并行工程論文A4(共10頁)

1、并行工程及其實施(shsh)摘要(zhiyo)：為了在在市場上贏取最寶貴的時間，以最快的速度設(shè)計出高質(zhì)量的產(chǎn)品，人們不得不想盡各種辦法，而并行工程的思想只是其中一個，本文從并行工程的概念(ginin)和目標出發(fā)，充分闡述了并行工程的特點，進一步論述了在機械產(chǎn)品開發(fā)過程中的并行，提出在產(chǎn)品并行開發(fā)過程中的沖突解決技術(shù)，最后談到并行工程實施中的主要障礙。關(guān)鍵詞：并行工程 團隊 過程并行 沖突前言20世紀80年代中期以來，同類商品日益增多，企業(yè)之間的競爭愈來愈激烈， 而且越來越具有全球性。競爭焦點就是滿足用戶的T、Q、C、S(上市時間、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品成本和售后服務(wù))等指標。競爭的核心問題就是時間。為

2、解決上述問題，提高市場競爭力，以最快的速度設(shè)計出高質(zhì)量的產(chǎn)品，并盡快投放市場，在20世紀80年代末，制造業(yè)提出了并行工程(Concurrent Engineering，CE)的思想。1.并行工程的定義與目標1988年12月，美國國防部防務(wù)分析研究所(IDA)提出了并行工程的概念，并給CE下了定義：并行工程是一門以集成、并行方式開發(fā)產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程和支付過程) 的系統(tǒng)工程方法。這種系統(tǒng)工程方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員從設(shè)計一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期從概念形成到產(chǎn)品報廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進度計劃及用戶要求。并行工程其主要目標是:提高全過程(包括設(shè)計/工藝/制造/服務(wù))中全面的

3、質(zhì)量；降低產(chǎn)品全生命周期中的成本(包括產(chǎn)品設(shè)計、制造、發(fā)送、支持、客戶使用至產(chǎn)品報廢等成本)；縮短產(chǎn)品研制開發(fā)周期(包括減少設(shè)計反復(fù)，降低設(shè)計時間/生產(chǎn)準備時間/制造時間/發(fā)送時間等)。并行工程與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式之間的本質(zhì)區(qū)別在于并行工程把產(chǎn)品開發(fā)的各個活動看成是一個集成(j chn)的過程，并從全局優(yōu)點(yudin)的角度出發(fā)，對集成過程進行管理與控制。同時對已有的產(chǎn)品開發(fā)過程進行不斷地改進(gijn)與提高，以克服傳統(tǒng)本行產(chǎn)品開發(fā)過程反饋造成的長周期與高成本等缺點，增強企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。從經(jīng)營方面考慮，并行工程意味著產(chǎn)品開發(fā)過程重組(Reengineering)，以便并行地組織作業(yè)。2.并行工

4、程的特點從CE 的定義可以看出，CE具有如下特點：2.1.強調(diào)團隊工作(Team work)“團隊工作”是CE系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的首要條件。團隊是共享工作活動，并對特定的產(chǎn)品負責的個體的組合，團隊成員的工作相互依賴，即：他們需要其他成員的工作而實現(xiàn)共同的目標。團隊的定義擴展為:(1)相互依賴：在團隊中每個成員貢獻自己的力量，其他成員依賴這些奉獻， 并與他人共享這些信息，成員相互接納，相互影響。(2)共同承擔責任:全體成員共同對團隊的目標負責,每一個成員都能理解其職責。(3)對團隊產(chǎn)品負責：所有成員共同對團隊的產(chǎn)品負責，它確定團隊活動的焦點，當然包括服務(wù)和產(chǎn)品。團隊是一個并行設(shè)計組織，該設(shè)計組織是一個

