以歼击机、太空船、航母、大飞机、高铁为代表的产品，标志着中国工业水平的大幅提高。制造业研制体系创新、技术变革、信息化、数字化、两化融合等工程在工业进步方面发挥着巨大作用。当前正是“中国制造2025”的开局期，是规划未来、推动发展的重要时期。一切进步源于对现状的不满，特别是对差距和挑战的分析。经过对当前中国企业，特别是大型高端制造企业的现状观察，我们发现有多项挑战已经成为企业以及行业管理单位的燃眉之急。

1. 亟须升级大型复杂产品的研制管理体系

中国的大中型企业，特别是国防企业，产品越来越大型和复杂。产品研制表现出如下突出特点：

（1）全程化：不但需要管理技术预研、概念探索、方案论证、初步设计、详细设计和产品定型过程，而且要对生产和服役过程进行监控。企业需要考虑全生命周期中影响产品研制的所有阶段和因素。

（2）并行化：需要主设计单位与多家相关单位并行协同，以提高产品研制的效率和成功率。如飞机研制中，主设计单位必须与使用单位、制造单位、成品单位和试飞单位紧密协作。

（3）综合化：是多专业、多学科、多技术、多流程并存的过程。为了保证产品的先进性、高性能和高质量，产品的研制过程需要综合大量数字化技术，如创新设计技术、系统设计技术、仿真分析技术、综合优化技术、质量设计技术等，还要综合多种专业团队参与工作，如飞机研制需要总体、结构、强度、航电、飞控、综保等10多个一级专业、70多个二级专业的参与。

面对这些复杂特征，当前的研制体系已不能满足需求，必须突破现有框架，创建新一代工业研制体系。

2. 是基于逆向工程的跟踪研仿，而不是基于正向设计的自主创新

跟随仿制模式已经完成了历史使命，成为企业发展的瓶颈。但目前，我国大多数工业企业只具备逆向设计（即模仿）能力。设计过程从测绘、复原和仿制的物理设计开始，没有经历过产品正向设计中的需求定义、功能分解、系统综合等真正决定产品功能和性能的重要阶段。而跟踪研仿最多只能研制出最好的二流产品。

相比欧美发达国家，中国还仅仅是制造大国而非制造强国。强国战略要求企业从数量大、质量不高、科技含量不高的低端制造向高技术附加值的高端制造发展，要求企业实施精品战略，研制一流产品。唯有自主创新才能超越对手，自主创新的关键就是要建立基于系统工程的正向设计体系。

无论是国家宏观层面、行业（集团）细观层面还是企业微观层面，迫切需要从“跟踪研仿”向“自主创新”转变，“坚持把创新摆在制造业发展全局的核心位置，走创新驱动的发展道路”已在《中国制造2025》中确定为一项国策。另外，在核心技术上实现独立也是工业产业和军事安全的根本保障。

3. 数字化研制流程未完整梳理，型号开发缺乏科学的顶层策划

我国产品研制能力进步不快的原因之一是研制过程缺乏固化。没有固化就没有基线，没有基线何谈进步。研制流程的显性化是固化研制过程的最好手段，但中国企业普遍缺乏对研制流程的梳理，甚至意识不到研制流程显性化的重要性。仅有的研制流程也没有利用信息化手段进行统一化、系统化和集成化管理，具有较高不确定性，缺乏引导和约束，缺少知识的支撑，且不能覆盖研制全过程。

4. 企业仿真体系没有完整建立，仿真技术没有发挥应有的价值

中国企业已经意识到仿真的重要性，开展了部分软件的引入和应用工作，但并没有发挥应有的效果。主要表现为：企业重设计轻仿真、重软件轻人才、重使用轻规范；设计与仿真工具缺乏体系性的规划，选型与采购无序；使用随意，缺乏规范和标准；流程缺乏协同，数据缺乏管理；仿真人员成就感不高，人员不稳定；多学科仿真与协同能力薄弱。总之，中国企业轻视了仿真的复杂性，缺少综合仿真体系的建设。

5. 知识与资源缺乏共享，没有融入研制活动中，知识与研制“两张皮”

