数字主线赋能企业级研发管理
——数字主线对研发的价值——
10%的研发效率提升
10-50%的新产品上市周期缩短
5%的设计变更减少
数字主线将产品从设计到运维的全生命周期数据连接起来，为研发、制造、供应链、运营等业务提供统一的、一致的、实时的数据，提高业务运营效率。本文讨论了企业产品研发面临的挑战，数字主线如何帮助企业，以及 SAP 和西门子的解决方案如何融合为研发赋能，帮助研发部门提升产品开发效率、提升研发质量，从而提升企业核心竞争力。
产品发展趋势及对研发的挑战
随着互联网、移动技术、大数据、IOT 等新技术在各个行业的深度渗透和广泛应用，产品正在快速向智能化、体验化、服务化方向发展。
产品智能化
近年来，无论是在汽车、工业装备等工业品领域，还是在手机、家电、可穿戴产品等消费电子领域，产品的功能和价值不再主要由其机械、电气部分定义，而是更多地由其软件、数字化部分提供。例如，汽车自动驾驶、工业装备预测性维修维护、可穿戴产品提供的健康管理等能力均由软件和算法定义。有研究表明，未来软件和数字技术为产品提供的价值占比会越来越大，如下图所示：
图1 机械、电子、软件及数字技术
为产品带来的价值占比发展趋势
随着产品智能化程度的提高，产品的复杂程度会越来越高，产品研发过程会涉及到机械、电子/电气、软件等多个专业。这对研发多专业间的协同，研发同市场、采购、制造、交付、服务等领域的协同，以及研发与合作伙伴间的协同提出了更高要求。要求企业通过高效的多方无缝协作，拉通从客户需求到研发、采购、制造、交付、服务的端到端流程，实现产品的高效、快速交付，为客户和企业创造价值。
以用户为中心，注重客户体验
能够满足客户需求的产品才有可能获得客户的青睐。在当今竞争激烈的市场环境下，唯有提供优质的用户体验，才能提升用户忠诚度，才可以持续保持竞争优势。因此要求产品开发以用户而非技术为中心，满足用户的核心需求。同时围绕用户场景设计产品，提升用户体验。这就要求企业在产品定义阶段，准确找到目标客户，并倾听客户的声音，抽取出客户的核心需求及应用场景，以保证定义出正确产品。
由产品向服务的业务模式转型
随着成果经济（Outcome-based Economy）的兴起，工业界的先行者们也开始了从产品向服务的业务模式转型的尝试。例如，
· 全球著名轮胎生产商面向商业车队客户，通过在轮胎中植入智能传感器，并与车辆的 Telematics 组成智能网络，实现从销售轮胎向销售里程转变。并基于车队运行大数据向客户提供维护服务、车队运营专家服务，达到与客户双赢的结果。
· 全球著名工程机械制造商面向特定行业客户，由销售大型工程机械向设备租赁转变，为客户提供灵活的服务，同时大大扩展了公司业务。
在面对以上产品发展趋势的同时，研发也面临着巨大的挑战：
缩短产品开发周期的压力
在互联网时代，企业不仅面对同行业的竞争，同时还很可能面对跨界对手的袭击。因此快是企业核心竞争力之一。对企业来说，能够领先于对手将正确的产品推向市场，是企业取得竞争优势的核心能力。因此，对研发体系提出了越来越高的要求。
产品复杂性指数增加
随着企业向智能产品和服务业务模式转型，产品复杂度越来越高，涉及的专业越来越多，对研发业务管理、研发项目管理以及内外部协同提出了更高的要求。
内外部协同
产品开发是一个复杂的系统工程，除了涉及多专业设计，同时需要同制造、采购、交付、服务等其它内部部门，以及外部同供应商/合作伙伴、客户进行紧密协同。由于信息孤岛和碎片化流程的存在，无缝协同是一个巨大的挑战。
同时，新的产品开发方法（如敏捷开发等）在产品开发过程中的应用，又为协同增加了新的变量。
可持续产品研发
在经济全球化、低碳化的背景下，产品的合规性要求是产品进入市场的前提条件。世界范围内合规要求的差异性和复杂性对研发是一个巨大的挑战。
以上这些挑战都对企业提出了打通从产品创意、设计、制造、采购、交付到运维的全生命周期数据流和端到端业务流的要求，以打破业务孤岛和信息孤岛，达到提升业务整体运行效率，加快投资回报的目标。
数字主线打通产品全生命周期数据流与业务流
数字主线将产品从创意、设计、制造、交付，一直到运维的所有流程和数据实时连结起来，实现产品开发从被动式向预测式流程转变。
图2 数字主线将产品全生命周期数据连接起来
在流程层面，数字主线连接 D2O 业务（Design to Operate, 研发到运营），重点打通三个跨企业的端到端业务流程，即产品生命周期管理流程、订单到交付流程、资产生命周期管理流程。
· 产品生命周期管理（PLM）流程：覆盖从市场/客户需求/产品规划、研发、验证、制造、交付，以及维护等业务过程，是产品研发、创新的核心流程。
· 订单到交付（OTD）流程：覆盖从产品订单管理、计划、材料与供应、生产制造、交付等业务活动，是企业核心价值链流程。
· 资产生命周期管理（ALM）流程：资产生命周期管理流程一般是客户侧的流程，覆盖建造、投产、运维、退役、报废等业务过程。资产生命周期管理流程通过技术支持服务业务流程、智能产品数据融合等与前两个流程打通。
