并行工程研究及应用
基于并行工程的产品设计研究
２ ２传统 新产品开发流程分析 ．
从此流程图 中可 以看 出， 典型 的新产 品开发流
程 采用串行 工作模 式。即 “ 我设计 ，你 制造 ”— —
“ 隔墙 抛砖法 ” 。设 计师在墙一边将设计扔过墙 ，交 给 另一边 的制造 工程师 ， 制造工程师不得不面对 由
发 ，对集成 过程进行 管理 和控制。 目前 ， 并行工程 已在美 国、 国、日本等 国得到 德 了广泛应用 ，其领域包括汽车 、飞机 、计算机 、机 械 、电子等行业 。如 ： 国渡音公司在 １９ 年 向全 美 ９４
在新产 品开 发过程 中 ，企业应树立顾客 至上 ，
求与财务影响 。 旦 方案通过 ，新产 品开 发转入 详细设计 阶
一
全员营销的新观念 。树立 良好 的企业形象 ，给顾客 以信 任感 ． 的信誉扎根于产 品与服务的高质量 。 企业 与此 同时 ，树立快速响应市场需求观念 ， 业迅速 企 捕捉复杂 多变的市场动态信息 ，并及 时作 出正确 的 预测 和决策 ，为实现快速 设计奠定基础 。 ３ ２新产 品开发 流程重建—— 并行工程理论 ． 并行工程（ ｏ ｃ ｒｅ ｔＥ ｇｎ ｅｉｇ是集成地【 Ｃ ｎ ｕ ｒｎ ｎ ｉｅｒ ） ｎ ２ 】 、
收稿 日期 ：０６ ２ ８ ２ ０ —１ —１
作者简介： 林佳梁（９３ ） ， １８－ ， 福建龙岩人， 男 硕士研究生， 研究
李彬彬（９ ９ ） １４ － ，女 ，江苏南京人 ，教 授 ，硕士生
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宁波职业技术学 院学 报
在概念设计过程 中 ，由市场营销部 门将有关市
设计与构造 以及商品生产中使用工具与设备 的开发。 所需的产品与过程都要在概念上定义 ， 而且体现于 产 品原型 中。 接着 由制造部 门对产 品的模拟使用测试 。 如果 原形不能体现期 望性能特性 ，则 由制造 部门将方 案 交给设 计部 门，由设计工程师寻求设计改进 ，此后 重复进行 “ 计—— 建中，为新产品的 准确 定位 、快速 上市提 供 了更快 更有 力的支持 。
并行工程—CIMS研究和应用的热点
并行工程—CIMS研究和应用的热点
陈德伟;程耀东
【期刊名称】《机电工程》
【年(卷),期】1994(000)001
【摘要】本文简要地介绍了并行工程的概念，实施条件和实施的效果。
【总页数】3页(P45-47)
【作者】陈德伟;程耀东
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TH166
【相关文献】
1.CIMS环境下PDM与CAD/CAPP并行工程研究 [J], 张利;张建军;朱华炳;徐峰;李佐
2.面向并行工程的轴类零件CIMS系统中特征建模技术研究 [J], 路纯红;王克印;李红彦
3.并行工程——CIMS发展的新阶段 [J], 伍乃骐;宋宏
4.CIM与并行工程——CAD／CAPP／CAM技术分析 [J], 薛明合
5.并行工程环境中的组织决策支持系统及其在实施CIMS企业中的应用 [J], 梁浩;吴启迪
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并行工程在建筑工程管理中的应用研究
并行工程在建筑工程管理中的应用研究摘要：我国建筑工程中，通常是根据一定的顺序进行施工，全部施工过程串行地开展，由于施工各个时期的独立性原因造成我国建筑行业效率普遍低下。
为了使该问题能够更好地得到解决，并行工程的出现能够有效缩短工程周期并提升集成度，另外减少施工成本的投入，提高施工效率的同时提升施工质量，值得广泛推广应用。
关键词：并行工程，建筑工程，管理我国建筑工程的施工过程中每一个阶段都具有其独立性，这也是造成施工效率低下的关键原因之一，并行工程的提出，在建筑工程管理工作中各个阶段间的关联性被更加注重，本文主要探讨了并行工程在建筑工程管理中的意义，并针对应用过程中的一些问题提出相关解决措施以便使建筑工程能够更好地开展。
1 并行工程意义我国建筑工程项目的开展需要按照许多串行的施工步骤进行：项目预可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计、招投标、施工建设以及评估审核。
由于过于阶段性及各个参建方独立性的特点，导致我国建筑行业效率普遍不高，在设计工程的过程中，设计人员对于项目全生命周期里设计之下阶段的有关条件考虑较少，进而给项目后续进展，尤其是建设实施过程中埋下隐患。
施工当中，由于建筑单位提出设计变更的需要，可能会在一定程度上增加项目成本和使项目延期。
由于当前我国建筑工程开展过程中各个时期管理集成度普遍偏低，导致建筑行业出现不良现象，如质量低下、工期延长及投资超标等。
那么在这种条件下，急需能够充分考虑项目全生命周期且可以减少工期降低成本的手段。
近年来，工业工程人员进行深入探讨提出并行工程思想，并将其在工业产品设计当中进行应用，获得的效果较佳。
此开发目的是为了使产品设计加速，对产品生命周期等多个环节综合考虑的并行工程理论，被越来越多的该领域专家重视。
通过研究结果得出，使用并行工程技术于项目管理过程中，能够使建筑的集成度得以提升并有效提高施工效率，减少成本的之处，使建筑企业市场竞争力提升。
2 并行工程和其适用性2.1并行工程简介随着建筑市场的竞争越来越激烈，并行工程应运而生，它的出现是为了能够获取优势竞争，从而能够更好地适应客户需求，推动企业的产品开发周期得以缩短，从而使产品的质量提升，减少成本的开支，并强化售后服务，保护环境，也就是根据TQCSE进行竞争。
并行工程的研究概况综述(2)
在国内，并行工程作为CIMS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1992年底被列为国家863计划自动化领域的重点研究内容。
在国家科技部和863/CIMS主题专家组的领导下，1995年7月由清华大学、华中理工大学、北京航空航天大学、上海交通大学和航天工业总公司二院5个单位人员组成了“863/CIMS关键技术攻关棗并行工程”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的研究与应用。
经过近两年的攻关，终于取得了重大进展。
该项目在应用上有特色，在某些关键技术上已经达到国际先进水平，目前，该项目已经通过鉴定【17】。
虽然并行工程在实际应用中产生了如此巨大的效果，但是也还存在一些不易解决的问题，如：在设计中考虑后续工作增加了当前工作的难度，支持并行工程的主模型还未统一，工程数据库还没有完全成熟等。
为此人们进行了大量的研究工作，本文的介绍只能是挂一漏万的。
四、并行工程的研究热点通过查阅国内外文献，了解到目前并行工程的研究热点主要包括：1、并行工程基础理论的研究：主要包括概念设计模型、并行设计理论、鲁棒设计及支持产品开发全过程的模型研究。
尤其是并行设计的建模技术，所谓建模就是指建立产品模型，而产品模型包括产品生命周期各阶段的信息及访问、操作这些信息的算法。
在计算机环境下，进行并行设计要求信息模型能够获取和表达产品信息、制造信息和资源信息；能够方便地获得有关产品可制造性、可装配性、可维护性、安全性等方面的信息；能够使小组成员共享信息。
要满足这些要求，必须建立一个能够表达和处理有关产品生命周期各阶段所有信息的统一产品模型。
统一模型的建立可以在特征建模基础上进行，但是特征建模只是强调设计和制造信息的集成，在多学科人员协同工作环境下，当产品开发某环节数据被改动后，它不具备自动更新相关数据的能力，即不支持所谓全相关性。
国际标准化组织(ISO)提出的产品数据模型STEP标准是建立模型的工具，但由于产品数据复杂、多变此标准仍在试用阶段。
(完整版)并行工程案例
并行工程已从理论向实用化方向发展，越来越多的涉及航空、航天、汽车、电子、机械等领域的国际知名企业，通过实施并行工程取得了显著效益。
