现代制造技术作业终极版

1、桂林电子科技大学信息科技学院现代制造技术与装备作业专 业： 机械电子工程 学生姓名： 赵永健 学 号： 1253200226 日 期： 2015/7/8 摩擦焊一、概述 利用摩擦热焊接起源于一百多年前，此后经半个多世纪的研究发展，摩擦焊技术才逐渐成熟起来，并进入推广应用阶段。自从20世纪50年代摩擦焊真正焊出合格焊接接头以来，就以其优质、高效、低耗、环保的突出优点而受到所有工业强国的重视。我国的摩擦焊研究始于1957年，发祥地是哈尔滨焊接研究所，同时也是世界上最早开展摩擦焊研究的几个国家之一，48年来取得了很多引人注目的成果。 摩擦焊技术的主要优点归结为如下几个方面： （1）接头质量好且稳定

2、焊接过程由机器控制，参数设定后容易监控，重复性好，不依赖于操作人员的技术水平和工作态度。焊接过程不发生熔化，属固相热压焊，接头为锻造组织，因此焊缝不会出现气孔、偏析、夹杂及裂纹等铸造组织的结晶缺陷，焊接接头强度远大于熔焊、钎焊的强度，达到甚至超过母材的强度。 （2）效率高 对焊件准备通常要求不高，焊接设备容易自动化，可在流水线上生产。每件焊接时间以秒计，一般只需几秒至几十秒，是其他焊接方法如熔焊、钎焊不能相比的。 （3）节能、节材、低耗 所需功率仅是传统焊接工艺的1/51/15，不需焊条、焊剂、钎料和保护气体，不需填加金属，也不需消耗电极。 （4）焊接性好 特别适合异种材料的焊接，与其他焊接方

3、法相比，摩擦焊有着得天独厚的优势，如钢和纯铜、钢和铝、钢和黄铜等异种金属的焊接。 （5）环保、无污染 焊接过程不产生烟尘或有害气体，不产生飞溅，没有孤光和火花，没有放射线。 基于以上优点，摩擦焊技术被誉为未来的绿色焊接技术。二、摩擦焊技术的发展及应用现状 经过几十年的发展，摩擦焊技术在国内目前已经具备了包括工艺、设备、控制及检验等整套完备的专业技术规模，并且在基础理论研究上也形成了一定的独立体系。 1摩擦焊工艺研究与应用 目前我国摩擦焊技术的应用比较广泛，可焊接3.0120mm的工件及8000mm 2的大截面管件，同时还开发了相位焊和径向摩擦焊技术，以及搅拌摩擦焊技术。不仅可焊接钢、铝、铜，而

4、且还成功焊接了高温强度级相差很大的异种钢和异种金属，以及形成低熔点共晶和脆性化合物的异种金属，如高速钢-碳钢、耐热钢-低合金钢、高温合金-合金钢、不锈钢-低碳钢、不锈钢-电磁铁，以及铝-铜、铝-钢等。近年来，随着我国航空航天事业的发展，也加速了摩擦焊技术向这些领域的渗透，进行了航空发动机转子、起落架结构件、紧固件等材料（Ln718 Ti17 300M GH159 GH4169），以及金属与陶瓷、复合材料、粉末高温合金的摩擦焊工艺试验研究。某些电工材料的钎焊工艺也开始用摩擦焊接所取代，如电磁铁-不锈钢、钨铜合金等。 目前我国采用摩擦焊接方法焊接的产品有：锅炉行业的蛇形管摩擦焊接，阀门行业的阀门法

