并行工程教学内容.ppt

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1、并行工程并行工程产生的背景o20世纪50年代20世纪60年代 基于产品功能和成本的竞争物美价廉o20世纪70年代20世纪80年代 增加了对质量的关注o20世纪80年代末20世纪90年代初 在质量和成本的基础上增加了产品开发时间产品设计工艺规划加工装配市场需求无法加工装配困难并行工程产生的背景串行开发模式串行开发模式并行工程产生的背景o忽视了不相邻活动之间的交流和协调，形成以忽视了不相邻活动之间的交流和协调，形成以部门利益为重而不考虑全局最优化的部门利益为重而不考虑全局最优化的“抛过墙抛过墙式式”工作环境；工作环境；o各部门对产品开发整体过程缺乏综合考虑，造各部门对产品开发整体过程缺乏综合考虑，

2、造成局部最优而非全局最优；成局部最优而非全局最优；o上下游矛盾与冲突不能及时得到调解；上下游矛盾与冲突不能及时得到调解；o开发时间加长，成本提高。开发时间加长，成本提高。串行开发模式的重大缺陷串行开发模式的重大缺陷并行工程产生的背景并行工程产生的背景串行串行并行并行以以喝喝茶茶为为例例 并行工程的产品开发过程并行工程的产品开发过程方案设计方案设计详细设计工艺设计工装设计详细设计工艺设计产品试制工装设计产品试制预 发 布设 计 信 息反 馈 信 息并行设计周期串行设计周期缩短的时间反馈信息设计信息并行工程的基本概念 1988 1988年，美国防御分析研究院（年，美国防御分析研究院（IDAIDA）

3、，提出并行），提出并行工程的概念：工程的概念：并行工程是对产品及相关过程（包括制造过程和支持并行工程是对产品及相关过程（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工作模式。这过程）进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式。这种工作模式力图使开发者从一开始就考虑到产品全生命周种工作模式力图使开发者从一开始就考虑到产品全生命周期的所有因素，包括质量、成本、进度和用户需求。期的所有因素，包括质量、成本、进度和用户需求。注注：支支持持过过程程 包包括括对对制制造造过过程程的的支支持持（原原材材料料的的获获取取,中中间间产产品品的的库库存存，工工艺艺过过程程设设计计，生生产产计计划划制制定

4、定）和和使使用用过过程程的的支支持持（产产品品销销售售，使使用用维维护护，售售后后服服务务，产产品报废后的处理品报废后的处理）并行工程的特点特性并行工程的特点特性o并行特性并行特性o整体特性整体特性o协同特性协同特性o集成特性集成特性并行工程的特点特性并行工程的特点特性oCECE的最大特点是把时间上有先有后的作业过程转的最大特点是把时间上有先有后的作业过程转变为同时考虑和尽可能同时（或并行）处理的过变为同时考虑和尽可能同时（或并行）处理的过程；程；o在产品的设计阶段就并行地考虑了产品整个产品在产品的设计阶段就并行地考虑了产品整个产品生命周期中的所有因素，研制周期将明显地缩短。生命周期中的所有因

5、素，研制周期将明显地缩短。这样设计出来的产品不仅具有良好的性能，而且这样设计出来的产品不仅具有良好的性能，而且易于制造、检验和维护。易于制造、检验和维护。并行特性并行特性并行工程的特点特性并行工程的特点特性oCE认为，制造系统（包括制造过程）是一个有机的整体，在空间认为，制造系统（包括制造过程）是一个有机的整体，在空间中似乎相互独立的各个制造过程和知识处理单元之间，实质上都中似乎相互独立的各个制造过程和知识处理单元之间，实质上都存在着不可分割的内在联系。存在着不可分割的内在联系。oCE强调全局性的考虑问题，即产品研制者从一开始就考虑到产品强调全局性的考虑问题，即产品研制者从一开始就考虑到产品整

