途中，这无疑是符合时代潮流和发展要求的。在新型工业化发展的过程中，我们正在通过两化深度融合、技术改造与能力建设，构建新型工业装备体系，它既包括“看得见摸得着”的工业硬装备，如机床、大型工业流程化/自动化装备，也包括由软件系统集成的软装备。我们把现代IT系统和企业信息标准融合在一起，形成与硬装备同样重要的软装备，如新的研发系统、新的供应链电子商务系统，这实际上也创新性地构成了现代工业的软装备体系。如果说硬装备为新型工业提供硬能力的躯体，那么由数字、网络和智能构成的软装备则为现代工业提供灵魂和大脑。软装备不仅仅是软件，还包括工具、知识、标准规范、业务流程，这些软装备恰恰是我国工业转型升级和跨越式发展的重要支撑。精益研发体系很好地体现了这一理念和要求，通过提出基于SOA的柔性架构，将企业现有的和未来将要发展的信息化系统集成整合，形成支撑全企业研发体系的核心工业软装备与统一的信息化体系，这是一条值得发展的技术途径和能力建设的重要保证。
大力发展智能制造，着力构建智慧企业将作为推进两化深度融合和落实《中国制造2025》发展的主攻方向。当前，我国正在创新发展以新一代信息技术和“互联网+”为代表的数字空间、网络空间和智慧空间，并大力推动它们与以制造企业为主的物理空间的高度融合，从而形成以信息物理融合系统为主导的制造业创新发展环境，实现我国工业的跨越式发展和转型升级。当前不论是“互联网+制造”，还是“制造+互联网”，其共同的目标就是促进以新一代信息技术与制造业高度融合的智慧革命。当今的装备制造业处在一个要用智慧技术和智慧机器进行改造的新时代，智能制造和智能装备无一不是依据互联网+数字空间/智慧空间/网络空间来改造、渗透和融入整个工业体系中，从而形成当今制造业开始从数字化、网络化迈向智能化的新时代。
因此，不论当前中国工业的现状如何，发展重点是什么，智能制造的步伐只会越来越快，工业智慧化的氛围将越来越好，对企业关于智能科技的采用和研发体系的智慧化发展要求将有增无减。我们也欣喜地看到，本书在最后一章对精益研发的下一步发展方向—智慧研发也进行了初步探讨，提出利用现代智能科技对企业的研发体系进行改造，形成基于工业云的、开放式的、支撑智能产品的研发、支撑全生命周期和全产业链的智慧研发体系，这也比较符合当今中国智能制造、德国工业4.0、美国工业互联网所提出的智能化和智慧化发展思路，是非常有价值的思考与相当有益的探讨，值得深入进行下去。同时希望在不远的将来，智慧研发体系变得更加完整，切实落地，并加入这一场工业智慧化大转型的浪潮中，为中国工业的发展做出新的贡献。

中国航天科技集团公司总工程师
国家制造强国战略咨询委员会委员，服务型制造专业组组长
杨海成
2016年4月

田锋 编著：暂无简介

序言
前言
致谢
第一篇　精益研发总体系
第一章　精益研发2.0时代背景　2
一、《中国制造2025》战略指导　2
二、借鉴世界先进工业体系　4
三、中国工业“十三五”规划　5
四、中国呼唤自力更生的研发平台　5
第二章　精益研发体系框架　7
一、精益研发2.0的提出　7
二、精益研发三维架构　11
三、精益研发流程模型　13
四、精益工作包模型　15
五、精益研发工作模式　15
六、精益研发理想模型　19
七、研发信息化蓝图规划　22
八、精益研发集成平台　24
九、精益研发体系模型　27
第三章　精益研发体系规划　31
一、精益研发规划步骤　31
二、精益研发蓝图规划　32
三、精益研发中期规划　34
四、精益研发成熟度评估　37
第四章　精益研发体系建设　48
一、精益研发建设内容　48
二、精益研发建设路线　49
三、精益研发建设方法论　52
四、精益研发建设成果　53
五、精益研发路在脚下　54
第五章　精益研发的特点与效益　63
一、精益研发体系的特点　63
二、精益研发预期应用效果　64
三、精益研发体系的可行性　66
第二篇　精益研发子体系
第六章　研发流程体系　72
一、研发流程的重要性　72
二、精益研发流程简介　73
三、研发流程的形式　75
四、WBS的基本概念　76
五、研发WBS构建方法　80
六、研发WBS梳理方法　86
第七章　综合设计体系　89
一、综合设计概述　89
二、综合设计体系模型　90
三、综合设计成熟度模型　90
四、系统设计与MBSE　96
五、设备总体论证　112
六、精益CMMI（GJB 5000A）　115
七、协同设计模式　118
八、过程数据管理　121
第八章　综合仿真体系　126
一、仿真方法概述　126
二、仿真应用领域　127
三、工业产品再设计　131
四、仿真集成与优化　134
五、仿真数据管理　137
六、仿真云计算平台　138
七、协同仿真平台　142
八、综合仿真体系建设　144
第九章　综合试验体系　151
一、试验管理体系　151
二、虚拟试验体系　157
第十章　知识工程体系　162
一、知识管理困局　162
二、知识工程建设　163
三、知识工程成熟度　170
四、知识工程系统　173
五、几个重要专题　176
第十一章　过程质量体系　187
一、过程质量管控原理　187
二、过程质量管控方法论　189
三、过程质量体系成熟度　191
四、过程质量体系建设　194
五、过程质量管理系统　198
六、过程质量体系价值　200
第十二章　产品技术平台　201
一、产品技术平台的提出背景　201
二、产品技术平台的建设　205
三、产品技术平台的信息化　208
四、基于平台的敏捷研发　209
五、产品技术平台的价值　209
第十三章　精益项目体系　211
一、精益项目模式　211
二、精益项目组织　214
三、精益项目绩效　221
第十四章　需求管理体系　225
一、需求管理概述　225
二、需求管理的内容　226
三、需求管理的关键　228
四、需求变更控制　229
五、需求管理工具　232
第十五章 　智能协同体系　235
一、需求和问题的提出　235
二、基于PLCS的数据协同　236
三、科研信息门户　242
四、研发驾驶舱　242
第十六章　研发资源云　243
一、建设目标　243
二、总体方案　244
三、基础云平台　246
四、虚拟桌面云　248
五、License云　249
六、集群管理与资源调度　252
七、资源云门户　254
八、应用效果和价值　256
第三篇　精益研发的前世来生
第十七章　两种精益之辩　260
一、精益思想溯源　260
二、两种精益　260
三、从源头消除浪费　265
第十八章 　系统工程摘要　267
一、系统工程三大模型　267
二、INCOSE系统工程　271
三、NASA系统工程　274
四、小结　279
第十九章　集团级精益研发　280
一、集团战略管控和研发管理模型　280
二、集团级研发体系的典型问题　282
三、集团级研发体系的差距分析　284
四、集团级精益研发体系的建设策略　285
五、集团级精益研发流程　285
六、集团级精益研发平台　288
七、集团级精益研发体系模型　290
八、集团级精益研发的预期效果　291
第二十章　智慧研发初探　293
一、智慧研发背景　293
二、智慧研发简介　296
三、智慧研发的目标　301
四、精益研发的智慧化　303
五、开放式智慧研发　306
六、智慧研发进化路线　310
参考文献　312