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- 并行工程
- Concurrent Engineering
- 管理与过程控制，并行设计
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它要求产品开发人员从一开始就考虑到产品全生命周期（乐恋整从概念形成到产品报废）内各阶段的因素阀剃习（如功能、兰辨汽臭制造、装配、作业调度、质量、几乐成本、维护谜档垫与用户需求等兰旬热等），并强调各部门的协同工作，通过建立各决策者束肯旬之间的有效的信息交流与通讯机制，综合考虑各相关因素的影响，使后续环节中可能出现的问题在设计的早期阶段就被发现，并得到解决，从而使产品在设计阶段便具有良好的可制造性、可装配性、可维护性及回收再生等方面的特性，最大限度地减少设计反复，糊禁缩短设计、生产准备和制造时间。
一般包括：
③快速制造技术。
并行工程自20世纪80年代提出以来，美国、欧共体和日本等发达国家均给予了高度重视，成立研究中心，并实施了一系列以并行工程为核心的政府支持计划。很多大公司，如麦道公司、波音公司、西门子、IBM等也开始了并行工程实践的尝试，并取得了良好效果。
进入90年代，并行工程引起中国学术界的高度重视，成为中国制造业和自动化领域的研究热点，一些研究院、所和高等院校均开始进行一些有针对性的研究工作。1995年“并行工程”正式作为关键技术列入863/CIMS研究计划，有关工业部门设立小型项目资助并行工程技术的预研工作。国内部分企业也开始运用并行工程的思想和方法来缩短产品开发周期、增强竞争能力。但是，无论从技术研究还是企业实践上，中国都落后于国际先进水平十年左右，许多工作仍处在探索阶段。
1988年美国国家防御分析研究所（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.
－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。
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。
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。
并行工程具有以下五个方面的特点：
2、并行有序。
3、群组协同。
4、面向工程的设计。
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”（throwover 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（product object）。从串行到并行，是观念上的很大转变。
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。
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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。
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。
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。
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＞Virtual Manufacturing）。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
面向制造和装配的产品设计（Design for Manufacturing and Assembly,DFMA）是指在产品设计阶段充分考虑产品的可制造性和可装配性，从而以更短的产品开发周期、更低的产品开发成本和更高的产品开发质量进行产品开发。
很显然，要顺利地实施和开展并行工程，离不开面向制造和装配的产品设计，只有从产品设计入手，才能够实现并行工程提高质量、降低成本、缩短开发时间的目的。可以说，面向制造和装配的产品开发是并行工程的核心部分，是并行工程中最关键的技术。掌握了面向制造和装配的产品开发技术，并行工程就成功了一大半。
