从制造业研发制造理念的发展过程来看，并行工程有着重要的基础性地位。各种先进研发理念的侧重点虽有不同，如计算机集成制造系统偏重制造信息的集成、敏捷制造侧重企业间的集成、精益生产关注制造过程效益的提升、虚拟制造强调通过对过程的模拟做出决策与优化等，但这些理念之中都蕴含了并行工程的思想，有些理念更是在并行工程的基础上发展而来的。可以说并行工程是制造业发展的理论推动力，在其基础之上结合信息时代的新资源、新技术工具、新组织管理手段，形成了不断发展的制造业先进产品研发理念与模式。
1.并行工程的基本内涵与特征
并行工程是一种系统化的产品研发理论、方法与技术，其强调研发过程的集成、并行与一体化，人员组织的协同化，在产品研发阶段就综合考虑从产品规划定义到投放市场，乃至产品报废的产品全生命周期中各相关过程，同步并行地对制造、装配、测试、质量、成本等因素展开设计。美国国防部相关机构于1988年在R－338报告中对并行工程做出如下定义：并行工程是对产品及其相关制造过程与支持过程进行并行一体化设计的系统化工作模式，使产品研发人员从研发早期阶段就考虑产品生命周期的所有相关因素［12］。并行工程的目标是通过集成化、并行化的产品研发过程，缩短产品研发周期，降低产品研发成本，提高产品质量，提供优质服务，实现绿色制造，最终提升企业的产品研发能力与产品的市场竞争力。
并行工程主要有以下五种基本特征：
关注早期研发阶段：在产品研发过程中，各研发阶段随时间的推进对产品的影响程度呈反比关系，早期设计阶段对产品质量、成本与研发周期具有决定性作用。并行工程强调在早期阶段尽可能同步设计考虑后期的制造相关过程，尽量避免设计错误的产生，减少设计更改的次数与范围，将大范围大跨度的设计迭代改变为小范围设计循环，使产品研发取得一次性成功。
重视用户需求：满足用户的需求是现代制造企业生产经营活动的核心。并行工程以用户的需求为出发点，强调研发过程中用户的参与以及对用户需求变化的积极响应。在研发早期阶段便引入用户需求，并随之将其分解到各研发阶段之中，使用户需求成为研发的基本依据。
一体化并行设计：并行工程中的“并行”是指产品研发相关过程与活动在进程方向上的并行化。其并不意味着各过程、活动的完全并行，而是强调研发子过程以及子过程内部活动间的重叠，尽可能地并行，并在此基础上完成产品研发相关过程与活动的集成，形成“一体化”的有机整体（图3－9）。在进行产品设计的同时，还需要对后期的制造、测试、营销等相关过程并行展开设计，包括工艺过程设计、制造过程设计、生产计划安排、采购计划安排、产品服务计划安排等。此外，在产品设计阶段除了进行传统的产品功能设计、结构设计、美观性设计等之外，还需并行展开面向产品的可制造性、可装配性、可测试性、可维修性、可拆装性、安全性、可靠性、成本等因素的相关设计。
图3－9 产品串、并行研发过程对比
图片来源：作者绘制
协同化的组织方式：协同化工作是产品研发实现一体化、并行的组织基础。并行工程主张建立集成化的产品研发团队，打破专业间的壁垒，摒弃抛过墙式串行组织模式，不同专业研发人员在统一组织下，协同展开研发活动，及时进行信息交流与协调，实现人员与组织的集成。
持续改进：并行工程强调产品以及产品研发过程的持续优化改进，随着研发的进行，在不同研发阶段针对设计冲突进行协调与改进，通过局部动态的优化，最终实现研发过程整体的优化与产品性能的提升。
2.并行工程的系统构成
并行工程是聚焦于产品创新及产品研发过程的系统化工程，其主要由组织管理子系统、研发过程子系统以及环境子系统构成。
并行工程的组织管理子系统包括了研发活动管理、研发过程管理和研发管理决策以及相关的组织管理技术。研发活动管理与研发过程管理分别从活动与整体过程的层面对诸如产品研发进程、质量、成本、组织、资源等目标实施管理，并在活动与过程范畴内分别实现各管理目标的综合优化与管理集成。研发管理决策是从整体研发过程层面对研发活动管理与过程管理进行多因素、多目标的综合优化，实现产品研发组织管理的集成、协同、一体化。支持组织管理子系统的技术工具主要有集成产品研发团队组织技术、可视化多视图管理技术等。
并行工程的研发过程子系统主要由研发过程、研发活动、研发技术工具构成，产品研发过程是并行工程的核心内容。并行工程以产品研发人员为主体，通过运用研发过程技术工具，使产品研发过程、子过程与活动并行、集成、一体化实施，最终实现产品研发过程的集成与目标产品的综合优化。支持研发过程子系统的技术工具有产品研发过程建模技术、质量功能展开技术、面向X的设计等。(www.xing528.com)