5、兰和阀体密封座的摩擦焊接，轴瓦行业的止推边轴瓦的摩擦焊接，工具行业的钻头、铣刀、铰刀的刃部与柄部的摩擦焊接，汽车及机车行业发动机的双金属排气阀、气门顶杆，柴油机预热室喷嘴、半轴、扭力管，内燃机增压器涡轮轴，潜水电泵转轴，纯铜不锈钢水接头、铝铜过渡接头，纺织机梭子芯，关节轴承，泥瓦工具，地质钻杆，石油钻杆、实心、空心抽油杆，航空发动机集成齿轮及木工多用机床上的刀轴等。 2理论研究及工程应用 我国科技人员对摩擦焊接表面高温塑性金属层的形成、流动、扩展和焊接接头形成机理，摩擦焊接的能量转换及过程控制，大截面石油钻杆摩擦焊接工艺和强韧性控制，摩擦焊接接头灰斑缺陷形成机制及焊接接头断口形貌与断裂应变，铝

6、-铜薄壁管摩擦焊接机理与接头性能和焊缝化合物相形成机制，以及金属的超塑性摩擦焊等方面都进行了较深入的基础理论研究。 在工程应用上，针对急待解决的一系列问题开展了摩擦焊技术研究的课题。其中摩擦焊接头形变热处理的工艺试验研究是一项有代表性的应用科学研究工作，这项研究率先在摩擦焊领域中引入形变强化与相变强化相结合，通过改变传统的连续驱动摩擦焊过程，把焊接工艺同焊后热处理工艺实行工序兼并，利用焊接余热和刹车能耗在摩擦焊机上直接对摩擦焊接头进行形变热处理。机上配备的热处理装置可更有效地实现相变条件的控制，这样就可以把摩擦焊过程中高温形变引入的大量位错等用淬火相变牢固地钉扎住，充分发挥形变强化与相变强化的

7、双重作用，取得以往用单一方法不能达到的强韧化效果，实现了在不降低接头强度的前提下，韧性超过调质母材的水平。这项技术不仅提高了摩擦焊焊接质量，而且简化了工艺，减少了焊后热处理的加热次数，降低了生产成本。 该项研究成果处于世界领先地位，目前在抽油杆、油管的生产和钻杆的修复上进行了推广应用。为控制铝-铜过渡接头脆性层的产生，还研究了低温摩擦焊并应用于生产。近年来对超塑性温度范围内相变温度以下摩擦焊进行了研究，并取得了阶段性成果；在焊接质量监控方面，先后研制了摩擦焊功率极值控制仪及微机质量监控装置。微机质量监控装置是对焊接过程的轴向压力、主轴转速、摩擦扭矩、焊件轴向缩短量、时间、焊接温度及形变热处理温

8、度等影响焊接接头质量的主要参数的变化进行监控。在新材料的焊接性，摩擦焊接信息过程与传感技术，摩擦焊接参数计算和实时监测与闭环控制，摩擦焊缝缺陷形成机制与力学行为，摩擦焊接头强韧性控制，摩擦焊接物理参量场（温度场，应力应变场）数值模拟，以及高速摄影、频谱分析、摩擦焊缝无损检测等相关试验技术方面也开展了较系统深入的研究工作。 近几年来，搅拌摩擦焊技术也引起了我国科技工作者的高度重视，先后开展了对铝合金（如防锈铝、锻铝、硬铝、超硬铝等）、纯铜、PVC塑料等材料的搅拌摩擦焊研究；同时还在积极开展钛合金、镁合金和黑色金属的搅拌摩擦焊工艺研究。另外，还对搅拌摩擦焊的机理、微观组织、力学性能和搅拌摩擦焊的核

9、心技术搅拌头等都展开了深入的研究，并取得了一定的工程应用。 3摩擦焊机的生产与相关技术 我国现有700余台摩擦焊机在生产中应用，绝大部分是连续驱动摩擦焊机。近年来由于加强了与德国KUKA、日东株氏会社、美国MTI公司等摩擦焊机制造公司的交流与引进样机，国产焊机先后采用了液压马达驱动的主轴系统、串联轴承组-平衡油缸液力平衡旋转活塞、多片式粉末冶金涂层离合器、滚动导轨和可编程序控制器（PLC）控制等多项先进技术，使摩擦焊机制造水平有了较大的提高。 随着实际生产的需求，国内对于其他形式的摩擦焊机也进行了研制，如长春数控机床有限公司研制了小吨位的惯性焊机、相位摩擦焊机；哈尔滨焊接研究所研制的具有形变热

