并行工程簡介
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并行工程是通過組織多學科的設計團隊，在設計的早期階段全面考慮產(chǎn)品的各個方面，包括研制、制造和維修保障等，并充分利用先進的質(zhì)量工程方法和計算機集成環(huán)境，實現(xiàn)在較短的時間內(nèi)，以較低的成本，生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品的一種系統(tǒng)方法。
一、并行工程在產(chǎn)品開發(fā)中的作用
并行工程在產(chǎn)品開發(fā)中的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。將產(chǎn)品及其保障資源并行進行設計，可使得在設計階段不僅設計出產(chǎn)品，而且同步確定與生產(chǎn)、保障有關的程序和計劃，縮短生產(chǎn)準備時間，減少制造過程中的更改、返工等，從而使產(chǎn)品總的開發(fā)時間減少。例如，采用并行工程思想后，麥道公司AV-8B飛機的初步設計階段由45周減少到8周，整個設計周期縮短18個月。
提高產(chǎn)品質(zhì)量。在產(chǎn)品設計一開始就考慮生產(chǎn)、試驗、使用、保障以及質(zhì)量、可靠性、維修性等方面，可全面優(yōu)化產(chǎn)品設計和過程設計，從而減少重新設計和工程更改，避免返工和廢品，降低產(chǎn)品故障率。例如，因為采用了并行工程思想，麥道公司AV-8B飛機的廢品率下降58%，返工費下降29%，由不協(xié)調(diào)發(fā)生的費用下降38%，飛機缺陷下降70%。
降低產(chǎn)品壽命周期費用。并行工程通過在設計中采用計算機仿真技術，動態(tài)模擬產(chǎn)品及生產(chǎn)過程，優(yōu)化了設計，從總體上降低了產(chǎn)品的壽命周期費用，包括設計、制造、運輸、維修、報廢等各項費用。波音公司彈道導彈分部采用并行工程思想后，單位工時的費用平均下降28美元，產(chǎn)品的成本下降30%。
二、并行工程在國外的研究概況
在并行工程的研究與應用方面，美國起步較早，取得的成效最明顯。1988年，美國國防先期研究計劃局組織了一個并行工程研究會，制定了長期的并行工程研究計劃，對并行工程的技術和方法進行了全面研究。同年，美國國防分析研究院在“并行工程在武器系統(tǒng)采辦中的作用”研究報告中，完整地定義了并行工程的概念，總結了并行工程在實際應用中所發(fā)揮的作用，并闡述了并行工程在武器裝備采辦中的重要性。1989年，美國國防部接受了并行工程的概念，并在國防采辦系統(tǒng)中大力推廣，隨后又在并行工程思想的基礎上，提出了綜合產(chǎn)品與過程開發(fā)方法，并制定了一系列指導性文件，有計劃、有系統(tǒng)地在國防采辦系統(tǒng)中推行該方法。美國波音、通用動力、IBM等大公司都應用了并行工程方法并取得了一定成效。此外，美國國家科學基金組織向許多大學提供了大量經(jīng)費，資助并行工程的研究工作。
世界其他國家也都對并行工程的研究與應用給予了高度重視，投入大量資金，促進并行工程的研究在及本國的應用。如日本文部省投入巨額資金，支持本國的并行工程研究項目。墨西哥政府資助成立了并行工程研究組，引導人們對并行工程重要性的認識，期望通過應用并行工程相關技術來提高墨西哥國防企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力。歐洲許多國家也都先后采取相應措施，開展并行工程的研究與應用。
到目前為止，在世界范圍內(nèi)，已成立了很多并行工程學術組織，有國家性的，也有區(qū)域性的和國際性的，這些組織主要有：
