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并行工程 CE 并行工程 并行工程 ConcurrentEngineering 并行工程是对产品及其相关过程 包括制造过程和支持过程 进行并行 集成化处理的系统方法和综合技术 研究范围 一般包括 并行工程管理与过程控制技术 并行设计技术 快速制造技术 并行工程 1988年美国国家防御分析研究所 IDA InstituteofDefenseAnalyze 完整地提出了并行工程的概念 即 并行工程是集成地 并行地设计产品及其相关过程 包括制造过程和支持过程 的系统方法 这种方法要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素 包括质量 成本 进度计划和用户要求 并行工程的目标为提高质量 降低成本 缩短产品开发周期和产品上市时间 并行工程的具体做法是 在产品开发初期 组织多种职能协同工作的项目组 使有关人员从一开始就获得对新产品需求的要求和信息 积极研究涉及本部门的工作业务 并将所需要求提供给设计人员 使许多问题在开发早期就得到解决 从而保证了设计的质量 避免了大量的返工浪费 并行工程的定义 在产品的设计开发期间 将概念设计 结构设计 工艺设计 最终需求等结合起来 保证以最快的速度按要求的质量完成 各项工作由与此相关的项目小组完成 进程中小组成员各自安排自身的工作 但可以定期或随时反馈信息并对出现的问题协调解决 依据适当的信息系统工具 反馈与协调整个项目的进行 利用现代CIM技术 在产品的研制与开发期间 辅助项目进程的并行化 并行工程 并行工程 并行工程的特征 1 并行交叉它强调产品设计与工艺过程设计 生产技术准备 采购 生产等种种活动并行交叉进行 并行交叉有两种形式 一是按部件并行交叉 即将一个产品分成若干个部件 使各部件能并行交叉进行设计开发 二是对每单个部件 可以使其设计 工艺过程设计 生产技术准备 采购 生产等各种活动尽最大可能并行交叉进行 需要注意的是 并行工程强调各种活动并行交叉 并不是也不可能违反产品开发过程必要的逻辑顺序和规律 不能取消或越过任何一个必经的阶段 而是在充分细分各种活动的基础上 找出各子活动之间的逻辑关系 将可以并行交叉的尽量并行交叉进行 并行工程 2 尽早开始工作正因为强调各活动之间的并行交叉 以及并行工程为了争取时间 所以它强调人们要学会在信息不完备情况下就开始工作 因为根据传统观点 人们认为只有等到所有产品设计图纸全部完成以后才能进行工艺设计工作 所有工艺设计图完成后才能进行生产技术准备和采购 生产技术准备和采购完成后才能进行生产 正因为并行工程强调将各有关活动细化后进行并行交叉 因此很多工作要在我们传统上认为信息不完备的情况下进行 并行工程 本质特点 并行工程具有以下五个方面的特点 1 基于集成制造的并行性 2 并行有序 3 群组协同 4 面向工程的设计 5 计算机仿真技术 并行工程 面向过程和面向对象并行工程强调面向过程 Process oriented 和面向对象 Object oriented 一个新产品从概念构思到生产出来是一个完整的过程 process 传统的串行工程方法是基于二百多年前英国政治经济学家亚当 斯密的劳动分工理论 该理论认为分工越细 工作效率越高 因此串行方法是把整个产品开发全过程细分为很多步骤 每个部门和个人都只做其中的一部分工作 而且是相对独立进行的 工作做完以后把结果交给下一部门 西方把这种方式称为 抛过墙法 throwoverthewall 他们的工作是以职能和分工任务为中心的 不一定存在完整的 统一的产品概念 而并行工程则强调设计要面向整个过程或产品对象 因此它特别强调设计人员在设计时不仅要考虑设计 还要考虑这种设计的工艺性 可制造性 可生产性 可维修性等等 工艺部门的人也要同样考虑其他过程 设计某个部件时要考虑与其他部件之间的配合 所以整个开发工作都是要着眼于整个过程 process 和产品目标 productobject 从串行到并行 是观念上的很大转变 并行工程 系统集成与整体优化在传统串行工程中 对各部门工作的评价往往是看交给它的那一份工作任务完成是否出色 就设计而言 主要是看设计工作是否新颖 是否有创造性 产品是否有优良的性能 对其他部门也是看他的那一份工作是否完成出色 