质量管理统计技术：6.2 并行工程讲解

《质量管理统计技术》第六章现代生产制造及质量技术发展展望第二节并行工程授课教师：杨

芳6.2.1并行工程概述6.2.2并行工程在制造业的发展与应用目

录起源、发展国内：20世纪80年代前并行工程在我国计划经济时代就已经有了很多成功范例，如找石油，原子弹，航天工程等，并被成为社会主义优越性的表现之一。起源、发展国内：20世纪90年代并行工程成为我国制造业和自动化领域的研究热点，一些研究院所和高等院校均开始进行一些有针对性的研究工作；1995年“并行工程”正式作为关键技术列入863/CIMS研究计划，有关工业部门设立小型项目资助并行工程技术的预研工作；部分企业开始运用并行工程的思想和方法来缩短产品开发周期，增强竞争能力。起源、发展国外：20世纪80年代提出美国、欧共体和日本等发达国家成立研究中心，并实施一系列以并行工程为核心的政府支持计划；麦道公司、波音公司、西门子、IBM等大公司也开始了并行工程实践的尝试，并取得了良好效果。6.2.1

并行工程概述1.并行工程的定义1988年

美国国家防御分析研究所提出“并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。”这种方法要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。”6.2.1

并行工程概述2.并行工程的特点(1)并行交叉按部件并行交叉：将一个产品分成若干个部件，使各部件能并行交叉进行设计开发；按流程并行交叉：产品设计与工艺过程设计、生产技术准备、采购、生产等种种活动并行交叉进行。(2)尽早开始工作6.2.1

并行工程概述3.并行工程的本质特征(1)强调团队工作、团队精神和工作方式专门的工作小组潜在用户共同工作集思广益随时审查各方面专家(2)强调设计过程的并行性在设计过程中，通过专家把关，同时考虑产品寿命循环的各个方面；在设计阶段就可同时进行工艺（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，直至用快速原型法产生出产品的样件。6.2.1

并行工程概述3.并行工程的本质特征(3)强调设计过程的系统性将设计、制造、管理等过程纳入一个整体的系统来考虑，设计过程不仅出图纸和其他设计资料，还要进行质量控制、成本核算，也要产生进度计划等。6.2.1

并行工程概述3.并行工程的本质特征(4)强调设计过程的快速反馈对设计结果及时进行审查，并及时反馈给设计人员，这样，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。6.2.1

并行工程概述3.并行工程的本质特征（1）一个完整的公共数据库。该数据库必须集成并行设计所需要的诸方面的知识、信息和数据，并且以统一的形式加以表达。（2）一个支持各方面人员并行工作（其中包括异地工作）的计算机网络系统。该系统可以实时、在线地在各个设计人员之间沟通信息，发现并调解冲突。（3）一套切合实际的计算机仿真模型和软件。它可以由一个设计方案预测、推断产品的制造及使用过程，发现所隐藏的问题。此问题是实施并行过程的瓶颈。6.2.1

并行工程概述4.并行工程在技术支撑上的需求（1）缩短产品投放市场的时间。（2）降低成本。（3）提高质量。（4）保证产品功能的实用性。（5）增强市场竞争能力。6.2.1

并行工程概述5.并行工程的效益6.2.2并行工程在制造业的发展与应用1.并行工程在国内的发展与应用

西安飞机工业（集团）有限公司在已有软件系统的基础上，开发支持飞机内装饰并行工程的系统工具，包括：适用于飞机内装饰的CAID系统、DEA系统和模具的CAD/CAE/CAM系统，如Y7-200A内装饰设计制造并行工程。通过了过程建模与PDM实施，工业设计，DFA，并行工程环境下的模具CAD/CAM，飞机客舱内装饰数字化定义等技术手段。Y7-700A飞机内装饰工程中，研制周期从1.5年缩短到1年，减少设计更改60%以上，降低产品研制成本20%以上。

6.2.2并行工程在制造业的发展与应用1.并行工程在国内的发展与应用

以波音737-700垂直尾翼转包生产为例，研制周期缩短3个月，节约工装引进费用370万美元，减少样板1165块，合计人民币50万元，减少标工、二类工装23项，合计人民币125万元，减少过渡模136项，合计人民币68万元，提高数控编程速度4-6倍，减少数控零件试切时间40%，工艺设计效率提高1.5倍等。齐齐哈尔铁路车辆并行工程中改进后的棚车开发流程。其改进的措施包括：在产品开发的早期阶段，就能够充分考虑冲压件、铸钢件等零件的可6.2.2并行工程在制造业的发展与应用1.并行工程在国内的发展与应用制造性问题和铁路货车的结构强度、刚度及动力学品质等产品性能问题，从而能够尽量减少设计错误，提高设计质量，同时增加DFX，使得在产品设计阶段即可考虑产品加工、装配和工艺等问题，提高一次设计成功的可能性。实现工艺和工装的并行开发，精简设计过程，制造系统与产品开发过程不构成大循环，从而缩短产品开发周期，提高产品质量与水平。6.2.2并行工程在制造业的发展与应用2.并行工程在汽车工业中的应用

