基于产品平台的快速设计解决方案

1、需求背景

制造业企业以产品为核心,随着企业规模的逐步增大,很多企业会出现以下这些方面的问题:


  • 产品线多,各线之间缺乏良好的共享机制,重复、低价值的开发较多。
  • 项目众多,定制开发量很大,以前的成果不方便借鉴。
  • 项目和产品越来越多,却没有规模效应,成本上升,利润下降。
  • 新产品或项目开发压力很大,质量和稳定性出现问题。
  • 对技术体系缺乏积累和系统性的建设,核心技术无法得到发展和持续提高,容易被对手超越。

出现上述问题的原因在于,企业一般会制订产品发展目标,及具体的产品开发计划,但在产品平台战略和产品线规划方面没有做得很完善。由于缺乏明确和前瞻性的产品平台规划和产品线规划,产品开发就失去了路线图,产品之间本来应有的关联关系没有建立起来,项目协同则更加困难。于是,各个产品相互独立发展,不能形成一条一体化的产品线。而企业不能按恰当顺序开发并投放新产品,往往错失良机,在市场压力和浮躁心态下,于是企图将所有想得到的产品都做出来,结果摊子铺得太大,最终发现自己不具备充足的资源应付漫长的战线,处处困难重重。


另外,有些企业对产品平台战略很重视,也付出了长期的努力,但是效果不好,因为产品平台的建立是一个复杂且系统性极强的过程,需要一套高效的方法体系和软件系统的支撑。一些企业依靠自身经验和人工手段建立的平台体系,往往因为系统性不强,缺乏持续性而事倍功半。

2、解决方案

产品技术平台是企业的系列产品所采用的共同要素的集合,包括共用的系统架构、子系统、模块/组件、关键零件、核心技术等等,也可简称为产品平台。利用产品平台及其所属的产品货架和技术货架,可以帮助企业实现快速产品设计,并成为核心技术持续提升的基础平台。


PERA.Pord(Platform Oriented Rapid Design)解决方案适合于汽车、机车、工程机械、航空航天、船舶、电子等各行业,为企业产品平台的建立提供了一套专用的方法体系和软件系统。基本思路是以产品平台为基准,快速满足客户个性化要求,采用中间尽可能少的平台与产品版本,从产品货架和技术货架上提取成熟的公共模块和技术,以接近批量化的成本满足上方尽可能广泛的客户群需求,形成批量化与个性化的兼得。


同时,牵引下方技术货架和产品货架的发展,并通过核心技术与关键技术的突破,推动平台的升级换代,保持核心竞争力,带来利润的持续增长。


产品平台业务架构


PERA.Pord解决方案分为实施咨询和软件实施两个部分,实施咨询提供一套建立产品平台及各类货架的方法,协助客户梳理产品及技术货架,形成企业共享的产品平台。软件实施是将梳理成功的产品平台及各类资源库应用到软件系统中,与相关业务系统结合,以支持企业新产品的快速设计。


解决方案功能架构

 

3      客户价值

  • 为企业提供了一套完整的方法体系和软件系统,支持企业快速建立自己的产品平台。
  • 促进企业从以项目为核心的开发模式转向基于产品平台的开发模式,一方面实现规模化扩张,另一方面依靠持续培训核心技术和关键技术,使产品升级换代。
  • 产品平台可以最大程度地实现技术、模块、产品等成果的共享,减少重复开发造成的浪费。
  • 成熟的BB/CBB/平台系列广泛应用,帮助企业大幅度降低成本、缩短交付周期,还大幅提高了质量和客户满意度,提高产品品牌价值。
  • 帮助企业降低零部件种类,增加零部件的采购批量,减少供应商数量,增强议价能力。
  • 帮助企业实现快速设计能力,快速响应市场需求,快速推出新产品。
  • 帮助企业实现最佳的技术体系,如产品开发与技术开发的分离、产品设计与项目设计的分离等。
  • 帮助企业实现研发队伍梯队的合理配置,持续提高团队技术水平。



4、应用案例

(1)、项目背景

中国中车某车辆公司具有百年制造历史,是中国从事轨道交通装备研究和制造的专业化生产企业,是中国铁路装备制造业大型一档企业,一直以国际一流企业为标杆,利用引进、消化、吸收,再创新的发展策略,结合一系列先进的管理和设计理念、方法的应用,在产品设计和制造上取得了令人瞩目的成绩。在越来越激烈的国外市场竞争面前,如何在这种复杂多变的市场环境中保持领先地位,对公司产品的设计理念、方式和工具都提出新的挑战。

在企业的研发环境中,要有效利用“参考解决方案”或“历史产品平台”,让设计师对新的设计输入(需求)做出快速反应并做出正确的设计方案,需要将产品(或历史项目)的系统和零部件标准化后形成设计模块,进而形成产品平台,通过信息化管理系统将上述内容进行有效管理,用以指导设计师开展设计工作。



(2)、面临的挑战

目前在机车车辆行业企业的产品设计存在的以下主要问题:

  • 项目逐年增多造成了设计车型众多,并且基本是全新设计。各车型可通用、复用的零部件、系统模组等没有得到有效利用;
  • 由于产品全新设计工作量大,造成设计部门的资源紧张,使得设计质量得不到有效保障;
  • 设计师在设计过程对零部件的选型缺乏统一的标准和有效的工具,造成产品的零件、系统部件种类众多且实际功能和性能有一定的重复率;
  • 年轻设计师由于缺乏指导,导致设计质量不高,设计更改必要性和有效性存在问题。

本项目将建立基于模块化、标准化产品技术平台的信息化系统,提升产品设计的标准化率、模块化率,进而达到提升设计质量的目的。


(3)、项目目标


本项目的目标是通过项目的实施,建立基于模块化、标准化产品技术平台的信息化系统,为设计师提供基于产品平台的企业基础件、通用件和标准部件的浏览、搜索等应用功能,还可利用关键属性参数进行部件的系统挖掘,并可将挖掘结果直接应用于产品研发中,降低产品研发成本和风险,逐步发展和丰富具有轨道装备产品研发特色的产品技术平台。


(4)、业务架构


产品技术平台管理系统是一个以产品设计的标准化、模块化设计为核心,为用户提供基础件、通用件、标准部件的基于产品平台的快速浏览、基于参数的挖掘、使用统计与分析的系统。此系统不仅是一个标准设计模块的管理平台,也是一个与设计工具集成的直观有效的应用系统,同时能够为标准化工作提供统计分析数据,帮助企业进一步完善标准设计模块的内容建设。产品技术平台管理系统的整体业务架构如下图所示:

产品技术平台管理系统的业务架构图


产品技术平台管理系统实现了与PDM和CATIA的紧密集成,能够对基于产品技术平台的标准化、模块化设计所需要的标准零部件数据进行全过程管理,实现从创建、应用、统计和更新的全过程。同时可以基于零部件分类(基础件/通用件/标准部件)和产品平台(地铁产品平台/铁路客车产品平台/城际动车产品平台等)对标准零部件进行多维度的管理。

(5)、应用价值

通过平台建设,理清了公司核心技术,明确了技术和产品的发展方向。


利用产品平台和CBB库进行产品设计,显著提高了设计效率,缩短研发周期。


降低零部件种类20%,同时了增加零部件的采购批量,减少供应商数量,增强议价能力。


设计质量明显提高,设计更改减少了约30%。


顺利实现研发队伍梯队的合理配置,有一批有经验的工程师专门负责维护和更新产品平台。


产品平台成为技术不断提升的基础载体,有利于核心技术的不断进步和积累。