工业4.0时代，如何开启制造企业产品研发新模式

    随着智能制造时代的来临，制造企业仅凭过去的规模效应或是生产更优质产品即可创造和获得价值的时代已结束。在工业4.0浪潮的推动下，领先的制造企业无不在推动全面深刻的数字化转型来适应此次全球化的变迁，越来越多的智能化技术正在被应用到企业的转型过程中。当企业的产品变得更加智能、人与物之间开始实现互联、个性化定制消费观念实现了消费者与生产厂家的信息对接，新的产品创新模式也在不知不觉中逐渐形成，进而催使制造企业不得不去重新思考如何推进新时代的产品创新？如何适应在产品生命周期越来越短的竞争环境中满足客户越来越个性化的产品需求？如何提供更高的客户服务水平以及零缺陷的产品质量？在今年的汉诺威工业展中，SAP展示了以PLM全流程场景为核心的“共享智能数字双胞胎”案例，指出了工业4.0时代企业数字化转型路径。

    为了进一步探讨数字研发的最新应用、最佳实践以及未来发展路标，7月18日，SAP在上海举办了“互联·智能 开启工业4.0时代的产品研发新模式”SAP数字化研发产品创新论坛。会上，e-works记者采访了上海烟草机械有限责任公司副总经理金剑琴、安徽合力股份有限公司CIO张孟青、上海通用汽车有限公司资深顾问覃延科、上海脉恩信息科技有限公司副总裁宋玉彬、DSC Software亚洲副总裁吴镇耀，分别从用户与合作伙伴的角度与他们共同探讨了在工业4.0和数字化转型大环境下制造企业产品研发面临的变化和挑战以如何推进智能化的产品设计和智能研发。

数字化时代的产品研发面临的挑战

    有调查显示，很多企业的生产研发过程中平均有33%的时间浪费在无价值增值的工作上；工程师和产品研发者有20%的时间以过时资讯为基础展开工作；70%的工程师和产品研发者需要等待两天或者更多时间才能得到内部或外部相关人员的更新设计和信息；37%的项目失败源于无法正确的管理客户需求……

    可以说，传统的产品创新模式已经很难适应智能化时代的产品设计需求。面对这种现状，企业必须重新定位和思考产品创新模式。在采访过程中，受访者都谈到了在智能制造的大环境下，实现产品研发、制造、服务全过程的打通和整合至关重要。制造企业应逐步实现在智能制造系统架构下建立设计信息、生产信息、用户使用及反馈信息的高度智能化集成，从智能化需求产生到基础设计数据获得的过程，从智能化的用户参与式设计到能够直接转变为生产信息并被执行。

    上海烟草机械有限责任公司成立于1952年4月2日，是我国第一家烟草机械专业生产单位，也是我国机械行业的重点骨干企业，专注于制造烟草包装机械，产品经历了几轮升级后非常受到客户群体的欢迎。公司副总经理金剑琴在采访中表示，当前客户需求日益多样化、个性化，并且要求更快速的交付，目前上海烟机80%的产品都是个性化产品，传统制造企业如何适应当前柔性化的小品种、多批量生产非常关键，对于上海烟机来说，研发过程中面临的问题很多时候并不是技术上的，更多时候在于如何解决研产销之间整体的衔接，形成更好的整合和优化。研发过程内部包含很多环节，或者说是非常小的小流程，如何将这些小流程串联起来，并且与生产的小流程实现整合性的并联，让整个信息和速度达到最快最好非常重要。扩展到整个企业来说，信息的衔接是立体的，涉及到企业运营的方方面面，只有所有的信息实现打通，使研发、财务、生产、销售等所有环节衔接起来，才能真正的实现数字化转型。

安徽合力股份有限公司CIO张孟青

    安徽合力股份有限公司是我国目前规模大、产业链条完整、综合实力和经济效益好的工业车辆研发、制造与出口基地；是我国叉车行业较早的上市公司，拥有国家级企业技术中心，也是国家创新型企业、国家火炬计划重点高新技术企业、安徽省工程机械建设（合肥）基地领军企业。公司CIO张孟青表示，产品与商品具有很大的不同，一个产品必须与客户的需求紧密结合，全面响应客户需求才能够成为客户接受的一个商品。同时，如果产品从设计到制造、交付和运维，整个过程都能全面满足客户要求并且优秀满足，才可以称为一个优质的产品。因此以适当的成本，制造出满足客户需求的优质产品是任何一个制造企业必须第一考虑的事情。