知识是产品设计过程的关键要素，但当前多数企业产品研制主要靠个人能力而非集体力量。知识依附于个人，知识的传承与共享没有途径和平台。知识无法在产品研制过程中有效应用，也不利于研制人才培养。多数研制资源（如软件工具等）缺少共享平台，限制了资源的有效利用。虽然中国也有不少企业开展过知识管理工作，但知识没有融入研制过程，也没有融入设计过程和工具中，没有对研制活动起到支撑作用，存在知识与研制“两张皮”现象。

6. 质量是少数人的事情，没有融入研制体系中，质量与研制“两张皮”

产品质量首先是设计出来的，其次是生产出来的，但绝不是检验出来的。一个产品的质量好坏，其实在研制阶段就大局已定，后期只能微小修正。因此，质量管理必须能够深入产品研制过程，这就是所谓的“质量管理重在预防”。当前绝大多数企业虽然建立了过程质量体系，但没有相应的手段、方法和平台，没有将质量融入研制体系中，更没有深入产品设计过程中，造成了质量与研制“两张皮”的状况，产品设计质量问题无法彻底解决。

7. 集成、协同与并行能力不够，不支持集团企业和企业联盟的研制

产品越来越复杂，周期要求越来越短，这就需要产品研制全生命周期能够在多个部门以及多家单位协同并行，甚至成立异地研制联合体。但目前支持集成、协同与并行研制的能力还远远不够。企业内的研制流程尚未完整建立，更谈不上建立企业间的流程。众多异构系统和工具缺乏集成，孤岛林立。缺乏多项目、多厂所、跨地域研制的并行协同架构，不能支持集团化和虚拟企业研制。

8. 只注重产品基础数据的管理，缺乏特性类和过程数据的管理

很多企业利用PDM（产品数据管理，product data management）进行研制数据管理。由于PDM自身技术架构和管理模式的局限，对复杂产品的研制管理存在盲区：产品数据管理限于图纸、工艺、材料类的基础数据，缺乏对功能、性能、质量和指标等特性数据的管理；特性数据零散分布在研制人员手中，容易流失，存在安全隐患；以详细设计数据为核心，缺乏对全程数据的管理；管理对象以结论性数据和静态报告为主，对体现研制成熟度及Know-How的动态过程数据没有进行有效管理，而且缺乏数据的关联与互动。

9. “两化”融合深度不够，对业务的支持不强

大力推动企业信息化建设与工业化融合进程，构建面向企业产品全生命周期的数字化综合能力平台，已成为实现企业产品协同研制生产、加快新一代核心技术形成、提高企业竞争力的迫切需要和必然选择。

“十二五”以前，企业的信息化建设还主要以硬装备（计算机+网络）为主，兼顾基础研制软件（4C1P：CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM）的建设，属于信息化建设的打基础阶段。在“十二五”期间，企业引入了更多信息化系统，拓展到全生命周期管理。但是业务部门的反应往往是两化融合不够，认为信息化部门对业务不了解，建设成果与业务需求脱节，信息化系统用途不大，对业务支持不强。

在“十三五”时期，信息化工作的深化建设需要找到既能传承过去，又能创新未来的规划，解决信息化与工业化“两张皮”问题。

10. 智能技术的应用不多，无法支持智能产品的研制

现代智能科技（云计算、物联网、大数据等）是智慧研制模式的支撑技术，也是产品得以智能化的基础技术。这些技术在中国工业领域仍然是新鲜事物，学习和认知远远不够，在模式体系建设与产品设计上基本没有得到应用，适应智能制造时代的研制体系尚有很长的路要走。

针对面临的诸多挑战，各个企业都提出了很多解决方案：引入与培养有经验的人才、采纳先进的设计方法学、细分和优化研制流程、使用各种先进研制工具、精细管理研制数据、积累和重用研制知识等。手段和要素多固然是好事，但也会让产品的研制变得更加错综复杂。企业越来越需要一个高度整合的研制体系，可以把研制中的各种手段与要素管理联合驱动起来，框架稳固不折腾，执行创新有实效，持续保证研制的高附加值。智慧研制的提出，正是为了满足企业的这种需求。智慧研制就是为了有效解决当前企业所面临问题的一套先进研制体系。

图4-3给出了智慧研制的体系概览。这是一个基于系统工程的研制体系，包含综合设计、知识工程和过程质量等核心子体系，可帮助企业实现研制模式转型，建立正向设计能力，同时规划未来智慧院所建设路线。以智慧研制为抓手，可以建设面向智能制造时代的现代工业研制体系。