馮立杰，岳俊舉，王金鳳，翟雪琪

（1.鄭州大學 管理工程學院，鄭州 450001；2.河南省煤層氣開發(fā)利用有限公司，鄭州 450016）

0 引言

裝備制造業(yè)承擔了為各行業(yè)提供裝備的重任，帶動性強、涉及面廣、技術(shù)含量高、與其他產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大，其發(fā)展水平不僅決定了各行業(yè)競爭力的強弱，而且決定了未來企業(yè)運行的質(zhì)量和效益。傳統(tǒng)的裝備開發(fā)模式主要依靠開發(fā)企業(yè)自身，在設計與工藝、制造與管理方面沒有進行共享與集成，開發(fā)過程往往陷入設計、試制、修改設計、再試制的大反饋，致使開發(fā)周期延長，成本提高，開發(fā)出的產(chǎn)品失去競爭力[1,2]。須知，技術(shù)開發(fā)的目的是快速解決問題，失去了時效性，技術(shù)開發(fā)得不到市場認可，就會成為消耗資源的無用勞動，因此需要變革裝備開發(fā)的方式。

圖1 工程原理示意圖（虛線表示反饋過程）

由于大型裝備的開發(fā)具有技術(shù)跨度大、集成度高的特點，需要企業(yè)集成材料、工藝、控制、系統(tǒng)等內(nèi)容，從市場、設計、生產(chǎn)過程中尋找最佳的結(jié)合點，從而創(chuàng)新性地開發(fā)設計技術(shù)先進且經(jīng)濟合理的產(chǎn)品，以最大限度地滿足用戶需求，擴大市場占有率。不難發(fā)現(xiàn)，此開發(fā)方式與工程開發(fā)極其相似，即以工程建構(gòu)與解構(gòu)、工程創(chuàng)新為核心，具有多維、動態(tài)、開放的特征，涉及多種資源的調(diào)配，大量與系統(tǒng)外界進行知識和技術(shù)的滲透?？梢?，工程開發(fā)所具備的理念正是現(xiàn)代裝備開發(fā)設計所需。因此，從現(xiàn)實背景和應用環(huán)境考慮，本文運用工程開發(fā)理念，提出基于工程原理的大型裝備開發(fā)模式，以指導制造企業(yè)高效整合制造資源和創(chuàng)新資源，實現(xiàn)大型裝備的設計與開發(fā)。

1 基于工程原理的大型裝備開發(fā)理念

1.1 工程原理闡述

工程開發(fā)是工程項目按照系統(tǒng)功能和要求分解為相互獨立、相互影響的細分單元，將細分單元作為控制目標，在空間上分離、在時間上有序地完成施工項目的行為過程，其原理從流程和組織方式上得到體現(xiàn)[3]。

1) 從流程上來講，工程開發(fā)的原理如圖1所示。該流程具有明顯的開放復雜系統(tǒng)特征：包括工程規(guī)模和時空跨度大、項目結(jié)構(gòu)復雜、項目參與主體眾多、社會開放性強、項目內(nèi)外環(huán)境持續(xù)變化等。由于項目動態(tài)控制的要求較高，還需在滿足標準或業(yè)主要求的質(zhì)量、工期、造價和資源等約束條件下，實現(xiàn)預定的使用要求。

2) 從施工組織來講，工程開發(fā)是創(chuàng)意者自己尋找專業(yè)隊伍并達成預定目標的一個過程。創(chuàng)意者的工作重點是發(fā)現(xiàn)機會，選擇合適的規(guī)劃者、設計者、施工者組織實施，并協(xié)調(diào)各方關(guān)系。在開發(fā)過程中創(chuàng)意者不僅利用社會的專業(yè)化隊伍和多方資源，為社會提供有價值的主體，創(chuàng)造社會財富，而且享受了創(chuàng)意生成、組織實現(xiàn)的過程。

1.2 裝備開發(fā)模式的理念體現(xiàn)

基于上述分析，工程項目開發(fā)與大型裝備開發(fā)均為多方參與資源分配與關(guān)系管理，多模塊并行工作，是一種技術(shù)與管理集成的開發(fā)過程[4,5]，體現(xiàn)了系統(tǒng)的分解與集成，且都以“總—分—總”方法為總綱：總——詳細制定整體規(guī)劃，對項目全過程總體把握；分——明確分工，按區(qū)域、階段、類型合理分解；總——按施工順序逐級整合。從二者的契合點考慮，運用工程原理進行大型裝備開發(fā)的理念主要體現(xiàn)在以下三個方面：