    张孟青认为在当下，制造企业若想满足客户需求必须拥有一个强大的研发团队和很好的研发管理平台。制造企业的研发管理体系是一致的，所有的产品都从需求开始，需要收集用户的要求和想法；其次是需求分析，将需求变成可以结构化及描述的东西，抽象成研发的响应点或者功能点。这其中更多的是对需求的规格化，把用户需求从一种形象描述变成抽象描述是一个企业研发核心能力的体现。需求分析后通过研发团队将设想变成数字模型、图纸、工程文件，到最后的制造，再通过消费、服务与客户连接，这样的一个过程是在不断地与客户、供应商、制造单元进行交互，因此必须有一个通畅并且有适当安全度的一个平台体系。安徽合力通过4年多的时间，将整个研发体系和管理平台进行了更新，这个平台对于合力继续在这个行业中保持第一的地位会起到决定性的作用。

上汽通用汽车有限公司IT部资深顾问覃延科

    上汽通用汽车有限公司成立于1997年6月12日，目前拥有9个整车生产厂、4个动力总成厂，拥有别克、雪佛兰、凯迪拉克三大品牌，二十多个系列的产品，是中国汽车工业的重要领军企业之一。公司IT部资深顾问覃延科在采访中谈到，目前国内汽车企业的PLM应用已相当普遍，但国外企业的PLM应用更加深入和广泛。

    作为通用的一个合资公司，上汽通用在PLM的应用上是整合了不同的产品来完成的。这其中的挑战在于，合资公司有各自特色的流程，如何把通用的业务标准体系和本地化的文化或者是本地化的需求结合起来是非常关键的。公司使用的都是业界最好的一些技术或者平台，将这些平台整合起来至关重要，考虑到用户规模和深度的问题，结合用户体验，上汽通用采用的方式是不同业务领域用不同的解决方案去做。

上海脉恩信息科技有限公司副总裁宋玉彬

    上海脉恩信息科技有限公司成立于2010年，是国内唯一致力于研发咨询和SAP PLM服务的专家型咨询公司。核心团队成员具有丰富的研发实践经验及10余年SAP PLM实施服务经验。公司副总裁宋玉彬表示，脉恩科技的主要工作是结合专业知识将SAP全价值链里的各个业务功能和最新的研发管理理念与企业发展变化趋势结合在一起，形成一体化的解决方案推广给用户。在脉恩科技看来，目前国内很多企业产品研发上面临的主要问题集中在产品数据管理的一些基础问题上，尽管企业PDM系统已应用了很长时间，但有些最底层的问题并没有真正地去解决，简单来说首先是如何在PLM领域实现集团性的应用；第二是如何在研发设计领域实现模块化、系列化的产品设计；第三是如何在生产制造领域实现按照订单进行选配、生产、制造、执行。

    随着社会的发展，技术的发展和企业的发展，企业所面临的问题开始更多的显现出来，比如如何在产品设计早期实现研发产品的成本控制，同时把早期预估的成本和后续生产服务过程中实际产生的成本进行对比分析并找出差异，这是传统PDM领域以前从未遇到过的场景，这些场景要求企业要不断更新自己的观念，更新PLM技术及应用，来满足数字化转型的需求。

数字化转型的新思路

    在推进数字化转型的进程中，SAP建议企业围绕“数字化核心”与“数字化创新”来打造企业的双模IT运营架构。其中，“数字化核心”的目标是将企业业务的各个环节连接起来，从核心应用开始，提升企业效率、降低生产成本、逐步构建数字化转型平台，而“数字化创新”则是帮助企业利用最新的数字化技术，对数字化核心进行快速调整、集成与扩展，从而满足数字化转型的不断变化的敏捷性、创新性的要求，它包括了物联网、机器学习、大数据、商务分析、区块链和数据智能等技术。最后，在双模IT运营架构的基础上，将人、事、物三个对象连接起来，这其中主要包含五个业务领域，一是以最终用户为中心，二是个性化定制，三是数字化的智能产品，四是数字化的供应链和智能工厂，五是业务模式创新。

    上海烟机副总经理金剑琴表示，工业4.0是制造业本身进一步发展和适应市场的一种内生的需求，在当前的大环境下，企业无论是研发、制造还是服务，各个领域都发生了非常明显的变化，从客户的角度来看看，如何适应或者帮助客户应对他们的变化，进一步提升自身价值也非常关键。目前，上海烟机确立了三个智能的方向：一是打造更智能的产品；二是推进智能制造，打通生产过程中所有环节，提升效率，目前公司内部的智能制造课题项目即将在年底落地；第三是实现智能服务，通过在线数据的采集，建立数据模型、确立数据阀值，最终帮助客户实现设备预警提醒及预测性维护，降低维保难度。

    安徽合力CIO张孟青认为，当下国内外的企业都在说智能二字，无论是用智能产品，实现智能制造还是迈向工业4.0，都围绕着智能。对于什么叫智能可能会有不同的定义，但是对于机械产品来说，智能首先意味着它可以感知它的服务对象，包括它的同类，例如叉车与叉车、物流装备与物流装备，货物与货架和托盘，能够互相感知就具有了智能的基础。其次是把这种感知所得到的信息进行适当处理后再反馈用于决策，最后决策系统来指导设备应如何操作。因此智能体系一要能感知、二要能处理、三要能执行，整个过程连在一起就是所谓的智能制造系统。

