精益研发核心问题揭示了企业研发陷入困境。
如今，制造业领域的产品研发模式已经呈现出高度集成、协同和全程化的发展趋势，产品越来越复杂，技术含量越来越高，数据越来越大。软件正在部分替代原有硬件执行更复杂的功能，越来越多的企业部门和合作单位参与到整个研发过程中。随着产品的研发工艺越来越复杂，研发工艺涉及的一系列核心问题也逐渐暴露出来。大多数企业在产品研发的过程中面临的核心问题主要有三个方面。
主要如下：
1.产品开发过程不能在产品开发项目的专业组之间完全同步；项目的流程繁琐，产品数据和信息没有在项目团队内部的专业群体间有效传递；错误的工程设计方法和不必要的设计步骤；研发过程中的工程变更和各种形式的返工等。
2.目前，产品的仿真已经从过去的单学科、单参数、无协作的仿真发展到多学科、多参数、多领域耦合、高性能计算的协同仿真。一方面需要在越来越多类型的仿真分析中实现协同，另一方面需要实现越来越多的人协同进行不同的仿真任务，这使得企业无法实现部门、人员、仿真工具、仿真模型、仿真数据等的协同。
中国是世界上最大的制造业国家。然而，“中国制造”产品的质量信誉一度遭受重大打击，产品质量问题事件频发。一方面，由于对产品在研发阶段的设计可靠性、耐久性、维修性缺乏相应的性能分析和验证，产品的整体功能和性能指标无法得到有效保障；另一方面，在详细的设计阶段，产品的总设计工程师很难动态掌握各子系统、部件的设计对整体功能和性能指标的满意度和影响程度，导致产品的整体质量无法得到保障。
目前，中国仍处于国际产业链的下游。据统计，国内制造业企业中，拥有自主知识产权的企业仅占企业总数的万分之三，99%的企业没有申请专利，从而形成了中国制造业“有制造无创造，有产权无知识，靠模仿为生”的现象。更大的问题是，因为大部分企业靠模仿为生，他们知道自己的产品，却不知道为什么。企业研发的产品造成的，核心的性能比较低。
以上问题主要是由于大多数企业没有建立完整健全的产品研发体系，研发流程不清晰，缺乏规范的产品规划体系和强有力的实施方案。各种设计和模拟工具随便用，与流程和数据不融合，不流畅；质量管理没有融入研发工作，质量和研发两张皮；传统的设计经验和知识没有沉淀、积累和传承或者很好的融入到研发的过程中。知识和研发是两张皮...
这直接导致自主研发能力弱，产品创新意识不强，研发周期无竞争优势，研发成本较国外先进国家高，严重制约了企业的可持续发展和自主创新能力。
企业的目标是利润最大化，实现可持续发展。企业需要的是精益。
“精益研发”是解决企业在研发过程中核心问题的关键。它是一项基于建模的信息系统工程。以系统集成、过程管理、数据管理、知识驱动等信息技术为手段，综合应用知识工程、协同仿真、创新设计、质量设计和多学科优化等先进技术。，实现产品从概念设计到试产的高效协同，有效帮助企业提升产品自主创新能力。实现机制是通过建模增加系统的分解维度，将知识和标准嵌入到研发和管理流程中，实现知识驱动的精益研发流程。精益研发技术是系统工程、设计方法论和项目管理的分析、提炼和集成应用，是精益研发系统工程模型的基本内容。精益研发技术要点：
标准化流程——刚性和柔性相结合；
知识引导——适度推送；
系统维度——基于建模的系统工程，适合分解和综合；
开放系统——有利于应用集成。
精益研发的实现需要人、流程、技术的配合。那么，如何实现研发过程中参与要素的高度协同，消除产品研发过程中不必要的环节，提高产品的技术含量和附加值，实现产品的精益，进而提升企业的核心竞争力，实现从“制造”到“智造”的转变？
要实现精益研发，确定高效的产品研发流程是关键。如何打造高效流畅的研发流程？虽然不同的企业对研发的价值有不同的理解，但是研发的过程和实现它的工具是有一些区别的。但要实现精益研发，一般流程可以借鉴。
在产品研发的初始阶段，为了避免设计中部分流程生产未能满足客户需求而造成的浪费(即流程研发中不增值的流程和操作)，需要在产品研发之前进行深入的市场调研，针对客户需求形成完整的产品技术指标需求，建立基于用户的产品能力评估模型，并在此基础上，将工作流程细分为更细微的步骤。
在研发过程中，结合协同仿真、创新设计、质量设计三项研发技术，以协同仿真为基础，推进基于知识的仿真分析，从多个领域开展产品的数字化仿真分析，发挥CAE技术优势，进行全维结构设计、分析和优化，将产品优化设计贯穿于产品设计的全过程；在此基础上，结合现有的工程经验和业内快速的设计方法，通过PDM对研发过程中的各类数据进行有效管理，实现研发信息的有效集成和共享。高效协作用于减少(或消除)开发过程中的无效环节，协同仿真以“立刻做正确的事”为目标，从客户的角度安排和评估最终产品，知识积累用于推动技术创新。
“三位一体”研发流程，即研发流程标准化、规范化、系列化。每个企业的现状不一样，产品开发的方式也不一样。如何重视研发流程，让管理流程“落地”，规范流程，固化和规范研发流程是一种方式。以仿真分析流程的建立和标准化为例，说明流程的建立和标准化。
(1)建立模拟分析流程。
在企业现有的研发框架下，建立产品研发过程中的仿真分析流程，同时建立几个子流程。过程定义的内容包括模拟分析的内容、输入/输出、文件格式、各部门的职责等。在产品开发的每个阶段。在此流程的指导下，仿真分析与产品开发紧密结合，从而提高相关部门之间的协作效率，实现研发中的高效协同。