10、处理功能带机上淬火装置，以及自动去飞边装置的混合式摩擦焊机、频调速相位摩擦焊机。哈尔滨量具刃具厂研制了20t双头摩擦焊机；中国兵器工业第五九研究所研制的小吨位径向摩擦焊机；北京赛福斯特技术有限公司研制的系列搅拌摩擦焊机等，这些焊机有的技术指标和制造水平已达到或接近国外同类焊机的水平。 面对国内市场的需要，摩擦焊机的生产也在向系列化方向发展，目前国内生产的焊机最大吨位是1250kN，最小是5kN。总之，在国内的焊机系列中，变型少，品种也比较单一，还没有巨型机和微型机。与焊机相配套的去飞边装置、自动上下料装置、焊后热处理及无损检测装置等虽有不同的类型，但是这些还比较专业化，没有形成标准通用的系列，

11、还有待不断的完善。目前，我国也有了自己的摩擦焊机行业标准，随着制造技术的提高，这个标准还有待向较高水平方向修订。 三、摩擦焊技术的发展趋势与展望 我国摩擦焊技术的发展现状还很不适应国民经济高速发展的需要，今后510年内我国的摩擦焊工作者还要在材料的焊接性、摩擦焊的焊接方法、摩擦焊设备和摩擦焊的应用领域展开更加深入的研究。 1拓宽摩擦焊材料的焊接性研究 主要瞄准那些难以熔焊的及新兴的焊接材料的焊接，如钛合金与不锈钢的摩擦焊接、钛与铝的摩擦焊接、纯钛与纯铜的摩擦焊接、高熔点材料的摩擦焊接、轻金属的摩擦焊接、粉末合金材料的摩擦焊接、新兴材料的摩擦焊接、铸造合金的摩擦焊接及钢材与活性金属的摩擦焊接等材

12、料的摩擦焊接性研究。同时还要对材料摩擦焊接物理、化学、力学冶金的基础理论进一步深入研究，拓宽摩擦焊可焊材料领域。 2摩擦焊方法的研究趋势 今后510年要加大力度开发一些新的摩擦焊方法，逐步完善并扩大其应用范围。 （1）相位摩擦焊 可实现有相位要求的工件的摩擦焊接，扩大了摩擦焊的应用领域。目前生产中对如六方形断面的零件、八方钢、汽车操作杆、花键轴、拨叉及两端带法兰的轴等均要求采用相位摩擦焊。在电控技术和机械技术高度发展的前提下，为大吨位相位摩擦焊机的研制提供了可能。 （2）线性摩擦焊 线性摩擦焊技术，是两个工件以一定的频率和振幅进行往复运动产生热量进行的焊接，它可以将方形、圆形、多边形截面的金属

13、或塑性材料焊接在一起，也可以焊接更不规则截面的构件，如叶片与涡轮等。以后，还要深入开展线性摩擦焊机原理、振动系统动力学等的研究，为研制大吨位的线性摩擦焊机作准备。 （3）径向摩擦焊 径向摩擦焊由于引入中间旋转加压圆环，不仅改变了摩擦面的方向，焊件也由相对旋转加压变为相对固定加压，因此非常适合于长管子的焊接，同时它还可以把薄壁环焊接到圆柱体外壁上。今后，要加强径向摩擦焊机理和瞬间大流量液压系统的研究，为大吨位径向摩擦焊机的研制奠定理论基础。 （4）搅拌摩擦焊 搅拌摩擦焊技术是1991年英国焊接研究所发明的固相连接技术，它在航空航天、船舶、海洋工业、武器装备，以及高速列车等领域的轻结构制造中的应用