    企业是否实现数字化转型需要从以下几个角度来看：

    从产品来看，具有软件系统就可以说这是数字化的，只是程度不同；

    从管理来看，所有的研发及制造过程都是数字化、流程化的，也可以说是数字化；

    从服务来看，客户的信息及问题能够通过物联网及时有效且准确地返回来，这也是数字化；

    从决策来看，部分企业开始借助AI进行一些分析，比如分析用户需求趋势等，但实际上它只是帮助企业分析一些规律，并不能够真正地做出结论，如何做好数字化决策才是最终企业实现数字化转型的一个关键所在。

SAP加速企业数字化研发变革

    在2018年汉诺威工博会上，SAP发布了数字化双胞胎网络（Networks of Digital Twins），横跨企业研发、生产、供应、销售、服务的全价值链，同时通过数字化双胞胎网络连接产业链上的利益相关方如第三方设计厂商、制造商、供应商、服务提供商、最终用户等，以支持企业全方位的数字化转型。数字化双胞胎网络被看作传统制造企业进行数字化转型的基石。它可以使企业业务在数字(云)端实现闭环运行，有效整合企业整体IT管控平台与生产设备运营、自有产品在客户端的使用等相关OT技术，拓展企业运营边界，提升企业的生产力和效率。

    SAP数字化研发解决方案可以协助企业在研发智能产品的同时，建立产品大规模定制的基础，并且有效管理产品研发过程的计划、资源、产品数据与研发费用，确保产品符合市场需要、符合企业发展战略，实现企业利润最大化。在最新的产品组合中，还纳入了系统工程、需求管理等管理要素，意图实现真正的全生命周期管理；同时，也结合了物联网和机器学习等创新应用，旨在帮助企业实现真正的智能研发。SAP数字化研发解决方案主要功能及特点如下：

    需求驱动的产品研发：嵌入式系统，实现机电软一体化管理；多元化收集，集中管理追踪；机器学习需求预分析。

    跨企业的设计协同：支持在价值链中的机构化和非结构化数据的协同合作；以工作流为基础的任务管理；支持3D文档可视化；与合作伙伴灵活地沟通；将协同与项目集成；分角色的协同保证文档分享的安全性；区块链为协同提供了可靠的环境来保证即使涉及产品知识产权也可以安全地进行信息交互。

    智能项目管理：产品创意管理；产品战略投资管理；项目结构、排程、项目资源管理；项目监控及通过机器学习预测项目成本趋势；通过该人机对话，实时创建及查询项目重要指标，简化项目管理。

    变更管理：以工作流驱动变更管理，并通过coPilot工具支持变更团队成员间实时信息交流；追踪并存储变更过程产生的全方位的业务数据，例如变更范围，流程及参与变更的人员等；通过预定义工作流模板，规范变更流程；支持工作流预配置，实现变更中自动匹配变更团队；支持客制化字段，适配不同客户需求；工程设计信息化导航仪，可视化浏览工程设计状态。

DSC Software亚洲副总裁吴镇耀

    DSC Software成立于80年代，是提供适用于SAP PLM的创新集成解决方案的顶尖公司之一，总部位于德国。DSC亚洲副总裁吴镇耀在接受采访时表示，随着产品种类不断增加，复杂性不断提高，制造企业开始使用存储在多种创作工具中的数据生产各种包含硬件、电子产品和软件的产品。目前，DSC正在和SAP一起打造SAP工程控制中心（SAP Engineering Control Center，简称SAP ECC PLM），借助该产品，用户可以通过独特、直观的界面和简单而可控的产品数据访问来提高工程效率，可以在同一个平台来处理不同设计工具的数据，比如有机械工具的接口就可以将设计部分储存在SAP软件里面，这样就可以在同一个系统里处理PLM和ERP的数据，很简单地将ERP部分的物料和设计部分的产品文档连接在一起。

    上海烟机副总经理金剑琴表示，对于制造型企业而言，生产和服务是转型的核心。SAP倡导的工业4.0新时代的产品研发新模式对于企业有很好的启发，可以帮助企业理清存在的问题并指导企业如何去提升研发效率。上海烟机正在大力推进数字化工厂的建设，前年已经已在一个新工厂里试点应用了SAP的ECC系统，今年计划在整个公司本部实现ECC的应用，根据公司规划，未来还将实施SAP S/4HANA产品，真正以SAP的ERP为核心，展开全面的数字化应用。

    随着制造业智能制造转型战略的持续深化，对制造业而言，随着用户个性化需求的凸显以及产品更新的节奏越来越快，企业的产品创新能力和交付速度将成为企业核心竞争力的重要组成部分，智能研发作为提升企业产品创新能力以及核心市场竞争力的关键手段已经变得必不可少。总之，借助SAP智能研发解决方案，企业可以加快产品交付速度，提升研发和工程设计水平，加速数字化转型进程。