6、个生命周期中的所有因素。整个生命周期中的所有因素。o并行工程追求的是整体最优。有时为保证整体最优，甚至可能不并行工程追求的是整体最优。有时为保证整体最优，甚至可能不得不牺牲局部的利益。得不牺牲局部的利益。整体特性整体特性并行工程的特点特性并行工程的特点特性制造系统各个环节的内在联系并行工程的特点特性并行工程的特点特性并行工程特别强调设计群体的协同工作并行工程特别强调设计群体的协同工作 （Team workTeam work）：）：1）多功能的协同组织机构：多功能的协同组织机构：CE根据任务和项目需要，组织多功能工作小组，小组成员由设计、工艺、制造和支持（质量、销售、采购、服务等）的不同部门、不

7、同学科代表组成。工作小组有自己的责、权、利，工作计划和目标，成员之间使用相同术语和共同信息资源工具，协同完成共同任务。2）协同的设计思想：协同的设计思想：CE强调一体化、并行地进行产品及其相关过程的协同设计，尤其注意早期概念设计阶段的并行和协调。3）协同的效率：协同的效率：CE特别强调“112”的思想，力求排除传统串行模式中各个部门间的壁垒，使各个相关部门协调一致的工作，利用群体的力量提高整体效益，强调“工”字钢带来的三块钢板的协调强度。并行工程的特点特性并行工程的特点特性CECE是一种系统集成方法，具有人员、信息、功能、技术的集成特性。是一种系统集成方法，具有人员、信息、功能、技术的集成特性

8、。人员集成：人员集成：管理者、设计者、制造者、支持者以至用户集成为一管理者、设计者、制造者、支持者以至用户集成为一个协调的整体。个协调的整体。信息集成：信息集成：产品全生命周期中各类信息的获取、表示、表现和操产品全生命周期中各类信息的获取、表示、表现和操作工具的集成和统一管理。作工具的集成和统一管理。功能集成：功能集成：产品全生命周期中企业内各部门功能集成，以及产品产品全生命周期中企业内各部门功能集成，以及产品开发企业与外部协作企业间功能的集成。开发企业与外部协作企业间功能的集成。技术集成：技术集成：产品开发全过程中涉及的多学科知识以及各种技术、产品开发全过程中涉及的多学科知识以及各种技术、方

9、法的集成，形成集成的知识库、方法库。方法的集成，形成集成的知识库、方法库。并行工程实例分析并行工程实例分析 随着商业飞机的不断发展，波音公司在原有模式下的随着商业飞机的不断发展，波音公司在原有模式下的产品成本不断增加，并且积压的飞机越来越多。在激烈的产品成本不断增加，并且积压的飞机越来越多。在激烈的市场竞争当中，波音公司是如何用较少的费用设计制造高市场竞争当中，波音公司是如何用较少的费用设计制造高性能的飞机？资料分析表明，产品设计制造过程中存在着性能的飞机？资料分析表明，产品设计制造过程中存在着巨大的发展潜力，节约开支的有效途径是减少更改、错误巨大的发展潜力，节约开支的有效途径是减少更改、错误

10、和返工所带来的消耗。和返工所带来的消耗。一个零件从设计完成后，要经过工艺计划、工装设计一个零件从设计完成后，要经过工艺计划、工装设计制造、制造和装配等过程，在这一过程内，设计约占制造、制造和装配等过程，在这一过程内，设计约占1515的费用，制造占的费用，制造占8585的费用，任何在零件图纸交付前的设的费用，任何在零件图纸交付前的设计更改都能节约其后计更改都能节约其后8585的生产费用。的生产费用。并行工程实例分析并行工程实例分析 美国波音公司在美国波音公司在777777大型民用客机的开发研制大型民用客机的开发研制过程中，运用过程中，运用CIMSCIMS（计算机集成制造系统）和（计算机集成制造系

