中国两化融合服务联盟

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        2016年8月26日，中国两化融合服务联盟在2016中国两化融合大会上发布了《中国两化融合发展数据地图（2016）》，基于全国近70000家企业近百项两化融合评估指标的一手数据，全面剖析了全国、31个省市、13个重点行业的两化融合发展现状、关键指标情况、发展重点、价值成效、特征模式等，是延续近六年两化融合年度评估报告的升级版，是我国两化融合发展的全景图。

　　中国两化融合服务平台将分十四期对《中国两化融合发展数据地图（2016）》进行解读，本期内容为“加强产品生命周期管控，激发研发创新活力”。
 

产品生命周期管理涉及产品需求识别、产品设计、工艺设计、生产制造、售后服务、回收处理等业务环节。当前众多企业通过两化融合在产品生命周期管控方面进行积极探索，在产品生命周期的各个环节引入并应用数字化工具，对产品有关数据进行全生命周期的关联管理与维护，在此基础上持续优化产品设计、提升研发创新能力、开展交互式协同研发、推动研发工艺制造一体化、丰富面向用户的增值服务等。产品生命周期管控的探索相对集中在产品数据管理相对复杂的离散行业，本节重点分析离散制造业产品生命周期管控的现状、关键点与成效。

 

一、工艺设计与售后服务数字化程度是制约产品生命周期管控的短板，数字化工具的作用有待进一步挖掘

 

从产品生命周期各环节引入数字化工具开展初级应用的情况来看，工艺设计与售后服务环节是短板。如图1所示，2016年，在产品设计、工艺设计、生产制造、售后服务等产品全生命周期主要环节引入数字化工具开展初级应用的企业占比依次为49.8%、27.9%、39.4%、22.3%，工艺设计和售后服务环节的数字化工具引入比例最低，但较2015年均有不同程度提升。作为连接产品设计与生产制造之间的桥梁，工艺设计长久以来一直是制约我国制造实力提升的薄弱环节，离散行业企业加工方式纷繁复杂、个性化程度强，涉及到的工序设计和工艺规程设计等标准化程度低、复杂度高，在一定程度上制约了工艺设计环节数字化工具的引入与应用。而近年来，我国制造企业才逐渐开始推动制造向服务延伸，利用信息化手段的售后服务管理尚处于初始阶段。同时，相当一部分企业对数字化工具的应用还停留在初级层面，在产品设计方面主要是进行二维/三维数字化产品建模，在工艺设计方面主要是进行信息化工艺流程规划和工艺文件自动生成，在生产制造方面主要是推动生产制造工序自动化，在售后服务方面主要是开展基于信息化的维修服务和配件管理等。 

图1  2015-2016年产品生命周期不同环节数字化工具引入和深度应用情况

产品生命周期各环节数字化工具效益发挥不到七成，应用潜力有待进一步挖掘和提升。数字化工具引入后的初级应用主要是提高各环节业务的标准化和规范化，用数字化工具代替部分人力工作，提高工作效率，而数字化工具的深度应用则是借助数字化工具开展人力不能开展或是难度较大的工作。产品设计方面数字化工具的深度应用主要是开展产品的模块化设计、预装配模型建立、产品性能的数字化验证和仿真分析等；工艺设计方面数字化工具的深度应用主要是开展工艺过程动态仿真与优化；生产制造方面数字化工具的深度应用主要是开展加工、装备、在制品物流等全过程信息跟踪与管控；售后服务方面数字化工具深度应用主要是构建以用户为中心的平台化、网络化、智能化备件体系和用户服务体系等。

2016年，在产品设计、工艺设计、生产制造、售后服务等产品全生命周期主要环节开展数字化工具深度应用的企业比例分别是32.9%、17.3%、25.2%、22.4%，与各环节的数字化工具普及率相比，除售后服务环节的数字工具效益发挥比较充分外，其它环节数字化工具效益发挥均不到70%。数字化工具在产品生命周期各环节的普及广度与应用深度均需要进一步提升。

 

二、产品生命周期管控数据互通是基础，业务集成是关键

 

产品全生命周期管控的基础是推动产品设计、工艺设计、生产制造、售后服务等环节之间关联一致的产品数据关联、传递和共享，实现设计BOM、工艺BOM、制造BOM的数据一致性和协同维护。在此基础上，开展各环节业务集成，开展产品从产品设计、工艺设计、生产制造到售后服务等过程的同步管理，建立全过程并行的研发制造模式，强化各环节的产品状态信息跟踪和反馈，基于全生命周期信息利用优化产品设计，提升产品全生命周期一体化管控能力。

2016年，我国在产品设计和工艺设计两个环节能够实现数据互通的企业比例达47.8%，但仅有20.0%的企业能够实现覆盖产品生命周期的数据互通，制约了产品全生命周期的业务集成，如图2所示。目前，有26.4%的企业能够实现产品设计与工艺设计环节之间的业务集成，但仅有7.4%的企业能够实现产品全生命周期业务全面集成。进一步扩大产品全生命周期集成覆盖范围，提升全面集成水平，实现信息化环境下产品设计、工艺设计、生产制造的一体化关联管控和协同优化，是开展产品全生命周期有效管控和高附加值服务的关键。 

图2  2015-2016年产品生命周期各环节数据互通与业务集成情况

 

三、产品生命周期一体化管控能够有效缩短创新周期，提高创新能力

 

产品研发创新能力是企业可持续发展的核心源动力。信息通信技术在产品全生命周期各环节应用的不断深入与延展，能够帮助企业实现产品全生命周期一体化管控，持续提高产品创新能力，促进产品升级换代，扩大新产品供给，快速满足市场多样性需求。具体来说，数字化工具在产品全生命周期各环节应用的不断深化，能够创新研发设计手段，提高研发设计效率，与仅在产品全生命周期各环节引入数字化工具进行初级应用的企业相比，开展了数字化工具深度应用的企业新产品研发周期下降了8.0%，由平均138.3天下降至平均127.2天。

打通产品全生命周期各环节间产品数据互联的通道，实现产品全生命周期业务集成，有助于变革研发组织模式，优化新产品研发设计流程，缩短产品设计验证过程，基于工艺和制造环节的数据反馈动态优化产品设计，降低新产品研发设计的错误率，缩短产品设计变更周期，使得新产品研发时间更加可控，与仅在产品生命周期各环节开展数字化工具深度应用的企业相比，实现产品全生命周期各环节间业务集成的企业新产品研发周期进一步缩短至123.3天，下降了3.1%。考虑到目前我国企业实现产品全生命周期各环节间业务全面集成的企业比例仅为7.4%，我国企业未来通过加强两化融合来进一步缩短新产品研发周期的空间巨大。 

图3  产品生命周期不同管控水平VS新产品研发周期