并行工程的发展应用
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发布时间：2022-04-24 21:40
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时间：2023-10-12 01:04
·1988 年，美国防御分析研究所以武器生产为背景，对传统的生产模式进行了分析，首次提出了并行工程的概念。特别是美国国防部高级房屋研究项目局与 1988 年 7 月在西弗吉尼亚大学投资 4~5 亿美元组建 CERC ，致力于设计、开发和推广 CE 使能技术，以提高产品的开发能力。·1986 年 -1992 年，是并行工程的研究与初步尝试阶段。美国国防部支持的 DARPA/DICE 计划，欧洲的 ESPRIT II&III 计划，日本的 IMS 计划等都进行了并行工程的研究。
·1995 年至今是新的发展阶段。从理论向实用化方向发展并取得了明显的成效。 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。
ABB(瑞士) 火车运输系统建立了支持 CE 的计算机系统、可互操作的网络系统和一致的产品数据模型，组织了设计和制造过程的团队，并应用仿真技术。应用并行工程后大大缩短了产品开发的周期。过去从合同签订到交货需 3~4 年，仅用 3~18 个月，对于东南亚的顾客，可在 12 个月内交货。整个产品开发周期缩短 25%~33% ，其中从用户需求到测试平台需 6 个月，缩短了 50%。
另外，像雷诺 (Renauld) 、通用电力 (GE) 等著名企业通过实施并行工程并取得了显著效益。 中国制造业要想进入世界竞争，必须增强自身的产品开发能力，并行工程是一个非常重要的选择。CE 在中国的研究与应用分为以下几个阶段：
一、1992 年前是并行工程的预研阶段， 863/CIMS 年度计划和国家自然科学基金资助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。
·1993 年， 863/CIMS 主题组织清华大学、北航、上海交大、华工和航天 204 所等单位，组成 CE 可行性论证小组，提出在 CIMS 实验工程的基础上开展 CE 的攻关研究。
·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 CE 方法、关键技术和应用实施的研究。
·1995 年 5 月 -1997 年 12 月，进行了“并行工程”项目的攻关研究。
二、1998 年至今，“并行工程”已有攻关成果并进一步深入研究，应用于航天等领域。
国内对 CE 的研究也已发展到了一定的高度，以下是几个成功应用并行工程的典型范例。
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。
三、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。 并行工程理论所体现的哲学思想运用广泛，这里把这种思想主要运用到房地产企业管理的以下几个方面：
一、生产管理方面
按照并行工程的思想，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。将开发过程中内部外部，有形无形的因素都加以考虑，增强管理对象的交融度，并形成一种互补、匹配的整体结构。
并行工程的房地产开发T作实质上体现了开发工作的系统性——前期策划、设计、建造、销售、管理等过程已不再是一个个相互独立的单元，而被纳入一个完整的系统中进行考虑。前期策划工作将产品设计、投资估算、开发计划、建筑施工、质量控制、销售实现等因素一同纳入系统。在策划的同时就可以进行设计及施工准备，有助于提前发现问题，并及时调整。
房地产开发项目的寿命周期一般分为五个阶段：投资决策和项目前期策划阶段；项目的设计和计划阶段；施工阶段；项目的销售阶段；使用阶段。每个阶段内和各个阶段之间都存在一些非串行工作，如：投资决策阶段做的市场调研工作与设计阶段的产品理念设计可以并行；施工图设计工作与采购准备工作可以并行。
1．投资决策和项目前期策划阶段的并行应用
在投资决策和项目前期策划阶段要把管理、策划、设计、施工、销售、客户、物业、行业专家等各方人员组合在一起，通过会议、问卷调查等方式对所策划项目的目的、过程、结果做全方位的考虑。