如美国洛克希德 (Lockheed) 导弹与空间公司 (LMSC) 于 1992 年10 月接受了美国国防部 (DOD) 用于“战区高空领域防御” (Thaad) 的新型号导弹开发，该公司的导弹开发一般需要 5 年时间，而采用并行工程的方法，最终将产品开发周期缩短 60% 。
具体的实行如下：·改进产品开发流程。
在项目工作的前期， LMSC 花费了大量的精力对 Thaad 开发中的各个过程进行分析，并优化这些过程和开发过程支持系统。
采用集成化的并行设计方法。
·实现信息集成与共享。
在设计和实验阶段，一些设计、工程变更、试验和实验等数据，所有相关的数据都要进入数据库。
并各应用系统之间必须达到有效的信息集成与共享。
·利用产品数据管理系统辅助并行设计。
LMSC 采用了一个成熟的工程数据管理系统辅助并行化产品开发。
通过支持设计和工程信息及其使用的 7 个基本过程 ( 数据获取、存储、查询、分配、检查和标记、工作流管理及产品配置管理 ) ，来有效地管理它的工程数据。
CE 带来的效益：导弹开发周期由过去的 5 年缩短到 24 个月，产品开发周期缩短 60% 。
大大缩短了设计评审与检查的时间 ( 一般情况下仅需 3h) ，并且提高了检查和设计的质量。
另外，像 Siemens 重型雷达设备也采用并行工程来改进产品质量及缩短开发周期。
其实施有 6 个方面的要求：·建立“一次开发成功”团队和技术中心 ;·开发一种新的设计过程控制工具来跟踪循环中的时间延迟，消除无效的等待时间 ;·引入 IDEF 建模系统，使工程师在建模过程中质疑并改进 ;·过程控制工具。
其软件包含获得每个通过设计中心的设计文件的历史资料以及记录 DCI 的根本原因 ;·采用 1 个在线系统要求对取消 DCI 负责的工程管理员写出详细原因 ;·将产品设计小组和产品测试小组合并为数字小组，并在以后负责开发测试，测试考虑则将成为设计过程的一部分。
基于并行工程的房地产企业经营与管理研究
基于并行工程的房地产企业经营与管理研究发表时间：2009-12-10T10:45:33.107Z 来源：《企业技术开发》2009年第9期供稿作者：李红兵秦旭阳[导读] 房地产开发从一开始就考虑影响整个过程的所有因素，使每个过程的所有阶段都协调起来，并行地开展工作李红兵，秦旭阳（武汉理工大学土木工程与建造学院，湖北武汉 430070）作者简介：李红兵（1970-），男，副教授，主要研究方向：工程项目管理。
摘要：文章从并行工程理论出发，从生产管理、组织管理、辅助管理三方面对并行工程在房地产企业管理中的应用进行研究。
关键词：并行工程；房地产企业；经营与管理1并行工程理论的研究并行工程起源于上个世纪八十年代，但并行工程的思想源远流长，不论是在古代军事、大型建筑的协作，还是我国近代的科研，乃至生活琐事之中都无不蕴涵了模糊的并行理念。
只是在上个世纪八十年代被上升和归纳为一种解决问题的方法而正式提出。
1982年，美国国防高级研究计划局开始研究如何在产品设计过程中采用并行方法，1986年美国国家防御分析研究所（IDA，Institute of Defense Analyze）经过大量的对比调研，发表了著名的R—338报告，完整地提出了并行工程的概念，即“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。
”之后，并行工程的思想正在被越来越多的企业及产品开发人员所接受和采纳，把它作为抢占市场的重要技术手段。
并行工程及其相关技术也因此成为热门课题。
并行工程强调产品全生命周期中各类人员有组织地协同工作，全面地设计产品，全过程地注重客户要求。
并行工程的实现框架是包括建立以人为主的组织管理框架，计算机辅助工具框架及方法框架等一系列框架的集成，影响并行工程的主要因素有：员工素质、管理模式、企业运作过程分析和优化、开放系统集成方案等。
汽车产品开发的“四维并行工程”研究
性 ，又 引入 了集 成 化 的优 点 ，可 以有 效 的减 少 重复设 计 、降低 产 品开 发 和生 产
成 本 。一 个 车 型 的 开 发 ，一 般 来 讲 ，整个 开 发周 期 需 ２ ３ 。 采用 并 行 工 程 ， ～年
口
秦
迈
Байду номын сангаас
产业发展的 “ 颈” 瓶 ，尤 其 是 在 产 品 自主 创 新 方面 ，从 生 产流 程 的组 织 方 式 到
核心 技 术 的研发 都 远远 落 后 于发 达 国家 。就 目前 情 况分 析 ，我 国汽 车制 造 企业 的 产 品开发 主要 采 取两 类 模式 ：集 成 化 与模 块 化 。两者 各有 其 特点 ：集 成 化 致
产 品开 发 时 ，往 往 先 由汽 车 制造 厂 或主 机厂 确 定详 细 的新 车 型设计 方 案 ，甚 至
作 出注 明规 格要 求 的零 件 图后 ，才 允许 零部 件 供应 商介 入 。这 样 的后 果 大大 延
长 了开 发 时 间和 成 本 ，因此 传 统 上 开发 一 个 车 型平 台需 要 长 达４ 个 月 的 时 间 ， ８ 面对 激 烈 的市 场竞 争 ，如 何缩 短 产 品开 发周 期 ，提 高产 品创新 效 率 已经成 为 各
多 ，不 仅 市 场 情 况 干 变 万 化 ，而 且 供 应 商 自身 的 情 况 也存 在 诸 多
变 数 ，所 以 设 计 过 程 一 般 都 存 在
外 界 因素 的变 化 ，让市 场 分析 、供
应 商分 析从 形 成产 品概 念 时就 参 与 进 来 ，并 贯穿 整个 设计 过程 。其 核
基于并行工程的建设工程项目管理模式研究
基于并行工程的建设工程项目管理模式研究随着建设工程项目规模的逐渐扩大和复杂度的不断提高，传统的序贯工程管理模式已经无法满足现代建设工程项目的需求。
并行工程管理模式应运而生，借助于并行工程管理模式，建设工程项目可以更加高效、规范、安全的进行管理。
本文首先介绍了并行工程管理模式的定义及其特点，然后分析了并行工程管理模式的优势和劣势，并举例说明了并行工程管理模式在实际建设工程项目中的应用情况，最后总结了并行工程管理模式的应用前景和建议。
一、并行工程管理模式的定义及特点并行工程管理模式是指在建设工程项目管理中，各个部门之间同时发挥作用，紧密协调，相互配合，达到同步、并行运作的工程管理模式。
在并行工程管理模式中，项目开发团队通过全面的策划和组织，将不同专业之间的施工工序有机地组合起来，同步推进、相互协调，减少冲突和沟通成本，从而提高施工效率、降低施工成本。
并行工程管理模式的特点有以下几个方面：1. 全面规划：并行工程管理模式注重项目前期的全面规划，通过整合各专业部门的信息和资源，以系统工程的思想，综合分析各种因素，研究合理的方案，确保项目整体规划方案的合理性。
2. 精细划分：在并行工程管理模式下，所有专业工程可以同步开展，彼此之间不会产生严重的制约或延迟。
并且，由于各专业工程的划分更加精细，因此可以主动发现和解决问题，提高协同和管理的效率。
3. 充分协调：并行工程管理模式的另外一个显著特点就是加强了各专业工程之间的沟通和互动。
通过制定协调机制、建立指挥调度系统等途径，不断加强管理团队之间的沟通协调，及时发现和解决问题，使得项目不发生大规模施工延误、安全事故等情形。
4. 持续创新：并行工程管理模式不断引进新的技术和管理工具，使项目不断更新和改进，适应市场和客户需求的变化。
同时，通过新技术的应用，为施工工序的高质量完成和效率提升，提供了强有力的支持。
二、并行工程管理模式的优缺点1. 优点：（1）高效性。
并行工程管理模式将原本需要排队顺序进行的各种工作步骤进行了整合，提升了工作效率。
并行工程：介绍及应用
④ 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、 方法的集成，形成集成的知识库、方法库。
BACK
四：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 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 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 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 制造、制造和装配等过程，在这一过程内，设计约占15％ 的费用，制造占85％的费用，任何在零件图纸交付前的设 计更改都能节约其后85％的生产费用。
