如何实施并行工程？缩短产品上市时间的技巧

1）并行工程的定义和内涵

并行工程（concurrent engineering，CE）是一种加速新产品开发过程的制造系统模式，是20世纪90年代制造业在竞争中赢得生存和发展的重要手段。

传统的串行产品在开发过程中，信息是单向、串行的流动，设计、制造过程中缺乏必要和及时的信息反馈。在设计早期不能全面考虑下游的可制造性、可装配性等多种因素，以致经常需要对设计进行更改，构成从概念设计到设计修改的大循环，而且可能在不同环节多次重复同一过程，造成设计改动量大，产品开发周期长、成本高，难以满足日益激烈的市场竞争需求。串行方式已经严重影响企业的发展，并行工程正是在此情况下而提出的。

并行工程是目前制造工程领域中一个重要的研究方向，近年来得到各国工程界和学术界的高度重视，使研究工作得以迅速发展。对于并行工程，目前普遍接受美国国防分析研究所在R-338号研究报告中给出的定义：并行工程是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、集成设计的一种系统化的工作模式，使开发者一开始就要考虑整个产品的生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有要素，包括质量、成本、进度计划以及用户需求等。

并行工程的本质是分析和优化产品开发过程，在信息集成的基础上实现过程集成。对传统设计和生产方式、概念设计的开支很小，但它却是决定最终成本的最主要因素，而最后的生产阶段花费的成本最多，但对最终成本的动态影响却很小。这说明按照传统的设计和生产方式，即使在生产过程中做很大努力提高效率，但成本却很难下降。而并行工程对设计阶段高度重视，虽然花费较高成本，但提高了生产的一次成功率，生产过程中避免传统方式中常出现的反复修改和浪费，从而生产准备和制造时间大大缩短，生产成本显著下降。

并行设计是并行工程的哲理在产品设计开发活动中的具体体现。

2）并行工程的特点与效益

（1）并行工程的特点体现在：

①强调合作精神和工作方式。为设计出便于加工、装配、使用、维修、回收的产品，必须将各个方面的专家甚至潜在的用户相集中，形成专门的工作小组。大家共同工作，随时对设计出的产品和零件从各个方面进行审查，定期组织讨论，畅所欲言，对设计可以“横加挑剔”，帮助设计人员得出最佳化设计。

②强调设计过程的并行性。并行性有两方面含义：其一是在设计过程中通过专家把关，同时考虑产品生命周期的各个方面；其二是在设计阶段的同时进行工艺（包括加工工艺、装配工艺和检验工艺）过程设计，并对工艺设计的结果进行计算机仿真，直至用原型法生产出产品的样件。

③强调设计过程的系统性。设计、制造、管理等过程不再是一个个相互孤立的单元，而是将其纳入一个系统考虑。设计过程不仅得出图样和其他设计资料，还要考虑质量控制、成本核算、进度计划等。

④强调设计过程的快速“短”反馈。并行工程强调对设计结果及时进行审查，并及时反馈给设计人员，可以大大缩短设计时间，还可以保证将错误消灭在“萌芽”状态。

（2）实施并行工程，可以取得如下效益：

①缩短产品投放市场的时间。并行工程技术的主要特点是可以大大缩短产品的开发和生产准备时间，使两者部分相重合。

②降低成本。并行工程可在3个方面降低成本：首先，可以将错误限制在设计阶段；其次，并行工程不同于传统“反复试制样机”的做法，而靠软件仿真和快速样件生成实现“一次达到目的”，省去昂贵的样机试制；再次，由于在设计时即考虑加工、装配、检验、维修等因素，产品在上市前的成本将会降低，上市后的运行费用也会降低。

③提高质量。采用并行工程技术，尽可能将所有质量问题消灭在设计阶段，使所设计的产品便于制造，易于维护。

④保证功能的实用性。在设计过程中，有销售人员参加，有时甚至还包括用户，如此才能保证去除冗余功能，降低设备的复杂性，提高产品的可靠性和实用性。

⑤增强市场竞争能力。并行工程可以较快推出适销对路的产品，能够降低生产制造成本，保证产品质量，提高企业的生产柔性，使企业的市场竞争能力得到加强。(www.xing528.com)

