支撑产品线统标统型的研发模式创新与实践研究.pdf
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1、62-70.AVIONICSTECHNOLOGYVol.54 No.2第54卷第2 期航空电子技术June.202320233年0 6 月D0l:10.12175/j.issn.1006-141X.2023.02.11支撑产品线统标统型的研发模式创新与实践研究严大龙,彭庆义,朱国锋,许俊逸(中国航空无线电电子研究所,上海2 0 0 2 411)摘要针对航空电子研发企业产品型谱不收敛、新技术应用风险高等问题和挑战,提出了一种用于支撑产品线统标统型的新型研发模式,通过构建支撑产品线统标统型的产品技术研发体系,推进平台CBB在产品线各层级中的广泛共享复用,实现产品的通用化、系列化、组合化研制。实践结
2、果表明,该研发模式可有效促进企业研发成本、质量、进度的有机统一。【关键词产品线;统标统型;共用基础模块;平台化;模块化中图分类号F407.5文献标识码 A文章编号110 0 6-141X(2023)02-0062-09Research on the Innovation and Practice of Research and Development Mode to Sup-port the Unified Standard and Type of Product LinesYAN Long,PENG Qing-yi,ZHU Guo-feng,XU Jun-yi(China National
3、Aeronautical Radio Electronics Research Institute,Shanghai 200241,China)Abstract:Aiming at the problem of non-convergence of avionics product spectrum and the risk of new technology ap-plication,a novel product technology research and development mode is developed based on the platform CBB to sup-po
4、rt the unified standard and type of product lines.This mode promotes extensive share and reuse of CBB in multiplelevels of the product line,which realizes the generation,serialization and combination of avionics products.Practicalresults show that this mode can improve the unification of project qua
5、lity,cost and schedule effectively.Key words:product line;unified standard and type;CBB;platform;modularity1航空电子产品定制化研制模式现状与问题航空电子产品的通用化、系列化、组合化(简称“三化”)研制是航空电子产品行业的重要发展趋势之一。“三化”的设计理念可以在保证产品性能可靠的前提下有效降低产品的开发、生产和维护成本,提高企业的生产效率和市场竞争力。目前,国外先进的航空电子产品制造商已在产品的“三化”研制方面进行了诸多实践,取得了一定的成就。例如,美国的波音和洛克希德马丁公司应用模块化
6、开放式系统开发方法(MOSA:M o d u l a rOpenSystemApproach)开发出了一系列通用的电子组件,实现了航空电子产品的系列化和组合化研制2。欧洲的空中客车公司在A320 neo等机型中采用了通用的航空电子产品,提高了生产效率和产品可收稿日期:2 0 2 3-0 5-2 3引用格式:严龙,彭庆义,朱国锋,许俊逸.支撑产品线统标统型的研发模式创新与实践研究 .航空电子技术,2 0 2 3,54(2):63严龙,等:支撑产统型的研发模式创新与实践研究第2 期靠性,柯林斯公司基于统一的平台架构推进产品线统标统型,推出系列化航电系统解决方案及配套产品,促进产品线型谱规格走向收敛
7、。随着航空产业的发展,国内的航空电子产品研制企业也在积极探索更高效的产品研发模式,建立能够有效促进企业知识积累和复用的研发体系流程,推进产品线统标统型,实现航空电子产品的“三化”研制。目前,国内的大多数航空电子产品研发企业采用基于项目特定需求的定制化产品研发模式,该模式使企业能够聚焦需求,集中资源短期内协同攻关。然而,随着企业承担的项目数量不断增加,产品及其内部功能模块的规格数量也同步增加。以某个项目需求研制的功能模块往往不具备通用性,难以跨项目复用 3 。这就迫使企业在每一次项目产品研制时均采用定制化设计,将会导致出现产品型谱难以收敛、元器件规格无序扩张、应用不成熟技术研制风险不受控等问题,
