1 6 并行工程 Cocurrent engineering 6.1 并行工程的理论 6.2 并行工程的实施6.3 并行工程的实例 2 6.1 并行工程的理论(1)并行工程的产生背景:并行工程产生之前,产品功能设计、生产工艺设计、生产准备等步骤以串行生产方式进行这样的生产方式的缺陷在于:后面的工序是在前一道工序结束后才参与到生产链中来,它对前一道工序的反馈信息具有滞后性 3 (1)并行工程的产生背景(续): 1986年,美国国防工程系统首次提出了“并行工程”的概念,初衷是为了改进国防武器和军用产品的生产,缩短生产周期,降低成本由于该方法的有效性,不久,各国的企业界和学术界都纷纷研究它,并行工程方法也从军用品生产领域扩展到民用品生产领域6.1 并行工程的理论4 6.1 并行工程的理论(2)并行工程的概念:并行工程是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程(包括制造过程和相关过程)的一种系统方法并行工程融合公司的一切资源,在设计新产品时,就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程在设计阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素 5 6.1 并行工程的理论(3)并行工程的思想:并行工程在设计新产品时,就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程,在设计阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。
4)并行工程最大特点:强调所有的设计工作要在生产之前完成 6 6 并行工程 Cocurrent engineering 6.1 并行工程的理论 6.2 并行工程的实施6.3 并行工程的实例 7 6.2 并行工程的实施q 团队工作方式 q 技术平台 q 对设计过程进行并行管理 q 强调设计过程的系统性 q 基于网络进行快速反馈 (1)实施并行工程要考虑的方面8 q 团队工作方式 并行工程在设计一开始,就应该把产品整个生命周期所涉及的人员都集中起来,确定产品性能,对产品的设计方案进行全面的评估,集中众人的智慧,得到一个优化的结果 并行工程需要成员具备团队精神,这样不同专业的人员才能在一起协同工作(Team work) 9 (1) 一个完整的公共数据库,它必须集成并行设计所需要的诸方面的知识、信息和数据,并且以统一的形式加以表达2) 一个支持各方面人员并行工作、甚至异地工作的计算机网络系统,它可以实时、地在各个设计人员之间沟通信息、发现并调解冲突3) 一套切合实际的计算机仿真模型和软件,它可以由一个设计方案预测、推断产品的制造及使用过程,发现所隐藏的阻碍并行工程实施的问题 q技术平台10 在设计过程中,团队领导要定期或者不定期地组织讨论,团队成员都畅所欲言,可以随时对设计出的产品和零件从各个方面进行审查,力求使设计出的产品不仅外观美、成本低、便于使用;而且便于加工,便于装配,便于维修,便于运送,在产品的综合指标方面达到一个满意值。
q对设计过程进行并行管理 11 并行设计将设计、制造、管理等过程纳入一个整体的系统来考虑,设计过程不仅出图纸和其它设计资料,还要进行质量控制、成本核算,也要产生进度计划等比如在设计阶段就可同时进行工艺(包括加工工艺、装配工艺和检验工艺)过程设计,并对工艺设计的结果进行计算机仿真,直至用快速原型法产生出产品的样件 q强调设计过程的系统性 12 并行工程往往采用团队工作方式,包括虚拟团队在计算机及网络通讯技术高度发达的今天,工作小组完全可以通过计算机网络向各方面专家咨询,专家成员既包括企业内部的专家,也包括企业外部的专家这样专家可以对设计结果及时进行审查,并及时反馈给设计人员不仅大大缩短设计时间,还可以保证将错误消灭在“萌芽”状态 q基于网络进行快速反馈 13 q 缩短产品投放市场时间q 降低产品成本q 提高产品质量q 增强产品功能的实用性(2)并行工程的实施效益14 q缩短产品投放市场时间 顾客正要求越来越短的交货期并行工程技术的主要作用就是可以大大缩短产品开发和生产准备时间 据报道,由于实施了并行工程的虚拟产品开发策略,福特公司和克莱斯勒公司将他们新型汽车的开发周期由36个月缩短至24个月。