美國的并行工程研究中心(CERC)。美國西弗吉尼亞大學于1993年在政府資助下成立了并行工程研究中心，重點對有關并行工程的各種方法和技術進行實踐、綜合、評價及驗證。CERC配備了諸如衛(wèi)星轉(zhuǎn)播設備、錄相設備、計算機、演示設備、辦公設備等相關設備或設施，其主要開展的活動包括：通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)播、因特網(wǎng)等方式，向工業(yè)界和學術界講授并行工程課程；組織并行工程領域的講座、座談會或?qū)ｎ}論文研討會；提供并行工程技術培訓等。該中心在美國有一定影響力，很多機構提供了資助或參加了其研究活動。目前其資助單位有美國國防部、美國宇航局、、洛克希德·馬丁公司等。
美國的并行產(chǎn)品開發(fā)協(xié)會（SCPD）。美國的并行產(chǎn)品開發(fā)協(xié)會于1992年在洛杉磯組建，當時是一個國內(nèi)組織，后來為適應產(chǎn)品開發(fā)過程的發(fā)展需要，逐步成為國際性的組織。SCPD是一個非營利的國際性專業(yè)技術組織，主要任務是促進并行工程和綜合產(chǎn)品研制在全世界范圍內(nèi)的推廣。SCPD組織開展的活動很多，如國際會議、教育項目、資料出版、建設網(wǎng)站等，其研究的領域涉及與并行工程和產(chǎn)品開發(fā)有關的戰(zhàn)略、原理、過程、實踐、工具、技術等方面。
歐洲并行工程協(xié)會（ESOCE）。歐洲并行工程協(xié)會成立于1991年，每年組織一次國際會議，與世界其他國際組織建立了廣泛合作。
并行工程研究與應用國際雜志。并行工程研究與應用國際雜志于1991年創(chuàng)辦，主要針對并行工程和綜合產(chǎn)品開發(fā)方面的研究與應用，提供國際交流與溝通的渠道。它將并行工程的理論和實踐相結合，反映了并行工程和IPD方面的理論與實踐的最新水平。
國際生產(chǎn)率促進協(xié)會(ISPE)。成立于1984年的國際生產(chǎn)率促進協(xié)會，從1994年開始加入并行工程的研究行列，組織召開了多次并行工程研究與應用的研討會。
三、并行工程的研究熱點和發(fā)展趨勢
目前并行工程的研究熱點主要有：并行工程的基礎理論研究，包括概念設計模型、并行設計理論及支持產(chǎn)品開發(fā)全過程的模型研究；制造環(huán)境建模；面向并行工程的CAD、CAPP、CAM等設計技術；DFX(Design for X)，主要有面向制造的設計（DFM）、面向裝配的設計（DFA）、面向成本的設計（DFC）等；并行工程集成框架；沖突處理；面向并行工程的企業(yè)體系結構和組織機制；并行工程中產(chǎn)品開發(fā)過程的管理；仿真技術的應用；質(zhì)量工程技術的應用。
此外，隨著以美國為首的西方發(fā)達國家對并行工程方法的不斷研究和應用，并行工程的思想也不斷得到豐富和發(fā)展。綜合產(chǎn)品與過程開發(fā)（IPPD）就是由并行工程思想發(fā)展而來的。它是通過采用綜合產(chǎn)品組，將產(chǎn)品從方案到生產(chǎn)和保障的所有活動綜合起來的一種管理方法，其目的是同時優(yōu)化產(chǎn)品及其制造、使用和保障過程，從而滿足費用和性能目標。
美國國防部正在積極推行IPPD方法。1995年5月，美國國防部長指示要對國防部采辦商品和服務的方式作根本性的改變，要求在最大可行的范圍內(nèi)，把綜合產(chǎn)品與過程開發(fā)的理念用于采辦的全過程之中。隨后，國防部長辦公室自1996年開始，陸續(xù)頒布了《國防部綜合產(chǎn)品與過程開發(fā)指南》和《國防部綜合產(chǎn)品與過程開發(fā)手冊》等指導性文件，以指導和促進綜合產(chǎn)品與過程開發(fā)方法在國防采辦系統(tǒng)中的應用。