三：并行工程的特点特性
并行特性 整体特性 协同特性 集成特性
并行特性
CE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 程； 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。 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。
并行工程发展趋势
我国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：
单位名称 清华大学 华中理工大学 主要研究方向 面向CE的CAD/CAPP/CAM的集成研究、DFM等 并行设计的零件信息模型、面向CE的设备环境建模等
上海交通大学
北京航空航天大学 西安交通大学 西北工业大学 北京理工大学 天津大学
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期 应避免的几个误解
不是通过简单的并行来缩短 产品开发周期, 而是通过过 CE是设计与制造的并行或同步 程分解、IPT成员之间的信 息和知识共享等方法, 打破 传统的专业壁垒, 增加设计 CE是设计活动的并发或并行 科学的管理思想和先进 活动间的协作, 从而获取更 技术的集成 高的效益
第五章并行工程
第1页，共84页。
学习目标
并行工程的基本思想
并行工程体系结构
并行工程支撑系统
并行工程产品开发过程及特征 并行工程组织与管理
学习难点
并行工程的基本思想 并行工程产品开发过程
内容概述 本章从介绍并行工程的起源及基本思想入手，介绍了并行工程的体系结构及支撑系统。
分析了并行工程中产品开发基本过程及特点，最后介绍了并行工程的组织与管理问题。
而生产制造前的产品设计阶段是产品开发的关键阶段， 研究表明，产品的早期设计阶段对产品成本将起决定 作用，并且在此阶段对设计进行修改的风险最小。所 以，在产品开发过程中，应依照并行工程的思想对整 个产品开发过程进行规划、监控和管理，在产品设计 的早期就全面考虑产品生命周期中的各种因素，尽可 能地减少修改和反复，扭转产品开发过程中的被动局 面，实现产品的高质量、低价格和短周期，使企业赢 得市场竞争。
第3页，共84页。
1．传统设计方法
长期以来，新产品的开发研制大多沿用传统的串行工程方法，产品 开发过程是顺序的、迭代式的，产品总是从一个部门递交到另一个部门 （例如：设计部门→工艺部门→制造加工部门→总装测试部门等），每 个部门都根据各自需要进行修改，由于顺序工程设计方法在初始设计阶 段不能全面地考虑后续过程的多种需要（可制造性、可装配性、可测试 性、质量保证等），使所制造的产品存在许多缺点。因此，对原设计必 须进行必要的修改，从概念设计到工艺过程设计一直到最终产品定型， 可能在不同的环节中多次重复这一过程，致使对原设计改动过大，推迟 新产品上市时间。另外，由于产品成本的70％是在概念设计阶段确定的， 但概念设计修改只占总费用的7％～10％，而采用顺序工程方法的代价 是，详细设计的修改费用是概念设计修改的10倍，生产制造工艺阶段修 改的费用是详细设计修改费用的10倍，从而使新产品成本成倍提高，开 发周期延长。因此，传统的设计方法无法适应激烈市场竞争的需要，研 究探索产品开发新方法是当务之急。
并行工程
目录摘要 (2)1引言 (2)2 CE的定义及理论基础 (2)2.1 CE的定义 (2)2.2 CE的理论基础 (2)3 CE的本质特点 (3)4 CE核心技术及关键要素 (5)4.1并行工程的核心技术 (5)4.2并行工程的关键要素 (5)5 CE研究热点 (6)6 国内外应用状况 (8)7 我国CE的一点建议 (8)8 参考文献 (9)并行工程摘要并行工程自上世纪80年代产生以来，已经在制造业，服务业等众多产业及领域产生了显著的经济效益。
本文从并行工程（CE)产生背景，定义及理论基础，CE的本质，核心技术及关键要素，CE的研究热点，国内外应用状况，及结论和给我国实行CE的建议来探讨并行工程。
关键字：并行工程（CE) 核心技术关键要素1引言新产品的开发长期以来一直采用“串行”方式进行：市场调研→产品计划→产品设机→修改设计→工艺准备→正式投产。
在这种开发模式中，以上诸环节需按固定顺序进行，多个环节不能同时进行。
若前期某个环节出现问题，往往会影响后期环节的开发。
这会使产品开发过程成为设计、加工、测试、修改、设计大循环。
造成产品设计工作量大，产品开发周期长，成本增加。
20 世纪80 年代中期以来，同类商品日益增多，企业之间的竞争愈来愈激烈，而且越来越具有全球性。
竞争焦点就是满足用户的TQCS（上市时间、产品质量、产品成本和售后服务）等指标，竞争的核心问题就是时间。
为解决上述问题，提高市场竞争力，以最快的速度设计出高质量的产品，并尽快投放市场，在20世纪80年代末，制造业提出了并行工程（Concurrent Engineering, CE）的思想。
2 CE的定义及理论基础2.1 CE的定义l988年美国国防分析研究所(简称IDA)为了改进国防武器和军用产品的生产，缩短生产周期，降低成本，首次提出了并行工程的概念，即并行工程是对产品及其相关过程(包括制造和支持过程)进行集成并行设计的系统化工作模式，这种方法要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个周期(从概念形成到报废)中的各种因素，包括质量、成本、进度及用户需求等，以便最大限度提高产品的开发效率和一次性成功率。
基于并行工程的软件可靠性专家系统的研究与实现
专家系统是人工智 能的一个重 要分 支 ， 它利用专业知识解
本 、 度和用户需求。并行工程不仅在产品研发中有重要的应 进
用 ， 在软件设 计中也有很广 阔 的应 用前景 ， 其 主要体 现在软件 测试模型 的研究 以及提高软件质量上 。 本文通过利用 工具 Ｃ ＩＳ构 建 了可 靠性 专家 系统 Ｊ确 ＬＰ ，
框 架， 出了 于并行 工程 的专 家 系统可 靠性设 计的 方 法， 过 面 向 用户 的设 计 和基 于仿 真 的 测试 来 实现 。最 给 基 通 终基 于 Ｃ ＩＳ实现 了某潜艇 设计评 估 专家 系统 的可 靠性验 证。 ＬＰ 关键 词 ：专 家系统 ； 可靠性 ； 并行 工程 ； 知识库 ； 仿真
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第２ ５卷第 ５期
２０ ０ ８年 ５月
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌｃ ｔ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍｐ ｔ￣ ｐ ｉ ａｉ ｓ ａ ｃ ｆＣｏ ｕ ｅ ｏ
Ｖ０ ． ５ Ｎｏ ５ １２ ．
Ｍａ Ｏ ８ ｖ２ ０
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｏ ｇ ｈ ｅ ｌ ｅ ｅ ｒｈ ｎ ｔ ｘ ｅ ｔｓ ｓｅ ｔ ｏｓ，ｔ ｓｐ ｐｅ ｎｒ ｄｕ ｅ ｈ ｄ ａ ｏ ｏ ｃ ｒｅ ｔｅ ｇ ｎ ｅｉ ｇ ｉ ｓ ｒ ｃ ： ｈｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｄｅ ｐ ｙ ｒ ｓ ａ ｃ ｉ ｈｅｅ ｐ ｒ ｙ ｔ ｍ ｏ ｌ ｈｉ ａ ｒｉ ｔｏ ｃ ｄｔ ｅ ｉｅ ｆｃ ｎ ｕ ｒ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ— ｔ ｘ ｒ ｙ ｔ ｍ ，ａ ｌ ａ ｒ ｕｇ ｏｗａ ｄ ｔ ｒ ｍｅ ｏ ｅ ｉｂｉｉ ｘ ｒ ｙ ｔ ｍ Ｉ ａｓ ｄｖ ｎｃ ｄ ａ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｅｉ ｉ ｔ — ｏ ｅ ｐｅ ｓ ｓｅ ｔ ｓｗｅｌ ｓｂ ｏ ｈｔｆ ｒ ｒ ｈｅ ｆａ ｆｒｌａ ｌｔ ｅ ｐｅ ｓ ｓｅ ｙ ｔ ｔ ｌｏ ａ ａ ｅ ｔ ｏ ｆｒｌａ ｌ ｙ ｄｅ ｂ ｉ
