并行工程課件

并行工程1PPT學(xué)習(xí)交流并行工程1PPT學(xué)習(xí)交流一二引言并行工程的起源及定義三并行工程簡介四并行工程的關(guān)鍵技術(shù)五并行工程實際案例及汽車領(lǐng)域的應(yīng)用六總結(jié)2PPT學(xué)習(xí)交流一二引言并行工程的起源及定義三并行工程簡介四并行工程的關(guān)鍵技串行過程并行過程一、引言（1）---喝茶3PPT學(xué)習(xí)交流串行過程并行過程一、引言（1）---喝茶3PPT學(xué)習(xí)交流一、引言（2）---產(chǎn)品開發(fā)傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式是串行的：產(chǎn)品設(shè)計→工藝設(shè)計→計劃調(diào)度→生產(chǎn)制造。設(shè)計工程師與制造工程師之間互相不了解，互相不交往，中間有如隔了一堵墻。概念設(shè)計設(shè)計和繪圖原型論證制造準備和加工4PPT學(xué)習(xí)交流一、引言（2）---產(chǎn)品開發(fā)傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式是串行傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)模式存在的缺點部門之間信息共享存在障礙；操作流程的串行實行，使得設(shè)計早期不能全面考慮產(chǎn)品生命周期中的各種因素，不能綜合考慮產(chǎn)品的可制造性、可裝配性和質(zhì)量可靠性等因素，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不能達到最優(yōu)；各部門對產(chǎn)品開發(fā)的獨立修改導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)出現(xiàn)各種反復(fù)，總體開發(fā)時間延長；基于圖樣以手工設(shè)計為主，設(shè)計表達存在二義性，缺少先進的計算機平臺，不足以支持協(xié)同化產(chǎn)品開發(fā)。5PPT學(xué)習(xí)交流傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)模式存在的缺點部門之間信息共享存在障礙；5PPT一二引言并行工程的起源及定義三并行工程簡介四并行工程的關(guān)鍵技術(shù)五并行工程實際案例及汽車領(lǐng)域的應(yīng)用六總結(jié)6PPT學(xué)習(xí)交流一二引言并行工程的起源及定義三并行工程簡介四并行工程的關(guān)鍵技二、并行工程的起源并行工程產(chǎn)生的背景要求：全球化市場要求企業(yè)必須改變經(jīng)營策略：提高產(chǎn)品開發(fā)能力、增強市場開拓能力，但傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)模式已不能滿足市場競爭要求。并行工程是一種企業(yè)組織、管理和運行的先進設(shè)計、制造模式；采用多學(xué)科團隊和并行過程集成化開發(fā)模式。并行工程把傳統(tǒng)的制造技術(shù)與計算機技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)和自動化技術(shù)相結(jié)合，在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段全面考慮產(chǎn)品生命周期中的各種因素，力爭使產(chǎn)品開發(fā)能夠一次獲得成功。從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本。7PPT學(xué)習(xí)交流二、并行工程的起源并行工程產(chǎn)生的背景要求：7PPT學(xué)習(xí)交流影響并行工程(ConcurrentEngineering,CE)產(chǎn)生的大事件美國國防先進研究計劃局（DARPA）1987年12月舉行了并行工程專題研討會，提出了發(fā)展并行工程的DICE計劃（DARPA’sInitiativeinCE）。同時，美國防御分析研究所IDA（InstituteofDefenseAnalyses）對CE及其用于武器系統(tǒng)的可行性進行調(diào)查研究，88年公布了著名的R-388研究報告，明確提出了并行工程的思想。1988年DARPA發(fā)出了并行工程倡議，西弗吉尼亞大學(xué)設(shè)立了并行工程研究中心，許多大軟件公司、計算機公司開始對支持并行工程的工具軟件及集成框架進行開發(fā)。CE在國際上引起各國的高度重視，其思想被更多的企業(yè)及產(chǎn)品開發(fā)人員接受和采納，各國政府也加大支持并行工程技術(shù)開發(fā)的力度。并行工程已在一批國際著名企業(yè)中獲得成功應(yīng)用，如波音、洛克希德、雷諾、通用電氣等均采用并行工程技術(shù)來開發(fā)自己的產(chǎn)品，取得顯著效益。8PPT學(xué)習(xí)交流影響并行工程(ConcurrentEngineering,CE與串行工程產(chǎn)品開發(fā)總成本比較9PPT學(xué)習(xí)交流CE與串行工程產(chǎn)品開發(fā)總成本比較9PPT學(xué)習(xí)交流串、并行產(chǎn)品開發(fā)過程（時間）對比10PPT學(xué)習(xí)交流串、并行產(chǎn)品開發(fā)過程（時間）對比10PPT學(xué)習(xí)交流并行工程的定義并行工程CE是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程（包括設(shè)計過程、制造過程和支持過程）進行并行、集成化處理的系統(tǒng)方法和綜合技術(shù)。這種工作模式力圖使開發(fā)人員從一開始就考慮到產(chǎn)品全生命周期中的各種因素，包括質(zhì)量、成本、進度及用戶需求。11PPT學(xué)習(xí)交流并行工程的定義并行工程CE是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程（包括一二引言并行工程的起源及定義三并行工程簡介四并行工程的關(guān)鍵技術(shù)五并行工程實際案例及汽車領(lǐng)域的應(yīng)用六總結(jié)12PPT學(xué)習(xí)交流一二引言并行工程的起源及定義三并行工程簡介四并行工程的關(guān)鍵技三、并行工程的運行特性