14、研究得到广泛开展；同时也引起了我国科技工作者的高度重视，先后开展了一些搅拌摩擦焊的研究工作。今后要对搅拌摩擦焊的机理、微观组织、力学性能和搅拌摩擦焊的核心技术搅拌头等展开更加深入的研究。拓展搅拌摩擦焊的材料焊接范围，特别是要加强异种材料搅拌摩擦的研究，进一步扩大搅拌摩擦焊的工程应用。另外，还要对摩擦堆焊、第三体摩擦焊和嵌入摩擦焊开展研究。 3摩擦焊设备与工程应用的研发方向 随着摩擦焊技术的广泛应用，摩擦焊设备也得到了迅速的发展，2000年不完全统计，全世界共有5000多台摩擦焊机用于焊接生产。 为适应大型和特殊部件的摩擦焊接，要研制我国的大型和微型的摩擦焊机。为适应特种用途还要开发惯性摩擦焊、

15、径向摩擦焊、搅拌摩擦焊、双头摩擦焊、立式摩擦焊，以及水下摩擦焊等多种、特种摩擦焊机。在制造及监控技术方面，要本着柔性和自动化来设计，焊机可附加很多自动化设备和加工装置，从而创造出一个高度柔性和自动化的完整系统，以适应用户的各种需求。为强化焊接过程质量保证，除了进行时间控制、变形量控制、能量控制外，还要开发特殊过程控制技术，如摩擦扭矩和声发射监控技术等。 为了适应焊接生产的自动化要求，要加强相关技术及外围设备的研究：如不同类型的去飞边装置、机器人或其他上下料装置、热处理及无损检验技术，工件可在焊前或焊后在焊机上进行机加工，有的甚至可进行CNC加工，使之在生产线上可靠运行。另外，还可与柔性制造系统

16、（FMS）配合使用。 今后汽车工业将成为摩擦焊最具活力的市场，使用摩擦焊焊接的零部件有涡轮增压器，安全气囊的增压泵，变速器和齿轮箱的驱动轴、后桥、排气阀及气动制动用凸轮等。在工程机械方面，摩擦焊主要用来焊接液压传动部件，如液压缸、活塞杆，尤其是法兰与阀体的焊接。另外，在履带支重轮、减震器和齿轮泵转子制造中，也可以采用摩擦焊。 四、总结 纵观国内外摩擦焊技术的发展现状，我国与国际先进水平相比还有很大差距。目前，摩擦焊技术在国内的研究开发、推广应用的工作还不能满足国民经济飞速发展的需要，面对国内市场的需求，国际竞争的日益激烈，我国广大摩擦焊科技工作者任重道远。为适应我国科技发展的需求和缩短同国外同

17、类产品的差距，我们应在实现摩擦焊技术自身发展的同时，加强同其他学科与边缘学科的结合。愿我们携起手来，用我们不懈的努力托起我国摩擦焊技术发展的今天与未来！虚拟轴机床一、概述 虚拟轴机床作为一种新型的加工设备在广泛的领域内引起人们的重视。现对虚拟轴机床的特点和应用，以及虚拟轴机床在国内外的研究状况进行综述和分析，结合虚拟轴机床的最新研究领域和现状，对虚拟轴机床将来的发展趋势做了详细的展望。 随着科学技术的快速发展，机械制造业也经历了空前的变化。新一代机床的发展趋势是进一步满足超精密、超高速、激光和细微加工等新工艺提出的高性能和高集成度的要求。虚拟轴并联机床的出现和发展就是典型的例子。虚拟轴并联运动