在对顾客的需求方面运用质量功能配置(QFD，Quality Function Deployment)的方法，对顾客的需求进行分析。从广义上讲，QFD是一种采用矩阵图解将用户对产品和服务的要求全面反映到产品开发、设计、制造的各个阶段的设计方法，它通过对产品开发过程的基本元素、事件和活动的分析以及它们之问关系的描述、转换，实现对产品开发过程的管理、指导和控制，以保证最大限度地满足客户的需求，从而把客户需求转换成一系列可检测、可操作的事件和活动。
2．项目的设计和计划阶段的并行应用
根据对顾客需求的分析全面指导项目的设计，运用并行工程的思想使后续阶段的工作可行性和合理性作为一种设计约束条件，尽量减少后期施工过程中的设计变更和施工计划变更。
设计和计划阶段应以以下5条为行动指导：①项目发展团队(project development team)作为一个整体对整个设计负责。②项目发展团队应该阶段性的比较优化设计目标，剔除无附加价值的功能。③设计利用CAD系统网络以利于信息共享。④设计必须同时考虑施工的可操作性，例如：施工方法、技术、设备，施工顺序和不同承包商之间的配合。⑤设计应该使施工可以在设计部分完成的情况下开始，而无需等到整个设计完成。
3．施工阶段的并行应用
施工阶段房地产企业一般通过招标交与专业的施工企业去完成，在策划阶段就应有专业的施工人员参与项目的策划和设计，后来的施工过程中也要注意以下四个方面的并行应用：①应该降低传统现场作业中个工序的相互依赖性，使尽可能多的工序能能同时开展。② 应该使所有工人了解整个项目，清楚自己在整个计划中作用。③工程质量和质量检查方法、标准应该公布在施工现场可见处。④定期将反馈意见送交跨部门小组以提高剩余部分的设计。
二、组织管理方面
1．并行团队的建立
并行团队的建立是企业为了完成特定的产品开发任务而组成的多功能型团队，包括来自市场、设计、施工、采购、销售、维修、服务、顾客、供应商、协作单位的代表。通过团队成员的共同努力能够产生积极的协同作用，使团队的绩效水平远大于个体成员的绩效总和。团队成员技能互补，致力于共同的绩效目标，并且共同承担责任。大大提高产品生命周期各阶段人员之间的相互信息交流。
2．团队的管理手段
①计划和控制。就计划和控制的内容来说，一般包括进度、成本、质量等。具体方法和技术有：网络分析技术、基于活动的成本控制、全面质量管理等。
②领导和激励。从具体操作的角度来说，领导风格基本有四种：指示、参与、授权、推销。选择风格时，主要随任务结构和员工素质的变化而变化。激励的方法主要有：目标管理、行为校正、员工参与方案和浮动工资方案。
③沟通和协调。对于密切配合的团队协同工作模式来说，信任、沟通和协调尤为重要。沟通有四种功能：控制、激励、情绪表达和信息。而协调在具体的操作时，既可化解冲突以避免组织功能失调，也可在保证组织功能正常的前提下激发冲突以达到提高群体工作效能的作用。
3．团队的决策模式和方法
工作团队在做出决策时，一般采取群体决策的方式。其主要优点有：更完全的信息和知识、增加观点的多样性、提高了决策的可接受性、增加合法性。其不足之处：浪费时间、从众压力、少数人控制和责任不清。总的来说，群体决策更准确，质量更优。但就速度和效率而言，群体决策劣于个体决策。
4．冲突的协调解决
在实施并行工程的过程中，由于在初始阶段就应用了并行方式综合考虑整个生命过程中各环节的影响，因此，并行工程强调多学科专家的协作。由于各专家的知识面，背景等的不同，由他们组成的目标各异，它们之间相互作用、相互制约，可能随时发生冲突，如何协调好这些冲突，是实施并行工程的关键问题。从某种意义上讲，并行工程的实施过程就是冲突不断产生、发展、解决的过程。冲突的产生可以使设计人员及早发现问题、解决问题，保证设计方案的优化。
三、辅助管理方面
1．建立有利于并行工程实施的文化氛围
并行工程最为重要的一方面在于他代表了一种不同的文化，而不仅仅是一个方法或技术。事实上，一些组织己经在他们对并行工程的定义中承认了这一点。变文化是不容易的，主要方法是通过教育培训。从高层管理部门开始，组织中所有成员都要意识到并行工程方法的好处以及它需要的条件。组织中每一层和中的每一个成员都必须完全意识到并行工程是什么，以及不是什么，并行工程可能在这一步没有完成之前进行。
2．争取企业领导的大力支持以及各部门主管的理解