——（1）并行特性CE的最大特點是把時間上有先有后的作業(yè)過程轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r考慮和盡可能同時（或并行）處理的過程；在產(chǎn)品的設(shè)計階段就并行地考慮了產(chǎn)品整個產(chǎn)品生命周期中的所有因素，研制周期將明顯地縮短。這樣設(shè)計出來的產(chǎn)品不僅具有良好的性能，而且易于制造、檢驗和維護。

13PPT學(xué)習(xí)交流三、并行工程的運行特性

三、并行工程的運行特性

——（2）整體特性CE認為，制造系統(tǒng)（包括制造過程）是一個有機的整體，在空間中似乎相互獨立的各個制造過程和知識處理單元之間，實質(zhì)上都存在著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系。CE強調(diào)全局性的考慮問題，即產(chǎn)品研制者從一開始就考慮到產(chǎn)品整個生命周期中的所有因素。并行工程追求的是整體最優(yōu)。有時為保證整體最優(yōu)，甚至可能不得不犧牲局部的利益。14PPT學(xué)習(xí)交流三、并行工程的運行特性

三、并行工程的運行特性制造系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系15PPT學(xué)習(xí)交流三、并行工程的運行特性制造系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系15PPT學(xué)三、并行工程的運行特性

——（3）協(xié)同特性并行工程特別強調(diào)設(shè)計群體的協(xié)同工作（Teamwork）：1）多功能的協(xié)同組織機構(gòu)：CE根據(jù)任務(wù)和項目需要，組織多功能工作小組，小組成員由設(shè)計、工藝、制造和支持（質(zhì)量、銷售、采購、服務(wù)等）的不同部門、不同學(xué)科代表組成。工作小組有自己的責(zé)、權(quán)、利，工作計劃和目標，成員之間使用相同術(shù)語和共同信息資源工具，協(xié)同完成共同任務(wù)。2）協(xié)同的設(shè)計思想：CE強調(diào)一體化、并行地進行產(chǎn)品及其相關(guān)過程的協(xié)同設(shè)計，尤其注意早期概念設(shè)計階段的并行和協(xié)調(diào)。3）協(xié)同的效率：CE特別強調(diào)“1＋1＞2”的思想，力求排除傳統(tǒng)串行模式中各個部門間的壁壘，使各個相關(guān)部門協(xié)調(diào)一致的工作，利用群體的力量提高整體效益，強調(diào)“工”字鋼帶來的三塊鋼板的協(xié)調(diào)強度。16PPT學(xué)習(xí)交流三、并行工程的運行特性

三、并行工程的運行特性

——（4）集成特性CE是一種系統(tǒng)集成方法，具有人員、信息、功能、技術(shù)的集成特性。人員集成：管理者、設(shè)計者、制造者、支持者以至用戶集成為一個協(xié)調(diào)的整體。信息集成：產(chǎn)品全生命周期中各類信息的獲取、表示、表現(xiàn)和操作工具的集成和統(tǒng)一管理。功能集成：產(chǎn)品全生命周期中企業(yè)內(nèi)各部門功能集成，以及產(chǎn)品開發(fā)企業(yè)與外部協(xié)作企業(yè)間功能的集成。技術(shù)集成：產(chǎn)品開發(fā)全過程中涉及的多學(xué)科知識以及各種技術(shù)、方法的集成，形成集成的知識庫、方法庫。17PPT學(xué)習(xí)交流三、并行工程的運行特性

