现代设计方法第五讲_并行设计说明

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北京理工大学宇航学院
产品信息模型统一化
❖并行设计的产品信息模型应能将来自不同 部门、不同内容、不同表述形式、不同抽 象程度、不同关系、不同结构的产品信息 包容在一个统一的信息模型之中。
❖模型信息不仅包含完备的几何形状、尺寸 信息,而且包含精度信息、加工工艺信息、 装配工艺信息、成本信息等。
现代设计方法——并行设计
现代设计方法——并行设计
北京理工大学宇航学院
在设计工作过程中,当上一组有输出时,相关联 的设计阶段马上进行相应的完善设计工作,直至所 有工作阶段无输出时,整个设计便宣告完成。显然 ,并行设计完成产品设计的时间远远小于串行工程 所 用 的 时 间 。 并 行 设 计 的 返 工 系 数 一 般 在 0.25 ~ 0.75之间:
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分布式软硬件环境
❖并行设计意味着在同一时间内多机、多程 序对同一设计总是并行协同求解,因此, 网络化、分布式的信息系统是其必要条件、 并行设计面向对象的软件系统,分布式的 知识库、数据库,能够根据产吕设计的要 求动态编联成相互独立的模块在多台终端 上同时运行,并利用网络的机间通信功能 实现相互之间的同步协调。
现代设计方法——并行设计
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市场
设计
生产
顾客需求
方案设计 结构设计 详细设计
工艺设计 生产制造
传统串行设计过程
现代设计方法——并行设计
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在串行设计过程中,设
市场 设计
生产
计部门一直是独立于生产过 程,例如汽车设计院只负责
顾客需求
设计,不考虑加工工艺,与
方案设计 结构设计 详细设计
现代设计方法——并行设计
2.并行设计过程
并行设计是对产品设计及其相关过程进行一 体化、系统化的工作模式,如图所示。并行 设计将产品开发周期分解成许多阶段,每个 阶段有自己的独立时间段,组成全过程。
不同的设计时段之间有一部分重叠,代 表了不同设计阶段之间可以同时进行,一般 两个相邻阶段重叠,需要时,可以有三个或 更多的阶段相重叠——齐头并进。
式中:
SE 为串行设计所需用的时间; T 为完成各个阶段所用的时间; R 为返工系数。
现代设计方法——并行设计
引起返工的主要因素有: ① 设计不合理,加工生产困难; ② 根据设计要求,需要增添新的生产设备; ③ 过高的精度要求,加工难以完成; ④ 装配干涉,导致无法装配等。
现代设计方法——并行设计
R返工系数 ≌ 0.5
现代设计方法——并行设计
为保证顺利实施并行设计,主要的关键技术如下: (1)产品的信息建模和开发过程的集成。 (2)实现从目标管理到过程管理转变。 (3)在产品数据库管理支持环境下,建立产品开发过 程建模软件工具、过程监控和管理工具以及协调冲 突仲裁工具等。 (4)团队工作方式和协同的工作环境。
工艺设计 生产制造
生产环节脱节,导致开发的
传统串行设计过程
产品很少能一次投入批量生产(需要试制一些),往
往是加工完产品,才能发现错误,就需要返回去重
新设计。无形之中使产品开发周期延长,制造成本
上升,市场竞争力差。
现代设计方法——并行设计
串联方法的设计生命周期总时间可表示为:
SE =[T需求分析+T产品设计+T产品制造+T售后服务]R返工系数
现代设计方法——并行设计
Hale Waihona Puke Baidu
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2.产品并行设计体系框架
❖ 每一设计活动在前一环节完 成之前就开始进行。
❖ 将上、下游的设计要求作为 本设计工作的约束条件,进 行目标优化设计和相应评价。
❖ 引入反馈流,各设计结果及 时反馈给上游进行设计评价 和修改。
❖ 应用过程管理软件对产品开 发过程进行信息化管理。
现代设计方法——并行设计
并行设计具有四个方面的特性(四c特性)
1) 并行性:产品和设计过程,在同一时间框架内进 行。 2) 约束性:过程约束性被认为是产品设计的一部分 ,从而保证设计出的零件易于制作、搬运和装配,并 便于采用简单成本核算的工艺、工装和物料贮运方法 。 3) 协调性:产品和过程密切协调以获得有效成本、 质量和交货期的最佳匹配。 4) 一致性:产品和过程的重大决策要征求全组人员 的意见并取得一致。
现代设计方法——并行设计
并行设计的工作方式——群组式
❖产品开发过程的并行化要求与产品开发有 关各部门同时工作、共同工作,由各有关 部门工程技术人员组成产品开发工作群 (必要时还可分成若干小组)。
❖在产品开发过程中,有关人员同时在线, 有关信息同时在线,工作步骤交叉平行, 此即工作群组工作方式
现代设计方法——并行设计
❖。
现代设计方法——并行设计
❖ 在现代社会,随着社会竞争的加剧,高新技 术的发展,不允许企业再按部就班地、孤立地开 发新产品,它要求将不同的专业人士(包括设计 、工艺、制造、销售、市场、维修等)组成并行 开发小组,以协同工作方式进行开放的和交互式 的联系,以便缩短从概念设计至开始生产的生产 准备时间,消除各种不必要的返工,使产品一次 开发成功,增强“全局成本意识”,获得优良的 性能价格比。
现代设计方法——并行设计
二、并行设计的基本过程和特点
❖1,串行设计过程 与并行设计相比,首先给出传统串行设
计的一般过程。
传统的串行设计,在信息集成的阶段, 串行开发模式、组织模式通常是递阶结构 ,各阶段的工作是按顺序方式进行的,一 个阶段的工作完成后,下一阶段的工作才 开始。各个阶段依次排列都有自己的输入 和输出,如图所示。
以上因素严重影响了所开发新产品的上市时间 ,串行设计的返工系数值常超过2。
R返工系数 > 2 总之,串行设计以顺序开发为前提,整个开发 设计的不同阶段采用不同的开发系统或工具,数据 共享不能实现和完成;频繁的设计修改,导致产品 设计成本上升;设计时间过长,没有迅捷的市场应 变能力,从而对市场需求的反应迟钝。
第五讲:并行设计
北京理工大学宇航学院 宋晓东
一、并行设计的基本概念
❖(问:千斤顶设计时,考虑过加工工艺吗?考虑 过用什么机床吗?考虑过怎样定位、采用哪些夹 具吗?)
❖美国国防分析研究院于1988年给出了并行工程的 定义: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化方法,这种方 法可以使产品开发人员从一开始就能考虑到产品 从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有因素 ,包括质量、成本、进度及用户需求。
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