并行工程在工程项目中的应用研究
并 行 工 程 在 工 程 项 目 中 的 应 用 研 究
张 笑 珠
摘 要 ： 通过引入并行工程的思想 ， 对项 目建设的全过程进行管理和规 划， 而优 化 当前 建筑项 目管理 中若 干阶段 的传 进
统模 式， 使项 目从全寿命周期统筹考 虑并行集成化系统 管理 ， 从而 消除 了传 统 的串行 模式 中各 个部分 之 间的壁 垒， 使各
而且在不 同的环节 中重 ２ Ｏ世纪 ６ ０年代 ， 系统工程 方法在 美 国的工 程管理体 制上发 从概念设计到工艺过程设计的多次修改 ， 复这一过程 ， 造成 了对原设计 的大量 改动 ， 至是产品 的返工 ， 甚 延 挥了巨大作用 ， 最典型 的例子就是 “ 阿波 罗” 登月计 划 的实 施 ， 如
・
２ ５２ ・
第３ ７卷 第 ｌ期 ２０ １１年 １月
Байду номын сангаас山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ．１ １ ３７ Ｎｏ
Ｊ ｎ ２ １ ａ． ０ｌ
文 章 编号 ：０９ ６２ （ ０ １ ０ －２ ２０ １０ —８５ ２ １ ） １０ ５ ．２
部分 能协调一致地工作 ， 大大加 快 了工程建设速度 。
关键词 ： 筑业 ， 行工程 ， 建 并 全过 程 项 目管理 中图 分 类 号 ：Ｕ １ Ｔ ７２ 文献标识码 ： Ａ
１ 并 行工程 的定 义
需求修改 ， 很少考虑 到下一 部门 的需 求 （ 制造性 ， 可 可装 配性 ， 可
此庞大的项 目（ 涉及千百 所大学 、 究单 位和数 以万计 的工作 人 研
员 ） 没 有 系 统工 程 管 理 是 难 以实 现 的 。 ， 长 了产 品 的 开 发 周 期 。
并行工程的研究概况综述
并行工程的研究概况综述
目录
• 并行工程概述 • 并行工程的理论基础 • 并行工程的核心技术与方法 • 并行工程的实践与应用 • 并行工程的挑战与未来发展 • 结论与展望
01
并行工程概述
并行工程的定义与概念
并行工程是一种系统化的方法论，它强调在 产品设计开发过程中，同时考虑产品生命周 期的各个阶段，包括需求分析、设计、制造 、维护等。
探讨并行工程未来发展的趋势和挑战
• 并行工程未来发展的趋势包括 • 向更高层次的系统集成和智能化发展； • 与其他创新技术的深度融合与协同发展； • 并行工程在各领域应用的普及和深化； • 更加注重绿色化、可持续性和全球合作。 • 并行工程未来发展的挑战包括 • 技术研究与实际应用之间的转化与衔接； • 数据安全与隐私保护问题； • 缺乏统一的并行工程标准与规范； • 跨领域、跨文化的协同合作与交流。
组织工程
采用并行制造方法，实现了组织工程的快速制造。
并行工程在建筑领域的应用
建筑设计
通过并行工程，实现了建筑结构、给排水、暖通等专业的协同设计。
建筑可持续性
采用并行设计方法，提高了建筑可持续性，降低了能耗和环境影响。
05
并行工程的挑战与未来发展
并行工程标准与规范的制定与完善
制定并行工程标准框架
协同设计是指多学科、多领域的设计人员协同工 作，共同完成产品设计任务。
协同设计与并行设计理论的应用可以提高产品设 计效率和质量，缩短产品开发周期。
供应链与价值链理论
供应链是指从原材料采购到最终产品销售的 整个过程，包括供应商、制造商、分销商等
多个环节。
供应链与价值链理论的应用可以帮助我们更 好地优化产品设计方案，提高产品性能和质
并行工程研究与应用_马世骁
并行工程研究与应用_马世骁并行工程研究与应用摘要：对并行工程进行了概述，介绍了并行工程的含义，论述了并行工程特点及实施过程，分析了实施并行工程的主要因素，在此基础上提出了新的并行工程定义。
将并行工程基本原理应用于科学仪器共用网络体系结构建立和设计中，说明了并行工程的应用过程和应用技巧。
论述了应用并行工程实施科学仪器共用网络建设的特点和设计过程。
关键词：并行工程，设计，体系结构，网络，定义中图号：C931 文献标识码：A1 引言近年来，各工业国家都越来越重视先进制造技术的研究和发展，诸如并行工程、精良生产、敏捷制造、拟实制造等新技术、新思想、新概念不断引入到新产品的设计与制造领域中。
实践证明，为了成功地实施先进制造技术，必须在依靠技术进步的同时，充分重视和发挥人的作用，因而强调发挥人的创造性、人与人之间的协作精神的并行工程（CE，ConcurrentEngineering ）将越来越受到人们的重视。
2 并行工程2．1 并行工程概述并行工程是相对传统的产品串行生产模式而提出的一个概念、一种哲理[1,2]，并行工程的定义在国际上尚未统一。
研究表明，并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程的系统方法。
它要求产品开发人员在设计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处理的所有因素。
并行工程强调多学科专家的协调工作（TeamWork）和一体化、并行地进行产品及其相关过程的设计，尤其注重早期概念设计阶段的并行与协调，强调功能与过程的集成，在优化和重组产品开发过程的同时，实现多学科、多领域专家群体协同工作，从而达到压缩产品上市时间、降低成本的目的[3]。
并行工程的核心内容是并行设计（CD ，ConcurrentDesign ）并行工程的实现框架是包括建立以人为主的组织管理框架，计算机辅助工具框架及方法框架等一系列框架的集成，其系统的集成更注重开放性、标准化多平台支持，选用商品化的技术服务，支持良好的应用软件，强调分布式数据管理以利于数据查询和传递[5]。
并行工程的管理模式探究
并行工程的管理模式探究目前，我国建筑业普遍采用传统的项目管理模式，包括合同管理制、招标投标制和建设监理制，都是按照程序及步骤进行分阶段的独立管理，其合作体系由关联或独立的合同构成，实行以分工和分解为基础的的纵向管理，具有管理成熟、步骤明确的优点，在我国建筑业应用广泛。
由于建筑市场在不断完善，先进的科学技术和管理方法也越来越多，传统的项目管理模式逐渐暴露出效率低、成本高、工期长和变更较为频繁的缺点，已无法满足建筑行业的发展需求，因此建设工程需要引入新的项目管理模式，实行对项目的一体化管理，并克服以上缺点。
基于并行工程的建设工程项目管理模式由此提出，其根据并行工程加速产品的设计与开发的理念1.并行工程的内涵及应用1.1并行工程的内涵并行工程是对产品及其相关过程进行并行、集成化处理的系统方法和综合技术，产品的开发人员从产品设计之前就综合考虑到了产品的生命周期的全部因素，即成本、质量、进度计划及用户需求。
对并行工程进行理解时，要注意：第一，并行工程的核心是产品的开发过程，注重其过程的内部联系并以优化或重组的方式构建一体化工作模式；第二，并行工程的研究对象是产品的生命周期，注重前期的工作，对各阶段工作也会进行综合考虑，因此对处理分析全过程工作的能力要求较高；第三，并行工程的目标是全局优化，全面管理成本、质量、进度计划及用户需求使整体效益得到提升；第四，并行工程的先决条件是团队协作，工作人员需要通过合作和资源共享完成工作[1]。
1.2并行工程的应用并行工程作为科学的系统工程方法和指导理论，被广泛应用于计算机技术、电子工程、航空航天、机械制造等领域中，并获得了良好的社会及经济效益。
由于项目管理理念和技术的不断发展和创新，并行工程开始融合到项目管理中。
在众多国内外优秀学者的研究中，并行工程被列举为重要的新型项目管理模式之一，通过团队协作实现工作的顺利实施，应用到建设工程中，能有效改变传统建筑业过分强调专业分工和过程分离的现状，同时还提出了包含设计阶段、设计和建筑一体化工具及知识基础和数据库三个层次的概念结构。
并行工程研究及应用概况