18、机床是基于空间并联机构Stewart【1】平台原理开发的，它以空间并联机构为基础，充分利用计算机数字控制的优势，以软件取代部分硬件，以电器装置和电子元件取代部分机械传动，使以笛卡尔坐标直线位移为基础的机床结构和运动学原理发生了根本的变化。一、虚拟轴机床的特点传统机床的工作轴线和三维直角坐标轴相对应，而虚拟轴机床的工作主轴轴线突破了传统的概念。传统机床布局的基本特点是以机床、立柱、横梁等作为支撑部件，主轴部件和工作台的滑板沿支撑部件上的直线导轨运动，按照X、Y、Z坐标运动叠加的串联运动学原理，形成刀头点的加工表面轨迹。虚拟轴并联运动机床（图1）以桁架杆系结构2取代传统机床的悬臂梁和两支点梁结构来

19、承载切削力和部件重力, 加上运动部件的质量明显减小以及主要由电主轴、滚珠丝杆、直线电动机等机电一体化部件组成，因而具有刚度高、动态特性好、机床的模块化程度高、易于重构以及结构简单等特点3-4。 虚拟轴机床主要由框架和变长度杆等简单构件组成，对于复杂的曲面加工，不需要普通机床的X、Y、Z三个方向的工作台或刀架的复合运动，只要控制六杆长度即可。机床用较为复杂的控制换取了结构的最大简化。 传统机床因结构不对称，而使机床受热受力不均匀。虚拟机床呈对称的 框架结构，刚度高、稳定性好，具有承载重量比高的优点。 传统机床是串联传动结构，主轴或工作台的运动由各传动轴依次传递，不仅存在误差积累问题，而且运动的质

20、量较大，使机床高速动态性能恶化。而虚拟轴并联机床的六杆分别由六个电动机控制各杆长度，获得主轴所需要的刀具工作位置，使得串联结构的缺点得以改善（图2）。高速加工时，并联结构的优势更加的明显。 由于虚拟轴机床具有并联结构的优点，并联结构的各个轴的误差形成的是平均值，不同于串联机构的轴的误差的相互叠加，因此加工精度较高。 虚拟轴机床的加工，主要是通过连接刀具的动平台在空间改变位置和姿态实现的，而刀具的运动是由六个伺服电机驱动六个滚珠丝杆，调整各杆的长度进行控制。改变伺服电机的控制指令就可以改变刀具位姿。因此刀具调整方便，机床适应性强。 虚拟轴机床不仅结构简单，而且主要部件多为通用件，具有较强的模块化

21、功能。有利于针对不同加工需要进行设备重组。减少投资，维修方便，经济性能良好。二、虚拟轴机床的研究现状 目前，国内外关于并联机床研究的关键技术主要集中于以下几个方面：并联机床的设计理论和结构设计研究，虚拟轴并联机床的运动学设计研究，虚拟轴并联机床的动力学和动态特性研究，虚拟轴并联机床的动力与控制策略的研究等。虚拟轴并联机床的组成原理研究主要致力于解决并联机床的自由度计算、运动副类型、支铰类型以及运动学分析、建模与仿真等问题；结构设计主要包括机床的总体布局和安全机构设计。国外，从并联机床的设计到制造已经实现了计算机的虚拟设计和仿真。由于并联机床的复杂性和设备的高昂造价，促使机床虚拟设计平台的出现5

22、。近年来，国内在虚拟轴机床的研究方面也做了许多工作。清华大学研制了VAMTIY型虚拟轴机床的样机（图3），东北大学研制了修磨刚胚缺陷的并联机器人机床（图4）。国内其他一些高校也对类似的结构的虚拟轴机床进行了开发研究。虚拟轴并联机床运动学设计包括工作空间定义与描述、工作空间分析与综合两部分。工作空间分析是并联机床机构运动学设计的核心内容之一。工作空间是评价动平台实现位姿的能力的主要标准。工位奇异性研究主要研究奇异性工位的位置和范围。当机构处于奇异相位时，机构的速度反解不存在，存在某些不可控的自由度，奇异相位分为边界奇异、局部奇异和结构奇异三种形式。刚体动力学逆问题是并联机床动力分析、整机动态设计