5、包括設(shè)計、制造、裝配、市場銷售、安裝及維修等各方面專業(yè)人員在內(nèi)的多功能設(shè)計組。在工作過程中, 團隊的成員應(yīng)按照如下的規(guī)則工作: (1) 所有成員共同對產(chǎn)品負責；采用并行的產(chǎn)品開發(fā)模式，按工作流程開發(fā)產(chǎn)品； (2)團隊成員應(yīng)及早考慮產(chǎn)品開發(fā)早期的所有影響因素；(3)團隊成員之間在計算機網(wǎng)絡(luò)支持下工作，通過內(nèi)部郵箱、內(nèi)部消息進行信息傳遞和溝通，各個成員有平等權(quán)力闡述個人的見解，以積極的態(tài)度解決團隊沖突，避免個人獨裁；(4) 定期組織團隊會議，進行信息交流、討論，做出團隊決策，確保團隊向目標邁進；(5)采用(ciyng)并行工程技術(shù)和方法，實施(shsh)信息預(yù)發(fā)布制度，及時(jsh)評審及反饋，及

6、時更新過程狀態(tài)，并提供在線的工作揭示和公告。(6)采用并行產(chǎn)品數(shù)字定義、數(shù)字預(yù)裝配、CAD/CAE、DFX、QFD、CAPP、CAFD、MPS 等設(shè)計工具和團隊工具；2.2.強調(diào)設(shè)計過程的并行性并行設(shè)計是并行工程的主要組成部分，是對產(chǎn)品設(shè)計及相關(guān)過程進行并行處理，也是設(shè)計相關(guān)過程并行化、一體化、系統(tǒng)化的工作模式。并行性有兩方面的含義：一是力圖使開發(fā)者從一開始就考慮產(chǎn)品的生命周期，二是在產(chǎn)品設(shè)計的同時考慮其相關(guān)過程(包括加工工藝、裝配、檢測、質(zhì)量保證、銷售、維護等)，并對設(shè)計的結(jié)果進行計算機仿真，直至用快速原型法產(chǎn)生出產(chǎn)品的樣件。以便達到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本的目的。并行設(shè)計將產(chǎn)品

7、開發(fā)周期分解成多個階段、每個階段都有自己的時間段，各時間段之間有一部分相互重疊，如圖1所示。重疊部分代表過程的同時進行。這種方式與如圖2所示傳統(tǒng)的串行設(shè)計方法大不相同，從圖1、圖2中可以看出兩者的顯著差別。產(chǎn)品開發(fā)的各階段產(chǎn)品生命周期圖1 并行設(shè)計過程設(shè)計反饋加工反饋市場反饋銷售服務(wù)制造、裝配施工設(shè)計、工藝規(guī)劃需求分析方案設(shè)計工程分析技術(shù)設(shè)計方案論證市場需求產(chǎn)品功能定義生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)決策方法生產(chǎn)系統(tǒng)定義生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計生產(chǎn)成本模型圖2 傳統(tǒng)串行設(shè)計過程2.3.強調(diào)設(shè)計(shj)過程的系統(tǒng)性在CE中，設(shè)計(shj)、制造、管理等過程不再是一個個獨立的單元，而是一個(y )統(tǒng)一的系統(tǒng)。比如：

8、在方案設(shè)計和技術(shù)設(shè)計的一定階段向下游活動提前進行信息預(yù)發(fā)布。一方面，設(shè)計及時得到信息反饋，以提高工藝性、可加工性、可采購性等；另一方面，由于下游部門提前介入，就可以及時領(lǐng)會設(shè)計意圖，在適當?shù)臅r候進行生產(chǎn)準備，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量與水平。2.4.并行設(shè)計能與用戶保持密切對話，可以充分滿足用戶要求。在設(shè)計時，通過與客戶和銷售部門進行信息交流，即時獲取客戶和銷售部門對設(shè)計過程的快速反饋，修正設(shè)計。2.5.強調(diào)設(shè)計過程的快速反饋CE強調(diào)對設(shè)計結(jié)果及時進行審查，并及時反饋給設(shè)計人員。這樣可以將錯誤消滅在“萌芽”狀態(tài)，大大的縮短設(shè)計的時間，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。產(chǎn)品并行開發(fā)過程中各個部門的