三、并行工程的體系結(jié)構(gòu)（l）產(chǎn)品概念設(shè)計：對產(chǎn)品設(shè)計要求進行分組描述和表述，并對方案優(yōu)選、批量、類型、可制造性和可裝配性評價，選出最佳方案，指導(dǎo)概念設(shè)計。（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計及其評價：將產(chǎn)品概念設(shè)計獲得的最佳方案結(jié)構(gòu)化，對各種方案進行評價和決策。選擇最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計方案或提供反饋信息，指導(dǎo)產(chǎn)品的概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。（3）詳細設(shè)計及其評價：根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案對零部件進行詳細設(shè)計，并對其可制造性進行評價，即時反饋修改信息，指導(dǎo)特征設(shè)計，實現(xiàn)了特征／工藝并行設(shè)計。（4）產(chǎn)品總體性能評價：該階段產(chǎn)品信息較完善，對產(chǎn)品的功能、性能、可制造性和成本等采用價值工程方法進行總體評價、提出反饋信息。最后必須進行工藝過程優(yōu)化，對零件的實際加工過程進行仿真。18PPT學(xué)習(xí)交流三、并行工程的體系結(jié)構(gòu)（l）產(chǎn)品概念設(shè)計：對產(chǎn)品設(shè)計要求進行19PPT學(xué)習(xí)交流19PPT學(xué)習(xí)交流一二引言并行工程的起源及定義三并行工程簡介四并行工程的關(guān)鍵技術(shù)五并行工程實際案例及汽車領(lǐng)域的應(yīng)用六總結(jié)20PPT學(xué)習(xí)交流一二引言并行工程的起源及定義三并行工程簡介四并行工程的關(guān)鍵技四、并行工程的關(guān)鍵技術(shù)（1）過程管理與集成技術(shù)：包括過程建模、過程管理、過程評估、過程分析和過程集成。（2）團隊：由傳統(tǒng)部門制或?qū)I(yè)組變成項目為主的多功能集成產(chǎn)品開發(fā)團隊（IntegratedProductTeam，IPT）。（3）協(xié)同工作環(huán)境：產(chǎn)品開發(fā)由分布在異地的采用異種計算機軟件工作的多學(xué)科小組完成的。具體關(guān)鍵技術(shù)包括約束管理技術(shù)、沖突仲裁技術(shù)、多智能體技術(shù)、CSCW（Computer－SupportedCooperativeWork）技術(shù)等。（4）DFX：DFX是CE的關(guān)鍵使能技術(shù)。X代表產(chǎn)品生命周期中的各項活動。應(yīng)用較多的是DFA（面向裝配設(shè)計）和DFM（面向制造設(shè)計）。（5）PDM：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ProductDataManagement）集成和管理產(chǎn)品所有相關(guān)數(shù)據(jù)及其相關(guān)過程。PDM能在數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、更改及審核的同時跟蹤監(jiān)視數(shù)據(jù)的存取，確保產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完整性、一致性及正確性，保證每個參與設(shè)計的人員都能即時地得到正確數(shù)據(jù)，使產(chǎn)品設(shè)計返回率達到最低。21PPT學(xué)習(xí)交流四、并行工程的關(guān)鍵技術(shù)（1）過程管理與集成技術(shù)：包括過程建模一二引言并行工程的起源及定義三并行工程簡介四并行工程的關(guān)鍵技術(shù)五并行工程實際案例及汽車領(lǐng)域的應(yīng)用六總結(jié)22PPT學(xué)習(xí)交流一二引言并行工程的起源及定義三并行工程簡介四并行工程的關(guān)鍵技五、并行工程的應(yīng)用實例——波音公司自1991年起，在波音767－X系列產(chǎn)品上采用了：①按飛機部件組成兩百多個IPT；②改進產(chǎn)品開發(fā)流程；③采用DFA／DFM等工具；④利用巨型機支持的PDM系統(tǒng)輔助并行設(shè)計；⑤大量應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)，做到無圖樣生產(chǎn)；⑥仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)等CE的方法和技術(shù)。獲得了以下顯著效益：①提高設(shè)計質(zhì)量，極大地減少了早期生產(chǎn)中的設(shè)計更改；②縮短產(chǎn)品研制周期，優(yōu)化設(shè)計過程；③減少報廢和返工率，降低制造成本。23PPT學(xué)習(xí)交流五、并行工程的應(yīng)用實例——波音公司自1991年起，在波音7五、并行工程的應(yīng)用實例——波音公司