8、给项目研制带来了质量、成本和进度等方面风险。本文提出一种基于平台共用基础模块支撑产品线统标统型的研发模式,可以有效避免定制化研发模式的负面效应,降低企业研发过程的重复投入,重复开发,重复验证,更好地满足有多条产品线研发业务的航空电子研发企业的发展需要。2基于平台CBB支撑产品线统标统型的新型研发模式2.1共用基础模块、平台和产品线共用基础模块(CBB:C o m m o n Bu i ld i n gBlock)是指那些可以在不同产品、系统之间复用共享,实现特定功能、性能及规格的可纳入产品构型管理的实体单元,包括零部件、模块组件、整机单元、子系统、软件固件组件、其它模块化/组件化/构件化设计成
9、果的实体单元及其组合 4。CBB一般具备如下特征:共用性,通过集成即可支持不同的应用系统或产品;具备灵活方便的二次开发能力;与产品或应用系统间界面清晰,可与上层应用的技术分离;可促进异步开发;具有明确的功能、性能指标;具有可靠性、可用性、可服务性;具有完善的可维护、可测试特性;有完善的资料手册。平台是指基于领域内统一架构下的一组公共组件,可由多个子系统有机集成,具有自我完善、深度满足产品业务动态需求的能力。平台是架构的实现,可以提供基本的运行功能,在平台的公共组件上增加客户化的特性就能快速形成产品,满足外部客户的需求 5产品线是一组共享公共管理、具备相似特征的产品集合,这些特征满足一个选定市场
10、的特定需要。一条产品线的定义是基于市场策略的,而不是基于其成员产品的技术相似性。为一个产品定义的特征,可能需要完全不同于其他成员产品的解决方案。一条产品线通常与一个产品族一起提供出来,但不限于一个产品族。2.2新型研发模式思想内涵良好的研发模式要与企业业务和组织能力相适配,可以支撑企业打造核心技术,持续提升组织研发能力,促进提高研发效率,不断研发出适应市场变化、满足客户需求、具有成本和质量竞争优势的产品,促进企业经营效益持续改善。基于平台CBB支撑产品线统标统型的研发模式是指以平台及CBB为基础,通过模块化开发,实现产品系列化、标准化研制的一种产品开发模式。该模式面向产品线开展产品型谱和产品路
11、标的统一规划,策划并构建产品平台,统筹开发并推动CBB,在各条产品线内部或产品线之间的共享复用,以有限的产品型谱满足客户多样化的需求,综合提升研发效能,促进企业实现提质降本增效。企业实施基于平台CBB支撑产品线统标统型的研发模式的本质是通过平台CBB的共享复用,使企业能在产品线的各个层级进行异步并行开发,促进企业产品线和能力线同步发展。(1)采用基于平台的异步开发模式和重用策略。在平台上按产品、模块组件、专业技术分层,在不同层级上进行异步并行开发,在不牺牲产品差异性的前提下尽可能复用CBB,通过发挥平台的杠杆作用多快好省地开发产品;(2)推进技术开发与产品开发相分离的异步开发模式的价值在于提前
12、开发共性的核心技术、关键技术与基础技术,不断提高技术成熟度并实现转化。通过技术平台支撑产品平台,缩短产品开发周期,降低产品开发风险;642023年航空电子技术(3)构建产品线和能力线同步发展、相互促进的格局。强化产品线研发组织的市场导向、自主权和对产品开发项目的领导力。同时,加强能力线的资源建设,不断提升各领域的专业能力,使其能够支撑产品线研发团队实现全流程的横向运作,推出具有竞争力的产品,快速响应市场需求。3企业产品线统标统型实践方法3.1产品线统标统型总体思路企业推进产品线统标统型需要根据企业中长期发展目标和业务计划,持续构建技术、平台能力和产品核心竞争力,明确业务分层,促进公共平台及其系
13、列组件复用,高效支撑产品开发,降低投资风险,缩短开发时间,降低开发成本,提升内部运作质量和效率,为客户创造增量价值,提升客户满意度。研发类企业在推进产品线统标统型要从企业的产品线业务实际能力现状出发,确立企业各产品线统标统型的长期目标和年度目标,建立产品线统标统型的责任体系,建立企业支撑产品线统标统型的研发体系流程和配套管理制度,推进企业技术创新和创新成果转化应用,开展企业的标准体系建设,以统标促统型,大力推进企业平台CBB的规划、建设和应用,在产品设计贯彻标准化模块化设计,以高质量低成本的CBB促进产品质量的提升和成本降低,同时关注实施的风险,实现企业产品研发成本、进度和质量的有机统一。在产