采用并行工程方法实施工程管理，必定会涉及到组织的变革，权力分配的变化，各种奖励*的变化，人际关系的变化。而企业对权力分配、责任和利益关系的确定是极为敏感的。因此必须有企业最高层主管的支持。而在中国建筑企业的现状下，一般企业高层主管很难对其下属实施强有力的影响，他必须得到其下属的理解与支持。按照并行工程思想，他必须要赋予各负责人对各部门资源的支配权，那么显然会削弱各部门主管的权力，因而需要对各部门主管做大量思想工作。企业领导人的决心、威望、影响力和领导艺术，是赢得各部门主管密切配合的关键。
3．搭建并行工程信息化模型和数据平台
随着计算机、通信技术的快速发展，使得并行工程在企业管理能够更好的实施。一般包括以下的几种信息系统的建立完成来辅助项目的完成及企业管理的顺畅。
①项目管理系统。在并行产品开发中，多学科团队一般是以项目为单位组建的，其管理方式也基本是按项目管理的思想进行。项目管理软件的功能一般包括：任务分解、进度安排和跟踪、资源分配、成本核算、分析功能。
②工作流管理系统。工作流管理WFM是人与计算机共同工作的自动化协调、控制和通信，在计算机化的业务过程上，通过在网上的运行软件，使所有命令的执行都处于受控状态。在工作流管理下，工作量可以被监督，使分派工作到不同的用户的工作量达到平衡。
③群体决策支持系统。小组的决策过程因时间、地点的不同，可有四种情况发生：同时— — 同地、同时—— 异地、异时— — 同地、异时——异地。与此相对应也有四种类型的群体决策支持系统工具：决策室(支持同地—— 同时的交互作用)；工程室(支持同地— — 异时的交互作用)；远程会议系统(支持同时— — 异地的交互作用)；电子邮件系统和语音邮件系统(支持异时——异地的交互作用)。
④信息共享系统。信息共享是并行小组工作的一个基本要素，信息在小组内的透明化并且沟通要及时，通过计算机辅助项目管理信息系统，可以保证信息传递的准时性，有助于各方参与者及时进行沟通，迅速反应。
并行工程在以上三个房地产企业管理方面的应用实际上是解决了房地产企业普遍存在的项目策划、定位不准确，设计理念不符合实际情况，项目开发用时过长，项目建设过程混乱，后期服务跟不上等方面的问题。 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的技术。工艺装备
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。如果不能很好地协调各环节，汽车开发必然是费时费力的浩大工程。尤其是这几年国内汽车业迅猛发展，各汽车厂竞争空前激烈，汽车开发的周期、质量、成本显得尤为重要。由于对产品研究开发的投入力度不够，新产品开发全过程的实践不够，中国与国外高水平的汽车开发技术相比还有很大差距。特别是在产品开发的组织体系及人员、产品开发工作的组织、产品开发过程等环节上。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。
一般来讲，汽车产品开发期共有4个阶段，即策划阶段、设计阶段、样品试制阶段、小批试制阶段。汽车企业实施产品开发并行工程，就应该在这四个阶段运用。
1．并行工程在策划阶段的运用
在策划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。
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。
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。
3．并行工程在样品试制阶段的运用
并行工程在样品试制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。
4．并行工程在小批量试制阶段的运用
并行工程在小批量试制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，并督促有关部门立即制定改进措施，对投入试用的产品还应把用户反馈回来的信息进行分析，对用户提出的合理和可行的建议，也应拿出改进措施，实现客户满意。另外，由于汽车这个产品对安全要求的特殊性，企业还必须对汽车进行安全可靠性试验。
汽车产品的安全可靠性试验的目的，主要是考核产品是否达到规定的安全要求。产品设计改进和产品质量改进是贯穿于产品寿命周期的一项经常性工作，持续改进是使企业管理水平不断提升的基该方法，更是追求顾客满意、企业获利的永恒动力。