1) 開放式組織引導開放式創(chuàng)新

大型裝備開發(fā)模式應充分利用開放式組織的優(yōu)勢，從產(chǎn)品型的集中管理轉(zhuǎn)變?yōu)閷蝹€模塊的分散管理，有利于擴大管理組織的靈活性，節(jié)約組織資源，提高開發(fā)效率。

(1) 大型裝備開發(fā)單位不需要對裝備的所有結(jié)構(gòu)、全部功能進行一一開發(fā)，而是根據(jù)裝備開發(fā)的目的，保留關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和核心功能進行完全自主創(chuàng)新，其余功能和結(jié)構(gòu)外包生產(chǎn)，以提高開發(fā)效率，節(jié)省時間和成本[6]。

(2) 大型裝備開發(fā)過程的實現(xiàn)需要多個組織的協(xié)作以及精細的專業(yè)化分工，因此協(xié)同具有創(chuàng)新精神以及先進技術(shù)的組織和個人，建立與動態(tài)環(huán)境相適應的組織結(jié)構(gòu)，保證組織的自我調(diào)整能力，在有限的時間資源下完成開發(fā)任務。

2) 創(chuàng)新的持續(xù)注入促使裝備持續(xù)更新

大型裝備的開發(fā)過程涉及多領(lǐng)域的專業(yè)知識，創(chuàng)意者通常難以控制所有的領(lǐng)域[7]。而在開放式創(chuàng)新的環(huán)境下，企業(yè)可以高效整合外部創(chuàng)新資源，使創(chuàng)新元素持續(xù)注入，不僅在裝備的設計制造過程中可以持續(xù)更新，甚至在裝備生產(chǎn)出來之后也可以憑借新元素的增加逐漸提高裝備的技術(shù)含量和差異度，并且在開發(fā)過程中企業(yè)自身的技術(shù)優(yōu)勢得到了發(fā)揮和提升，競爭能力得到了提高[8]。

3) 創(chuàng)意歸屬明確

在開放式的創(chuàng)新環(huán)境中，樹立創(chuàng)意首功的理念：即誰創(chuàng)意屬于誰，誰發(fā)現(xiàn)屬于誰，創(chuàng)意者擁有對成果進行分配的權(quán)力。因為在開放式產(chǎn)品開發(fā)過程中，普通功能和結(jié)構(gòu)的外包涉及多個企業(yè)和個人，關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和功能的研發(fā)需要多個技術(shù)人員合作，整體過程涉及范圍較廣、單位個人較多，成果完成之后的知識產(chǎn)權(quán)或者使用權(quán)的分配容易產(chǎn)生糾紛。因此，在大型裝備開發(fā)過程中，關(guān)鍵功能和結(jié)構(gòu)要爭取進行自主研發(fā)或簽訂技術(shù)歸屬合同，核心創(chuàng)意和設計要提前進行專利保護，讓創(chuàng)意者對成果進行分配，避免了在后續(xù)成果分配中產(chǎn)生糾紛，保護了創(chuàng)意者的權(quán)益，使創(chuàng)意獲取必要的回報，形成激勵效應。

2 基于工程原理的大型裝備開發(fā)模式

大型裝備開發(fā)模式以工程原理為支撐，面向裝備制造企業(yè)的制造效率、成本、質(zhì)量改善和過程控制，通過多組織合作，充分利用社會資源，優(yōu)質(zhì)高效實現(xiàn)裝備開發(fā)，其原理在裝備開發(fā)流程與組織方式中得到體現(xiàn)：在裝備開發(fā)流程方面，以需求為起點，通過開放的產(chǎn)品建構(gòu)和企業(yè)互動的模式來集成各種技術(shù)資源，把握企業(yè)已有技術(shù)存量，積極爭取新領(lǐng)域的技術(shù)與知識支持，提高裝備開發(fā)績效，創(chuàng)造符合需求的裝備與豐富的技術(shù)資源供給之間的匹配，實現(xiàn)裝備開發(fā)的經(jīng)濟價值[9]。在組織方式方面，從眾多技術(shù)和專業(yè)團隊中挑選出最適合的技術(shù)與團隊，進而將參與開發(fā)的上下游團隊有機聯(lián)系起來，通過研究、開發(fā)、制造等人員的共同努力，將創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足用戶需求、開發(fā)設計技術(shù)先進和經(jīng)濟合理的產(chǎn)品，以最大限度地滿足用戶需求，擴大市場占有率[10]。

