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并行工程Concurrent Engineering王杰息112班1190943231Overviewo并行工程产生的背景o并行工程的基本概念o并行工程的特点特性o并行工程的实例分析o并行工程的发展趋势2并行工程产生的背景o20世纪50年代20世纪60年代 基于产品功能和成本的竞争物美价廉o20世纪70年代20世纪80年代 增加了对质量的关注o20世纪80年代末20世纪90年代初 在质量和成本的基础上增加了产品开发时间3产品设计工艺规划加工装配市场需求无法加工装配困难并行工程产生的背景串行开发模式4并行工程产生的背景o忽视了不相邻活动之间的交流和协调，形成以部门利益为重而不考虑全局最优化的“抛过墙式”工作环境；o各部门对产品开发整体过程缺乏综合考虑，造成局部最优而非全局最优；o上下游矛盾与冲突不能及时得到调解；o开发时间加长，成本提高。串行开发模式的重大缺陷5并行工程产生的背景洗茶壶及茶杯烧水沏茶烧水洗茶壶及茶杯沏茶串行并行以喝茶为例6 并行工程的产品开发过程方案设计方案设计详细设计工艺设计工装设计详细设计工艺设计产品试制工装设计产品试制预 发 布设 计 信 息反 馈 信 息并行设计周期串行设计周期缩短的时间反馈信息设计信息7并行工程的基本概念 1988年，美国防御分析研究院（IDA），提出并行工程的概念：并行工程是对产品及相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式。这种工作模式力图使开发者从一开始就考虑到产品全生命周期的所有因素，包括质量、成本、进度和用户需求。注：支持过程 包括对制造过程的支持（原材料的获取,中间产品的库存，工艺过程设计，生产计划制定）和使用过程的支持（产品销售，使用维护，售后服务，产品报废后的处理）8并行工程的特点特性o并行特性o整体特性o协同特性o集成特性9并行工程的特点特性oCE的最大特点是把时间上有先有后的作业过程转变为同时考虑和尽可能同时（或并行）处理的过程；o在产品的设计阶段就并行地考虑了产品整个产品生命周期中的所有因素，研制周期将明显地缩短。这样设计出来的产品不仅具有良好的性能，而且易于制造、检验和维护。并行特性10并行工程的特点特性oCE认为，制造系统（包括制造过程）是一个有机的整体，在空间中似乎相互独立的各个制造过程和知识处理单元之间，实质上都存在着不可分割的内在联系。oCE强调全局性的考虑问题，即产品研制者从一开始就考虑到产品整个生命周期中的所有因素。o并行工程追求的是整体最优。有时为保证整体最优，甚至可能不得不牺牲局部的利益。整体特性112024/3/12 周二12并行工程的特点特性制造系统各个环节的内在联系13并行工程的特点特性并行工程特别强调设计群体的协同工作（Team work）：1）多功能的协同组织机构：CE根据任务和项目需要，组织多功能工作小组，小组成员由设计、工艺、制造和支持（质量、销售、采购、服务等）的不同部门、不同学科代表组成。工作小组有自己的责、权、利，工作计划和目标，成员之间使用相同术语和共同信息资源工具，协同完成共同任务。2）协同的设计思想：CE强调一体化、并行地进行产品及其相关过程的协同设计，尤其注意早期概念设计阶段的并行和协调。3）协同的效率：CE特别强调“112”的思想，力求排除传统串行模式中各个部门间的壁垒，使各个相关部门协调一致的工作，利用群体的力量提高整体效益，强调“工”字钢带来的三块钢板的协调强度。14并行工程的特点特性CE是一种系统集成方法，具有人员、信息、功能、技术的集成特性。人员集成：管理者、设计者、制造者、支持者以至用户集成为一个协调的整体。信息集成：产品全生命周期中各类信息的获取、表示、表现和操作工具的集成和统一管理。