9、聯(lián)系如圖3所示。設(shè) 計 公 告 板采購部門工藝部門制造部門設(shè)計部門客戶銷售部門財務(wù)部門：預(yù)發(fā)布：反饋指定采購計劃指定工藝計劃指定生產(chǎn)計劃圖3 產(chǎn)品并行開發(fā)過程中的各個部門的聯(lián)系3.機械(jxi)產(chǎn)品開發(fā)過程中的并行3.1.開發(fā)流程模型(mxng)的并行模型(mxng)如圖4并行設(shè)計產(chǎn)品開發(fā)流程圖所示。產(chǎn)品需求分析以及方案設(shè)計概念設(shè)計及優(yōu)化提出產(chǎn)品概念提出工藝設(shè)計指標詳細設(shè)計DFA、DFM、DFS（零部件設(shè)計）方案評價優(yōu)化設(shè)計及評價輸出產(chǎn)品面向并行設(shè)計知識庫圖4 并行設(shè)計產(chǎn)品開發(fā)流程圖在這種模型中，設(shè)計知識庫應(yīng)包含產(chǎn)品分析組件、工藝分析組件以及產(chǎn)品零部件與工藝特性的并行考慮、評析組件。產(chǎn)品分析組

10、件用來為獲取產(chǎn)品數(shù)據(jù)，評價設(shè)計方案，分析產(chǎn)品關(guān)鍵特性提供支持；工藝分析組件用來為設(shè)計者提供對此流程去捕獲相關(guān)數(shù)據(jù)和分析作用。因此，概念設(shè)計、詳細設(shè)計和方案評價都是在面向裝配、制造和服務(wù)的設(shè)計知識庫的支持下進行的，實現(xiàn)了全局優(yōu)化，避免了傳統(tǒng)設(shè)計中對設(shè)計以外的其它過程因素考慮較少的特點。3.2.總體設(shè)計方案(fng n)的并行并行工程的核心是使產(chǎn)品(chnpn)開發(fā)人員在設(shè)計過程中盡早地考慮產(chǎn)品生命周期中的所有因素，解決(jiju)好產(chǎn)品的T、Q、C、S、E 難題，即以最快的上市速度T(time to market)、最好的質(zhì)量Q(quality)、最低的成本C(cost)、最優(yōu)的服務(wù)S(serv

11、ice) 及最清潔的環(huán)境E(environment)來滿足顧客的不同需求和社會可持續(xù)發(fā)展的需求。而總體方案的設(shè)計與論證作為以后詳細設(shè)計的依據(jù)，必須從總體上保證最優(yōu)， 優(yōu)化設(shè)計，降低成本，縮短研制周期。由于在總體方案設(shè)計階段，無法提供該方案非常完備的信息，因而很難在該階段對方案作出準確的定量評估，只能根據(jù)以往的經(jīng)驗作出預(yù)評估，為此可通過建立專家系統(tǒng)模擬工程專家，通過對獲取的總體方案設(shè)計信息進行分析、推理，對所開發(fā)產(chǎn)品性能指標的優(yōu)劣作出預(yù)評，并依據(jù)預(yù)評結(jié)果采用多級模糊綜合評價的方法實現(xiàn)對產(chǎn)品性能的評估以達到總體方案設(shè)計系統(tǒng)的評價。據(jù)此評價的總體方案體系結(jié)構(gòu)如圖5所示。圖5 總體方案結(jié)構(gòu)圖信息獲取模

12、塊主要從外部的總體方案設(shè)計系統(tǒng)獲取評估所需的全部信息，并將其存儲于事實庫中，信息的獲取可分為工人方式、智能編輯及自動方式。專家系統(tǒng)中，知識庫是核心，它由以往的豐富經(jīng)驗構(gòu)成，這些經(jīng)驗不僅包含了可以提取并升華為理論的經(jīng)驗知識及可從現(xiàn)有理論演繹出的知識，還包含有不能用現(xiàn)有理論與技術(shù)解釋的經(jīng)驗知識。在一定的控制策略下，推理機根據(jù)事實庫的當前信息，選取知識進行推理，以求解總體設(shè)計方案的結(jié)果。本模塊不但實現(xiàn)了評價對象本身的評估，而且還為不同對象之間的橫向比較提供了依據(jù)，以便能最終得到一個最佳總體設(shè)計方案。3.3.部門(bmn)之間的并行開發(fā)產(chǎn)品(chnpn)的最終結(jié)果是需要制造出該產(chǎn)品，當詳細設(shè)計(shj