圖2 大型裝備開發(fā)模式(虛線表示反饋過程)

2.1 大型裝備開發(fā)模式流程

基于上述原理分析，創(chuàng)意者將裝備的功能結(jié)構(gòu)分解細化，交付給具有相應設計制造能力的廠商設計生產(chǎn)，再將生產(chǎn)的各個模塊組合形成最終產(chǎn)品，形成以開放與合作創(chuàng)新、人與人高度互聯(lián)、人與知識高度互聯(lián)為基礎的開發(fā)模式[11,12]。裝備開發(fā)新模式運用系統(tǒng)化創(chuàng)新理論，涵蓋了從創(chuàng)意產(chǎn)生到裝備成型上市全過程中所有步驟、行為，通過對裝備的實體結(jié)構(gòu)以及功能結(jié)構(gòu)進行分解，在整個流程中按單元組織研發(fā)和生產(chǎn)，進而把裝備生命周期各組成部分的創(chuàng)新主體、要素等進行集成，以實現(xiàn)設計、生產(chǎn)、管理一體化，其流程如圖2所示。

利用該開發(fā)模式，通過企業(yè)內(nèi)外的設計融合、制造融合，充分發(fā)揮開放式創(chuàng)新的優(yōu)勢，在橫向和縱向上把裝備生命周期的各個組成部分并行制造，體現(xiàn)了創(chuàng)新的持續(xù)性、集成性、系統(tǒng)性和結(jié)構(gòu)化特征，形成了開放、交互的創(chuàng)新系統(tǒng)和持續(xù)的核心競爭力，又好又快的生產(chǎn)出滿足市場需求的裝備。

2.2 大型裝備開發(fā)模式特征

大型裝備開發(fā)模式考慮到了裝備生產(chǎn)整個生命周期的所有要素，確保開發(fā)出的裝備滿足市場需求，整合了來自裝備開發(fā)價值鏈上相關(guān)企業(yè)和人員，該模式的特征體現(xiàn)在：

1) 企業(yè)內(nèi)外環(huán)境溝通流暢。大型裝備開發(fā)模式打通了企業(yè)內(nèi)部與外部環(huán)境，由于企業(yè)內(nèi)部的信息得以向外擴散，來自企業(yè)外部的經(jīng)驗和理論可以對裝備設計過程、制造過程、工藝設計過程進行反饋指導與支撐，形成企業(yè)內(nèi)外技術(shù)創(chuàng)新交流的局面。

2) 提升企業(yè)創(chuàng)新能力。在開放式創(chuàng)新的環(huán)境中，企業(yè)與外界的技術(shù)與知識交流發(fā)生在裝備開發(fā)的任何一個環(huán)節(jié)，利用來自大學、研究機構(gòu)、企業(yè)、用戶甚至競爭對手的技術(shù)，不僅克服了制約產(chǎn)品開發(fā)和能力成長的技術(shù)瓶頸，更保持了企業(yè)技術(shù)學習和技術(shù)創(chuàng)新的主動權(quán)，促進企業(yè)自主創(chuàng)新能力的成長。

圖3 開放式環(huán)境下企業(yè)創(chuàng)新來源

3) 便于成果控制。裝備開發(fā)的概況和組成明確、清晰，這使得裝備開發(fā)的管理者，甚至是不懂項目的業(yè)主、投資者也能把握整個開發(fā)過程，方便觀察了解和控制整個項目過程，保證了對最終成果的控制。

3 結(jié)論

本文通過研究工程開發(fā)過程與裝備開發(fā)過程的關(guān)系，提出了大型裝備開發(fā)的新模式。該模式既適用于大型裝備定制化的特點，又可在保持企業(yè)技術(shù)選擇決策主動權(quán)的同時，高效整合制造資源和創(chuàng)新資源，實現(xiàn)研制周期更短、質(zhì)量更高、成本更低的協(xié)同設計與加工生產(chǎn)，以及多企業(yè)加工生產(chǎn)與管理協(xié)作的目的。大型裝備開發(fā)模式的應用有助于提高企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力，突破創(chuàng)新瓶頸，促進裝備制造行業(yè)將創(chuàng)意快速形成產(chǎn)品，轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，為推動我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級、實現(xiàn)制造業(yè)由低端到高端的跨越提出了一種創(chuàng)新思路和方法。

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