收稿日期:2004—10—10作者简介:郭秀英(1962-),女,辽宁营口市人,讲师,主要从事计算机辅助设计与制造等研究.【应用研究】并行工程研究及应用概况郭秀英1,徐洪学2(1.营口职业技术学院,辽宁营口115000; 2.东北大学机械工程与自动化学院,辽宁沈阳110004) 摘 要:介绍了并行工程的基本概念和特点,综述了并行工程当前的研究和应用概况以及其发展前景和研究热点.关键词:并行工程;发展前景;研究热点中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1008-5688(2004)04-0072-04传统的产品设计采用串行工程方式进行,各部门间较少联系,致使一些问题在产品制造阶段或装配阶段才有可能被发现,造成产品开发周期长、成本较高、质量难以得到保证.并行工程作为一项以改进产品开发过程为手段、达到缩短开发周期为目的的系统化技术,正日益受到广泛重视.国际上一些著名的制造企业自上世纪九十年代以来在新产品开发领域实施并行工程,并已获得了可观的经济效益,充分证明企业实施并行工程是缩短产品开发周期、提高产品质量及降低产品成本的有效方法.并行工程是一种系统的集成方法,它采用并行方法处理产品设计及其相关过程,包括制造过程和支持过程.这种方法力图使产品开发人员从一开始就能考虑到产品从概念设计到产品报废的整个产品生命周期中的所有因素,包括质量、成本、作业调度及用户要求.其运行机理,一方面表现在突出了人的因素,强调人们的协调作用;另一方面则表现在要求一体化、并行地进行产品及其相关过程的设计,尤其是注重早期概念设计阶段的并行与协调.1 并行工程的特点并行工程的核心内容是并行设计,并行设计的特点是“集成”与“并行”.所谓“集成”是指在信息集成的基础上,更加强调过程的集成,过程集成需要优化和重组产品的开发过程,组织多学科专家队伍,在协同工作环境下,齐心协力,共同完成设计任务;所谓“并行”是指一个以上的事件在同一时刻或同一时段内发生,以此来减少整个设计过程的时间.并行工程的特点可概括为五个“C ”,即并行性(Concurrence ):产品设计与其后续相关过程在同一时间框架内并行处理;约束性(Constrains ):在充分考虑产品设计约束的同时引入其后续相关过程约束;协调性(Coordination ):对产品设计及其后续相关过程进行统一协调和管理;一致性(Consensus ):产品设计过程中的所有重大决策都要建立在工作组成员意见一致的基础上;计算机性(Computerization ):产品设计需要在计算机及其网络系统支持下实现集成和并行.2 并行工程的研究及应用概况211 并行工程在国外的研究及应用概况并行工程在美国、德国及日本等一些国家得到广泛研究和应用,领域包括汽车、飞机、计算机、机械、电子等行业.其共同特点是通过并行工程的研究和应用,在不同程度上取得了显著的经济效益.在国外研究与应用并行工程项目中,水平最高的当属美国国防部并行工程研究中心(CERC ).CERC 的主要工作是研究支持虚拟团队的工具和企业实施并行工程的分析方法.在虚拟团队支撑技术方面,CERC 提出了“协同使能技术(Enabling Technologies for Collaboration )”,内容包括:(1)信息共享技术(Information Sharing Technologies -IIS ),即建立企业的信息模型,并将它们集成于已有的分布式数据库中;(2)协作技术(Collocation Technologies ),即开发了一种网络会议的配合工具,使得团队成员第6卷第4期2004年12月 辽宁师专学报Journal of Liaoning T eachers College V ol 16N o 14Dec 12004可以通过桌面视频会议系统进行通讯,在计算机环境下共同工作,并通过互联网交换信息.在企业实施并行工程的分析方法方面,ECRC 提出了“并行工程现状评价标准Readiness Assessment for Concurrent Engineering (RACE )”,类似于软件工程中的“软件成熟度模型”,为企业实施并行工程提供了客观的评价标准.目前ECRC 仍继续在协同技术等方面进一步从事研究工作.212 并行工程在国内的研究及应用概况在国内,随着我国全面进入市场经济激烈竞争的大环境,企业更加希望缩短产品开发周期、降低成本、提高质量.为了解决我国企业在产品设计领域存在的一些问题,提高企业产品开发和市场竞争能力,并行工程已于1992年底被列为国家863计划自动化领域的重点研究内容.并行工程在国内的研究与应用主要分为以下几个阶段:(1)1992年前:预研阶段,863/CIMS 年度计划和国家自然科学基金资助并完成了一些并行工程相关技术的研究课题,如面向产品设计的智能DFM 、并行设计方法研究、产品开发过程建模与仿真技术研究等.(2)1993年:863/CIMS 主题组织清华大学、北航、上海交大、华工和航天等204所单位,组成并行工程可行性论证小组,提出在CIMS 实验工程的基础上开展并行工程的攻关研究.(3)1995年5月:863/CIMS 主题重大关键技术攻关项目“并行工程”正式立项,投入大量资金开展并行工程方法、关键技术和应用实施的研究.(4)1995年8月～1997年12月:开始“并行工程”项目的攻关研究.(5)1998年起至今:在“并行工程”项目已有攻关成果的基础上进一步研究,并在国内若干工厂进行应用实施.3 “863/CIMS 重大关键技术攻关项目———并行工程”概况1995年5月,在863/CIMS 主题专家组的领导下,由清华大学、华中理工大学、北京航空航天大学、上海交通大学及“长峰集团”等单位的科研人员组成了“863/CIMS 关键技术攻关项目———并行工程”的技术攻关队伍,以“长峰集团”的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,经过不懈的攻关和努力,终于取得了重大进展,某些关键技术已经达到国际先进水平.311 项目主要特点“并行工程”项目是具有明确应用背景的重大技术攻关项目,其攻关成果得到具体应用与验证.该项目具有以下主要特点:(1)创新性强:是国内首次大规模、系统化研究并行工程关键技术和实施模式,并在明确应用背景中取得应用验证的项目.(2)实用性好:研究与开发的工具,如QFD 、DFA/DFM 等都已得到实际应用,真正实现了支持并行工程模式的产品开发.(3)效益显著:节约制造成本10%、复杂结构件开发周期平均缩短1/3、工程设计更改减少50%以上、毛坯合格率提高近30%.312 系统组成及功能“并行工程”项目包括四个分系统,它们的功能分别为:(1)管理与质量分系统:分析特定产品现有开发流程,提出改进的开发过程,并运用计算机手段对产品开发队伍和开发过程进行管理和控制,通过质量功能配置方法保证用户需求在产品开发阶段得到满足.(2)工程设计分系统:以CIMS 信息集成和CAD/CAE/CAPP/CAM 为基础,扩展面向装配的设计(DFA )和面向制造的设计(DFM )功能,实现基于产品数据管理系统(PDM )的并行设计和产品全生命周期的数字化定义.(3)支持环境分系统:构造客户机/服务器(Client/Server )结构的计算机系统和广域的网络平台,使异地分布的产品开发队伍能够协同工作.(4)制造分系统:将“并行工程”项目的研究开发内容分阶段应用于实际企业并进行验证.313 项目攻关成果“并行工程”项目系统化、集成化地开发和应用了以下13项关键技术:(1)产品开发过程改进决策支撑系统(CEPDP ):该系统提出了并行工程产品开发过程的集成多视图建模方法,并开发了一个支持过程建模和仿真的软件工具原型.郭秀英,等并行工程研究及应用概况73 (2)产品数据管理系统(PDM ):建立跨平台的客户/服务器(Client/Server )管理模式,通过统一的图形化用户界面(GU I ),使分布在异地的产品开发团队成员可以实时共享各种产品数据;对各种产品数据进行管理;通过电子仓库对所有的产品数据进行多级安全控制;具有产品结构定义与配置管理、生命周期管理、零件库与设计检索、电子文档评审等功能;在不同的层次封装应用工具,使工具、数据、过程与人员无缝地集成起来.