设计和试制周期仅为原来的50% 15 在三个方面降低成本:首先,它可以将错误限制在设计阶段其次,并行工程强调“一次达到目的”,这种要求 是靠软件仿真和快速样件生成实现的,省去了昂贵的样机试制其三,由于在设计时考虑到加工、装配、检验、维修等因素,强调了产品的整体成本优化,因此,产品的全生命周期成本就降低了,既有利于顾客,也有利于制造者 q降低产品成本16 采用并行工程技术,尽可能将所有质量问题消灭在设计阶段,使所设计的产品便于制造,易于维护这就为质量的“零缺陷”提供了基础,使得制造出来的产品甚至用不着检验就可上市 q提高产品质量17 由于并行工程在设计过程中,同时有销售人员参加,有时甚至还包括顾客,这样的设计方法紧贴市场趋势,反映了用户的需求,从而保证去除顾客不需要的冗余功能,降低设备的复杂性,提高产品的可靠性和实用性 q增强产品功能的实用性18 企业开展并行工程需要做以下方面的工作: 并行工程方法的实质就是要求产品开发人员与其他人员一起共同工作,在设计阶段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从上述定义可以看出,要想开展并行工程,必须从如下几个方面来努力:1、团队工作方式 并行工程在设计一开始,就应该把产品整个生命周期所涉及的人员都集中起来,确定产品性能,对产品的设计方案进行全面的评估,集中众人的智慧,得到一个优化的结果。
2、技术平台 实施并行工程,必须有相应的技术支持,才能完成基于计算机网络的并行工程技术平台包括:一个完整的公共数据库,一个支持各方面人员并行工作、甚至异地工作的计算机网络系统以及一套切合实际的计算机仿真模型和软件19 3、对设计过程进行并行管理 在设计过程中,团队领导要定期或者不定期地组织讨论,团队成员都畅所欲言,可以随时对设计出的产品和零件从各个方面进行审查,力求使设计出的产品不仅外观美、成本低、便于使用;而且便于加工,便于装配,便于维修,便于运送,在产品的综合指标方面达到一个满意值4、强调设计过程的系统性 并行设计将设计、制造、管理等过程纳入一个整体的系统来考虑,设计过程不仅出图纸和其它设计资料,还要进行质量控制、成本核算,也要产生进度计划等5、基于网络进行快速反馈 专家可以对设计结果及时进行审查,并及时反馈给设计人员不仅大大缩短设计时间,还可以保证将错误消灭在“萌芽”状态图中的计算机、数据库和网络是并行工程必不可少的支撑环境 20 6 并行工程 Cocurrent engineering 6.1 并行工程的理论 6.2 并行工程的实施6.3 并行工程的实例 21 6.3 并行工程的实例 (一) 并行工程在国外的应用 (二) 并行工程在中国的应用 22 (一) 并行工程在国外的应用q 波音公司的飞机生产 q AT&T公司的产品生产 q HP公司的产品开发 23 波音公司的飞机生产 美国波音飞机制造公司投资40多亿美元,研制波音777型喷气客机,采用庞大的计算机网络来支持并行设计和网络制造。
从1990年10月开始设计到1994年6月仅花了3年零2个月就试制成功,进行试飞,一次成功,即投入运营 24 在实物总装后,用激光测量偏差,飞机全长63.7米,从机舱前端到后端50米,最大偏差仅为0.9毫米波音777 的整机设计、部件测试、整机装配以及各种环境下的试飞均是在计算机上完成的,使其开发周期从过去8年时间缩短到3年多,甚至在一架样机未生产的情况下就获得了订单 波音公司的飞机生产(续) 25 如果没有并行工程技术的应用,设计如此庞大的设备,要想在这么短的时间内,达到这样高的精度,几乎是不可能的 波音公司的飞机生产(续) 26 AT&T公司的产品生产 AT&T公司在生产计算机配套印刷组产品时,由于原来的设计中未考虑生产工艺性问题,致使产品质量低下,合格率仅为5%采用并行设计以后,利用计算机虚拟检测,找出设计中的缺陷,使产品合格率达到90% 27 HP公司的产品开发 HP公司采用并行工程来改进产品质量,其实施要点包括管理部门的支持、对用户的关注、统计过程控制、系统的问题解决过程以及全体人员参与五个方面实施的结果是公司全部产品的综合故障降低了83%,制造成本减少了42%,而产品开发周期缩短了35%。
28 (二) 并行工程在中国的应用q齐车公司实施并行工程案例 首先建立开发团队,在原来设计处、冷工艺处、热工艺处的基础上组建产品开发中心,建立包含设计、工艺、制造等部门技术人员的集成化产品开发团队,建立以产品为中心的产品开发模式; 其次建立产品数据管理系统,实现产品数据的集成化管理;另外采用了先进的产品性能分析软件,降低冲压模具和铸造模具制造的返工次数,仅澳粮车一项产品开发,在产品试验和模具制造两项费用就节约129万元,缩短了3040%的产品开发周期。