3）并行工程的关键技术

（1）CAX和DFX技术。CAX技术是CAD、CAPP、CAM、CAE等技术的简称，即计算机辅助进行产品开发的技术。DFX技术是面向装配设计（design for assembly，DFA）、面向制造设计（design for manufacturing，DFM）、面向检验设计（design for testing，DFT）、面向质量设计（design for quality，DFQ）等技术的简称，即面向某种特定目标的产品开发技术。这两大技术是实现并行工程的最基本手段。

（2）CE过程建模、仿真与优化技术。由于CE的本质在于过程集成，是一种制造系统的重构策略，因此，实施CE的第一步必须构造具有比以往更加优化的产品开发过程。借助计算机建模、仿真与优化技术，可以对现有或目标过程进行分析和优化，从而得到符合需要的优化过程。由于并行过程是否合理直接关系到并行工程实施的效果，因此，CE过程建模、仿真和优化技术一直是并行工程的重要研究内容。

（3）CE过程管理技术。并行工程过程管理的目的是对并行产品开发过程进行监控和调度，协调产品开发者之间的工作，使设计过程协调、有序地进行。这一关键技术包括4个方面的内容：①产品开发小组如何协同高效地工作，即组织管理问题；②如何协调和监控复杂的并行工作的流程，即工作流的管理问题；③如何合理优化地安排调度、开发资源进行并行工作，即资源的管理问题；④如何检测和仲裁设计中产生的冲突，即约束和冲突的管理问题。

（4）产品数据管理（product data management，PDM）技术。并行设计强调多功能产品开发队伍之间的协作以及分布式计算机环境下产品数据的统一管理和共享，在信息集成的基础上实现功能和过程的集成。其设计方法与传统的串行设计方法在人员组织、设计支持环境、设计工具使用、设计过程制定及其达到的设计结果等方面均有很大不同。

因此，并行设计对企业中产品的信息定义、描述、管理与传递，提出更具挑战性的要求：

①异构数据管理问题。由于并行产品设计所涉及的知识构成更加复杂。各个领域专家借助不同的工具参与设计，从而产生了大量的异构数据，如各种模型、图样、文件、图像等。

②分布数据的组织和管理问题。由于参与设计的专家可能分属不同的部门甚至是不同的地域，设计活动具有明显的分布性，因此，信息的组织方式、分布方式和存储方式必须适应分布式的设计工作需要。

③设计工作的协同问题。并行工程强调产品开发过程中的多功能设计队伍的协同工作，要求在优化产品设计过程的基础上实现信息方便、灵活、及时、准确地传递。

④并行的设计工作对信息的一致性、完整性和安全性提出了更高的要求。

PDM技术是对企业分布系统中的产品信息、应用系统、过程以及各种媒体进行集成和管理的使能技术，可以使所有参与创建、交流、维护设计意图的人在整个信息生命周期中自由共享和传递与产品相关的各种异构数据，做到4个“正确”，即把正确的信息在正确的时刻以正确的方式传送给正确的人。

因此，PDM技术是实现并行工程的重要支撑技术：

①PDM为并行工程的产品开发团队提供一个信息集成的工作环境，支持用户在产品生命周期的任何阶段访问最新产品的信息，并保证所有数据的完整性和安全性。

②PDM能够对分布的产品数据进行管理，使在异地工作的小组成员也可以并行地进行工作。

③PDM通过对产品数据的版本、权限等管理，保证并行设计中不会出现重复设计和不一致现象，从而提高设计的一次成功率。

④PDM通过过程管理功能，可以实现对产品生命周期各阶段的重组、监控和协调，支持产品数据的版本管理、审批发放管理、修改管理，通过电子会议、过程监控和协调等功能，保证并行设计工作的协同进行。

综上所述，PDM为并行设计提供了必需的支撑环境与集成框架。