图3 数字主线打通的三个主要端到端业务流程
从数据层面，数字主线连接与打通 D2O（Design to Operate, 研发到运营）各环节的业务数据，并形成数据闭环。
图4 数字主线连接与打通 D2O 数据
通过连接与打通 D2O 的流程与数据，数字主线使企业从研发到运维的业务流程运转更加高效、顺畅。在研发领域，数字主线可以提升研发协同效率，提升基于全面信息的设计决策，同时也可以帮助产品开发人员进行更全面 DFX 设计，例如 DFM（Design for Manufacturability）、DFA（Design for Assembly），DFSC（DFP Design for Supply Chain）、DFU（Design for Usability）、DFS（Design for Serviceability）、DFR（Design for Recycling）等。数字主线在产品研发领域的一些典型应用场景如下：
并行工程：基于数字主线快速迭代协同设计。数字主线将研发同采购、制造、售后、物流、财务等其它业务领域的业务连接起来，实现跨业务领域的协同设计，支持研发尽早考虑下游需求，从而加快整体研发进度，提高产品质量。
图5 基于数字主线快速迭代协同设计
产品配置信息融合：数字主线支撑产品的配置信息从研发端无缝的传递并扩展到生产、采购、销售端，并且在发生变更时能够及时、准确的同步，使相关业务都基于统一的数据进行工作。
图6 产品配置信息融合
企业级变更影响分析：通过数字主线，企业可以实现更全面、准确、快速的变更影响分析，避免由于影响分析不完整、不准确导致的后续损失。
图7 企业级变更影响分析
SAP 与 Siemens 合作打造闭环数字主线为研发赋能
SAP 和西门子在2020年宣布进行战略合作，以融合 SAP 在企业应用软件和端到端供应链解决方案领域，和西门子在产品生命周期管理软件和数字化转型领域优势，为制造业客户提供从设计到运营的端到端解决方案，帮助客户：
· 减少流程重复与系统孤岛，使从设计到运营的流程、数据更加并行、顺畅，提升效率，从而更快实现投资回报。
· 充分整合集成 SAP 和西门子从设计、生产、计划、交付的解决方案，信息充分打通，在设计阶段可以充分考虑制造、供应的问题，实现实时供应链。
· 充分发挥双方在合规管理、研发管理、计划管理领域的整合优势，实现可持续产品开发。
· 打造集成统一、闭环的数字主线，为各类业务提供实时的、统一的、一致的数据。
具体来讲，SAP的 D2O 解决方案同西门子 Teamcenter PLM 解决方案在以下六个领域实现端到端闭环融合，赋能企业级研发管理及相关业务。
· 产品组合与项目管理：通过融合，帮助解决研发领域项目管理同企业级项目管理的断层，将研发项目同市场、投资及决策、财务（预算与成本等）、人力资源打通，实现企业级管理与决策。帮助企业更好地按照预算和计划准确、实时跟踪产品投资，为所有相关方提供实时成本和进展洞察，从而更使研发项目、产品投资同企业目标保持一致。
图8 产品组合与项目管理
· 基于模型的系统工程(MBSE)：将客户需求与需求分解分配、产品设计、产品验证的过程打通，达到快速反应市场，提高产品开发质量和效率的目标。
图9 基于模型的系统工程(MBSE)
· 产品配置管理：对汽车、工程机械等行业来说，配置管理可以帮助企业提高市场反应速度，提升设计重用，降低产品成本。SAP 和西门子 Teamcenter 配置管理解决方案融合，可以帮助企业实现产品配置信息的无缝传递、扩展及反馈，帮助研发、制造、销售等业务领域基于统一、正确、一致的产品配置信息工作。
图10 产品配置管理
· 供应商协同：SAP 的供应商网络解决方案同西门子 Teamcenter 的研发管理的解决方案融合，支持企业在产品研发及生产阶段实现同供应商紧密、安全、合规的协同。
图11 供应商协同
· 可视化：打通从研发到制造、供应链、运营间的可视化信息，便于下游基于三维模型和产品数据进行工作，同时支持下游进行工作模式创新，如基于 ER/VR 的装配过程、基于三维模型和视频分析的产品外观检查、基于 ER 的维修维护等。
图12 可视化
· 智能资产管理：融合 SAP 在智能资产管理领域的优势，与西门子在设备技术信息管理和向研发反馈产品洞察的优势，打通从研发到运营再到研发的闭环，提升设备运营、维护效率，并为持续提升产品提供输入。
图13 智能资产管理
结语
SAP 与西门子的战略合作融合了双方在数字化供应链领域的各自优势，协同为客户打造闭环数字主线，赋能企业级研发管理，赋能可持续的韧性供应链。
SAP 与西门子 Teamcenter 解决方案协同增效，为客户在六个领域提供端到端的解决方案，支持企业缩短产品开发周期，实现产品快速上市；帮助企业快速实现投资回报；提升研发内部工作效率和能力，提升企业核心竞争力。
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