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并行工程为企业赢得竞争
2006年7月28日 14:42  来源:计算机世界网
    始于1987年的并行工程思想正在被越来越多的企业所接受和采纳,他们把它作为抢占国际市场的重要技术手段,并行工程因此成为热门课题。 
    美国国防先进研究计划局(DARPA)于1987年12月提出了发展并行工程的DICE计划(DARPA’s Initiative in CE, 1988~1992年)。为了配合DARPA发出的倡议,美国西弗吉尼亚大学于1988年设立了并行工程研究中心(CERC),很多大的软件公司、计算机公司开始对支持并行工程的工具软件及集成框架进行了开发。之后,并行工程在国际上引起了各国的高度重视,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,把它作为抢占国际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。 
    并行工程在国外的研究与应用大致可以划分为以下几个阶段: 
    (1) 研究与初步实践阶段(1985~1992年)。如美国国防部支持的DARPA/DICE计划、欧洲的ESPRIT II & III计划、日本的IMS计划等。 
    (2) 企业应用阶段(1991~1996年)。如航空领域的波音777和737-X、麦道、Northrop B-2轰炸机等,航天领域的Lockhead/Thaad导弹开发,汽车领域的Ford 2000 C3/P、Chrysler Viper、Renault等,电子领域的Simens、DEC、HP、IBM、GE等公司。 
    (3) 新的发展阶段(1995年以后)。其间,新技术不断出现,如可重用的产品开发方法、网络上的异地协同设计技术、设计中的虚拟现实技术、面向产品全生命周期的设计方法学、基于知识的产品数据重用、基于企业级PDM的产品数据管理与共享技术等。 
    国外一些著名的企业通过实施并行工程取得了显著的效益,证明并行工程是企业产品开发过程中的有效方法。如在波音777的开发过程中,波音公司采用数字化技术和并行工程方法,实现了5年内从设计到试飞的一次成功;洛克希德在1992年开始的新型号导弹开发中,采用并行工程的方法,将导弹开发周期从5年缩短到2年;法国的航空发动机公司SNECMA从1990年以来,把并行工程作为产品开发的基本方法,将航空发动机的开发时间从原来的54个月,缩短到1992年的42个月和1998年的36个月,到2000年时,已缩短为24个月。 
    自20世纪90年代以来,并行工程的研究得到我国一些研究单位、工业部门和政府机构的高度重视。为了提高我国企业产品开发和市场竞争能力,863/CIMS主题支持了并行工程技术的研究和应用工作。 
    并行工程在中国的研究与应用分为以下几个阶段: 
    (1) 1992年以前,并行工程相关技术研究阶段。在此期间开展了一些并行工程相关技术的研究,如并行设计方法、产品开发过程建模与仿真、面向装配的设计(DFA)、面向制造的设计(DFM)等。1993年,863/CIMS主题组织了“并行工程”项目可行性论证小组,提出在CIMS实验工程的基础上开展并行工程的攻关研究。 
    (2) 1995年5月~1997年12月,863/CIMS主题重大关键技术攻关项目“并行工程”对并行工程的方法和技术进行了系统化的研究。经过两年多的努力,在并行工程总体技术和关键使能技术工具、并行工程环境下的产品数据管理、并行工程协同工作环境等方面突破了一批关键技术,并在应用中发挥了重要的作用。 
    (3) 1998~2000年,在不同类型的企业中实施并行工程。国家科技部和863/CIMS主题选择了铁路机车、摩托车、鼓风机、石油钻头、Y7-200A内装饰、汽车等行业中7个不同类型的企业,在不同的新产品开发中实施并行工程,推动了并行工程在我国的应用,提高了企业的新产品开发能力。同时,在航天某领域对并行工程已有攻关成果进行了更深入的研究,并将研究对象扩展至由机械、电子组成的复杂系统,其中动力学及复杂控制系统等新技术的运用为今后虚拟产品(virtual product, VP)技术的研究奠定了基础。 