美國國防部在采辦項目中，要求項目經(jīng)理應盡可能采用IPPD方法，綜合考慮項目整個壽命周期中的所有活動，包括系統(tǒng)管理、研制、制造、試驗、部署、使用、保障、培訓和報廢處理。其中，建立綜合產(chǎn)品組是其實施IPPD的一條重要途徑。綜合產(chǎn)品組一般由一個頂層的綜合產(chǎn)品組和若干個重要分系統(tǒng)或設備的綜合產(chǎn)品組組成。典型的綜合產(chǎn)品組人員一般包括設計、制造、工藝、材料、強度、重量、質(zhì)量、可靠性、維修性、綜合保障、銷售等各部門或領域的專家和代表，甚至還包括用戶及分承包商。綜合產(chǎn)品組的組長一般由項目的行政或技術負責人擔任，同一綜合產(chǎn)品組的組長可根據(jù)綜合產(chǎn)品組的層次及所處階段的不同而更換。例如：在系統(tǒng)頂層設計階段，綜合產(chǎn)品組的組長可能是項目經(jīng)理，這樣便于設計、制造和保障的并行綜合，便于人、財、物資源的統(tǒng)一指揮調(diào)度。而在研制階段，產(chǎn)品或設備級的綜合產(chǎn)品組組長可由設計負責人擔任，生產(chǎn)階段則可由工藝（或工程）負責人擔任。綜合產(chǎn)品組的成員也可在不同階段根據(jù)工作需要進行適當調(diào)整。
四、國外并行工程應用實例
90年代以來，美、英等國在新型武器系統(tǒng)和民用產(chǎn)品的研制中大量采用了并行工程這一新概念。其中，IPT方法作為并行工程的核心工具受到高度重視，據(jù)美國斯坦福大學研究人員調(diào)查，目前已有近500家美國公司在應用IPT方法。
波音公司較早應用了并行工程并取得了顯著成效。波音公司自1990年開始在波音777新型飛機的研制中嘗試并行工程，取得成功后，又在波音737-X上進一步改進研制流程，優(yōu)化了研制過程。在波音777的設計中，把過去的串行研制流程變成并行研制流程，先后組織了238個“設計-生產(chǎn)協(xié)同組”，強調(diào)所有小組的成員必須在同一個地方辦公，注重從設計開始就把可靠性、維修性都設計到產(chǎn)品中去，以減少設計更改和縮短研制周期，達到提高質(zhì)量、降低成本的目的。
諾斯羅普（Northrop）公司是美國生產(chǎn)軍用和民用飛機及導彈的主要公司之一。由于產(chǎn)品越來越復雜，使得設計隊伍不斷擴大，并且設計、制造人員很分散，存在對客戶需求變化反應慢、信息傳遞渠道不通暢等問題。為此公司決定采用并行工程方法，在設計階段就考慮制造、材料、質(zhì)量、保障等方面的問題，建立包含全部產(chǎn)品信息的計算機數(shù)據(jù)庫，所有設計人員共享一個數(shù)據(jù)庫，及時交流信息，修改和完善產(chǎn)品設計。這種做法使公司獲得了良好效益，其飛機艙壁設計時間由13周減少到6周，人員利用率也大大提高。
羅克韋爾公司。該公司的航天系統(tǒng)工程部為應用并行工程而成立了若干個綜合產(chǎn)品組（IPT）。這些IPT存在于型號的整個壽命周期中，有自行決策權。每個型號可以有一個或多個IPT，IPT的成員有全職的，也有兼職的，來自與型號生產(chǎn)相關的各個部門，包括顧客、供應商、子公司，以及聯(lián)合制造商等。這些IPT有明確的章程、計劃、職權范圍、財務等。
該公司最初在空間站和“先進發(fā)射系統(tǒng)”計劃中組建了IPT，繼而在空間攔截器、航天飛機軌道器改進項目中應用了IPT。空間系統(tǒng)部曾擁有159個小組，其中47個小組是嚴格意義上的IPT。在該公司，并行工程已被用到所有新型號研制中。