(2)规范仿真分析，建立仿真分析数据库。
总结仿真分析经验，建立仿真分析规范，包括建模规范、分析评估规范、数据处理规范等。，让没有分析经验的员工也能按照仿真分析规范进行标准化的仿真分析。建立仿真分析数据库，包含设计、测试、分析、性能、装配、部件特性、材料特性等所有与性能开发相关的数据。，在仿真分析过程中固化以往的经验，不断积累现有产品的仿真分析数据和试验数据，为新产品的研发提供结构和性能设计的范围限制，这也是实现数据积累和知识沉淀的关键。
(3)仿真分析过程的标准化
规范仿真分析的流程，使仿真分析从概念设计、详细设计到量产的内容和流程能够形成一系列标准，规范模型建立、仿真分析流程、评估标准、数据处理等步骤；模拟报告被模板化以标准化报告的格式和内容。通过仿真分析的标准化，不断积累研发数据并进行分类，方便了数据查找，提高了设计人员的工作效率，缩短了整个产品的研发周期。
规范流程后，如何保证流程的顺利实施？虽然有各种流程作为基础，但是运行这些系统和流程的是人，所以对流程运行的有效监督和控制也是企业实现精益研发必须考虑的因素。
精益研发的实现还是需要两个保障。一个是产品研发应用的技术，一个是研发过程中使用的工具。在引入新技术方面，精益的原则不是积极倡导新技术，而是使用可靠的、经过充分测试的技术。在研发工具方面，一定要选择合适的研发管理工具。没有有效的工具支撑，产品研发将处于不可持续、不完整的状态。工具和技术的意义在于支持流程和加强人的工作。以虚拟几何原型技术和管理工具在汽车产品研发中的应用为例，说明了在精益研发中选择有效技术和工具的重要性。
虚拟样机技术可以使企业实现新产品设计的全三维数字化。企业可以根据研发产品的特点，定制3D 设计工具的个性化模块，满足实际的研发需求。例如，目前大部分企业采用“三维加二维”的产品设计模式(即利用三维软件进行产品设计，然后转换成符合归档和指导车间生产国家标准的二维图纸)，这可能导致装配设计困难复杂、产品修改和系列化设计困难、二维CAD图纸与三维没有关联等一些问题。为解决上述问题，采用自顶向下结合三维虚拟建模的方法。在此基础上，应用PDM系统和内部网络平台，实现产品设计的全三维数字化、系统化和模块化。
在产品设计分页过程中，将具体产品结合自顶向下的设计方式，应用模块化的设计解决方案，将设计环节的所有数据检入PDM系统，设计结果直接由3D软件出图，可以实现产品设计过程的高效协同，即保证产品图纸的真实性、准确性、充分关联性以及图纸与3D模型的一致性，具有良好的模块化。每个子组件都是自成体系的，从一个型号中拉出某个组件放到另一个型号上非常方便，可以快速借用其他产品，同时可以大大缩短新产品的开发周期。
在引入有效理念和技术的基础上，精益研发还需要有效的研发管理工具来支撑。以汽车等复杂产品的研发为例，可以考虑将产品的研发项目管理平台、流水线产品开发流程(基于模板的特定车型开发流程)、电子签收平台、基于平台的通用管理平台整合到一个系统中，固化整车的研发流程，以流程驱动的跨领域知识管理的方式，管理产品设计的包括规则、流程、重要设计数据库、可交付成果在内的诸多内容。
在此基础上，以“信息包”和“知识库”的形式，将专家为产品设计总结的相关法规、标准和设计经验打包，通过任务直接传递给设计工程师。即构建基于互联网架构的设计导航系统，以研发流程为基础，形成研发中各阶段、关键点及相应产出的固化，建立标准化的项目策划操作模板，推动研发流程和项目管理的标准化、规范化。产品的研发被分解成由若干个小任务组成的任务流，每个研发部门被视为不同的工位。任务流从一个工位转移到下一个工位，形成研发流水线，既能提高设计效率，又能保证产品的设计质量。这样就在企业内部形成了统一的产品设计数据库、标准数据库和经验知识库，使产品设计知识和经验得到有效的留存、共享、利用和传承。
此外，为了更好地帮助企业实现研发能力和产品质量的跨越式提升，构建立体的研发技术网络体系，PERA GLOBAL自主搭建了精益研发平台。精益研发平台是将精益研发技术融入到产品实际的研发流程中而构建的系统平台。其主要框架主要由“集成设计与仿真(WS)、知识工程与创新(KM)、质量设计与管理(QA)和系统工程与过程协同(SE)”四个系统组成，包括协同仿真平台PERA。仿真平台以精益为目标，基于精益研发总线，通过协同仿真、技术创新、质量管理三个核心技术实现企业数字样机的研发。它具有可视化、过程化、协作化和知识化的特点。
通过分析精益研发产生的背景以及如何在企业中实现精益研发,可以看出精益研发将有效支撑中国制造业数字化，彻底梳理研发流程，规范研发；支持产品模型开发的顶层科学规划和设计，提高执行层的工作效率；支持产品综合设计和仿真工具的数据集成和平滑；支持将企业知识融入研发活动；支持企业质量管理融入研发流程，避免企业知识/质量管理和研发两张皮的现象。
要在研发过程管理和知识工程的基础上，将精益研发付诸实践，发挥其巨大作用，核心在于如何根据自身特点，构建适合自身发展的精益研发体系，即建立一套完整的开发过程，进而建立一套度量过程手段，不断完善过程，不断优化，持之以恒。在这个过程中，人、流程、技术的有机结合非常重要。结合整个企业的研发情况，制定标准化的研发流程，使用最有效的技术和工具，同时强调团队培养。注：这三个方面必须有机地结合成一个协调发展的体系。