13、)結(jié)束后，企業(yè)還要組織生產(chǎn)，包括原材料采購、生產(chǎn)計劃制訂、加工工藝方案設(shè)計、機床、夾具、量具的準備、標準件的采購等一系列過程。傳統(tǒng)上機械產(chǎn)品的開發(fā)需要產(chǎn)品的所有零件圖、裝配圖繪制和技術(shù)文檔編制工作全部完成后，與生產(chǎn)有關(guān)的工作才開始， 這樣不僅延長了設(shè)計周期，而且一旦在制造中發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，需要回到設(shè)計部門，修改零件圖或裝配圖。為了解決這類問題，除了在零件或部件設(shè)計時運用設(shè)計技術(shù)知識庫來減少設(shè)計中存在的問題以外，產(chǎn)品開發(fā)組還必須要運用并行工程原理采用有效的組織形式，協(xié)同地工作(Team Work)。產(chǎn)品開發(fā)組應(yīng)采用矩陣式的集成團隊開發(fā)小組(Integrated Produce Team，I

14、PT)，開發(fā)小組內(nèi)有市場部、銷售部、產(chǎn)品開發(fā)項目組、工程設(shè)計部、生產(chǎn)部、采購部、品質(zhì)管理部和后勤部等。每個部門有自身的工作計劃和目標，團隊成員之間使用相同的術(shù)語和共同信息資源工具協(xié)助地完成共同任務(wù)，如市場部需要有目的地進行市場調(diào)研，了解該產(chǎn)品銷售情況以及用戶使用情況等，對產(chǎn)品進行技術(shù)可行性分析并及時將分析結(jié)果送到產(chǎn)品開發(fā)項目組；銷售部在產(chǎn)品設(shè)計方案完成并通過模擬與仿真對產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量進行綜合評價后，就必須對產(chǎn)品的功能、性能，質(zhì)量和技術(shù)含量、服務(wù)進行宣傳，打開產(chǎn)品的銷售渠道，以便產(chǎn)品開發(fā)完成后馬上進入銷售；后勤部在產(chǎn)品未銷售前就需要對產(chǎn)品的售后服務(wù)保障進行培訓(xùn)，以便產(chǎn)品銷售后及時提供保障；采購部當

15、某些零件基本確定下來后，就可以進行與制造有關(guān)的部門工作，如零件的原材料、機床、刀具、夾具、量具等方面的準備，當設(shè)計全部完成后就可以馬上組織生產(chǎn)。為了更有效地協(xié)同工作，每個團隊成員不僅應(yīng)精通自己所從事的工作，還需要知道他們的活動在整個設(shè)計中的地位和作用，為此，必須明確以下六個問題： 1.任務(wù)、輸入對象、輸出對象、過程步驟、評價和決策；2.參加人員、功能小組、顧客和協(xié)作單位：3.采用技術(shù)、實現(xiàn)目標、具有的功能和理論根據(jù)；4.開始時間、結(jié)束時間、各個過程的排列順序；5.技術(shù)難點，過程之間的聯(lián)系及其與整體的關(guān)系；6.使用工具和方法，過程限度及過程流程。4.產(chǎn)品開發(fā)中的沖突(chngt)解決技術(shù)運用并行

16、工程原理開發(fā)機械(jxi)產(chǎn)品，部門之間不可避免地存在(cnzi)著沖突，為了使產(chǎn)品開發(fā)順利進行，提高IPT小組協(xié)同工作的效果和效率，以較低的成本開發(fā)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，就必須要解決設(shè)計中出現(xiàn)的各種沖突問題，協(xié)調(diào)產(chǎn)品的開發(fā)過程， 常用的沖突解決技術(shù)與方法有：4.1.基于規(guī)則的沖突解決在工程實踐中存在著較多解決沖突的經(jīng)驗知識，許多經(jīng)驗知識表現(xiàn)為沖突解決規(guī)則的形式，把這些沖突解決規(guī)則總結(jié)成知識庫的形式，在一定推理機制的支持下輔助設(shè)計人員進行沖突解決，能大大加快解決沖突的過程，有效支持協(xié)同工作。沖突解決規(guī)則是一類獨特的專家知識，它由前提條件和沖突解決建議組成。前提條件是對沖突高度概括的描述，它說明了沖突