·1988 年，美国防御分析研究所以武器生产为背景，对传统的生产模式进行了分析，首次提出了并行工程的概念。特别是美国国防部高级防务研究项目局与 1988 年 7 月在西弗吉尼亚大学投资 4~5 亿美元组建 CERC ，致力于设计、开发和推广 CE 使能技术，以提高产品的开发能力。·1986 年 -1992 年，是并行工程的研究与初步尝试阶段。美国国防部支持的 DARPA/DICE 计划，欧洲的 ESPRIT II&III 计划，日本的 IMS 计划等都进行了并行工程的研究。
如美国洛克希德 (Lockheed) 导弹与空间公司 (LMSC) 于 1992 年 10 月接受了美国国防部(DOD) 用于“战区高空领域防御” (Thaad) 的新型号导弹开发，该公司的导弹开发一般需要 5 年时间，而采用并行工程的方法，最终将产品开发周期缩短 60%。具体的实行如下：
·实现信息集成与共享。在设计和实验阶段，一些设计、工程变更、试验和实验等数据，所有相关的数据都要进入数据库。并各应用系统之间必须达到有效的信息集成与共享。·利用产品数据管理系统辅助并行设计。LMSC 采用了一个成熟的工程数据管理系统辅助并行化产品开发。通过支持设计和工程信息及其使用的 7 个基本过程 ( 数据获取、存储、查询、分配、检查和标记、工作流管理及产品配置管理) ，来有效地管理它的工程数据。
另外，像 Siemens 重型雷达设备也采用并行工程来改进产品质量及缩短开发周期。其实施有 6 个方面的要求：
·建立“一次开发成功”团队和技术中心 ;
ABB(瑞士) 火车运输系统建立了支持 CE 的计算机系统、可互操作的网络系统和一致的产品数据模型，组织了设计和制造过程的团队，并应用仿真技术。应用并行工程后大大缩短了产品开发的周期。过去从合同签订到交货需 3~4 年，仅用 3~18 个月，对于东南亚的顾客，可在 12 个月内交货。整个产品开发周期缩短 25%~33% ，其中从用户需求到测试平台需 6 个月，缩短了 50%。
中国制造业要想进入世界竞争，必须增强自身的产品开发能力，并行工程是一个非常重要的选择。CE 在中国的研究与应用分为以下几个阶段：
一、1992 年前是并行工程的预研阶段， 863/CIMS 年度计划和国家自然科学基金资助了一些并行工程相关技术的研究课题，如面向产品设计的智能 DFM，并行设计方法研究，产品开发过程建模与仿真技术研究等。
·1995 年 5 月 -1997 年 12 月，进行了“并行工程”项目的攻关研究。
二、1998 年至今，“并行工程”已有攻关成果并进一步深入研究，应用于航天等领域。
国内对 CE 的研究也已发展到了一定的高度，以下是几个成功应用并行工程的典型范例。
西安飞机工业 ( 集团 ) 有限公司 在已有软件系统的基础上，开发支持飞机内装饰并行工程的系统工具，包括：适用于飞机内装饰的 CAID系统、 DEA 系统和模具的 CAD/CAE/CAM 系统。如 Y7-200A 内装饰设计制造并行工程。通过了过程建模与 PDM实施，工业设计， DFA ，并行工程环境下的模具 CAD/CAM ，飞机客舱内装饰数字化定义等技术手段。Y7-700A 飞机内装饰工程中，研制周期从 1.5 年缩短到 1 年，减少设计更改 60% 以上，降低产品研制成本 20% 以上。
三、以波音737-700 垂直尾翼转包生产为例，研制周期缩短 3 个月 ; 节约工装引进费用 370 万美元 ; 减少样板 1165 块，合计人民币50 万元 ; 减少标工、二类工装 23 项，合计人民币 125 万元 ; 减少过渡模 136 项，合计人民币 68 万元 ; 提高数控编程速度 4~6 倍，减少数控零件试切时间 40%; 工艺设计效率提高 1.5 倍等。
齐齐哈尔铁路车辆并行工程中改进后的棚车开发流程。其改进的措施包括：在产品开发的早期阶段，就能够充分考虑冲压件、铸钢件等零件的可制造性问题和铁路货车的结构强度、刚度及动力学品质等产品性能问题，从而能够尽量减少设计错误，提高设计质量; 同时增加 DFX ，使得在产品设计阶段即可考虑产品加工、装配和工艺等问题，提高一次设计成功的可能性。实现工艺和工装的并行开发，精简设计过程 ; 制造系统与产品开发过程不构成大循环，从而缩短产品开发周期，提高产品质量与水平。
按照并行工程的思想，房地产开发从一开始就考虑影响整个过程的所有因素，使每个过程的所有阶段都协调起来，并行地开展工作。将开发过程中内部外部，有形无形的因素都加以考虑，增强管理对象的交融度，并形成一种互补、匹配的整体结构。
并行工程的房地产开发工作实质上体现了开发工作的系统性——前期策划、设计、建造、销售、管理等过程已不再是一个个相互独立的单元，而被纳入一个完整的系统中进行考虑。前期策划工作将产品设计、投资估算、开发计划、建筑施工、质量控制、销售实现等因素一同纳入系统。在策划的同时就可以进行设计及施工准备，有助于提前发现问题，并及时调整。
