并行工程在汽车产品开发设计中的运用

近年来，随着信息技术、计算机技术和网络技术的迅速发展，世界变得越来越小了，经济活动按网络化的形式加以组织，世界经济正经历着一场深刻的革命。这使得世界经济全球化的进程大大加快。而全球化市场的形成与发展又使得在世界范围内的市场竞争变得越来越激烈。因此，各国汽车企业所处环境也发生了深刻变化。主要表现在：产品生产周期缩短，产品更新换代速度加快；顾客消费价值和消费结构变化；顾客需求不但多样化、个性化，而且对产品功能、质量和可靠性的要求与日俱增，从而加剧了汽车市场竞争。面对激烈的市场竞争，各国汽车企业都在认真研究怎样才能在最短的时间内，把高质量、低成本的产品推向瞬息万变市场，满足顾客的需求和赢得市场竞争的胜利。

汽车产品的研发是一项系统而复杂的工程。过去受技术手段的限制，传统的产品研发是采取“抛过墙”式的串行设计方式进行的，即由市场调查与销售部门或企业决策人员分析消费者或客户的需求提出一个新的设想，将设想“抛给”计划部门，计划部门分析生产中的技术需求制定计划，“抛给”设计部门，设计部门将计划变成设计方案，绘成图纸“抛给”生产部门，生产部门进行工艺设计并制造出最终产品。由于过去设计部门一直独立于生产过程，在设计时不去或很少去考虑汽车产品的可制造性、可装配性、可维护性以及产品质量、产品服务等要素，设计错误往往要在设计后期，甚至在制造或装配阶段才被发现。这样就形成了设计、制造、修改设计、重新制造的大循环，开发的产品很少能一次性的投入批量生产，从而造成产品开发周期长、开发成本高、品质得不到保证。正是由于在这种串行开发模式下，没有良好的共同开发环境，不能用共同的“语言”进行交流，且人员被划分到多个功能组内，构成陈列的上下级关系，由分配到各个功能组的一至数人来完成某阶段任务，这样就形成了产品开发过程中，各部门之间信息不能良好地沟通，同时还使决策速度太慢，甚至还滋生个别部门忽视整体利益，过分强调本部门利益，从而影响产品开发的整体利益和总目标，不能使整个团体协调工作。那怎样才能在产品研发过程中把人员、组织、技术、管理和设计制造全过程进行信息集成和过程集成，缩短产品的开发周期，提高产品开发质量，降低产品开发成本呢？通过许多学者多年研究发现并行工程是一种行之有效的方法。

1并行设计

1.1 并行工程的概念

并行工程是对产品设计及其相关过程（包括设计过程、制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。并行工程把计算机辅助设计、制造、管理和质量保证体系等有机地集成在一起，实现信息集成、信息共享、过程集成。这种工作模式力求使产品开发者在设计阶段就考虑到从概念形成到产品报废（甚至销毁）整个产品全生命周期中的质量、成本、开发时间和用户需求等所有因素。

2.2并行工程的组成

并行工程把时间作为关键因素，它以缩短产品上市时间为主要目标，从产品设计阶段就开始最大限度地寻求新产品的可制造性、可装配性、可检验性、易维护性以便缩短上市周期和增强市场竞争能力。

并行工程系统包括工程技术人员的集成和并行工程环境的实现。工程技术人员的集成，要求集中涉及产品全生命周期的所有部门的工程技术人员，组成并行设计小组，共同设计制造产品，对产品的各种性能和制造过程进行计算机动态仿真，生成软样品或快速出样，进行分析评议，改进设计，取得最优结果，争取一次成功。并行工程环境是一种智能设计平台，支持产品设计和过程设计。并行工程环境必需具有：统一的信息模型，分布式环境，开发式界面和智能控制能力。统一的信息模型是实现工程技术人员集成的基础；分布式环境是实现并行的必要条件；开放式界面使工程技术人员从各自的角度对同一产品协同设计；智能控制具有调度设计、仿真、分析及协同设计中出现的冲突问题，提出改进设计的能力，它是实现并行工程的关键。

2.3并行设计

并行设计是并行工程的主要组成部分，也是并行工程的核心。并行设计要求产品设计及其相关过程并行进行，是设计及相关过程并行、一体化、系统化的工作模式。这种工作模式力图使产品开发设计从一开始就考虑到产品的全生命周期，在设计时就将下游环节的可靠性、技术性、生产性等作为设计环节的约束条件，以避免或减少产品开发进行到晚期才发现错误，再返回到设计初期进行修改。并行设计主要包括以下内容：

（1）过程重构 由传统的串行产品开发模式转变成集成的、并行的产品开发模式，使下游设计过程中的需求及早地反馈给相应的过程；

（2）数字化产品定义 包括数字化产品模型定义和管理、数字化过程定义和管理、数字化工具定义和信息集成，如DFQ、DFA、DFM、CAD/CAM/CAE集成等；

（3）产品开发队伍重构 将传统的以功能部门为主要的产品设计，改变为以产品为主线，组织多功能集成产品开发团队，团队主管可以通过工作平台对团队的开发过程进行定义、规划和重组，并对之进行分析和优化，开发人员通过开发平台以预定角色进入具体开发活动。

（4）协同工作环境 利用多媒体、网络等技术、组织协调工作环境，支持并行设计。并行设计改变了过去那种容易造成各自为政、效率低下的串行工作方式，改变了企业组织结构和工作方法，促进人们之间的相互理解，激励积极性，提高协同作战的能力，塑造良好的企业文化氛围，形成一个适合人类发展需要的技术系统。

因此并行工程与传统的串行生产模式之间的本质区别在于并行工程把产品开发的各个活动看成是一个集成的过程，并从全局优化的角度出发，对集成过程进行管理和控制，同时对已有的产品开发过程进行不断的改进和提高，以克服传统串行产品开发过程大反馈造成的长周期与高成本等缺点。并行工程意味着产品开发过程重组，以便并行地组织作业。

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