(3)质量功能配置决策支持系统:通过瀑布分解把用户需求层层分解为对产品零部件的需求以及对加工装配的要求,能够支持产品开发的早期需求分析及概念设计过程中的决策过程.(4)计算机辅助设计与信息集成:基于参数化特征造型系统建立零件模型,并在设计阶段定义制造工艺参数.几何、拓扑、设计特征、工艺特征等可以通过STEP 标准的物理文件或接口支持CAX/DFX 集成.开发了基于商业化CAD 系统的制造特征建模与STEP 集成系统.(5)面向装配的设计系统(DFA ):具有自顶向下的装配建模、静态干涉检验、人机交互的装配工艺设计与仿真、机构运动分析与仿真等功能,支持产品开发人员对复杂结构件的装配问题进行全面的分析,减少实物实验,避免实际装配阶段发生大的返工.(6)面向制造的设计系统(DFM ):具有结构工艺性分析、制造系统资源能力与状态的约束分析、加工周期与成本分析等功能,支持产品开发人员对零件的可加工性和总体工艺性进行分析,减少加工过程中的工程更改.(7)计算机辅助工程分析系统(CAE ):实现了与CAD 的集成,对部件和零件的力学性能和结构的稳定性进行分析,使事后分析提前到结构设计的早期阶段,提高产品的质量,减少实物实验,加快设计进程.(8)铸造设计与分析系统:具有毛坯浇注的温度场分析、流场分析和应力应变分析等功能,用于对毛坯缺陷进行分析,改进浇注工艺,提高毛坯的质量,降低废品率.(9)计算机辅助工艺设计系统(CAPP ):具有人机交互的工艺设计、CAD/CAPP 基于STEP 集成、与CAM/CAFD 集成等功能,缩短工艺准备周期.(10)计算机辅助工装设计系统(CAFD ):具有柔性工装设计的功能,提高工装的利用率,缩短工装准备周期,降低生成成本.(11)计算机辅助数控编程系统(CAM ):具有与CAD/CAPP 集成进行数控编程的功能,提高NC 编程的效率.(12)加工过程仿真系统(MPS ):具有数控代码可靠性检验、数控加工过程碰撞干涉检验等功能,减少试刀次数,提高工艺准备的效率,降低生产成本.(13)计算机支持群组协同工作环境(CSCW ):开发了基于微机和工作站的计算机协同工作环境,包括白板、音频、视频及应用共享等基本功能,可较好地支持异地并行设计.314 项目技术创新点“并行工程”的研究与应用在以下几个主要方面做出了突破与创新:(1)提出了一种集成化、并行化的产品开发过程,开发了相应的建模与仿真工具;(2)提出了集成产品开发团队的建立与实施模式,实现了网络环境中的协作产品开发;(3)实现了全数字化产品定义,基于STEP 标准和产品数据管理系统进行集成化与并行化产品开发;(4)提出了一套实施并行工程的参考模式,包括企业问题分析、产品开发过程重组、集成产品开发团队的建立与管理、全数字化产品定义以及计算机工具的应用等.4 并行工程的发展前景及研究热点411 并行工程的发展前景并行工程作为现代设计技术的发展方向,已经引起国内外的高度重视.随着因特网技术的发展,并行工程将向跨国界的全球化方向发展,其发展前景可概括为:(1)由建立在“集成”基础上的产品生命周期的宏循环向微循环发展;(2)由企业内部并行向企业间并行和经营过程重构方向发展;(3)更加完善的PDM 是实现并行工程的关键;(4)应用范围的不断扩大.412 并行工程的研究热点并行工程的研究具体体现为如下热点问题:(1)并行工程基础理论研究;(2)面向并行工程的制造环境建模研究;(3)面向并行工程的CAPP 研究;(4)面向并行工程的DFX 研究;(5)并行工程集成框架研究;(6)面向并行工程的冲突消解及知识处理74 辽宁师专学报2004年第4期与协同研究;(7)面向并行工程企业的体系结构和组织机制研究;(8)并行工程中产品开发过程的管理研究;(9)虚拟现实及仿真技术在企业各部门及产品开发过程中的应用研究;(10)质量保证工程的研究.5 结束语并行工程的实施打破了企业内部各部门间的传统界限,建立了以人际合作关系为基础的协同工作模式.国内外知名企业对并行工程的成功实施,充分证明了并行工程技术是缩短产品开发周期、提高产品质量及降低产品成本的有效方法.本文在介绍并行工程基本概念和特点的基础上,综述了并行工程在国内外的研究和应用概况以及其发展前景和研究热点.参考文献:[1]田庚明1并行工程———CIMS 的理想运行环境[J ]1机械工业自动化,1995,17(4):17-181[2]孙正兴,等1并行工程环境下CAD 系统设计[J ]1计算机辅助设计与制造,1997,(9)1[3]何浩,徐燕申1并行设计研究现状及其发展趋势[J ]1机械设计,1998,1:1-41[4]陈晓川,张暴暴,刘晓冰,等1并行工程的研究概况综述[J ]1机械制造,1999,3:9-111[5]窦万峰,詹永照,谢立1面向并行工程的协同设计系统研究[J ]1机械设计,2000,1:1-51[6]郧建国,王锦红,刘卫1面向并行工程的集成产品信息模型的建立[J ]1先进制造技术,2001,31(1):43-441[7]李开龙,等1并行工程在机械产品开发中的应用研究[J ]1山东科技大学学报(自然科学版),2001,20(2):47-501(责任编辑 胡 坤,于 海)(上接42页)3 师生必须具备新的素质以适应网络教学带来的新要求为了深化教育改革和提高教学质量,教师应在传授知识的同时不断对自身素质进行充实和提高.首先,培养参与者的参与意识.网络教学中,学生是学习的主体,教师是教学过程的组织者、参与者和管理者,是学生学习的帮助者.教师要适应新的教学环境,不能总是习惯地向学生灌输,要努力培养参与者的参与意识.其次,教师应从传统教育手段中发现新的可供借鉴的闪光点,将其灵活运用于现代教育当中.同时教师自身的知识和学术水平应不断提高,在了解自身任教课程所需掌握的知识之余,需加强如计算机操作、音视频技术等,以适应网络教学中图、文、声、像并存的现代教学环境,增强对辅助学科知识的了解,以丰富和扩充网络课程的内容.再次,教师应加强对软件知识的了解,并能够独立进行课件制作.课件设计过程中,要充分注意到学生的自主学习问题,除要呈现大量与教学相关的文字、图形、动画和声音等内容外,还要提供许多与知识点相关的知识内容,供使用者根据自己的实际情况进行选择教学,让学习者根据自己的学习情况进行选择学习,使课件发挥最大的教学效能.最后,教师应对支持网络教学的平台熟练掌握,以确保教学系统运行稳定.这就要求教师在网络教学环境当中,熟练掌握多种媒体器材,熟悉多种媒体软件的使用,计算机与多媒体器材的连接及转换技术等,并能解决一些计算机突然出现的小故障,避免死机现象与其它问题的发生.作为学生,面对网络教学带来的新要求,应不断充实头脑,完善知识结构,适应新型教学模式的需要:(1)网络教学要求学生能够熟练操作计算机及与之相连的其它设备,懂得常用的计算机知识和网络常识,在学习过程中独立迅速地解决遇到的简单故障.(2)学生要掌握正确的学习方法,不断培养自己的能力.能力的培养重要的一条在于必须独立观察、分析寻找学习过程中的疑点难点,积极主动地通过网络与教师进行交流,最终达到解决问题,获取知识的目的.(责任编辑 高亚华,于 海)郭秀英,等并行工程研究及应用概况75 。
基于并行工程的产品数据管理系统应用研究
第 ２ 卷第 ３ ３ 期
２０ ５月 ０７年
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 Ｊ ｕ ａｏ Ｑｑ ａ ｎ ｅ ￣ ｏ ｒ ｌｆ ｉｈ ｒ ｉ ｍ ｎ ｉ Ｕ ｖ
Ｖ０．３Ｎｏ３ １ ． ． ２
Ｍａ ，０ ７ ｙ２ ０
基于并行工程的产 品数据管理 系统应用研究
宋阳 ’ ，王秀伦 ’ ，李云鹏 ，于晓春
－
（． １ 大连交通大学 ，辽宁 大连 １６２ ；２ 中国北车集 团齐车公司 ， １ ８ ． ０ 黑龙江 齐齐 哈尔 １１０ ） ６０２
摘要： 根据并行工程应用环境中对产品数据管理的各项需求，建立产品数据管理系统，完成产品文档管理、 工作
流程管理 、Ｂ Ｍ表 的生成与管理 、应用系统封装与集成等各项功能。 Ｏ 关键词 ： 产品 ；数据；Ｗｉ ｃｉ ｎ ｈｌ ｄ ｌ
软、硬锌环境
齐车集团Ｐ Ｈ Ｄ 系统体系结构
图 ｌ 并行工程体系结构
