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并行工程

1.并行工程的定義

1988年美國(guó)國(guó)家防御分析研究所(IDA—Institute of Defense Analyze)完整地提出了并行工程(CE—Concurrent Engineering)的概念,即“并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程和支持過程)的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員在一開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素,包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。并行工程的目標(biāo)為提高質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和產(chǎn)品上市時(shí)間。并行工程的具體做法是:在產(chǎn)品開發(fā)初期,組織多種職能協(xié)同工作的項(xiàng)目組,使有關(guān)人員從一開始就獲得對(duì)新產(chǎn)品需求的要求和信息,積極研究涉及本部門的工作業(yè)務(wù),并將所需要求提供給設(shè)計(jì)人員,使許多問題在開發(fā)早期就得到解決,從而保證了設(shè)計(jì)的質(zhì)量,避免了大量的返工浪費(fèi).

2.并行工程的特征

1.并行交叉

它強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝過程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、采購(gòu)、生產(chǎn)等種種活動(dòng)并行交叉進(jìn)行。并行交叉有兩種形式:一是按部件并行交叉,即將一個(gè)產(chǎn)品分成若干個(gè)部件,使各部件能并行交叉進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā);二是對(duì)每單個(gè)部件,可以使其設(shè)計(jì)、工藝過程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、采購(gòu)、生產(chǎn)等各種活動(dòng)盡最大可能并行交叉進(jìn)行。需要注意的是,并行工程強(qiáng)調(diào)各種活動(dòng)并行交叉,并不是也不可能違反產(chǎn)品開發(fā)過程必要的邏輯順序和規(guī)律,不能取消或越過任何一個(gè)必經(jīng)的階段,而是在充分細(xì)分各種活動(dòng)的基礎(chǔ)上,找出各子活動(dòng)之間的邏輯關(guān)系,將可以并行交叉的盡量并行交叉進(jìn)行。

2.盡早開始工作

正因?yàn)閺?qiáng)調(diào)各活動(dòng)之間的并行交叉,以及并行工程為了爭(zhēng)取時(shí)間,所以它強(qiáng)調(diào)人們要學(xué)會(huì)在信息不完備情況下就開始工作。因?yàn)楦鶕?jù)傳統(tǒng)觀點(diǎn),人們認(rèn)為只有等到所有產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙全部完成以后才能進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)工作,所有工藝設(shè)計(jì)圖完成后才能進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備和采購(gòu),生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備和采購(gòu)?fù)瓿珊蟛拍苓M(jìn)行生產(chǎn)。正因?yàn)椴⑿泄こ虖?qiáng)調(diào)將各有關(guān)活動(dòng)細(xì)化后進(jìn)行并行交叉,因此很多工作要在我們傳統(tǒng)上認(rèn)為信息不完備的情況下進(jìn)行。

3.并行工程本質(zhì)特點(diǎn)

1.并行工程強(qiáng)調(diào)面向過程(process-oriented)和面向?qū)ο?object-oriented)

一個(gè)新產(chǎn)品從概念構(gòu)思到生產(chǎn)出來是一個(gè)完整的過程(process)。傳統(tǒng)的串行工程方法是基于二百多年前英國(guó)政治經(jīng)濟(jì)學(xué)家亞當(dāng)·斯密的勞動(dòng)分工理論。該理論認(rèn)為分工越細(xì),工作效率越高。因此串行方法是把整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)全過程細(xì)分為很多步驟,每個(gè)部門和個(gè)人都只做其中的一部分工作,而且是相對(duì)獨(dú)立進(jìn)行的,工作做完以后把結(jié)果交給下一部門。西方把這種方式稱為“拋過墻法”(throw over the wall),他們的工作是以職能和分工任務(wù)為中心的,不一定存在完整的、統(tǒng)一的產(chǎn)品概念。而并行工程則強(qiáng)調(diào)人嗩要面向整個(gè)過程或產(chǎn)品對(duì)象,因此它特別強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮設(shè)計(jì),還要考慮這種設(shè)計(jì)的工藝性、可制造性、可生產(chǎn)性、可維修性等等,工藝部門的人也要同樣考慮其他過程,設(shè)計(jì)某個(gè)部件時(shí)要考慮與其他部件之間的配合。所以整個(gè)開發(fā)工作都是要著眼于整個(gè)過程(process)和產(chǎn)品目標(biāo)(product object)。從串行到并行,是觀念上的很大轉(zhuǎn)變。

2.并行工程強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)集成與整體優(yōu)化

在傳統(tǒng)串行工程中,對(duì)各部門工作的評(píng)價(jià)往往是看交給它的那一份工作任務(wù)完成是否出色。就設(shè)計(jì)而言,主要是看設(shè)計(jì)工作是否新穎,是否有創(chuàng)造性,產(chǎn)品是否有優(yōu)良的性能。對(duì)其他部門也是看他的那一份工作是否完成出色。而并行工程則強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)集成與整體優(yōu)化,它并不完全追求單個(gè)部門、局部過程和單個(gè)部件的最優(yōu),而是追求全局優(yōu)化,追求產(chǎn)品整體的競(jìng)爭(zhēng)能力。對(duì)產(chǎn)品而言,這種競(jìng)爭(zhēng)能力就是由產(chǎn)品的TQCS綜合指標(biāo)--交貨期(time)、質(zhì)量(quality)、價(jià)格(cost)和服務(wù)(service)。在不同情況下,側(cè)重點(diǎn)不同。在現(xiàn)階段,并貨期可能是關(guān)鍵因素,有時(shí)是質(zhì)量,有時(shí)是價(jià)格,有時(shí)是它們中的幾個(gè)綜合指標(biāo)。對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品而言,企業(yè)都對(duì)它有一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)目標(biāo)的合理定位,因此并行工程應(yīng)酬 圍繞這個(gè)目標(biāo)來進(jìn)行整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)。只要達(dá)到整體優(yōu)化和全局目標(biāo),并不追求每個(gè)部門的工作最優(yōu)。因此對(duì)整個(gè)工作的評(píng)價(jià)是根據(jù)整體優(yōu)化結(jié)果來評(píng)價(jià)的。

4.并行工程在先進(jìn)制造技術(shù)中的地位與作用

并行工程在先進(jìn)制造技術(shù)中具有承上啟下的作用,這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:

1.并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下,將原來分別進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重迭,充分利用了原有技術(shù),并吸收了當(dāng)前迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的優(yōu)秀成果,使其成為先進(jìn)制造技術(shù)中的基礎(chǔ)。

2.在并行工程中為了達(dá)到并行的目的,必須建立高度集成的主模型,通過它來實(shí)現(xiàn)不同部門人員的協(xié)同工作;為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)成功,減少反復(fù),它在許多部分應(yīng)用了仿真技術(shù);主模型的建立、局部仿真的應(yīng)用等都包含在虛擬制造技術(shù)中,可以說并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件,虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的,并行工程的進(jìn)一步發(fā)展方向是虛擬制造(VM,Virtual Manufacturing)。所謂虛擬制造又叫擬實(shí)制造,它利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真,以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題,在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施,從而達(dá)到產(chǎn)品一次性制造成功,來達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

5.并行工程的應(yīng)用

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