并行工程：概念和产生方式

1.并行工程的产生

全球性的竞争要求生产者对市场变化作出迅速准确的反应。在这种新的竞争形势下，在现代制造技术发展到一定程度后，以信息技术为基础的并行工程技术应运而生。并行工程作为一个系统化的思想是由美国国防高级研究计划局（DARPA）最先提出的。DARPA于1987年12月举行了并行工程专题研讨会，提出了发展并行工程的DICE计划（DARPA's Initiative in CE，1988—1992）。与此同时，美国国防部指示美国防御分析研究所IDA（Institute of Defense Analyses）对并行工程及其用于武器系统的可行性进行调查研究。IDA通过研究与调查，1988年发表了其研究结果，公布了著名的R-388研究报告，明确提出了并行工程的思想。1988年DARPA发出了并行工程倡议，为此，美国的西弗吉尼亚大学设立了并行工程研究中心（CERC），美国许多大的软件公司、计算机公司开始对支持并行工程的工具软件及集成框架进行开发。并行工程在国际上引起各国的高度重视，并行工程的思想被越来越多的企业及产品开发人员接受和采纳，各国政府都在加大力度支持并行工程技术的开发，把它作为抢占国际市场的重要技术手段。经过十多年的发展，并行工程已在一大批国际上著名的企业中获得了成功的应用，如波音、洛克希德、雷诺、通用电气等大公司均采用并行工程技术来开发自己的产品，并取得了显著的经济效益。并行工程及其相关技术成了自20世纪90年代以来的热门课题。

2.并行工程的定义

长期以来，人们一直采用串行工程的方法从事产品的研制和开发。所谓串行工程，如图5-5所示，即在前一工作环节完成之后才开始后一工作环节的工作，各个工作环节的作业在时序上没有重叠和反馈，即使有反馈，也是事后的反馈。在这种作业方法下，只有市场人员参与产品的概念设计工作，其他的工作人员只是被动接受前一阶段的工作结果。这样，不能在产品设计阶段就能及早地考虑后续的工艺设计、制造装配、质量保证、维修服务等问题，致使各个生产环节前后脱节，设计改动量大，产品的开发周期长、成本高。

图5-5　串行工程工作方式

许多研究者从不同的角度对并行工程的内涵进行了论述。最有代表性且被广泛采用的是美国防御分析研究所于1988年在R-388报告中给出的定义：“并行工程（Concurrent Engineering）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、一体化设计的一种系统化的工作模式。这种工作模式力图使开发人员从一开始就考虑到产品全寿命周期中的各种因素，包括质量、成本、进度及用户需求。”

这种生产方式是将时间上先后的知识处理和作业实施过程转变为同时考虑和尽可能同时处理的一种作业方式，如图5-6所示。

图5-6　并行工程工作方式

从上述定义可以看出并行工程的两个关键思想：①并行工程是一种工作模式，而不是具体的工作方法；②并行工程着重于从产品设计一开始就对产品的关键因素进行全面考虑，以保证产品设计一次成功。

并行工程的主要目标是缩短产品开发周期，提高产品质量，降低产品成本，从而增强企业的竞争力。它是对传统产品开发模式的一次变革，它对现有生产模式的冲击是多方面的。

（1）技术方面

并行工程不仅包含、继承了许多传统的CIMS技术，而且还提出了一些新的技术，如各种并行工程使能技术（如DFX工具）和各种集成技术。(www.xing528.com)

（2）组织方面

并行工程必须打破传统的、按部门划分的组织模式，组成以产品开发为对象的跨部门集成产品开发团队IDT（Integrating Development Team），这不仅要克服习惯及狭隘的局部利益等方面的阻力，而且还要使IDT之间便于合作，并在此组织结构下获得优化的过程模型，使产品开发过程具有合理的信息传递关系及最短的产品开发周期。

（3）管理方面

管理的对象、内容及方法发生了变化，如影响开发人员工作的因素和设计阶段的冲突的数量明显增加，决策及冲突消解的复杂程度和方式发生变化等。

3.并行工程的特性

（1）并行特性

把时间上有先后的作业活动转变为同时考虑和尽可能同时处理及并行处理的活动。

（2）整体特性

将制造系统看成是一个有机整体，各个功能单元都存在着不可分割的内在联系，特别是有丰富的双向信息联系，强调全局性地考虑问题，把产品开发的各种活动作为一个集成的过程进行管理和控制，以达到整体最优的目的。

（3）协同特性

特别强调人们的群体协同作用。包括与产品全生命周期（设计、工艺、制造、质量、销售、服务等）的有关部门人员组成的小组或小组群协同工作，充分利用各种技术和方法的集成。这种途径生产出来的产品不仅有良好的性能，而且产品研制的周期也将显著缩短。

（4）约束特性

在设计变量（如几何参数、性能指标、产品中各零部件）上，考虑产品设计的几何、工艺及工程实施上的各种相互关系的约束和联系。