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    管理创新    
  研发管理体系建设与应用(2020-03)  
企业管理杂志 发布时间:20-06-30        
   

研发管理体系建设需要建立跨部门协作的组织结构,通过矩阵式组织模式,消除跨部门协作的障碍,建立并行的研发流程。


文/保定天威保变电气股份有限公司



关键词:保变电气  515核心技术体系  研发理念  四位一体  联动机制

     保定天威保变电气股份有限公司(以下简称保变电气),是中国兵器装备集团有限公司控股企业和中国知名的输变电设备专业制造企业。
     为提升核心竞争力,保变电气开展大型电力变压器研发管理体系建设与应用实践,面向市场信息、客户需求、合同要求及工程建设要求,以“安全可靠、节能环保、绿色智能”为指导思想,以“515”核心技术体系为研发方向,以电气设计、结构标准化设计、试验与模拟仿真、产品数据管理等技术信息化平台系统为手段,持续推进流程优化、设计规范化、产品标准化的研发体系建设,打造高质量、高性能、低损耗的特高压电力变压器产品。
       
一、确立研发理念,明确研发管理体系建设原则
1. 确立“安全可靠、节能环保、绿色智能”研发理念
     保变电气紧密围绕电力变压器市场发展方向和技术发展趋势,将“安全可靠、节能环保、绿色智能”的研发理念,作为产品和技术研发的指导思想。其中,“安全可靠”主要体现在稳定的产品质量和技术性能方面。如确保产品长期稳定运行,为电网安全提供保障,产品设计规范、制作精良、外形美观、性能先进,具备防泄漏、防燃防爆等特点。“节能环保”系指有效降低高电压、大容量产品损耗及对环境的影响水平,提高其能源利用效率。“绿色智能”系指在新材料应用及产品智能化、小型化方面,加强绿色新型材料在产品中的应用,实现产品节材降耗,推进产品智能化水平和智能制造水平,使产品具备小型化、高效率、智能化等特点。
2. 明确研发管理体系建设原则
     一是导向性原则。研发管理体系应以市场为导向,在研发流程中始终关注客户需求,以市场信息、客户需求、合同要求及工程建设要求为输入,以提升客户满意度为目标,合理配置各类资源,建立面向价值创造的研发管理体系。二是适合性原则。研发管理体系的设计,要适合自己的业务模式、人员能力、资源规模和技术实力。三是协同性原则。研发管理体系建设涉及市场、技术、工艺、试验等要素,需要建立跨部门协作的组织结构,通过矩阵式组织模式,消除跨部门协作的障碍,建立并行的研发流程。
    
二、打造“515”核心技术体系
1. 梳理确定“515”核心技术体系,明确技术攻关方向
     保变电气将输变电产业技术按照变压器结构、材料组部件、“电、磁、热、力、声”研究领域,构建“515”核心技术体系。第一个“5”是指绕组、铁心、器身绝缘、油箱、变压器总成5大领域;“1”是指材料组部件技术领域;第二个“5”是指“电、磁、热、力、声”5大技术领域。通过对变压器结构、材料组部件以及“电、磁、热、力、声”的详细划分,“515”核心技术体系涵盖关键技术69项、研究方向143项,涉及主要研究内容345项,涵盖变压器产品95%以上的核心技术。
     为了解对核心技术的掌握程度,保变电气对345项主要研究内容按照0〜10分进行技术成熟度划分,0分代表完全没有掌握该项技术,10分代表在现有条件下已完全掌握该项技术。通过技术成熟度划分,进一步明确了自身掌握的核心技术水平,指明了未来的技术攻关方向。
2. 建立核心技术体系持续优化改进机制
     一是将“515”核心技术体系与科研立项攻关紧密结合。将“515”核心技术体系中每一项主要研究内容进行统一编号,相关部门在申报年度科研项目时,需要明确项目研究内容与核心技术体系中对应的主要研究内容编号,对于技术成熟度相对较低的项目给予重点支持,对于技术成熟度较高的项目则不予立项研究,以避免浪费科研资源。
     二是建立“515”核心技术体系定期更新完善机制。每年年底完成年度科研项目后,组织专家对项目完成情况进行评估验收,同时对“515”核心技术体系中相应研究内容技术成熟度进行更新,将其作为下一年度项目立项的参考依据。
       