房地产开发项目的寿命周期一般分为五个阶段：投资决策和项目前期策划阶段；项目的设计和计划阶段；施工阶段；项目的销售阶段；使用阶段。每个阶段内和各个阶段之间都存在一些非串行工作，如：投资决策阶段做的市场调研工作与设计阶段的产品理念设计可以并行；施工图设计工作与采购准备工作可以并行。
1．投资决策和项目前期策划阶段的并行应用
在对顾客的需求方面运用质量功能配置(QFD，Quality Function Deployment)的方法，对顾客的需求进行分析。从广义上讲，QFD是一种采用矩阵图解将用户对产品和服务的要求全面反映到产品开发、设计、制造的各个阶段的设计方法，它通过对产品开发过程的基本元素、事件和活动的分析以及它们之问关系的描述、转换，实现对产品开发过程的管理、指导和控制，以保证最大限度地满足客户的需求，从而把客户需求转换成一系列可检测、可操作的事件和活动。
2．项目的设计和计划阶段的并行应用
设计和计划阶段应以以下5条为行动指导：①项目发展团队(project development team)作为一个整体对整个设计负责。②项目发展团队应该阶段性的比较优化设计目标，剔除无附加价值的功能。③设计利用CAD系统网络以利于信息共享。④设计必须同时考虑施工的可操作性，例如：施工方法、技术、设备，施工顺序和不同承包商之间的配合。⑤设计应该使施工可以在设计部分完成的情况下开始，而无需等到整个设计完成。
3．施工阶段的并行应用
施工阶段房地产企业一般通过招标交与专业的施工企业去完成，在策划阶段就应有专业的施工人员参与项目的策划和设计，后来的施工过程中也要注意以下四个方面的并行应用：①应该降低传统现场作业中个工序的相互依赖性，使尽可能多的工序能能同时开展。② 应该使所有工人了解整个项目，清楚自己在整个计划中作用。③工程质量和质量检查方法、标准应该公布在施工现场可见处。④定期将反馈意见送交跨部门小组以提高剩余部分的设计。
1．并行团队的建立
并行团队的建立是企业为了完成特定的产品开发任务而组成的多功能型团队，包括来自市场、设计、施工、采购、销售、维修、服务、顾客、供应商、协作单位的代表。通过团队成员的共同努力能够产生积极的协同作用，使团队的绩效水平远大于个体成员的绩效总和。团队成员技能互补，致力于共同的绩效目标，并且共同承担责任。大大提高产品生命周期各阶段人员之间的相互信息交流。
2．团队的管理手段
③沟通和协调。对于密切配合的团队协同工作模式来说，信任、沟通和协调尤为重要。沟通有四种功能：控制、激励、情绪表达和信息。而协调在具体的操作时，既可化解冲突以避免组织功能失调，也可在保证组织功能正常的前提下激发冲突以达到提高群体工作效能的作用。
工作团队在做出决策时，一般采取群体决策的方式。其主要优点有：更完全的信息和知识、增加观点的多样性、提高了决策的可接受性、增加合法性。其不足之处：浪费时间、从众压力、少数人控制和责任不清。总的来说，群体决策更准确，质量更优。但就速度和效率而言，群体决策劣于个体决策。
4．冲突的协调解决
在实施并行工程的过程中，由于在初始阶段就应用了并行方式综合考虑整个生命过程中各环节的影响，因此，并行工程强调多学科专家的协作。由于各专家的知识面，背景等的不同，由他们组成的目标各异，它们之间相互作用、相互制约，可能随时发生冲突，如何协调好这些冲突，是实施并行工程的关键问题。从某种意义上讲，并行工程的实施过程就是冲突不断产生、发展、解决的过程。冲突的产生可以使设计人员及早发现问题、解决问题，保证设计方案的优化。
1．建立有利于并行工程实施的文化氛围
并行工程最为重要的一方面在于他代表了一种不同的文化，而不仅仅是一个方法或技术。事实上，一些组织己经在他们对并行工程的定义中承认了这一点。变文化是不容易的，主要方法是通过教育培训。从高层管理部门开始，组织中所有成员都要意识到并行工程方法的好处以及它需要的条件。组织中每一层和中的每一个成员都必须完全意识到并行工程是什么，以及不是什么，并行工程可能在这一步没有完成之前进行。
2．争取企业领导的大力支持以及各部门主管的理解
采用并行工程方法实施工程管理，必定会涉及到组织的变革，权力分配的变化，各种奖励政策的变化，人际关系的变化。而企业对权力分配、责任和利益关系的确定是极为敏感的。因此必须有企业最高层主管的支持。而在中国建筑企业的现状下，一般企业高层主管很难对其下属实施强有力的影响，他必须得到其下属的理解与支持。按照并行工程思想，他必须要赋予各负责人对各部门资源的支配权，那么显然会削弱各部门主管的权力，因而需要对各部门主管做大量思想工作。企业领导人的决心、威望、影响力和领导艺术，是赢得各部门主管密切配合的关键。
3．搭建并行工程信息化模型和数据平台