汽车工业是一个技术与资金高度密集的成熟产业，是当今许多高新技术的载体，产品开发是汽车工业技术的核心，其本身也是一项重要技术。汽车开发是一项复杂的系统工程。它的开发流程包括创意、造型、设计、工程分析、样车实验、工装设计及加工、调试、生产、装配等工作。下面将探讨采用并行工程在汽车的开发过程中如何实现缩短产品开发周期、提高产品质量、降低产品开发成本。6.2.2并行工程在制造业的发展与应用2.并行工程在汽车工业中的应用

一般来讲，汽车产品开发期共有以下4个阶段。汽车企业实施产品开发并行工程，就应该在这4个阶段运用。策划设计样品试制小批试制6.2.2并行工程在制造业的发展与应用2.并行工程在汽车工业中的应用（1）并行工程在策划阶段的运用

在此阶段，汽车企业决策层首先应该考虑：开发的产品是否能为企业带来经济效益；开发的产品是否具有的先进性、可行性、经济性、环保性等优点；开发的产品是否具有潜在市场；竞争对手是否也在开发的同类型产品他们的水平如何；开发产品是否符合国内外法律法规和专利要求等方面的可行性。

如果通过论证认为可行，则立即组建产品开发并行工程项目小组。企业应从与产品开发相关的部门，选定有一定技术专长和管理能力的产品设计、产品工艺、质量管理、现场施工、生产管理等人员(如有必要还可邀请产品的使用客户代表参加)组成并行工程项目小组，同时明确小组成员的工作职责。6.2.2并行工程在制造业的发展与应用2.并行工程在汽车工业中的应用（2）并行工程在设计阶段的运用

并行工程要求产品开发人员在制定产品设计的总体方案时就考案产品生命周期中的所有因素，解决好产品的T、Q、C、S难题，即以最快的上市速度、最好的质量、最低的成本及最优的服务来满足顾客的不同需求和社会可持续发展的需求。总体方案的设计与论证作为以后详细设计的依据，必须从总体上保证最优，包括优化设计、降低成本、缩短研制周期。在设计阶段产品开发并行工程项目小组应根据用户要求确定所开发产品的设计目标。要确保所开发产品能使用户满意，就必须以用户关注的项目开发周期、项目开发成本和预定的最优效果作为所开发产品的设计目标。6.2.2并行工程在制造业的发展与应用2.并行工程在汽车工业中的应用（2）并行工程在设计阶段的运用

设计目标是并行工程项目小组的行动纲领，这些目标都是充分研究国内外经济形势、顾客合理要求、市场总体需求、国家法律法规要求和企业内部客观条件，并在全面收集竞争对手有关资料的基础上确定的。设计目标确定后，要采用既合理又简便的方法，根据用户要求，找出关键目标，并将设计目标分解为若干个分类目标。这样，并行工程项目小组就能白上而下地把设计目标层层展开，企业各部门并行地开展工作。并按关键目标要求，对产品开发过程进行评价得出最优设计结果。6.2.2并行工程在制造业的发展与应用2.并行工程在汽车工业中的应用（3）并行工程在样品试制阶段的运用

此阶段的工作重点是实现产品各方面的优化。并行工程项目小组应建立典型产品的设计模型。汽车企业进行典型产品设计、可靠性设计和可靠性试验的目的，就是为了建立典型产品的设计数据库，并通过现代计算机的应用技术，将设计数据实现信息收集、编制、分配、评价和延伸管理，确立典型产品设计模型。并通过对确立的典型产品设计模型的研究，利用信息反馈系统进行产品寿命估算，找出其产品设计和产品改进的共性要求，实现产品的最优化设计。要使开发的汽车产品设计最优化，还必须了解同类产品的失效规律及失效类型，尤其是对安全性、可靠性、耐久性有重要影响的产品设计时，要认真分析数据库内同类产品的失效规律及失效类型作用，采取成熟产品的积累数据，通过增加安全系数、降低承受负荷、强化试验等方法，来进行产品最优化设计。6.2.2并行工程在制造业的发展与应用2.并行工程在汽车工业中的应用（4）并行工程在小批量试制阶段的运用

此阶段的工作重点是实现生产能力的优化。应按产品质量要求对生产能力进行合理配置。生产过程的“人员、设备、物料、资金、信息等”诸要素的优化组合，是实现用最少投入得到最大产出的基础，尤其是在产品和技术的更新速度不断加快、社会化大生产程度日益提高的今天，要实现产品快速投放市场，就更需要对工艺流程、工序成本、设备能力、工艺装备有效性、检测能力及试验能力的优化分析，实现生产能力的合理配置。同时对生产出来的产品，应站在用户的立场上，从加工完毕、检验合格的产品中抽取一定数量，评价其质量特性是否符合产品图纸、技术标准、法律法规等规定要求；并以质量缺陷多少为依据，评价产品的相应质量水平，6.2.2并行工程在制造业的发展与应用2.并行工程在汽车工业中的应用（4）并行工程在小批量试制阶段的运用并督促有关部门立即制定