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
北京理工大学宇航学院
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
北京理工大学宇航学院
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。