制造业智能变革之道|角色篇之一：智能产品设计

    随着中国经济发展的战略转型及中国制造2025、工业4.0概念的提出，制造业迎来了新的发展浪潮。在这个背景下，越来越多的传统企业感受到了重重压力，开启了转型与变革之路。对于制造企业而言，如何部署企业智能制造解决方案？如何建立企业自身特色的智能制造建设体系？如何规划企业数字化转型升级平台？您将从“SAP智造社区”精心撰写的“制造业智能变革之道”系列主题文章中，找到一些灵感。该系列文章将围绕智能制造的关键技术，智能制造的核心解决方案以及各行业企业如何推进智能制造三大版块展开，希望能给您和您的企业一丝启发。

    当前，随着制造业智能制造战略的稳步推进，有越来越多的智能化技术被应用到工业的智能化转型过程中。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？

传统产品设计过程面临的挑战

    通过对当前制造企业的产品设计过程进行调研发现，在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。调查结果已清楚表明，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。到底企业应该使用什么样的工具进行协同？如何利用正确的产品数据进行产品设计？如何在自上而下的业务流程中掌握更多信息？如何将客户的需求与产品相连？如何判断变更对产品各对象造成的影响？有一系列问题都需要去解决。

要实现产品设计模式的转型创新，就必须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。

智能化时代的产品设计新思路

    智能化时代的产品设计新思路主要体现在三个方面，即新的产品、新的商业模式和新的流程。

    1）新的产品。如今智能化产品既能作为工具支撑起智能化的产品设计，同时也对新时代的产品设计理念提出了新要求。一方面工程师可以利用智能化产品实现研发模式的创新与变革。同时从功能上讲，智能化产品复杂的结构也让产品的设计创新过程更为复杂。

    2）新的商业模式。随着用户个性化需求的凸显，为更好的推进市场发展，让消费者参与到产品的创新设计中来有利于企业对市场需求的把控。通过多元化化协同、需求驱动的智能产品研发、以及贯穿整个价值链进行实施的产品智能分析，能帮助企业加速智能产品创新。

    3）新的流程。通过建立多元化系统设计以及需求驱动的智能研发两大基础，企业的研发流程也会进行相应的调整来适应这一需求。企业可以通过邀请内部或外部参与者，为不同角色分配权限，安全可靠的集中存储数据，通过内置的三维查看器实现远程协同交互，集成的收件箱能及时的查看工作项目并直接打开内容和共享文件。

    德国雄克公司（Schunk）是全球最大的静压膨胀式夹具系统生产厂和全球最大的卡爪生产厂，其自动抓取机构的开发和生产则始终位于欧洲乃至世界同业之最前列。雄克公司的产品主要应用于机械和自动化领域，现有上千种不同规格的产品系列。为推动需求驱动的数字化创新在实时工程场景中的实现，雄克公司使用了SAP智能产品设计方案，实现了基于数字化双胞胎理念的虚实融合，让工程师可以根据实时数据提供夹具的360度全息视图深入地了解设备的细节。

    利用SAP智能产品设计方案，产品经理可以直接访问夹具相关信息，比如产品结构或三维模型，也可以跟踪现场资产的性能。同时可以根据现场的数据可以看到夹具设计的马力与客户实际消耗的马力数据。这意味着企业可以利用这些信息促发工程变更。除此之外，产品经理还可以轻松启动一个新产品的设计研发来满足市场需求。通过产品设计协同为各部门之间的实时研发协作提供强大的虚拟平台。对于像雄克这样的制造商来说，SAP智能产品设计具有很大的应用潜力。

    通过综合分析当前制造企业的产品设计需求并结合雄克公司的SAP智能产品设计应用案例，可以梳理出SAP智能产品设计方案能帮助传统产品设计向智能化产品设计的主要价值点，包括：