功能集成：产品全生命周期中企业内各部门功能集成，以及产品开发企业与外部协作企业间功能的集成。技术集成：产品开发全过程中涉及的多学科知识以及各种技术、方法的集成，形成集成的知识库、方法库。15并行工程实例分析 随着商业飞机的不断发展，波音公司在原有模式下的产品成本不断增加，并且积压的飞机越来越多。在激烈的市场竞争当中，波音公司是如何用较少的费用设计制造高性能的飞机？资料分析表明，产品设计制造过程中存在着巨大的发展潜力，节约开支的有效途径是减少更改、错误和返工所带来的消耗。一个零件从设计完成后，要经过工艺计划、工装设计制造、制造和装配等过程，在这一过程内，设计约占15的费用，制造占85的费用，任何在零件图纸交付前的设计更改都能节约其后85的生产费用。16并行工程实例分析 美国波音公司在777大型民用客机的开发研制过程中，运用CIMS（计算机集成制造系统）和CE技术，在企业南北地理分布50千米的区域内，由200个研制小组形成了群组协同工作，产品全部进行数字定义，采用电子预装配检查飞机零件干涉有2500多处，减少了工程更改50%以上，建立了电子样机，除起落架舱外成为世界上第一架无原型样机而一次成功飞上蓝天的喷气客机，也是世界航空发展史上最高水平的“无图纸”研制的飞机。17并行工程实例分析 波音777与波音767的研制周期相比，缩短了13个月，实现了从设计到试飞的一次成功。18并行工程发展趋势并行工程的关键技术o团队（Team&Teamwork）技术；o经营过程重组（Business Process Reengineer，BPR）技术；o质量功能部署（Quality Function Deployment，QFD）技术；o面向全生命周期的设计（Design for Xability，DFX）技术；o计算机协同工作（Computer Support Coperative Work，CSCW）技术；o产品数据管理（Product Data Management，PDM）技术。19并行工程发展趋势在国内，并行工程作为CIMS发展的一个新阶段，得到了一些企业的广为关注，其研究已于1992年底被列为国家863计划自动化领域的重点研究内容。在国家科技部和863/CIMS主题专家组的领导下，1995年7月由清华大学、华中理工大学、北京航空航天大学、上海交通大学和航天工业总公司二院5个单位人员组成了“863/CIMS关键技术攻关棗并行工程”的技术攻关队伍，以航天总公司二院的复杂结构件为应用背景，开展并行工程关键技术的研究与应用。20并行工程发展趋势单位名称单位名称主要研究方向主要研究方向清华大学清华大学面向面向CE的的CAD/CAPP/CAM的集成研究、的集成研究、DFM等等华中理工大学华中理工大学并行设计的零件信息模型、面向并行设计的零件信息模型、面向CE的设备环境建模等的设备环境建模等上海交通大学上海交通大学面向面向CE的集成化设计信息模型及决策信息模型、的集成化设计信息模型及决策信息模型、DFA等等北京航空航天大学北京航空航天大学CE中过程建模、过程管理及通讯技术研究等中过程建模、过程管理及通讯技术研究等西安交通大学西安交通大学CE的过程模型与并行品质评价等的过程模型与并行品质评价等西北工业大学西北工业大学并行工程中的模糊知识（信息）协同方法、并行工程中的模糊知识（信息）协同方法、QFD等等北京理工大学北京理工大学面向面向CE的协同工作环境等的协同工作环境等天津大学天津大学智能工程知识处理及并行设计支持环境等智能工程知识处理及并行设计支持环境等我国关于并行工程的研究工作主要集中在高校中，据不完全统计如下表所示：21并行工程发展趋势在今后的一段时间内，并行工程的发展主要集中在以下几个方面：o并行工程的方法体系结构更加完备o团队与支持团队协同工作环境支持全球化动态企业联盟o产品数字化定义技术、工具和支撑平台将日趋完善o实施模式与评价方法的系统化、规范化222024/3/12 周二23