环境子系统为研发活动提供高效的支撑环境是并行工程成功实施的必要条件，通过支撑环境的建设以实现信息的集成、管理与共享。对于支撑环境的构建，首先需要完成软、硬件基础设施的建设，包括计算机与通信网络、数控制造设备、计算机软件系统、网络管理系统等。其次，通过建立产品数据库与产品数据管理系统，以实现产品全生命周期的产品信息、过程信息、组织管理信息和资源信息的集成及有效管理，做到随时将正确的信息以正确的方式传递到正确的地方。然后，在信息集成的基础上，构建形成集成支撑框架，所谓集成支撑框架是能够兼容并集成不同产品研发管理软件的软件环境，能够实现源于这些研发应用软件的信息、知识、技术、方法、模型的集成。最后，通过整合软硬件基础设施、产品数据库、产品数据管理系统以及不同的研发管理应用软件，建立起面向产品研发与管理的应用平台，最终为产品研发及管理人员提供一个开放、集成、高效的工作环境。
3.并行工程的三域系统结构
并行工程的三域系统结构主要由支撑域、执行域和管理域组成（图3－10），三域在整体结构形态上呈现为相互作用的上、中、下三个层级。底层支撑域主要由环境子系统构成，为产品研发提供了基于信息集成与管理的基础工作环境；中层执行域由研发过程子系统构成，反映了在产品研发人员主导下，由产品研发活动、研发过程所构成的并行、一体化的目标产品实现过程；顶层管理域由组织管理子系统构成，体现了并行工程的人员组织模式以及活动管理与过程管理方法。
图3－10 并行工程三域系统结构
图片来源：作者绘制
在并行工程三域系统结构中，支撑域的作用主要是为产品研发过程和研发组织管理提供高效、功能完备、用户友好的信息集成与共享环境。在此基础上，执行域中的研发人员在管理域的组织下，以并行工程的理念与方法展开并行、一体化的产品研发过程。而管理域则对执行域的研发过程进行管理与监控，保证产品研发过程得以正确、顺利地实施。在三域系统结构中，由产品及其研发过程、活动构成的执行域处于核心地位，支撑域与管理域分别从研发环境和组织管理的维度为执行域提供上下两个层面的支持。
4.并行工程的关键技术
并行工程的关键技术是服务于并行、一体化的产品研发过程、产品研发组织管理、研发支撑环境，确保产品研发能够按照并行工程的理论方法成功实施的核心技术与工具。这些关键技术为并行工程的实际应用提供了具体途径，主要包括产品研发过程建模、数字化产品建模、产品数据管理、集成产品研发团队、面向X的设计、质量功能展开等。
产品研发过程建模是运用数学方法对产品研发过程与活动做出设计、描述，建立产品研发过程数学模型。运用研发过程建模可对产品研发过程进行模拟仿真，以发现过程中的问题，并对其进行改进与优化。此外，还可借助研发过程模型对人员组织、进程、质量、成本、资源等因素展开产品研发管理。
数字化产品建模是产品研发人员将产品设计成果转换为计算机数字化模型，此模型之中包含产品全生命周期中的相关产品信息。不同专业、职能的产品研发、制造、管理人员均可在同一产品模型之上并行开展工作，进行技术协商与协作。
产品数据管理的作用是在数字化产品建模的基础上，对产品研发过程中所产生的大量相关数据进行有效的管理。产品研发人员通过对数据的提取、使用以及修改与再存储，使研发工作可以在不同产品研发阶段、研发活动中并行协同展开。产品数据管理是并行工程实现产品信息集成的核心技术工具。
并行工程的基本组织模式是集成产品研发团队，其创造了一种并行、协同的团队工作模式。集成产品研发团队由来自不同专业、职能部门和研发阶段的研发与管理人员组成。集成产品研发团队独立负责产品的研发，团队全部成员在统一组织协调下开展工作。研发人员在负责本专业职能研发任务的同时，还需与其相关联的研发活动进行协同，并及时对其做出反馈与修改。
面向X的设计强调在产品设计阶段就针对生命周期中的产品性能影响因素展开设计研究，面向制造、装配、运输、建造、测试、维护、拆卸、回收利用以及成本、可靠性、安全性等方面进行设计，实现相关设计过程的并行、一体化。
质量功能展开是一种将用户需求转化为相应产品质量特性的方法，其将产品质量与实现产品质量的过程相整合，对产品研发过程实施质量规划与控制，在产品研发的各阶段把用户需求转变为与之适应的产品性能要求，最终确保产品满足用户需求。
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