三、优化“四位一体”产品技术研发体系
1. 设计开发体系
     设计开发体系主要解决大型电力变压器产品设计开发“做什么”和“怎么做”的问题,它通过《设计开发控制程序》等制度对设计研发过程进行步骤性指导,以确保产品设计开发高效率、高质量完成。为确保设计开发的产品满足订货合同和相关标准要求,设计开发体系以技术准备计划,合同和技术协议,国家、行业及企业标准,以往设计开发信息为输入,通过策划、沟通、实施、评审、改进、验证、确认等一系列活动,输出电磁计算单、设计图样、技术说明、安装使用说明书、关键材料通知单、组件设计委托单、出厂技术文件等内容。
     策划分为公司级策划和部门级策划。对于重大新产品开发设计,需组织公司级策划;对于常规产品及导变产品设计,需组织部门级策划。沟通阶段的工作包括进度、采购、制造、交付、安装、调试等环节的沟通活动,明确各环节的沟通管理职责部门,形成完整的活动记录。实施阶段的工作包括电气设计、结构设计等内容。评审阶段的工作包括评价设计和开发各阶段成果满足要求的能力,识别设计开发中的问题或不足并采取适当措施(评审分为公司级评审和部门级评审)。改进阶段的工作包括对设计开发评审中出现的问题进行改进,明确设计开发改进对产品组成部分和已交付产品的影响等。验证阶段的工作包括电气设计验证和结构设计验证。确认阶段的工作包括常规产品确认和重大产品确认。
2. 工艺制造体系
     工艺制造体系主要解决大型电力变压器产品工艺制造“做什么”和“怎么做”的问题,它通过《工艺控制程序》等制度对产品工艺制造过程进行指导,以确保产品制造精良、性能优异。工艺制造体系包括工艺技术研究、工艺审查、过程审核、工艺标准、辅料定额、工艺装备、工艺文件七大模块,对工艺制造体系形成有效支撑。
     工艺技术研究,指根据产品关键零部件的要求、产品工艺方案中提出的工艺技术课题、引进的国内外先进工艺技术及生产中存在的关键技术问题和重大质量问题,确立工艺技术研究项目并组织实施。工艺审查内容包括:现有技术水平和设备条件能否满足设计要求;设计图纸是否有良好的加工工艺性和经济合理性;加工工序和工艺路线是否可行,是否存在优化空间等内容,以及及时调整工艺路线,确保实现产品质量。过程审核管理包括对关键过程和特殊过程的工艺审核,是对工艺过程能力的鉴定、确认和再确认,最终形成PDCA闭环管理。辅料定额管理是指对生产过程中产品所需的辅助材料实行定额管理,在新工艺、新技术、新材料的应用或产品设计和工艺变更时,及时修订完善辅料定额,最大限度地提高材料利用率。工艺装备管理是指根据公司发展规划、工艺进步、设备使用及需求、生产任务量等情况,对工艺装备进行定期梳理和市场调研,并开展工艺装备验证、试运行与鉴定工作,确保工艺装备结构合理、经济适宜、安全可靠,满足各项工艺要求。工艺文件管理包括对工艺方案、产品试制工艺总结、指导性工艺文件等的管理。工艺标准管理主要是指加强对国家标准、行业标准及企业标准的知识管理,不断完善公司工艺标准化体系。
3. 试验验证体系
     试验验证体系主要解决大型电力变压器产品试验验证“做什么”和“怎么做”的问题,它通过《产品检验和试验程序》等制度对产品试验验证内容予以明确、规范,以确保产品安全可靠。试验验证体系包括检测管理、试验管理及试验技术研究,涵盖首件检验、中间检验、完工检验、最终检验、半成品试验、成品试验、损耗试验技术研究、绝缘试验技术研究、温升试验技术研究及其他试验技术研究。
4. 基础研究体系
     基础研究体系主要解决产品共性技术“做什么”和“怎么做”的问题,它通过《科研项目管理制度》《成果鉴定管理制度》等进行基础技术研发过程的步骤性指导,以确保基础技术研究对产品研发形成有效支撑。基础研究体系面向产品研发和生产一线遇到的基础共性问题、工程应用中的共性技术问题及外部基础科研合同和研发部门技术问题。基础研究项目实施“项目负责人”制度,项目团队人员由设计、工艺、试验、研发、采购、质量、财务、审计等相关人员组成,以确保各项工作有序、合规开展。项目负责人拥有技术路线、团队人员构成的决策权,在项目研发经费预算内拥有财务审批权,在获得项目奖励时拥有奖金分配权。
     在项目申请阶段,根据公司技术发展方向和自身技术短板,对急需解决且自身无法独立承担完成的基础研究项目,由申请人员填报《课题提案表》,结合“515”核心技术体系中亟待解决的问题,由技术管理部门研究确定《立项指南》,向企业内部和外部科研院校发布并进行课题立项征集工作。在项目立项阶段,经专家评审,确定拟立项的基础研究项目,由项目负责人填报《立项报告》,并与公司签订《科研合同》,列入公司《科研计划》进行管理。在项目实施阶段,实施基础科研项目季度和年中监控管理机制,由项目负责人填报《季度进展报告》和《年中进展报告》,技术管理部门组织专家进行评审,确保基础研究项目中途“不偏向”“不晚点”。在项目验收阶段,每年年初,组织开展上一年度基础研究项目结题验收工作,由项目负责人填报《结题报告》,技术管理部门组织专家进行评审,并形成《验收意见》。在成果鉴定阶段,对完成验收的基础研究项目,根据项目负责人申请,组织专家对成果进行鉴定,出具《鉴定证书》,确定成果水平,并在公司内部进行推广和交流。
5. 产品技术研发体系联动机制
     推进设计开发、工艺制造、试验验证和基础研究各体系联动机制建设,形成产品研发管理内在动力。确保设计开发体系输入面向市场需求和客户要求,通过设计开发水平的提升,带动工艺水平、试验验证水平的提高,同时针对工艺制造、试验验证过程中出现的难点、重点问题,促进设计开发持续优化。在基础研究过程中,由设计研发和生产一线提出技术需求和委托,推进基础研究与设计开发紧密结合,对基础研究形成反馈,同时以基础研究成果促进设计开发精细化,提升产品性能和质量。四体系各司其职又紧密结合,形成相互支撑、相互促进的联动机制。
       
