并行计算施工施工(concurrent engineering ,CE)的凡路是美国的中国国防施工施工系统的于1986年初次提出了的 ,
其目的是为了改进军用产品和国防武器的生产 ,缩短生产周期 ,降低成本 。由于该方法行之有 效 ,不久之后 ,并行工程方法便从军品生产零件扩展到民品生产领域 。
8. 6. 1并行工程的定义与特点
并行丁.程是相对传统的串行设计过程 ,即串行工程而言的 。串行工程是指一个小组的设计 方案形成并通过后 ,送给另一个小组 。每个小组依次修改设计方案以满足自己的设计目标 。如 果一个小组的修改不能被另一小组接受 ,那么就得由最初的设计小组重新修改设计方案 ,如此反复进行 ,如图8. 32所示 。实际上 ,由于在计算机进行并行处理时 ,它的先后是秒级甚至是毫秒级 的 ,相对于日、月、年来说 ,就像同时完成的 ,所以“并行工程”又称为“同时工程"(simultaneous engineering ,SE)或“生命周期工程”(life cycle engineering) 。
图8. 32 串行工程的原理
并行工程的定义为:并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程(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设计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处理的所有因素 ,包括质量、成本、进度计划和用户要求 。
采用并行丁_程技术进行产品开发具有以下特点:
(1) 在产品设计期间 ,并行地处理整个产品生命周期中的关系 ,体现了小组合作、信任及共 享的价值 ,因而消除了由串行过程引起的孤立与分散 。
(2) 在产品开发过程中 ,开发人员被分成许多小组 。这些小组把设计工作最大程度地集中 起来作并行处理 ,因此缩短了产品开发周期 ,进而可使产品早日投放市场 。
(3) 在设计一开始就考虑到影响产品质量的所有因素 。可以在开发过程早期发现不同工程 学科设计人员、功能、可制造性、可装配性及可维修性等因素之间的冲突关系 ,最大程度地避免设 计错误 。减少设计的更改和重复次数 ,提高质量 ,降低成本 ,使开发过程接近一次成功的目标 。
(4) 这种方法对用户更加负责 。销售者与用户在产品设计阶段参与工作 ,对生产的有关要 求在相当早的时期就已提出并确定下来 。
8. 6. 2并行工程的应用与实施
迄今为止 ,并行工程在航空、航天、机械、电子、汽车、建筑、化工等工业中的应用越来越广泛 , 成为现代制造技术的重要内容之一 。
1.并行工程在波音(Boening)公司的应用
波音公司并行工程的方法是建立多个跨部门多专业的产品开发小组 。大家熟知的波音777 飞机就是通过组建200多个产品开发小组而研发出来的 。各产品开发小组由制造、工程、材料、 质量保障和后勤等多个部门的代表共同组成 ,而且还可根据需要聘请其他的专家 ,邀请用户参加 会议 。开发小组的所有代表都有权委托其原所属的职能机构 。而且产品开发小组要承认承包合 同的各项要求 。开发小组的各个成员都可以参与并有权发放采购要求、图纸等文件 。
某个产品开发项目允许有多个产品开发小组 。多个产品开发小组都要制定各自的会议计 划 ,而且至少要每两周一次 ,制定会议计划时要求全部组员都要参加 。产品开发小组的工作重点 是面对面交流 ,这可以随时当面进行协调 。为了保证沟通、讨论和决策行为得以顺利进行 ,各产品开发小组制定了“对事不对人”的公约 ,所有的小组成员都必须遵守 ,以使产品开发方案能够真 正考虑到产品整个生命周期中各阶段有关人员的意见 ,并最后形成正确的决策 。
每个产品开发小组的成员都要经过培训 。每个开发小组都有一个组长 ,进行行政管理并代 表本小组参与上级小组的管理沟通工作 ,而且随着开发项目的进展 ,组长均可随时更换 。比如 , 确定需求时间时 ,开发小组的组长一般由后勤部门或系统工程人员来担任 ,而在设计阶段开发小 组的组长则由丁程设计部门派出 ,在制造阶段产品幵发小组的组长则由材料或制造部门的人员 来担任 ,在试验阶段开发小组的组长则由质量保证或试验工程单位人员担任 。同时为了协调小 组间的关系、交流想法和便于互相学习 ,组长们每个月都组织一次会议 。
波音公司通过扩大设备投资及人员培训的方法来支持开发小组 。所有产品开发小组成员都必 须学习有关组内合作的培训课程 ,而且必须不少于8个小时 。同时 ,还购买新的计算机、通信数据 及处理设备来进一步促进设计、绘图、制造及销售等业务系统的自动化 ,从而达到强化公司实行并行 工程的技术j9九游会平台的目的 。波音777飞机是世界上第一架全部零部件均由计算机设计出来的飞机 。
2. 并行工程在麦道(McDonnel丨Douglas)公司的应用
为了完成“捕鲸叉”式舰对舰导弹项目 ,麦道弹道系统公司(MDMSC)组建了七个并行工程 小组 ,其中有四个产品开发小组(即导弹、导弹装运箱、试验装置和地面支持装备小组)及三个过 程小组(即工具、机床和采购小组) 。并行工程小组执行指导委员会则由这七个小组组长和一些 专家组成 。该委员会负责开会讨论每个小组的活动和一切问题 ,负责并行工程的整个过程及小 组间的联系工作 。
3. 并行工程在我国的应用与发展
我国对并行工程十分重视 ,已经支持了数十项有关并行工程理论与工程实践、决策支持系 统、软件工作平台的研究 ,并在一些具有代表性的国有大中型企业(如某机床厂、某飞机制造厂、 某空调器厂、某汽车制造厂和某鼓风机厂等)进行了并行工程的实施 ,取得了一定的经验和不可 忽视效果 ,为在21世纪我国制造业实现并行丁程的哲理创造了有利条件 。
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