11、统）和CECE技术，在企业南北地理分布技术，在企业南北地理分布5050千米的区域内，由千米的区域内，由200200个研制小组形成了群组协同工作，产品全部进个研制小组形成了群组协同工作，产品全部进行数字定义，采用电子预装配检查飞机零件干涉行数字定义，采用电子预装配检查飞机零件干涉有有25002500多处，减少了工程更改多处，减少了工程更改50%50%以上，建立了电以上，建立了电子样机，除起落架舱外成为世界上第一架无原型子样机，除起落架舱外成为世界上第一架无原型样机而一次成功飞上蓝天的喷气客机，也是世界样机而一次成功飞上蓝天的喷气客机，也是世界航空发展史上最高水平的航空发展史上最高水平的“无图纸无

12、图纸”研制的飞机。研制的飞机。并行工程实例分析并行工程实例分析 波音777与波音767的研制周期相比，缩短了13个月，实现了从设计到试飞的一次成功。并行工程发展趋势并行工程发展趋势并行工程的关键技术并行工程的关键技术o团队（Team&Teamwork）技术；o经营过程重组（Business Process Reengineer，BPR）技术；o质量功能部署（Quality Function Deployment，QFD）技术；o面向全生命周期的设计（Design for Xability，DFX）技术；o计算机协同工作（Computer Support Coperative Work，CSCW

13、）技术；o产品数据管理（Product Data Management，PDM）技术。并行工程发展趋势并行工程发展趋势在国内，并行工程作为在国内，并行工程作为CIMSCIMS发展的一个新阶段，发展的一个新阶段，得到了一些企业的广为关注，其研究已于得到了一些企业的广为关注，其研究已于19921992年年底被列为国家底被列为国家863863计划自动化领域的重点研究内容。计划自动化领域的重点研究内容。在国家科技部和在国家科技部和863/CIMS863/CIMS主题专家组的领导下，主题专家组的领导下，19951995年年7 7月由清华大学、华中理工大学、北京航空月由清华大学、华中理工大学、北京航空航天

14、大学、上海交通大学和航天工业总公司二院航天大学、上海交通大学和航天工业总公司二院5 5个单位人员组成了个单位人员组成了“863/CIMS“863/CIMS关键技术攻关棗并关键技术攻关棗并行工程行工程”的技术攻关队伍，以航天总公司二院的的技术攻关队伍，以航天总公司二院的复杂结构件为应用背景，开展并行工程关键技术复杂结构件为应用背景，开展并行工程关键技术的研究与应用。的研究与应用。并行工程发展趋势并行工程发展趋势单位名称单位名称主要研究方向主要研究方向清华大学清华大学面向面向CE的的CAD/CAPP/CAM的集成研究、的集成研究、DFM等等华中理工大学华中理工大学并行设计的零件信息模型、面向并行设

15、计的零件信息模型、面向CE的设备环境建模等的设备环境建模等上海交通大学上海交通大学面向面向CE的集成化设计信息模型及决策信息模型、的集成化设计信息模型及决策信息模型、DFA等等北京航空航天大学北京航空航天大学CE中过程建模、过程管理及通讯技术研究等中过程建模、过程管理及通讯技术研究等西安交通大学西安交通大学CE的过程模型与并行品质评价等的过程模型与并行品质评价等西北工业大学西北工业大学并行工程中的模糊知识（信息）协同方法、并行工程中的模糊知识（信息）协同方法、QFD等等北京理工大学北京理工大学面向面向CE的协同工作环境等的协同工作环境等天津大学天津大学智能工程知识处理及并行设计支持环境等智能工

16、程知识处理及并行设计支持环境等我国我国关于并行工程的研究工作主要集中在高校中，关于并行工程的研究工作主要集中在高校中，据不完全统计如下表所示据不完全统计如下表所示：并行工程发展趋势并行工程发展趋势在今后的一段时间内，并行工程的发展主要集在今后的一段时间内，并行工程的发展主要集中在以下几个方面：中在以下几个方面：o并行工程的方法体系结构更加完备o团队与支持团队协同工作环境支持全球化动态企业联盟o产品数字化定义技术、工具和支撑平台将日趋完善o实施模式与评价方法的系统化、规范化此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