——访北京航空航天大学 机械与自动化学院教授、博士生导师刘继红

数字军工记者 敬石开

序言：精益研发作为一种全新的设计理念日趋成熟。为使读者能够进一步了解精益研发概念、内涵和特点，记者有幸采访了设计理论方法学专家刘继红教授。刘教授站在多年从事设计理论与方法学研究的视角，对精益研发的企业需求、国内外设计模式的发展与演变、精益研发概念内涵等方面，进行了精辟的阐述。

记者：作为长期从事设计理论与设计方法学研究的专家，您认为与国外信息化发展相比，国内制造业信息化领域在设计理论和设计方法学应用上存在哪些缺失？

这要先介绍一点设计理论与方法论的发展简史。从上世纪60年代以来，设计理论与设计方法论的研究得到广泛的重视，也提出了多种学说，比如以德国柏林工业大学Pahl和Beitz等人提出的系统设计方法论、日本东京大学吉川弘之提出的一般设计学、美国麻省理工学院Suh提出的设计原理等等。有些学说，比如系统设计方法论已经成为德国工业标准之一。上世纪80年代初期和末期，分别在欧洲和美国发起关于设计理论与方法论的国际学术会议ICED（International Conference on Engineering Design）和DTM（International Conference on Design Theory and Methodology）。除了上面提到的代表性理论学说以外，还产生了许多现代设计方法，如创新问题解决TRIZ、产品族设计、稳健设计、多学科设计优化、基于仿真的设计、DFX等等。

国外设计理论与方法论的应用情况综述已经见诸一些论文和报告中。这里以日本的一篇报告为例，简单介绍日本制造业企业产品开发中的设计方法和工具的应用情况。为什么单以日本为例，这主要还是考虑后面谈论的“精益研发”与日本产品开发生产有密切关系。日本机械学会论文集（相当于中国的机械工程学报）2006年1月刊发日本大阪大学藤田喜久雄教授等人以2002年针对118家日本制造业企业的221份问卷调查为基础的调查分析报告，并且与英国、新西兰等国的分析报告进行了对比分析（图）。一般而言，各国应用状况不尽相同，这跟企业文化或者产品开发理念等有关。比如，日本企业除了传统产品开发方法（专利查询、文献检索、智暴法等）以外，主要注重市场与质量问题（如TQC、VA、FMEA、Benchmark、Taguchi方法、QFD等等），而英国企业则更多应用FMEA、设计样机、快速原型、DFX等方法和工具。

国外先进研发方法与工具的应用

国内许多企业经过自1995年以来国家科技部相继推行的“CAD应用工程”、“CIMS应用工程”、“制造业信息化工程”等，产品研发信息化应用的广度和深度不断扩展。但是，存在这样的一些问题：（1）国内企业在产品研发方法创新方面乏善可陈。国外很多新的产品开发方法是企业提出后来得到提炼的，例如日本的QFD、田口方法甚至精益生产等、美国的多学科设计优化、基于仿真的设计、DFX等等，而在这一方面，中国的努力还十分不足。（2）国内企业对新的产品开发方法的认知程度不够全面和系统。一方面，企业的重点在生产而不在产品研发，因为研发的直接效益不明显；另一方面，产学研的密切协作不够，学生在学校所接受的设计方法教育不能与实践相结合，无法学以致用，企业了解和接受新的设计方法大多不是主动的而是被动的。（3）国内关于新的设计方法的咨询部门以及相应软件工具开发能力欠缺。

记者：分别对比国内外信息化发展水平、以及设计理论和设计方法学的应用水平，“精益研发”理念的提出，对我们的现状具有哪些意义？它在哪些方面体现了设计理论和设计方法学？对国内信息化的发展具有怎样的作用？

产品开发新的理念的提出和被接受，都是需要有相应的环境和土壤的。美国为什么能提出“大规模生产方式”而日本为什么又能提出“精益生产方式”？实际上，这是由不同的国情和不同的时代所催生的。中国制造业目前面临的局面是必须实现“中国制造”向“中国创造”转变，融入国际竞争市场。这要求中国制造业企业比以往更注重产品研发。“精益研发”理念的提出，应该正好顺应了中国制造业企业发展的需求。它将引导企业管理人员和技术人员更加投入地开展产品开发活动，真正地意识到产品研发是企业核心竞争能力主要体现。它也将进一步推进产品设计开发方法的创新和普及应用。

事实上，国家的研究与科技计划长久以来一直支持产品设计开发方法的研究与应用，例如国家科技部的863计划启动以来在设计自动化和设计方法方面一直对产品设计开发方法予以支持。当然，相对CAX技术而言，推动新的设计方法的力度还有待未来提高。从信息化的角度看，在支持产品详细设计的CAX技术得到广泛应用之后，如何将信息化手段应用到产品设计开发的前端，如市场分析、概念设计等，便必然成为关注的问题，而这也应该正是“精益研发”的目标之一。因此，“精益研发”理念的提出将推动新的产品设计研发方法通过信息化手段得以工具化，并在制造业企业中得到应用。

