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本帖最后由 twq19810302 于 2023-3-8 14:55 編輯
長期以來,，中國高端裝備的研發(fā)主要采用跟隨仿制的策略,。我國多數(shù)工業(yè)企業(yè)只具備逆向工程能力,，難以產(chǎn)生創(chuàng)新性設(shè)計,，產(chǎn)品的功能和性能遠不及仿制對象,。更為嚴重的是,，長期跟蹤仿制和逆向設(shè)計形成了基因性后遺癥，科技人員普遍存在害怕創(chuàng)新的保守心態(tài),，整個工業(yè)體系缺乏產(chǎn)品正向設(shè)計的理論和實踐,，甚至對正向設(shè)計的理解都一知半解，似是而非,。
一,、什么是正向設(shè)計
美國科學(xué)家PAUL ROOK 1980年提出軟件工程V模型，目的是減小BUG和ERROR出現(xiàn)的概率,。V模型是對瀑布模型的修正,，強調(diào)了驗證活動，它反映了測試活動與分析和設(shè)計的關(guān)系,。如圖1（a）所示,。
圖1.復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)過程
系統(tǒng)工程科學(xué)家們認為PAUL ROOK提出的V模型適合于普適系統(tǒng)工程（其實，軟件工程本身就是一種系統(tǒng)工程過程）,，于是就將此模型修訂為系統(tǒng)工程V模型,，反映了系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)過程。不同系統(tǒng)工程學(xué)派,、企業(yè)和機構(gòu)的研究與實踐所采用的V模型具有一定差異,，這些模型具有不同的流程邊界劃分方式，某些流程活動名稱相似但內(nèi)涵不同,。我們綜合系統(tǒng)工程的經(jīng)典理論和在中國企業(yè)的實踐,，提出了如圖1（b）所示的系統(tǒng)工程V模型,。
表1給出了產(chǎn)品研發(fā)過程V模型的說明。其中,，第1至9是系統(tǒng)工程內(nèi)部流程,，而第0（涉眾需求）和第10（系統(tǒng)驗收）則是對外流程�,？紤]到各學(xué)派和不同實踐中所用名稱的差異，本表也給出了相似過程的其他常見名稱,。
表1. 系統(tǒng)工程V模型說明
如圖1-6（b）所示,，理想產(chǎn)品設(shè)計過程的起點是涉眾需求，經(jīng)過需求定義,、功能分解,、系統(tǒng)綜合、物理設(shè)計,、工藝設(shè)計,、產(chǎn)品試制、部件驗證,、系統(tǒng)集成,、系統(tǒng)驗證和系統(tǒng)確認等階段，最后完成產(chǎn)品的驗收,。該模型有兩個特點：1）是標(biāo)準的對稱模型,；
2）設(shè)計的起點很高。
一個完整的正向設(shè)計過程必須是從涉眾需求開始,，正確完整地走完V模型,，任何一個子過程都不應(yīng)該將就甚至省略。V模型的左半邊是產(chǎn)品（系統(tǒng)）的設(shè)計過程,，右邊部分是產(chǎn)品交付,，同時又是對左邊相應(yīng)部分的驗證。如果驗證出現(xiàn)問題,，會檢查左邊等高的相應(yīng)流程進行修正,。這個過程稱為“正向設(shè)計”，而圖2（左）則是正向設(shè)計模型,。
圖2.基于V模型的正向設(shè)計和逆向工程
但通常來說,，企業(yè)發(fā)展歷程都會經(jīng)歷一個逆向工程過程。產(chǎn)品設(shè)計起始點不是涉眾需求,，而是從V模型中間某個點開始,，如圖2（右）所示�,！拔锢碓O(shè)計”是中國企業(yè)的常見起點,，本階段仿照已經(jīng)存在的產(chǎn)品,，完成圖紙繪制，進入試制和驗證各階段,，完成產(chǎn)品交付或推向市場,。V模型的右邊出現(xiàn)問題時，由于沒有左邊可對應(yīng),，所以只能回溯到前一階段查詢和解決問題,。當(dāng)回溯到物理設(shè)計階段仍然解決不了問題時，就會成為永遠的問題,。清醒的企業(yè)會有意識地研究物理設(shè)計之前的各個過程,，追溯和還原仿制對象的本源，當(dāng)然,，這樣只能還原部分本源,。以上的過程我們稱為“逆向工程”，圖2（右）則是逆向工程模型,。相對正向設(shè)計,，逆向工程模型也有兩個特點：
1）是不對稱的殘缺模型；
2）設(shè)計起點較低,。
逆向工程是一個跟蹤仿制的模型,，由于缺少需求定義、功能分解和系統(tǒng)綜合三個重要的子過程,，所以很難對產(chǎn)品進行大幅度創(chuàng)新,。因此，只有正向設(shè)計體系才為我們提供架構(gòu)性和顛覆性創(chuàng)新,，最高超的仿制也只能產(chǎn)生最好的二流產(chǎn)品,。
二、正向設(shè)計能級