波音公司在767－X飛機的開發(fā)中，全面應(yīng)用CAD/CAM系統(tǒng)作為基本設(shè)計工具，在計算機上設(shè)計出所有零件的三維圖形，并進行數(shù)字化預(yù)裝配，獲得早期的設(shè)計反饋，便于及時了解設(shè)計的完整性、可靠性、可維修性、可生產(chǎn)性和可操作性。同時，數(shù)字化設(shè)計文件可以被后續(xù)設(shè)計部門共享，從而在制造前獲得反饋，減少設(shè)計更改。總結(jié)為：（1）100％數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計（2）3D實體數(shù)字化整機預(yù)裝配（3）并行產(chǎn)品設(shè)計24PPT學(xué)習(xí)交流五、并行工程的應(yīng)用實例——波音公司波音公司在767－五、并行工程的應(yīng)用實例——瑞士ABB自1992年起，在火車運輸系統(tǒng)上采用：①建立支持CE的計算機系統(tǒng)；②可互操作的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；③組織設(shè)計和制造過程的團隊；④統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)定義模型；⑤應(yīng)用仿真技術(shù)等CE的方法和技術(shù)。獲得效益如下：①過去從簽訂合同到交貨需3~4年，現(xiàn)在僅用3~18個月；②對東南亞的用戶，能在12個月以內(nèi)交貨；③整個產(chǎn)品開發(fā)周期縮短25%~33%。25PPT學(xué)習(xí)交流五、并行工程的應(yīng)用實例——瑞士ABB自1992年起，在火車運五、并行工程的應(yīng)用實例——日本橫河HP自1984至1990年，在高精度測量設(shè)備上，采用了：①開發(fā)制造生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)；②網(wǎng)絡(luò)化計算環(huán)境；③實時的全局工程數(shù)據(jù)庫等CE的方法和技術(shù)。

獲得效益為：①新產(chǎn)品上市周期縮短30%；②技術(shù)部門生產(chǎn)率上升30%；③總體生產(chǎn)能力增加30%。26PPT學(xué)習(xí)交流五、并行工程的應(yīng)用實例——日本橫河HP自1984至1990年五、并行工程的應(yīng)用實例——中國長峰科技集團1995年起，在復(fù)雜系統(tǒng)產(chǎn)品（機械與電子）開發(fā)中，采用：①建立并行設(shè)計、制造與管理的集成環(huán)境；②組建多層次的集成產(chǎn)品開發(fā)團隊；③改進現(xiàn)有產(chǎn)品開發(fā)流程；④應(yīng)用各類CAX／DFX工具；⑤動態(tài)管理和跟蹤項目的進展，實施PDM；⑥應(yīng)用并行工程集成框架技術(shù)等CE的方法和技術(shù)。

獲得效益為：①總體方案設(shè)計周期壓縮60%，工程繪圖周期從1~2個月下降到2~3周。工藝檢查周期減少50%，更改反饋次數(shù)降低50%，工藝規(guī)劃時間減少30%，工裝準備周期減少30%，數(shù)控加工編碼與調(diào)試周期減少50%；②毛坯成品率由原來的30%~50%提高到70%~80%；③降低產(chǎn)品成本20%；④培養(yǎng)了一支人才隊伍，為并行工程在我國全面實施應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。27PPT學(xué)習(xí)交流五、并行工程的應(yīng)用實例——中國長峰科技集團1995年起，在復(fù)五、并行工程的應(yīng)用實例——齊齊哈爾車輛廠自1998年起，在鐵路貨車的生產(chǎn)中，采用了：①組建產(chǎn)品開發(fā)中心，組織設(shè)計、工藝、制造團隊；②實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)過程管理及項目協(xié)凋管理；③基于PDM實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成化管理；④基于STEP標準實現(xiàn)CAD/CAPP集成；⑤采用結(jié)構(gòu)強度分析、剛度分析及動力學(xué)分析工具；⑥建立產(chǎn)品報價系統(tǒng)等CE的方法和技術(shù)

獲得效益為：①縮短產(chǎn)品開發(fā)周期30%~40%；②減少產(chǎn)品試制次數(shù)和試制費用，每年可節(jié)約試制費500萬元；③提高產(chǎn)品質(zhì)量水平，增加出口量，每年可多獲利潤1250萬元。28PPT學(xué)習(xí)交流五、并行工程的應(yīng)用實例——齊齊哈爾車輛廠自1998年起，在鐵并程工程在汽車領(lǐng)域中的運用一般來講，汽車產(chǎn)品開發(fā)期共有4個階段：