    1）通过云端应用可以简单地以邀请函的方式将供应商或者合作伙伴加入协同，并支持各种类型的移动设备的线下同步。

    2）与后台DMS系统集成后，能方便的上传和下载产品相关的工程结构，发布已有的可重复利用的产品模型。

    3）在自上而下的业务流程中掌控更多的产品讯息，让工作状态一目了然，同时可以工具三维视图对设计做出判断。

    4）结构化的定义和管理需求，将客户需求与产品相连。可以直接将需求关联到文件、产品主数据以及物料清单上。

    5）判断变更对产品造成的影响，并分析受影响的对象，以直接采取相应措施。

    SAP认为，智能化时代产品设计新思路就是三大要素，即多元化的实时协同，保证扩展企业之间的产品数据一致；需求驱动的产品研发，保证客户需求与产品数据的关联，进而使得全生命周期的数据处于可追溯状态；实时的产品智能分析，使产品研发者和用户对产品有全面的把控，并能快速采取有效措施。

SAP智能产品设计解决方案

    SAP S/4HANA云平台智能产品设计方案，通过多元化协同、需求驱动的智能产品研发、以及贯穿整个价值链进行实时产品智能分析，帮助制造企业加速智能产品创新。通过建立可靠的协作方式，实现与外部客户的无缝对接，实时的洞察情况并反馈设计。在客户需求与产品数据之间建立可追溯性和透明度。

    SAP基于云的智能产品研发方案主要能实现以下六个方面的功能：

    1）实现跨企业的即时协同交流。用户希望在产品早期阶段与设计团队和合作伙伴交流并交换一些意见观点和工作文档等。SAP智能产品研发解决方案可以建立协同工作空间，并邀请内部或者外部的参与者。在协同时，根据参与者不同的角色提供相应的权限。提供安全可靠的存储空间，并通过不同的设备来分享内容。内置三维查看器，方便在协同过程中对产品全面了解。

图1 实现跨企业的即时协同交流

    2）以工作流为基础，提升协同透明度。以工作流为基础，让参与者之间的交流更通畅。集成的收件箱能及时查看工作项目，并直接打开协同内容和共享文件。还可以实现与支持CMIS的文件系统集成。

    3）与实际的产品数据协同。用户希望与设计团队和合作伙伴交流时将内部文档直接在协同工作空间同步。SAP智能产品研发解决方案可以从SAP文档管理系统中将相关文档直接上传到一个协同工作区，并将协同工作区的文档无缝集更新到SAP DMS，与SAP S/4HANA 1709 On Premise一起使用。

图2 需求驱动

    4）根据明确的需求来驱动产品研发。用户需要确保开发的产品能满足所有需求，并快速判断需求带来的影响。SAP智能产品研发解决方案可以对需求进行集中管理以促进更好地交互，并将需求与各种不同的对象相关联来提供更全面的可追溯性。需求影响分析功能可以针对某个需求的变更提供更准确的考量，并采用标准化的需求交互格式文件在不同的公司之间展开需求交流和讨论。

    5）通过模块化的系统工程来管理复杂的产品结构。复杂的产品需求综合多个多元化团队的能力协力研发完成。SAP智能产品研发解决方案可以抓取并管理系统架构、系统分析和系统设计。尽早发现问题和遗漏，从而降低出错率。还能从多角度分析系统，利用可视化分析帮助企业更好的理解系统，促进与各种参与者的沟通和交流。

    6）研发状态透明化，方便采取有效措施。用户希望能方便地从各方面访问相关信息来快速采取必要的措施，或者更好地了解并利用客户使用反馈。SAP智能产品研发解决方案可以保证研发进度的透明化，目前已经可以提供需求、协同、三维产品展示图等功能，还开放了用不自定义的功能。并提供对相关对象的洞察，从各个系统抓取数据并采取措施。

结语

    随着制造业智能制造转型战略的持续深化，智能产品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。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推陈出新的速度也必须逐步加快，实现智能的产品设计将能帮助制造企业有效的应对这一挑战。

    如需更详细的了解SAP智能产品设计解决方案，请关注公众号【SAP智造社区】。