依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計的起點可以評判一家企業(yè)的設(shè)計能力,。從V模型的哪個階段入手設(shè)計產(chǎn)品,，基本可以斷定該企業(yè)的設(shè)計能力就是這個起點所對應(yīng)的能級。這樣,，可以把企業(yè)設(shè)計能級（成熟度）分為五級：仿制級,、逆向級、系統(tǒng)級,、正向級和自由級,，如圖3所示。各級別的總體特征描述如下：
◉ 能級一：仿制級,。
本等級的定位是：基于現(xiàn)有圖紙的制造,。總體特征為：對產(chǎn)品的物理設(shè)計參數(shù)有清晰的理解,，具有工藝設(shè)計能力,，對現(xiàn)有產(chǎn)品可做少量改進,；
◉ 能級二：逆向級。
本等級的定位是：基于現(xiàn)有產(chǎn)品的設(shè)計,�,？傮w特征為：對產(chǎn)品的系統(tǒng)架構(gòu)和運作邏輯具有清晰的理解，可以根據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)品或系統(tǒng)可進行逆向設(shè)計形成“新產(chǎn)品”或“新系統(tǒng)”
圖3.企業(yè)正向設(shè)計能級
◉ 能級三：系統(tǒng)級,。
本等級的定位是：基于系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計,。總體特征為：對產(chǎn)品或系統(tǒng)的功能架構(gòu)具有清晰的理解,，根據(jù)功能架構(gòu)進行系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計與仿真,，可以對物理產(chǎn)品的參數(shù)提出清晰的要求，必要時可進行物理設(shè)計,。
◉ 能級四：正向級。
本等級的定位是：基于功能分析的設(shè)計,�,？傮w特征為：對產(chǎn)品或系統(tǒng)的技術(shù)需求和指標(biāo)具有清晰的理解，可以根據(jù)技術(shù)需求進行功能分解與分析,，進而進行系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計與仿真,，對物理產(chǎn)品的參數(shù)提出清晰的要求，必要時可進行物理設(shè)計,。從本級別開始,，研發(fā)過程呈現(xiàn)出正向設(shè)計的特征。
◉ 能級五：自由級,。
本等級的定位是：基于用戶需求的設(shè)計,。總體特征為：具有完全和自由的正向設(shè)計能力,，可以從客戶需求（涉眾需求）進行技術(shù)需求的深入開發(fā)和確認,，形成產(chǎn)品或系統(tǒng)的指標(biāo)體系，根據(jù)技術(shù)需求和指標(biāo)進行功能的分解和分析,，進而進行系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計與驗證,，對物理產(chǎn)品的參數(shù)提出清晰的要求，必要時可進行物理設(shè)計,。
三,、正向設(shè)計姍姍來遲
正向設(shè)計雖然是產(chǎn)品的創(chuàng)新創(chuàng)造的必備過程，但實施起來并不容易,。無論是工具,、過程、能力還是管理體系,，相對于逆向工程體系都是巨大跨越,。因此,，雖然國家工業(yè)體系一直對此保持著認知，一直呼吁高質(zhì)量發(fā)展,、轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新發(fā)展,，但在投入產(chǎn)出比掂量不清和得過且過的氛圍下，一直沒有成為工業(yè)主流,。
但今天的中國已經(jīng)不允許我們再維持逆向工程道路,，其已成為國家和工業(yè)發(fā)展的瓶頸。國際勢力不失時機地啟動打壓戰(zhàn)略,，對本國先進技術(shù)的封鎖到達了前所未有的程度,，國際一流的可仿制對象也不可能再輕易進入中國。其實,，中國工業(yè)水平自身的發(fā)展,，使得國際上可仿制的工業(yè)品本身就越來越少。
所以,，我國工業(yè)體系走正向設(shè)計道路,，不僅是外力使然，更是內(nèi)生需求,。前文提到,，自2019年起，中國人均GDP超過一萬美金,，意味著中國進入中等收入國家,，也面臨中等收入陷阱，必須從要素驅(qū)動的發(fā)展模式轉(zhuǎn)型創(chuàng)新驅(qū)動模式,，才能跨越陷阱,，進入下一個發(fā)展賽道。自主創(chuàng)新的關(guān)鍵就是要建立正向設(shè)計體系,。過去,，我們一直強調(diào)和呼喚正向設(shè)計而不得，但在當(dāng)前局面下,，這已不再只是美好生活的一個選項,，而是中國工業(yè)活下去的剛需。
所以,，逆向工程模式已經(jīng)完成了歷史使命,，正向設(shè)計勢在必行。于是,，二十一世紀的第三個十年,，中國正向設(shè)計時代來了。雖然姍姍來遲,，但一切都還來得及,！
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發(fā)表于 2023-3-8 14:54:03
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