②工作流管理系统。工作流管理WFM是人与计算机共同工作的自动化协调、控制和通信，在计算机化的业务过程上，通过在网上的运行软件，使所有命令的执行都处于受控状态。在工作流管理下，工作量可以被监督，使分派工作到不同的用户的工作量达到平衡。
③群体决策支持系统。小组的决策过程因时间、地点的不同，可有四种情况发生：同时— — 同地、同时—— 异地、异时— — 同地、异时——异地。与此相对应也有四种类型的群体决策支持系统工具：决策室(支持同地—— 同时的交互作用)；工程室(支持同地— — 异时的交互作用)；远程会议系统(支持同时— — 异地的交互作用)；电子邮件系统和语音邮件系统(支持异时——异地的交互作用)。
汽车开发是一项复杂的系统工程。它的开发流程包括创意、造型、设计、工程分析、样车实验、工装设计及加工、调试、生产、装配等工作。如果不能很好地协调各环节，汽车开发必然是费时费力的浩大工程。尤其是这几年国内汽车业迅猛发展，各汽车厂竞争空前激烈，汽车开发的周期、质量、成本显得尤为重要。由于对产品研究开发的投入力度不够，新产品开发全过程的实践不够，中国与国外高水平的汽车开发技术相比还有很大差距。特别是在产品开发的组织体系及人员、产品开发工作的组织、产品开发过程等环节上。下面将探讨采用并行工程在汽车的开发过程中如何实现缩短产品开发周期、提高产品质量、降低产品开发成本。
在策划阶段汽车企业决策层首先应该考虑：开发的产品是否能为企业带来经济效益；开发的产品是否具有的先进性、可行性、经济性、环保性等优点；开发的产品是否具有潜在市场；竞争对手是否也在开发的同类型产品他们的水平如何；开发产品是否符合国内外法律法规和专利要求等方面的可行性。
如果通过论证认为可行，则立即组建产品开发并行工程项目小组。企业应从与产品开发相关的部门，选定有一定技术专长和管理能力的产品设计、产品工艺、质量管理、现场施工、生产管理等人员(如有必要还可邀请产品的使用客户代表参加)组成并行工程项目小组，同时明确小组成员的工作职责。
并行工程要求产品开发人员在制定产品设计的总体方案时就考案产品生命周期中的所有因素，解决好产品的T、Q、C、S难题，即以最快的上市速度、最好的质量、最低的成本及最优的服务来满足顾客的不同需求和社会可持续发展的需求。总体方案的设计与论证作为以后详细设计的依据，必须从总体上保证最优，包括优化设计、降低成本、缩短研制周期。
设计目标是并行工程项目小组的行动纲领，这些目标都是充分研究国内外经济形势、顾客合理要求、市场总体需求、国家法律法规要求和企业内部客观条件，并在全面收集竞争对手有关资料的基础上确定的。设计目标确定后，要采用既合理又简便的方法，根据用户要求，找出关键目标，并将设计目标分解为若干个分类目标。这样，并行工程项目小组就能白上而下地把设计目标层层展开，企业各部门并行地开展工作。并按关键目标要求，对产品开发过程进行评价得出最优设计结果。
并行工程在样品试制阶段的工作重点是实现产品各方面的优化。并行工程项目小组应建立典型产品的设计模型。汽车企业进行典型产品设计、可靠性设计和可靠性试验的目的，就是为了建立典型产品的设计数据库，并通过现代计算机的应用技术，将设计数据实现信息收集、编制、分配、评价和延伸管理，确立典型产品设计模型。并通过对确立的典型产品设计模型的研究，利用信息反馈系统进行产品寿命估算，找出其产品设计和产品改进的共性要求，实现产品的最优化设计。要使开发的汽车产品设计最优化，还必须了解同类产品的失效规律及失效类型，尤其是对安全性、可靠性、耐久性有重要影响的产品设计时，要认真分析数据库内同类产品的失效规律及失效类型作用，采取成熟产品的积累数据，通过增加安全系数、降低承受负荷、强化试验等方法，来进行产品最优化设计。
并行工程在小批量试制阶段的工作重点是实现生产能力的优化。应按产品质量要求对生产能力进行合理配置。生产过程的“人员、设备、物料、资金、信息等”诸要素的优化组合，是实现用最少投入得到最大产出的基础，尤其是在产品和技术的更新速度不断加快、社会化大生产程度日益提高的今天，要实现产品快速投放市场，就更需要对工艺流程、工序成本、设备能力、工艺装备有效性、检测能力及试验能力的优化分析，实现生产能力的合理配置。同时对生产出来的产品，应站在用户的立场上，从加工完毕、检验合格的产品中抽取一定数量，评价其质量特性是否符合产品图纸、技术标准、法律法规等规定要求；并以质量缺陷多少为依据，评价产品的相应质量水平，并督促有关部门立即制定改进措施，对投入试用的产品还应把用户反馈回来的信息进行分析，对用户提出的合理和可行的建议，也应拿出改进措施，实现客户满意。另外，由于汽车这个产品对安全要求的特殊性，企业还必须对汽车进行安全可靠性试验。