Ｂ Ｍ视图管理、产品结构配置管理等 ；第 ４层是应用系统层 ，包括 Ｐｏ Ｏ ｒ Ｅ等 Ｃ ＤＣ ＥＣ Ｐ ／ Ａ ／Ａ ／ Ｐ软件、Ｗｏ Ａ 等应用软件；另外 ， 还考虑了与企业内其它信息管理系统的关系 ，如与 Ｍ Ｓ Ｉ 等的关系。
２ 系统实施过程
企业需求调研 中采用 了 ＩＥ Ｏ图、Ｉ Ｅ １ ＤＦ Ｄ Ｆ Ｘ图、ＩＯ图和 Ｕ ｅＣ ｓ 图等方式描述企业的产品开发流程 Ｐ ｓ ａｅ
收稿 日期 ：２０－ ３ １ ０７ ０ —５
‘
作者简介：宋阳 （９ ９ ） 男 ， １６－ ， 黑龙江省双城市人．在读硕士 ， 高级工程师 ， 主要从事数据管理系统方面的研究 。
１ 系统 目标
实现以 ｎ ｃｉ Ｗｉ ｈｌ系统为支持框架 的并 ｄ ｌ 行工程实施体系结构 ， 充分体现 Ｐ Ｍ系统在 Ｄ
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收稿日期:2004—10—10作者简介:郭秀英(1962-),女,辽宁营口市人,讲师,主要从事计算机辅助设计与制造等研究.【应用研究】并行工程研究及应用概况郭秀英1,徐洪学2(1.营口职业技术学院,辽宁营口115000; 2.东北大学机械工程与自动化学院,辽宁沈阳110004) 摘 要:介绍了并行工程的基本概念和特点,综述了并行工程当前的研究和应用概况以及其发展前景和研究热点.关键词:并行工程;发展前景;研究热点中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1008-5688(2004)04-0072-04传统的产品设计采用串行工程方式进行,各部门间较少联系,致使一些问题在产品制造阶段或装配阶段才有可能被发现,造成产品开发周期长、成本较高、质量难以得到保证.并行工程作为一项以改进产品开发过程为手段、达到缩短开发周期为目的的系统化技术,正日益受到广泛重视.国际上一些著名的制造企业自上世纪九十年代以来在新产品开发领域实施并行工程,并已获得了可观的经济效益,充分证明企业实施并行工程是缩短产品开发周期、提高产品质量及降低产品成本的有效方法.并行工程是一种系统的集成方法,它采用并行方法处理产品设计及其相关过程,包括制造过程和支持过程.这种方法力图使产品开发人员从一开始就能考虑到产品从概念设计到产品报废的整个产品生命周期中的所有因素,包括质量、成本、作业调度及用户要求.其运行机理,一方面表现在突出了人的因素,强调人们的协调作用;另一方面则表现在要求一体化、并行地进行产品及其相关过程的设计,尤其是注重早期概念设计阶段的并行与协调.1 并行工程的特点并行工程的核心内容是并行设计,并行设计的特点是“集成”与“并行”.所谓“集成”是指在信息集成的基础上,更加强调过程的集成,过程集成需要优化和重组产品的开发过程,组织多学科专家队伍,在协同工作环境下,齐心协力,共同完成设计任务;所谓“并行”是指一个以上的事件在同一时刻或同一时段内发生,以此来减少整个设计过程的时间.并行工程的特点可概括为五个“C ”,即并行性(Concurrence ):产品设计与其后续相关过程在同一时间框架内并行处理;约束性(Constrains ):在充分考虑产品设计约束的同时引入其后续相关过程约束;协调性(Coordination ):对产品设计及其后续相关过程进行统一协调和管理;一致性(Consensus ):产品设计过程中的所有重大决策都要建立在工作组成员意见一致的基础上;计算机性(Computerization ):产品设计需要在计算机及其网络系统支持下实现集成和并行.2 并行工程的研究及应用概况211 并行工程在国外的研究及应用概况并行工程在美国、德国及日本等一些国家得到广泛研究和应用,领域包括汽车、飞机、计算机、机械、电子等行业.其共同特点是通过并行工程的研究和应用,在不同程度上取得了显著的经济效益.在国外研究与应用并行工程项目中,水平最高的当属美国国防部并行工程研究中心(CERC ).CERC 的主要工作是研究支持虚拟团队的工具和企业实施并行工程的分析方法.在虚拟团队支撑技术方面,CERC 提出了“协同使能技术(Enabling Technologies for Collaboration )”,内容包括:(1)信息共享技术(Information Sharing Technologies -IIS ),即建立企业的信息模型,并将它们集成于已有的分布式数据库中;(2)协作技术(Collocation Technologies ),即开发了一种网络会议的配合工具,使得团队成员第6卷第4期2004年12月 辽宁师专学报Journal of Liaoning T eachers College V ol 16N o 14Dec 12004可以通过桌面视频会议系统进行通讯,在计算机环境下共同工作,并通过互联网交换信息.在企业实施并行工程的分析方法方面,ECRC 提出了“并行工程现状评价标准Readiness Assessment for Concurrent Engineering (RACE )”,类似于软件工程中的“软件成熟度模型”,为企业实施并行工程提供了客观的评价标准.目前ECRC 仍继续在协同技术等方面进一步从事研究工作.212 并行工程在国内的研究及应用概况在国内,随着我国全面进入市场经济激烈竞争的大环境,企业更加希望缩短产品开发周期、降低成本、提高质量.为了解决我国企业在产品设计领域存在的一些问题,提高企业产品开发和市场竞争能力,并行工程已于1992年底被列为国家863计划自动化领域的重点研究内容.并行工程在国内的研究与应用主要分为以下几个阶段:(1)1992年前:预研阶段,863/CIMS 年度计划和国家自然科学基金资助并完成了一些并行工程相关技术的研究课题,如面向产品设计的智能DFM 、并行设计方法研究、产品开发过程建模与仿真技术研究等.(2)1993年:863/CIMS 主题组织清华大学、北航、上海交大、华工和航天等204所单位,组成并行工程可行性论证小组,提出在CIMS 实验工程的基础上开展并行工程的攻关研究.(3)1995年5月:863/CIMS 主题重大关键技术攻关项目“并行工程”正式立项,投入大量资金开展并行工程方法、关键技术和应用实施的研究.(4)1995年8月～1997年12月:开始“并行工程”项目的攻关研究.(5)1998年起至今:在“并行工程”项目已有攻关成果的基础上进一步研究,并在国内若干工厂进行应用实施.3 “863/CIMS 重大关键技术攻关项目———并行工程”概况1995年5月,在863/CIMS 主题专家组的领导下,由清华大学、华中理工大学、北京航空航天大学、上海交通大学及“长峰集团”等单位的科研人员组成了“863/CIMS 关键技术攻关项目———并行工程”的技术攻关队伍,以“长峰集团”的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,经过不懈的攻关和努力,终于取得了重大进展,某些关键技术已经达到国际先进水平.311 项目主要特点“并行工程”项目是具有明确应用背景的重大技术攻关项目,其攻关成果得到具体应用与验证.该项目具有以下主要特点:(1)创新性强:是国内首次大规模、系统化研究并行工程关键技术和实施模式,并在明确应用背景中取得应用验证的项目.(2)实用性好:研究与开发的工具,如Q FD 、DFA/DFM 等都已得到实际应用,真正实现了支持并行工程模式的产品开发.(3)效益显著:节约制造成本10%、复杂结构件开发周期平均缩短1/3、工程设计更改减少50%以上、毛坯合格率提高近30%.312 系统组成及功能“并行工程”项目包括四个分系统,它们的功能分别为:(1)管理与质量分系统:分析特定产品现有开发流程,提出改进的开发过程,并运用计算机手段对产品开发队伍和开发过程进行管理和控制,通过质量功能配置方法保证用户需求在产品开发阶段得到满足.(2)工程设计分系统:以CIMS 信息集成和CAD/CAE/CAPP/CAM 为基础,扩展面向装配的设计(DFA )和面向制造的设计(DFM )功能,实现基于产品数据管理系统(PDM )的并行设计和产品全生命周期的数字化定义.