23、和控制器参数确定的理论基础。这类问题可以归结为已知平台的运动规律，求解铰内力和驱动力。和传统的串联机构机床一样，动态特性是影响并联机床加工效率和加工精度的重要指标。动态设计的目标可以归结为：提高整机单位重量的静刚度、通过质量和刚度合理匹配使得低阶主导模态的振动能量均衡，有效的降低刀具与工件相对柔度，以期改善抵抗切削颤振的能力。从机床运动学的观点看，并联机床与传统机床的本质区别在于动平台在笛卡尔空间中得运动是关节空间伺服运动的非线性映射6。因此，在进行运动控制时，必须通过位置逆解模型，将给定的刀具位姿及速度信息变换为伺服系统的控制命令，并取得并联机构实现刀具的期望运动。三、 虚拟轴机床的发展趋势

24、虚拟轴机床之所以能在Stewart平台基础上形成各种样机，受到社会广泛关注并吸引了众多学者从各个角度进行研究。最为重要的原因就是虚拟轴机床具有独特的结构和先进的控制技术。虚拟轴机床的这些优点拥有明显的市场潜力和良好的发展前景。其未来的发展趋势主要体现在以下方面。虚拟轴机床结构简化的最大特点就是便于模块化和标准化，为柔性制造系统的设备重组提供了良好的基础，为敏捷制造提供了硬件条件8。虚拟轴机床的精度已经不再停留在静态的集合精度，运动精度、热变形和振动的检测和补偿越来越得到重视，以适应高性能加工和高可靠性的需要7。机床的加工精度，其重复性和可信赖度很高，性能能够长期保持稳定。机床需要具有自由化、自

25、监控、自诊断和预维护功能。目前虚拟轴机床的研究主要着眼于开放式数控系统以及数控系统模块化结构的研究，在今后的一段时间内还需要有以下几个方面的深入。首先，新一代的虚拟轴机床开放式控制系统需要有更高的智能水平，其控制将向着更高的精度、更高的可靠性和更快的响应等高智能化的方向发展。其次，开放式控制系统将向网络化方向发展。随着现代科学技术的进步，特别是通讯和网络技术的日新月异，基于网络技术的开放式运动控制系统的研究，必将在我国数控技术领域掀起一个更高的研究热潮。再次，开放式控制系统将向基于组件的数控软件开发技术方向发展。为了使软件具有更好的可移植性、可扩展性可重用性，基于组件的软件设计方法正成为计算机

26、软件的重要发展方向。最后，虚拟轴并联机床组成标准模块和关键基础件的研制也是一个很重要的方向。虚拟轴机床组成模块主要包括主轴系统、杆件和铰链、线性直接驱动设备、特种直接驱动设备。这些设备的性能直接决定机床的综合性能，加快这些装备和技术的研制对于加快推进并联机床的发展具有重大的意义。四、总结虚拟轴机床是一种新型的机床，是现代机器人技术和现代数控机床技术结合的产物，它代表着机床制造业的发展方向。由于传统的串联机床和虚拟轴并联机床在结构和性能上的对偶关系，决定了这两种机床在应用上不是替代作用而是互补作用。虚拟轴机床是一个国家技术力量和装备水平的重要标志。因此，在提高我国装备制造业进程中必须加大对虚拟轴

27、机床的研究力度。对虚拟轴机床进行全面而系统的研究，并不断将其推向实际应用，具有重要的理论意义和实用价值。并行工程一、 概述80年代中期以来，制造业商品市场发生了根本性的变化。同类商品日益增多，企业之间的竞争愈来愈激烈，而且越来越具有全球性，长期的卖方市场变成了买方市场。顾客对产品质量、成本和种类要求越来越高，产品的生命周期越来越短。因此，企业为了赢得市场竞争的胜利，就不得不解决加速新产品开发、提高产品质量、降低成本和提供优质服务等一连串的问题。然而在这些问题中，迅速开发出新产品，使其尽早进入市场成为赢得竞争胜利的关键。因此在这里, 最核心的是时间。 为了改变传统的产品开发模式，赢得市场和竞争，