17、的類型、發(fā)生部位、現(xiàn)象或程度等。沖突解決建議則是對于前提條件中所描述的沖突解決方法，它是領(lǐng)域?qū)＜以陂L期的實踐中經(jīng)常采用并被證明是有效的沖突解決方法。4.2.基于實例的沖突解決實例是過去的實踐經(jīng)驗的一種體現(xiàn)，在工程實踐中存在著大量的設(shè)計實例、沖突解決實例。通過找出一個同當前沖突相似的實例，可以較快提出大致的沖突解決方案，在此基礎(chǔ)上進一步修改與完善，可較好地解決沖突，而不必從中沖突的起始條件和目標開始從頭進行計算與推理工作。搜集工程實踐中的沖突解決實例，并相應(yīng)建立起實例知識庫，在基于實例推理工具的支持下進行沖突解決能極大提高沖突解決的效率。4.3.基于約束的沖突解決約束管理在設(shè)計過程中起著重要的作

18、用。由于沖突直接表現(xiàn)為約束違反的形式，因此，可以基于約束對沖突進行解決，如取消約束、放松約束或在約束管理工具的約束傳播計算功能的支持下，計算出某些設(shè)計屬性允許的大小和范圍，推算出一個合理的能消除沖突的設(shè)計解決方案。4.4.沖突協(xié)商(xishng)支持在設(shè)計(shj)中，當沖突涉及多個設(shè)計(shj)人員、多個學(xué)科小組，個人無法獨立地解決沖突時，沖突涉及的各方就必須通過協(xié)商來解決沖突。沖突協(xié)商是并行設(shè)計中解決沖突的一種重要形式。協(xié)商是一個反復(fù)交叉逐步解決的過程，在這個過程中，沖突解決建議和理由被反復(fù)交叉，沖突協(xié)商各方提出自己的建議及支持理由、對他人建議的評價及接受程度、對建議的修改意見等，直至最終

19、達成一致。對于產(chǎn)品開發(fā)人員個人范圍內(nèi)的沖突，或者雖然涉及多個產(chǎn)品開發(fā)人員，但可以在產(chǎn)品開發(fā)人員個人范圍內(nèi)解決的沖突，則產(chǎn)品開發(fā)人員可采用基于規(guī)則的沖突解決、基于實例的沖突解決、基于約束的沖突解決來獨自解決沖突；而對于涉及多個產(chǎn)品開發(fā)人員或多個學(xué)科小組的沖突，若沖突無法在產(chǎn)品開發(fā)人員個人范圍內(nèi)妥善解決，則必需由多個產(chǎn)品開發(fā)人員共同參與通過沖突協(xié)商活動來解決。5.并行工程實施中的主要障礙應(yīng)該說并行工程實施中遇到的問題，更多的是管理問題，而不是技術(shù)問題。并行工程的實施，需要徹底改變企業(yè)的組織形式、管理方法，以及人員的文化素養(yǎng)和思想觀念等，這必然會受到來自各個方面的阻力。首先，傳統(tǒng)的科層機制和串行業(yè)務(wù)

20、流程阻礙了實施并行工程，面對各部門之間的利益和沖突很難做出公正的裁決。其次，由于人的傳統(tǒng)觀念，在思維模式上的無法適應(yīng)對知識的共享。設(shè)計人員不愿意將掌握和了解的知識和技術(shù)與別人分享；部門之間存在的對抗意識，不愿意進行合作。最后，相對落后的企業(yè)文化對實施并行工程的影響。并行工程不僅僅是一種方法，它代表著一種不同的文化。這種文化上的差異往往表現(xiàn)為對知識共享缺乏正確的認識，不支持正面的價值觀念和共享行為選擇。企業(yè)的效益是企業(yè)生存的根本，也是企業(yè)的員工工作的追求。并行工程和其他先進的理念一樣，對增強企業(yè)的競爭實力，提高企業(yè)對市場的應(yīng)變能力，提高企業(yè)的效益是必須進行的改革。企業(yè)人應(yīng)該解放思想，放下小我的蠅頭小利，努力追求企業(yè)的效益，企業(yè)的效益上去了，員工自己的利益才會有保證。在信息技術(shù)高速發(fā)達的今天，在機械設(shè)計制造水平高速提高的今天，企業(yè)一定要抓住機遇，凡是對企業(yè)的利益(ly)有利的先進的技術(shù)、理念，凡是能提高企業(yè)競爭力的方法都要敢于去嘗試，不