记者：从设计理论和设计方法学研究的角度，您如何理解精益研发的理论基础和核心内涵？

设计理论与设计方法论主要是阐明（或者从理论推导或者从实践中提炼）设计过程是什么以及指导如何实现正确的设计。精益研发的理论基础就是设计过程理论。只有明确设计过程是怎样的一个过程，包括哪些阶段或环节，设计过程中信息的种类以及传递或处理的方式是什么，才能确定应该采用哪些设计方法、设计技术支持哪些相应的设计阶段、环节（步骤）。例如，在确定产品要求时，必须考虑采用QFD等工具或方法将市场（用户）要求准确地转述为工程（技术）特征，才能进一步发现可能的冲突问题，从而为进一步采用创新设计方法提出需要解决的问题。同样，对于一个基本完成的设计或者已有设计，可以采用DFX方法对其进行分析评价，找出可改进的地方，从而实现设计与后续环节的集成。

精益研发的核心内涵应该是以产品质量为主线，采用现代产品设计开发方法和工具，实现产品相关研发活动的持续改善。实际上，这与“精益”两个字的本意是相对应的。被称为“管理经典”著作之一的《改变世界的机器（The Machine That Changed The World）》的中文译者们在翻译美国人对日本丰田生产方式的称呼“Lean Production”时着实费了一番功夫，最终采用现在已经广为认同的“精益生产”。所谓“精益”实际上是“精益求精”之意，拆字解文便是，“精”代表完美、周密、高品质，而“益”代表利益与增加。所以，“精益研发”强调如何在产品研发中不断提高产品质量。

记者：bat365中文官方网站的精益研发平台PERA包含了创新、仿真和质量三个子平台，每个子平台又含有若干工具，根据您对PERA平台的了解，您认为这些平台和工具是否完全体现了精益研发的思想？如果没有，您认为还应该包括哪些平台或者工具？

2008年6月初bat365中文官方网站公司举办了一次研讨会，邀请我参加，我首次了解了bat365中文官方网站推出的精益研发平台的内容。总的说来，我认为PERA还是比较准确地体现了精益研发思想的，正如前面我对精益研发的内涵的理解。首先，PERA是对三个子平台的整合（虽然我不太赞成平台套子平台的说法），除了bat365中文官方网站原来当家产品协同仿真平台以外，还增加了创新平台和质量设计平台。这些平台基本能够支持产品研发的早期阶段。其次，PERA所包含的许多工具是设计方法的具体体现，而这些工具与图1中的大多数设计方法是对应的。再者，PERA突出了“质量第一”的思想，质量设计平台自不待言，创新设计平台和协同仿真平台都是为该思想服务的。

PERA肯定将根据企业的需求不断增加新的工具。实际上，对于企业而言，除了产品质量不断改善外，能够提供满足用户（市场）多样性需求的产品也是重要的。因此，类似产品族设计支持工具等可能也需要纳入精益研发平台范畴。

记者：根据您对企业的了解，您认为PERA是否真正切中了企业在研发方面的需求？

我认为PERA还是比较切实地顺应企业研发需求的。

首先，还是质量需求。质量是制造业企业，特别是军工企业的首要产品目标。正如航天科技集团提出的“质量就是生命”的口号，产品质量意味着企业的品牌和声誉，也意味着企业竞争力。日本产品之所以称誉世界，就是产品质量过硬。而日本产品质量之所以过硬，就得益于日本人信奉“精益求精”理念。中国企业要想更好地融入国际市场，必须摆脱“低价低档”的形象，提高产品质量，从而提高产品附加值，必须借助“精益研发”。

其次，效益需求。通过“精益研发”实施，对产品研发环节进行梳理和改善，加强协作，提高创新效率、设计效率、分析效率和优化效率，确保设计成功率。

记者：能否谈谈您对精益研发理念、精益研发平台发展的建议？

首先，精益研发理念应该纳入精益生产理念范畴。事实上，美国人在总结归纳日本丰田精益生产方式时，并不是只关注工厂的“精益生产”。虽然，对于大多数知道“精益生产”的人来说，准时制（Just In Time）、看板等的确是生产车间或生产工厂的概念。但是，美国人明白无误地认为，日本丰田精益生产方法的五大要素就是精益设计、供应链协调（精益协作）、用户关系、订单发货管理和精益工厂。因此，不能刻意强调“精益研发”与“精益生产”的不同，必须将其作为“精益生产方式”的不可或缺的组成部分。其次，精益研发理念必须根据中国制造业企业发展的实际情况予以阐释，进一步深化内涵。

关于精益研发平台的发展。首先要明确精益研发平台涉及的流程、方法和工具的串连主线，进一步筛选和完善工具，目前，能感觉到PERA平台集成了很多与研发工具，但似乎没有体现出与设计理论的紧密关系。我认为，设计过程的理解将有助于平台的完善。通过设计过程中信息的种类和转换处理来确定哪些工具方法更为合适和有针对性。另外，一些工具还需具体化，例如DFX代表一类分析工具，PERA平台能够提供DFA、DFM还是DFE？这一点需要予以明确。