而并行工程则强调系统集成与整体优化 它并不完全追求单个部门 局部过程和单个部件的最优 而是追求全局优化 追求产品整体的竞争能力 对产品而言 这种竞争能力就是由产品的TQCS综合指标 交货期 time 质量 quality 价格 cost 和服务 service 在不同情况下 侧重点不同 在现阶段 交货期可能是关键因素 有时是质量 有时是价格 有时是它们中的几个综合指标 对每一个产品而言 企业都对它有一个竞争目标的合理定位 因此并行工程应酬围绕这个目标来进行整个产品开发活动 只要达到整体优化和全局目标 并不追求每个部门的工作最优 因此对整个工作的评价是根据整体优化结果来评价的 并行工程 实施步骤 建立并行工程的开发环境并行工程环境使参与产品开发的每个人都能瞬时地相互交换信息 以克服由于地域 组织不同 产品的复杂化 缺乏互换性的工具等因素造成的各种问题 在开发过程中应以具有柔性和弹性的方法 针对不同的产品开发对象 采用不同的并行工程手法 逐步调整开发环境 并行工程的开发环境主要包括以下几个方面 1 统一的产品模型 保证产品信息的唯一性 并必须有统一的企业知识库 使小组人员能以同一种 语言 进行协同工作 2 一套高性能的计算机网络 小组人员能在各自的工作站或微机上进行仿真 或利用各自的系统 3 一个交互式 良好用户界面的系统集成 有统一的数据库和知识库 使小组人员能同时以不同的角度参与或解决各自设计问题 并行工程 成立并行工程的开发组织机构开发组织有三个层次构成 最高层有各功能部门负责人和项目经理组成 管理开发经费 进程和计划 第二层是由主要功能部门经理 功能小组代表构成 定期举行例会 第三层是作业层 由各功能小组构成 选择开发工具及信息交流方法选择一套合适的产品数据管理 PDM 系统 PDM是集数据管理能力 网络的通信能力与过程控制能力于一体的过程数据管理技术的集成 能够跟踪保存和管理产品设计过程 PDM系统是实现并行工程的基础平台 它将所有与产品有关的信息和过程集成在一体 将有效地从概念设计 计算分析 详细设计 工艺流程设计 制造 销售 维修直至产品报废的整个生命周期相关的数据 予以定义 组织和管理 使产品数据在整个产品生命周期内保持最新 一致 共享及安全 PDM系统应该具有电子仓库 过程和过程控制 配置管理 查看和圈阅 扫描和成像 设计检索和零件库 项目管理 电子协作 工具和集成件等 产品数据管理系统对产品开发过程的全面管理 能够保证参与并行工程协同开发小组人员间的协调活动能正常进行 并行工程 确立并行工程的开发实施方案首先把产品设计工作过程细分为不同的阶段 其次当出现多个阶段的工作所需要的资源不可共享时 可以采用并行工程方法 最后 后续阶段的工作必须依赖于前阶段的工作结果作为输入条件时 可以先对前阶段工作做出假设 二者才可并行 其间必须插入中间协调 并用中间的结果作验证 其验证的结果与假定的背离是后续阶段工作调整的依据 并行工程 地位作用 并行工程在先进制造技术中具有承上启下的作用 这主要体现在两个方面 1 并行工程是在CAD CAM CAPP等技术支持下 将原来分别进行的工作在时间和空间上交叉 重叠 充分利用了原有技术 并吸收了当前迅速发展的计算机技术 信息技术的优秀成果 使其成为先进制造技术中的基础 2 在并行工程中为了达到并行的目的 必须建立高度集成的主模型 通过它来实现不同部门人员的协同工作 为了达到产品的一次设计成功 减少反复 它在许多部分应用了仿真技术 主模型的建立 局部仿真的应用等都包含在虚拟制造技术中 可以说并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件 虚拟制造技术将是以并行工程为基础的 并行工程的进一步发展方向是虚拟制造 VM FONT VirtualManufacturing 所谓虚拟制造又叫拟实制造 它利用信息技术 仿真技术 计算机技术对现实制造活动中的人 物 信息及制造过程进行全面的仿真 以发现制造中可能出现的问题 在产品实际生产前就采取预防措施 从而达到产品一次性制造成功 来达到降低成本 缩短产品开发周期 增强产品竞争力的目的 并行工程 并行工程与面向制造和装配的产品设计面向制造和装配的产品设计 DesignforManufacturingandAssembly DFMA 是指在产品设计阶段充分考虑产品的可制造