汽車企業(yè)開發(fā)新車型過程中為實現(xiàn)縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品開發(fā)成本，則必須在以上四個階段運用并行工程進行產(chǎn)品開發(fā)。那么每個階段如何具體應(yīng)用呢？29PPT學(xué)習(xí)交流并程工程在汽車領(lǐng)域中的運用一般來講，汽車產(chǎn)品開發(fā)期并行工程在策劃階段的運用在策劃階段汽車企業(yè)決策層首先應(yīng)該考慮：1.開發(fā)的產(chǎn)品是否能為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益；2.開發(fā)的產(chǎn)品是否具有的先進性、可行性、經(jīng)濟性、環(huán)保性等優(yōu)點；3.開發(fā)的產(chǎn)品是否具有潛在市場；4.競爭對手是否也在開發(fā)的同類型產(chǎn)品他們的水平如何；5.開發(fā)產(chǎn)品是否符合國內(nèi)外法律法規(guī)和專利要求等方面的可行性。如果通過論證認為可行，則立即組建產(chǎn)品開發(fā)并行工程項目小組。企業(yè)應(yīng)從與產(chǎn)品開發(fā)相關(guān)的部門，選定有一定技術(shù)專長和管理能力的產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品工藝、質(zhì)量管理、現(xiàn)場施工、生產(chǎn)管理等人員(如有必要還可邀請產(chǎn)品的使用客戶代表參加)組成并行工程項目小組，同時明確小組成員的工作職責(zé)。30PPT學(xué)習(xí)交流并行工程在策劃階段的運用在策劃階段汽車企業(yè)決策層首先應(yīng)該并行工程在設(shè)計階段的運用并行工程要求產(chǎn)品開發(fā)人員在制定產(chǎn)品設(shè)計的總體方案時就考慮產(chǎn)品生命周期中的所有因素，解決好產(chǎn)品的T、Q、C、S難題，即以最快的上市速度、最好的質(zhì)量、最低的成本及最優(yōu)的服務(wù)來滿足顧客的不同需求和社會可持續(xù)發(fā)展的需求?？傮w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)，包括優(yōu)化設(shè)計、降低成本、縮短研制周期。在設(shè)計階段產(chǎn)品開發(fā)并行工程項目小組應(yīng)根據(jù)用戶要求確定所開發(fā)產(chǎn)品的設(shè)計目標。要確保所開發(fā)產(chǎn)品能使用戶滿意，就必須以用戶關(guān)注的項目開發(fā)周期、項目開發(fā)成本和預(yù)定的最優(yōu)效果作為所開發(fā)產(chǎn)品的設(shè)計目標。設(shè)計目標是并行工程項目小組的行動綱領(lǐng)，這些目標都是充分研究國內(nèi)外經(jīng)濟形勢、顧客合理要求、市場總體需求、國家法律法規(guī)要求和企業(yè)內(nèi)部客觀條件，并在全面收集競爭對手有關(guān)資料的基礎(chǔ)上確定的。設(shè)計目標確定后，要采用既合理又簡便的方法，根據(jù)用戶要求，找出關(guān)鍵目標，并將設(shè)計目標分解為若干個分類目標。這樣，并行工程項目小組就能自上而下地把設(shè)計目標層層展開，企業(yè)各部門并行地開展工作。并按關(guān)鍵目標要求，對產(chǎn)品開發(fā)過程進行評價得出最優(yōu)設(shè)計結(jié)果。31PPT學(xué)習(xí)交流并行工程在設(shè)計階段的運用并行工程要求產(chǎn)品開發(fā)人員在制定產(chǎn)并行工程在樣品試制階段的運用并行工程在樣品試制階段的工作重點是實現(xiàn)產(chǎn)品各方面的優(yōu)化。并行工程項目小組應(yīng)建立典型產(chǎn)品的設(shè)計模型。汽車企業(yè)進行典型產(chǎn)品設(shè)計、可靠性設(shè)計和可靠性試驗的目的，就是為了建立典型產(chǎn)品的設(shè)計數(shù)據(jù)庫，并通過現(xiàn)代計算機的應(yīng)用技術(shù)，將設(shè)計數(shù)據(jù)實現(xiàn)信息收集、編制、分配、評價和延伸管理，確立典型產(chǎn)品設(shè)計模型。并通過對確立的典型產(chǎn)品設(shè)計模型的研究，利用信息反饋系統(tǒng)進行產(chǎn)品壽命估算，找出其產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品改進的共性要求，實現(xiàn)產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計。要使開發(fā)的汽車產(chǎn)品設(shè)計最優(yōu)化，還必須了解同類產(chǎn)品的失效規(guī)律及失效類型，尤其是對安全性、可靠性、耐久性有重要影響的產(chǎn)品設(shè)計時，要認真分析數(shù)據(jù)庫內(nèi)同類產(chǎn)品的失效規(guī)律及失效類型作