14、品线统标统型实践过程中总结形成了一套理论方法,具体包括目标责任体系构建、研发体系流程梳理、产品线划分和产品型谱规划、平台CBB的规划定义和研制应用、基于平台CBB的产品线统型等活动及质量可靠性与成本控制措施等,活动流程如图1所示。市场需求经营目标发展战略目标责任体系产品线划分和型谱规划质量和可靠性保障措施研发体系平台CBB规划和定义成本控制措施企业技术标准体系平台CBB研制基于平台CBB的产品统型产品统型谱收敛图1企业产品线统标统型实践活动流程3.2产品线统标统型责任体系构建方法建立产品线组织对于统标统型的责任体系,明确产品线经理推进产品线的统标统型目标和主体责任,并赋予相应的保障资源。产品线
15、经理推进基于平台CBB统标统型工作可遵循如下方法和步骤:(1)确定统一的标准和规范产品线经理与团队共同定义和制定统一的标准和规范,以确保产品线中的各个组件和模块符合相同的标准。这些标准和规范包括设计原则、编码规范、接口定义等;(2)构建可复用的组件库基于平台CBB的理念建立一个可复用的组件库。该组件库包含经过验证和测试的标准组件,对组件版本进行管理,供产品线中的不同产品共享和重用;(3)设计模块化的产品架构产品线经理推动产品线品类产品采用模块化的产品架构,将产品拆分为独立的功能模块或组件。每个模块通过标准接口集成,从而实现产品线中不同产品之间的统一性;65严龙,等:支撑产品线统统型的研发模式创
16、新与实践研究第2 期(4)建立指标和评估体系评估产品线的统标统型程度和效果,设定组件的重用率、产品线的标准符合度、开发效率提升等衡量指标。通过定期评估了解产品线的发展情况并制定相应的改进计划。3.3支撑产品线统标统型的研发体系构建流程推行基于CBB支撑产品线统标统型研发模式,要建立产品技术研发体系流程及配套管理制度,促进知识成果在企业内广泛共享复用。企业首先需要对产品体系和技术体系进行系统化的分析梳理,构建既能相互解耦又能高效协同的产品技术研发体系(如图2 所示),通过建立统一的管理模式和独立的开发流程,使各个业务层次独立运作并互相支撑,明确各层次之间的交付责任和依赖关系。每个业务层次都有执行
17、者、管理者和决策者,通过分层管理决策和各层级的异步开发,使公司管理更加有序、高效。业务分层及平台架构是实现高质量低成本研发交付的能力基础。以架构为基础的平台化、标准化业务分层可在多产品、多项目之间实现组件、子系统甚至产品平台的共享与重用。模块化、平台化、标准化的业务分层与架构设计可让产品开发像搭积木一般快捷高效。主机需求机型1机型2机型3机型N解决方案系统1系统2系统M产品线1产品线N产品族1产品族N子产品1子产品1子产品1子产品1衍生产品子产品2子产品2.子产品2子产品2子产品Release产品体系子产品N子产品N子产品N子产品N基型产品基型产品1基型产品N基型产品1基型产品N主版本Vers
18、ion产品平台产品平台1产品平台N单元CCBB2模块C组元器件B.B元器件元器件组件/部件件BB组1N元器件技术体系关键技术1核心技术1通用技术1关键技术2核心技术2通用技术2专业技术关键技术N核心技术N通用技术N图2 基于平台CBB的产品技术体系架构图在此基础上,进一步对产品和技术研发流程进行梳理重构,形成基于平台CBB的研发管理体系流程框架(如图3 所示),并制定基于平台CBB的企业产品技术开发流程(如图4所示),推进异步开发,在产品与技术规划过程中识别产品开发所基于的平台和能够共享的基础模块,逐步建立产品技术货架,达到提高技术复用,减少开发浪费、缩短产品开发周期以及提升产品质量的目的。6
19、62023年航空电子技术研发管理体系体系规划子体系定制开发产品开发技术开发平台CBB开发论证一概念一计划一开发一验证一生命周期维护主干流程流程定制开发流程产品开发流程技术开发流程CBB开发流程论证运概图立运立运维子流程维念维项体系设计需求分析需求分析立项评审立项评审需求映射需求映射项目策划项目策划关键活动多方案选择多方案选择内部验证内部验证关键角色项目经理市场经理质量保证系统工程师制造代表体系推行支撑及评估人力、财务、物资管GJB9001C、质量管理、多项目管理理、外包外协、内协、GJB5000C、生产、售后新产品市场开发知识产权服务、保密管理质量文化、绩效评估图3 基于平台CBB的研发管理体
20、系流程图集成产品开发(I PD)七层货架用户需求定义所创建初始物任务书设计目标需的设料清单确认零部件选择技术评审平台体系参考架构计要所需部件通用性合并计划共享系统系统开发共享子系统共享整机CBB管理委员会增加新CBB增加新CBB产品开发CBB数据库共享单机共享模块平台体系参考架构产品/技术清单共享部件部件开发技术路线图共享器件概念计划开发迁移维护跨产品通用性技术开发流程(TDP)合并目标计划图4基于平台CBB的产品技术开发流程3.4推进技术创新并加速成果转化应用企业为了提高技术创新效能,控制创新的风险,企业需要在技术预研控制,平台技术开发,产品开发三类创新把握好创新侧重点并控制好创新比例:(1
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