(3)支持环境分系统:构造客户机/服务器(Client/Server )结构的计算机系统和广域的网络平台,使异地分布的产品开发队伍能够协同工作.(4)制造分系统:将“并行工程”项目的研究开发内容分阶段应用于实际企业并进行验证.313 项目攻关成果“并行工程”项目系统化、集成化地开发和应用了以下13项关键技术:(1)产品开发过程改进决策支撑系统(CEPDP ):该系统提出了并行工程产品开发过程的集成多视图建模方法,并开发了一个支持过程建模和仿真的软件工具原型.郭秀英,等并行工程研究及应用概况73 (2)产品数据管理系统(PDM ):建立跨平台的客户/服务器(Client/Server )管理模式,通过统一的图形化用户界面(GU I ),使分布在异地的产品开发团队成员可以实时共享各种产品数据;对各种产品数据进行管理;通过电子仓库对所有的产品数据进行多级安全控制;具有产品结构定义与配置管理、生命周期管理、零件库与设计检索、电子文档评审等功能;在不同的层次封装应用工具,使工具、数据、过程与人员无缝地集成起来.(3)质量功能配置决策支持系统:通过瀑布分解把用户需求层层分解为对产品零部件的需求以及对加工装配的要求,能够支持产品开发的早期需求分析及概念设计过程中的决策过程.(4)计算机辅助设计与信息集成:基于参数化特征造型系统建立零件模型,并在设计阶段定义制造工艺参数.几何、拓扑、设计特征、工艺特征等可以通过STEP 标准的物理文件或接口支持CAX/DFX 集成.开发了基于商业化CAD 系统的制造特征建模与STEP 集成系统.(5)面向装配的设计系统(DFA ):具有自顶向下的装配建模、静态干涉检验、人机交互的装配工艺设计与仿真、机构运动分析与仿真等功能,支持产品开发人员对复杂结构件的装配问题进行全面的分析,减少实物实验,避免实际装配阶段发生大的返工.(6)面向制造的设计系统(DFM ):具有结构工艺性分析、制造系统资源能力与状态的约束分析、加工周期与成本分析等功能,支持产品开发人员对零件的可加工性和总体工艺性进行分析,减少加工过程中的工程更改.(7)计算机辅助工程分析系统(CAE ):实现了与CAD 的集成,对部件和零件的力学性能和结构的稳定性进行分析,使事后分析提前到结构设计的早期阶段,提高产品的质量,减少实物实验,加快设计进程.(8)铸造设计与分析系统:具有毛坯浇注的温度场分析、流场分析和应力应变分析等功能,用于对毛坯缺陷进行分析,改进浇注工艺,提高毛坯的质量,降低废品率.(9)计算机辅助工艺设计系统(CAPP ):具有人机交互的工艺设计、CAD/CAPP 基于STEP 集成、与CAM/CAFD 集成等功能,缩短工艺准备周期.(10)计算机辅助工装设计系统(CAFD ):具有柔性工装设计的功能,提高工装的利用率,缩短工装准备周期,降低生成成本.(11)计算机辅助数控编程系统(CAM ):具有与CAD/CAPP 集成进行数控编程的功能,提高NC 编程的效率.(12)加工过程仿真系统(MPS ):具有数控代码可靠性检验、数控加工过程碰撞干涉检验等功能,减少试刀次数,提高工艺准备的效率,降低生产成本.(13)计算机支持群组协同工作环境(CSCW ):开发了基于微机和工作站的计算机协同工作环境,包括白板、音频、视频及应用共享等基本功能,可较好地支持异地并行设计.314 项目技术创新点“并行工程”的研究与应用在以下几个主要方面做出了突破与创新:(1)提出了一种集成化、并行化的产品开发过程,开发了相应的建模与仿真工具;(2)提出了集成产品开发团队的建立与实施模式,实现了网络环境中的协作产品开发;(3)实现了全数字化产品定义,基于STEP 标准和产品数据管理系统进行集成化与并行化产品开发;(4)提出了一套实施并行工程的参考模式,包括企业问题分析、产品开发过程重组、集成产品开发团队的建立与管理、全数字化产品定义以及计算机工具的应用等.4 并行工程的发展前景及研究热点411 并行工程的发展前景并行工程作为现代设计技术的发展方向,已经引起国内外的高度重视.随着因特网技术的发展,并行工程将向跨国界的全球化方向发展,其发展前景可概括为:(1)由建立在“集成”基础上的产品生命周期的宏循环向微循环发展;(2)由企业内部并行向企业间并行和经营过程重构方向发展;(3)更加完善的PDM 是实现并行工程的关键;(4)应用范围的不断扩大.412 并行工程的研究热点并行工程的研究具体体现为如下热点问题:(1)并行工程基础理论研究;(2)面向并行工程的制造环境建模研究;(3)面向并行工程的CAPP 研究;(4)面向并行工程的DFX 研究;(5)并行工程集成框架研究;(6)面向并行工程的冲突消解及知识处理74 辽宁师专学报2004年第4期与协同研究;(7)面向并行工程企业的体系结构和组织机制研究;(8)并行工程中产品开发过程的管理研究;(9)虚拟现实及仿真技术在企业各部门及产品开发过程中的应用研究;(10)质量保证工程的研究.5 结束语并行工程的实施打破了企业内部各部门间的传统界限,建立了以人际合作关系为基础的协同工作模式.国内外知名企业对并行工程的成功实施,充分证明了并行工程技术是缩短产品开发周期、提高产品质量及降低产品成本的有效方法.本文在介绍并行工程基本概念和特点的基础上,综述了并行工程在国内外的研究和应用概况以及其发展前景和研究热点.参考文献:[1]田庚明1并行工程———CIMS 的理想运行环境[J ]1机械工业自动化,1995,17(4):17-181[2]孙正兴,等1并行工程环境下CAD 系统设计[J ]1计算机辅助设计与制造,1997,(9)1[3]何浩,徐燕申1并行设计研究现状及其发展趋势[J ]1机械设计,1998,1:1-41[4]陈晓川,张暴暴,刘晓冰,等1并行工程的研究概况综述[J ]1机械制造,1999,3:9-111[5]窦万峰,詹永照,谢立1面向并行工程的协同设计系统研究[J ]1机械设计,2000,1:1-51[6]郧建国,王锦红,刘卫1面向并行工程的集成产品信息模型的建立[J ]1先进制造技术,2001,31(1):43-441[7]李开龙,等1并行工程在机械产品开发中的应用研究[J ]1山东科技大学学报(自然科学版),2001,20(2):47-501(责任编辑 胡 坤,于 海)(上接42页)3 师生必须具备新的素质以适应网络教学带来的新要求为了深化教育改革和提高教学质量,教师应在传授知识的同时不断对自身素质进行充实和提高.首先,培养参与者的参与意识.网络教学中,学生是学习的主体,教师是教学过程的组织者、参与者和管理者,是学生学习的帮助者.教师要适应新的教学环境,不能总是习惯地向学生灌输,要努力培养参与者的参与意识.其次,教师应从传统教育手段中发现新的可供借鉴的闪光点,将其灵活运用于现代教育当中.同时教师自身的知识和学术水平应不断提高,在了解自身任教课程所需掌握的知识之余,需加强如计算机操作、音视频技术等,以适应网络教学中图、文、声、像并存的现代教学环境,增强对辅助学科知识的了解,以丰富和扩充网络课程的内容.再次,教师应加强对软件知识的了解,并能够独立进行课件制作.课件设计过程中,要充分注意到学生的自主学习问题,除要呈现大量与教学相关的文字、图形、动画和声音等内容外,还要提供许多与知识点相关的知识内容,供使用者根据自己的实际情况进行选择教学,让学习者根据自己的学习情况进行选择学习,使课件发挥最大的教学效能.最后,教师应对支持网络教学的平台熟练掌握,以确保教学系统运行稳定.这就要求教师在网络教学环境当中,熟练掌握多种媒体器材,熟悉多种媒体软件的使用,计算机与多媒体器材的连接及转换技术等,并能解决一些计算机突然出现的小故障,避免死机现象与其它问题的发生.作为学生,面对网络教学带来的新要求,应不断充实头脑,完善知识结构,适应新型教学模式的需要:(1)网络教学要求学生能够熟练操作计算机及与之相连的其它设备,懂得常用的计算机知识和网络常识,在学习过程中独立迅速地解决遇到的简单故障.(2)学生要掌握正确的学习方法,不断培养自己的能力.能力的培养重要的一条在于必须独立观察、分析寻找学习过程中的疑点难点,积极主动地通过网络与教师进行交流,最终达到解决问题,获取知识的目的.(责任编辑 高亚华,于 海)郭秀英,等并行工程研究及应用概况75 。