并行工程及其應(yīng)用簡介
作者: 來源: 文字大小:[大][中][小]
一、并行工程產(chǎn)生背景和基本概念
從上世紀九十年代直至本世紀，制造業(yè)以滿足用戶需求的新產(chǎn)品盡快上市為贏得市場競爭的第一要旨。傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式由于不能在設(shè)計早期很好地考慮產(chǎn)品生命周期中的各種因素，致使設(shè)計更改頻繁，延誤了開發(fā)周期、增加了產(chǎn)品成本，并且用戶需求得不到很好地滿足。并行工程是集成地、并行地設(shè)計產(chǎn)品及相關(guān)過程的系統(tǒng)化方法，它通過組成多學科產(chǎn)品開發(fā)隊伍、改進產(chǎn)品開發(fā)流程、利用各種計算機輔助工具等手段，使產(chǎn)品開發(fā)的早期階段能及早考慮下游的各種因素，達到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本，從而增強企業(yè)競爭能力的目標。
并行工程作為企業(yè)加快新產(chǎn)品開發(fā)的一種新模式，正日益引起國內(nèi)外學術(shù)界和企業(yè)加快新產(chǎn)品開發(fā)的高度重視。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，是CIMS發(fā)展的新階段。它將傳統(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。它突破了傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)中嚴格按部門分工以及“串行”、“順序”的做法，而是采用跨部門多學科團隊和并行交叉的集成化產(chǎn)品開發(fā)模式，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。并行工程的概念是上世紀80年代中期由美國學者提出的。1986年，美國國防部防御分析研究所(IDA)發(fā)表了非常著名的R-338報告，提出了“并行工程”的定義，并將其解釋為對產(chǎn)品及其下游的生產(chǎn)和支持過程進行并行一體化設(shè)計的系統(tǒng)方法。1988年，美國在西弗吉尼亞大學投資4~5億美元建立了全美并行工程研究中心。美國很多大學、計算機軟件公司也開始進行有關(guān)技術(shù)的開發(fā)。進入上世紀90年代后，美國許多大公司開始了并行工程實踐的嘗試，并取得了實效。從此，并行工程開始受到全球制造企業(yè)的關(guān)注。
并行工程已在國外的航空、國防、電子、汽車等領(lǐng)域獲得了成功的應(yīng)用。這對我國的制造業(yè)是挑戰(zhàn)，也是一次機遇。并行工程在上世紀90年代開始傳入我國。我國863計劃自動化領(lǐng)域首席科學家吳澄教授曾指出，并行工程是我國CIMS發(fā)展的新階段。我國863計劃CIMS主題下專門列入了并行工程方面的研究課題，在很少的幾個企業(yè)中開始了初步的探討和實施。可以說，并行工程在我國的研究應(yīng)用正處于方興未艾的階段，還有大量的問題需要解決。1995年，國家科委從戰(zhàn)略的高度將并行工程作為CIMS的進一步發(fā)展方向，設(shè)立了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項目對并行工程的方法和技術(shù)進行系統(tǒng)化的研究。經(jīng)過一年多的研究和開發(fā)，項目組已取得了階段性的成果，參加了863成果十周年展覽，向黨中央及各部委領(lǐng)導(dǎo)、航空部和航天部幾大院所的專家、國內(nèi)的各高校和研究結(jié)構(gòu)的同行等進行了匯報展示，獲得了好評。目前，總體集成和部分關(guān)鍵技術(shù)已取得突破，在航天部某產(chǎn)品開發(fā)過程中取得實際效果。
二、并行工程的本質(zhì)分析
盡管人們對并行工程的定義有不同的看法，但目前人們普遍接受的是由美國防御分析研究所在R-338報告中提出的定義，根據(jù)這個定義，并行工程的本質(zhì)為：
1．并行工程強調(diào)設(shè)計的“可制造性”、“可裝配性”、和“可檢測性”等。
2．并行工程強調(diào)產(chǎn)品的“可生產(chǎn)性”。
3．并行工程強調(diào)產(chǎn)品的“可使用性”、“可維護性”、和“可報廢性”。
從以上三個方面的特性可以看出，并行工程強調(diào)的是在產(chǎn)品設(shè)計時就要考慮其生命周期所有的后續(xù)過程：制造、裝配、檢測、企業(yè)的設(shè)備能力和人力資源、使用、維修和報廢等。只有在一開始就系統(tǒng)考慮了這些因素，才能減少修改的次數(shù)，縮短產(chǎn)品上市時間。
并行工程為了加快產(chǎn)品上市時間，還強調(diào)產(chǎn)品開發(fā)各環(huán)節(jié)各活動的并行交叉進行，具體特征如下：
1．并行交叉
它強調(diào)產(chǎn)品設(shè)計與工藝過程設(shè)計、生產(chǎn)技術(shù)準備、采購、生產(chǎn)等各種活動并行交叉進行。
2．盡早開始工作
正因為強調(diào)各活動之間的并行交叉，以及并行工程為了爭取時間，所以它強調(diào)人們要學會在信息不完備情況下就開始工作。
從以上分析我們還可以看到，并行工程還有以下幾個方面的本質(zhì)特點。
1．并行工程強調(diào)面向過程(process-oriented)和面向?qū)ο?object-oriented)。
并行工程強調(diào)人員要面向整個過程或產(chǎn)品對象，因此它特別強調(diào)設(shè)計人員在設(shè)計時不僅要考慮設(shè)計，還要考慮這種設(shè)計的工藝性、可制造性、可生產(chǎn)性、可維修性等等，工藝部門的人也要同樣考慮其他過程，設(shè)計某個部件時要考慮與其他部件之間的配合。所以整個開發(fā)工作都是要著眼于整個過程(process)和產(chǎn)品目標(product object)。從串行到并行，是觀念的很大轉(zhuǎn)變。
2．并行工程強調(diào)系統(tǒng)集成與整體優(yōu)化。
并行工程強調(diào)系統(tǒng)集成與整體優(yōu)化，它并不追求單個部門、局部過程和單個部件的最優(yōu)，而是追求全局優(yōu)化，追求產(chǎn)品整體的競爭能力。對產(chǎn)品而言，這種競爭能力就是由產(chǎn)品的TQCS綜合指標——交貨期(time)、質(zhì)量(quality)、價格(cost)和服務(wù)(service)。在不同情況下，側(cè)重點不同。只要達到整體優(yōu)化和全局目標，并不追求每個部門的工作最優(yōu)。因此對整個工作的評價是根據(jù)整體優(yōu)化結(jié)果來評價的。