28、在80年代初，人们不得不开始寻求更为有效的新产品开发方法。在这其中，最重要的一件事就是在1982年，美国国防高级研究项目局 (Defense Advanced Research Projects Agency: DARPA)开始研究如何在产品设计过程中提高各活动之间“并行度”（concurrency）的方法。5年以后，DARPA发表了其研究结果。后来的事实证明，该研究结果成为其后所有这方面研究的重要基础。在1986年夏天，美国国防部防御分析研究所（ The Institute for Defense Analyses :IDA）发表了非常著名的R-338报告，提出了“并行工程” （Concur

29、rent Engineering: CE）的概念，并将其解释为对产品及其下游的生产和支持过程进行并行一体化设计的系统方法，并第一次提出了并行工程如下的定义：“并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程（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从设计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处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户的要求。”二、并行工程的技术特征1.并行交叉并行工程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；

30、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。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

31、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。 三、并行工程的本质特点 1.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

32、为“抛过墙法”（throw over the wall），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。而并行工程则强调人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（product object）。从串行到并行，是观念上的很大转变。2.并行工程强调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

33、。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，并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

34、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。四、并行工程的应用实例90年代以来，美、英等国在新型武器系统和民用产品的研制中大量采用了并行工程这一新概念。其中，IPT方法作为并行工程的核心工具受到高度重视，据美国斯坦福大学研究人员调查，目前已有近500家美国公司在应用IPT方法。波音公司较早应用了并行工程并取得了显著成效。波音公司自1990年开始在波音777新型飞机的研制中尝试并行工程，取得成功后，又在波音737-X上进一步改进研制流程，优化了研制过程。在波音777的设计中，把过去的串行研制流程变成并行研制流程，先后组织了238个

35、“设计-生产协同组”，强调所有小组的成员必须在同一个地方办公，注重从设计开始就把可靠性、维修性都设计到产品中去，以减少设计更改和缩短研制周期，达到提高质量、降低成本的目的。诺斯罗普（Northrop）公司是美国生产军用和民用飞机及导弹的主要公司之一。由于产品越来越复杂，使得设计队伍不断扩大，并且设计、制造人员很分散，存在对客户需求变化反应慢、信息传递渠道不通畅等问题。为此公司决定采用并行工程方法，在设计阶段就考虑制造、材料、质量、保障等方面的问题，建立包含全部产品信息的计算机数据库，所有设计人员共享一个数据库，及时交流信息，修改和完善产品设计。这种做法使公司获得了良好效益，其飞机舱壁设计时间由

36、13周减少到6周，人员利用率也大大提高。罗克韦尔公司。该公司的航天系统工程部为应用并行工程而成立了若干个综合产品组（IPT）。这些IPT存在于型号的整个寿命周期中，有自行决策权。每个型号可以有一个或多个IPT，IPT的成员有全职的，也有兼职的，来自与型号生产相关的各个部门，包括顾客、供应商、子公司，以及联合制造商等。这些IPT有明确的章程、计划、职权范围、财务等。该公司最初在空间站和“先进发射系统”计划中组建了IPT，继而在空间拦截器、航天飞机轨道器改进项目中应用了IPT。空间系统部曾拥有159个小组，其中47个小组是严格意义上的IPT。在该公司，并行工程已被用到所有新型号研制中。五、并行工程的研究热点和发展趋势经过近几年的发展， 并行工程技术已经取得了长足的进展，正逐渐成为支持现代企业适应市场发展的重要方法。在国外一些著名企业成功实施并取得了很好的效益，在我国技术攻关的初步应用也充分证明了这一点。并行工程的实施将从根本上改变现行的制造模式，对此我们必须引起高度重视，跟踪世界先进水平开展适合我国国情的研究工作，为并行工程在我国的广泛应用打下坚实的基