四、完善技术信息化平台系统
1. 电气设计子平台
     与相关电气计算及优化分析软件集成,建立不同电压等级、容量等级的分析、计算模式,并纳入Windchill技术资源管理系统进行统一归档和管理。对计算与分析结果完成审批审签后,以数据归档方式进行系统性保存,并将其计算后的结构数据及设计文件自动分发至结构标准化设计子平台,提供必要的数据分析功能。其归档的数据与结构设计及相关文件进行关联并统一管理,积累专家知识与经验并建立知识库,提高设计质量和效率,实现技术资源共享和流程化管理。目前,电气设计子平台已在220kV及以上电压等级的典型产品中进行了实际应用,设计精度得到了有效提升。
2. 结构标准化设计子平台
     与电气设计子平台集成,同时集成快速结构设计软件、结构分析软件,接收电气设计相关信息,建立参数化驱动的智能引导界面,实现参数传递智能化,实现产品结构参数化设计和三维化快速设计。分类型建立产品的标准化驱动模型及典型产品结构模型数据库,实现结构分析数据共享,对三维设计及结构分析结果数据完成审批后,将最终结果进行归档。依托结构标准化设计子平台,设计效率和质量显著提升。
3. 试验与模拟仿真子平台
     整合公司原有试验与模拟仿真技术资源,新增一维宽频段磁性能测量系统、磁滞伸缩测量系统等仪器设备和分析软件21台(套),并组建完成磁性材料实验室、环境可靠性实验室、电磁兼容及传感器校验实验室、模拟仿真实验室,以及电磁试验区、热力试验区、电力电子试验区、高压设备故障模拟试验区,面向工程实际和生产一线,深入开展应用基础性技术、共性技术、试验技术和仿真技术研究,为产品优化设计和全价值链降本增效提供技术支撑。
4. 产品数据管理子平台
     与电气设计子平台、结构标准化设计子平台集成,同时引入工艺BOM概念,建立与结构标准化设计子平台相对独立的工艺会签管理系统,完成会签计划、工艺会签、工艺改版、辅材管理等工作;在底图管理中,完成图纸的管理及向生产管理部门的轻量化图纸自动分发工作,在此基础上实现组部件材料、工时成本等核算,实现产品技术数据全寿命周期的有效管理。
5.“一中心四基地”协同创新研发模式
     依托技术信息化平台系统建设,搭建异地协同的研发环境,通过Windchill技术资源管理系统与TRS技术资源管理系统集成,充分发挥协同创新优势,实现图纸、明细、文档等设计研发结果数据在研发中心和各研制基地之间双向的自动同步传递和手工按需传递,根据数据类型构建传递规则,实现传递内容的合规控制,推进技术研发资源的多方共享。
     不断完善以保定为研发中心,以保定本部、秦皇岛、合肥、印度阿特兰塔为研制基地的协同创新模式。研发中心和研制基地在设计研发活动中各有侧重。通过集成化的研发设计系统,将“一中心四基地”的设计研发紧密结合,形成以研发中心为主体、以研制基地为支撑的协同创新研发模式。
       
五、固化产品研发流程
     保变电气以集成管理体系建设为契机,将大型电力变压器研发过程中的通用流程和工序,以规章制度、公司标准等形式进行固化,形成《设计开发控制程序》《工艺控制程序》《生产过程控制程序》《产品检验和试验程序》《科研项目管理制度》《成果鉴定管理制度》等10余项公司制度,以及《设计手册》《工艺守则》等10余项企业标准,并根据公司实际情况进行持续改进。■


本文系第25届全国企业管理现代化创新成果
 

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