    并行工程在中国企业应用实施情况


    并行工程在不同类型企业中的实施,推动了该技术在我国的应用。 
    选择这些企业实施并行工程,同时也是为了验证并行工程思想和技术在中国企业新产品开发中的效果,提高企业的新产品开发能力,并为下一阶段在更多的企业中实施并行工程奠定技术基础。表1汇总了并行工程在中国企业的应用实施情况。 
    齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限公司通过并行工程的实施和使能工具的应用,全面支持铁路货车的集成化应用开发,在国内率先实现了铁路货车的数字化并行设计,缩短产品开发周期30%~40%,减少新产品试验、试制次数,节约了大量的试验费用,极大地提升了企业的产品创新设计能力,使其整体水平达到20世纪90年代国际先进水平,增强了公司的国际竞争能力。 
    航天机电集团在某航天器集成部件的研制过程中,组建了多层次的集成产品开发团队,按并行流程进行产品协同设计,在协同工作环境中充分发挥集体的智慧,及早进行多学科协调,避免了大的设计返工和重新设计,将项目管理与过程优化技术紧密结合,实现了资源计划调度优化。产品研制的全过程采用了数字化产品开发工具,以分析/仿真驱动设计实现了应用对象的全数字化开发。该集成部件的并行工程实施取得了以下效果: 
    (1) 缩短了产品开发周期 
    该集成部件的研制时间由10个月缩短为8个月。 
    (2) 降低了开发成本 
    由于采用了数字化产品设计,并实现了基于产品主模型的设计、装配、分析和仿真,设计错误显著减少,并降低了原型样机的生产数量,设计、制造成本显著下降,直接节省该集成部件的研制费用超过500万元。 (3) 产品质量显著提高产品正式加工生产之前,在协同工作环境中进行了多次设计、分析/仿真的迭代,实现了系统设计和制造一次成功。 
    有关部门对机械制造、汽车、武器、轻工产品和船舶等行业的300多家企业进行了技术需求调查,结果表明,对于与设计相关的技术,他们有着强烈的需求。 
    增强产品开发能力与提高企业管理水平是我国企业在今后相当长的时间内需要解决的两个问题。有关部门对机械制造、汽车、武器、轻工产品和船舶等行业的300多家企业进行的技术需求调查表明,对于与设计相关的一些技术,我国企业有强烈的需求。汽车、电子、航空、机和造船等制造业在市场经济的大环境下要想获得进入世界竞争的机会,必须增强自身的产品开发能力。一大批中小型机械制造企业在企业信息化的过程中也将对产品开发过程进行变。另外,我国已有200多家企业实施了CIMS应用工程,这些有CIMS信息集成基础的企业和有CAD/CAM较好应用基础的企业已提出了并行工程实施的需求。并行工程是解决企业产品开发过程的有效方法,是提高我国产品在国际市场中的竞争力的重要手段。可以预计,并行工程将在我国相当多的制造企业进行推广应用,这对提高企业产品设计开发能力具有重要的现实意义和应用价值,并在国民经济建设和国防重大型号的实际产品开发中取得显著效益。 
    并行工程的核心问题是产品开发过程中的管理与技术的集成,即以Team Work为工作模式,以改进产品开发流程为核心,通过应用数字化产品模型定义、DFA、DFM、QFD、PDM等技术,在产品开发早期综合考虑产品生命周期中的各种因素,力争从设计到制造的一次成功。国外一些著名企业成功实施并行工程所取得的效益,以及并行工程在我国的初步应用效果都证明了这一点。 
    我们在并行工程方面所开展的研究工作和已完成的863/CIMS关键技术攻关项目,解决了并行工程的总体技术和一些关键技术问题,在企业的实际应用与验证中获得了初步的效果。特别是探索了在中国企业实施并行工程的基本方法,为今后在有CIMS信息集成和CAD/CAM较好应用基础的中国企业更大规模地实施并行工程奠定了基础。

 
 [关键词]:DARPA DICE 并行  发表评论    【推荐】 【打印

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