基于工艺同步工程的驾驶室开发

2011-05-10曹贵华张召春高任飞吴彩庭袁鹏飞

制造业自动化 2011年17期

曹贵华，张召春，高任飞，吴彩庭，袁鹏飞

（三一重工股份有限公司，长沙 410400）

0 引言

在精益生产时代下，随着制造业的迅猛发展，全球制造企业之间的竞争日益激烈，如何加快产品研发速度，缩短开发周期，降低研发和制造成本，快速适应市场需求与变化是每个制造企业都在研究的课题。产品开发过程的工艺同步工程对解决上述问题是一个有效的工作方法[1]。本文就工艺同步工程在驾驶室开发过程中的应用展开讨论和分析。

1 工艺同步工程在驾驶室开发过程中的应用

1.1 工艺同步工程的概念

工艺同步工程（PSE，Process Simultaneous Engineering）亦称同步工程（SM，Simultaneous Engineering），是对产品开发及其相关过程（制造和支持等）进行并行、一体化的系统化工作方法[2]。相对采用传统的顺序工程（如图1所示）进行新产品开发，它特指工艺审核与产品研发同步，在产品设计研发过程中，工艺提前介入，提前输入制造期工艺实施对产品的要求，协助产品研发部门优化产品制造工艺，改善并提高产品的可制造性，使产品更容易在制造阶段实现批量生产[3]。

由于工艺及相关过程的提前介入，将原本要留到工艺实施时才能暴露的问题在设计阶段提前暴露并予以解决，使产品研发和后期的工艺尽量实现无缝对接。因此在驾驶室的开发过程中应用工艺同步工程，可以通过防止驾驶室研发与实际生产脱节来缩短研发周期和降低研发成本（如图2所示）。

图1 采用传统顺序工程的驾驶室开发流程

图2 同步的驾驶室开发流程

1.2 工艺同步工程的目标

在驾驶室的开发过程中，应用工艺同步工程的主要目标有以下几点：缩短驾驶室开发周期、降低驾驶室研发费用、优化驾驶室制造工艺、优化驾驶室质量以及研讨与现有及未来驾驶室开发的通用性。

1.3 工艺同步工程的适用范围

工艺同步工程适用于一个公司内所有的新开发驾驶室（包括右舵驾驶室、变型驾驶室等项目开发）。

驾驶室的新品开发可分为：

1）全新驾驶室开发：公司以前从未开发过的新领域的驾驶室。

2）变型驾驶室开发：公司以前开发过并且一直在生产的驾驶室的变型款，可以共用一个平台。

3）右舵驾驶室开发：这种驾驶室的开发不同于变型驾驶室的开发，因为相对于基型驾驶室（左舵驾驶室）而言，右舵驾驶室的骨架和内饰都发生了巨大的变化，同时，左舵驾驶室对右舵驾驶室的开发又有很大的借鉴意义。

1.4 工艺同步工程实施内容

在驾驶室的开发过程中，工艺工程师同其他部门人员（主要是研究院的研发工程师）一起，从开始就考虑到产品开发周期中的一切因素，包括品质、成本、原材料、进度计划、用户需求以及下料、成型、机加工、焊接、表面处理、涂装和装配等，通过与其他部门的协作与信息的及时交流，把制造工艺问题解决在萌芽阶段[4]。

新款驾驶室的开发流程一般包括参考驾驶室调研阶段、工业造型阶段、结构设计阶段、驾驶室样车试制阶段和驾驶室批量生产阶段。工艺同步工程在不同的阶段有不同的工作内容和侧重点。

1.4.1 参考样车调研阶段工艺分析

对标杆驾驶室的调研，有利于吸取标杆的长处，避免设计中出现标杆的短处。工艺人员在此阶段的侧重点是了解标杆驾驶室零件的工艺、以及标杆驾驶室运用到的新材料等，为后面的工艺分析作好技术储备。

1.4.2 工业造型阶段工艺分析

在工业造型确认前，工艺工程师需要与工业设计工程师一起，了解造型风格和特点，研究产品的制造工艺性。该阶段的主要工作包括:零件成型性分析、搭接工艺性研究、涂装工艺性分析和结构分析等。

1.4.3 结构设计阶段工艺分析

在驾驶室结构设计的过程中，工艺人员要与结构设计工程师反复评审。在此阶段，主要工作为：成型性分析、零件干涉分析和装配工艺检查等。

1.4.4 试制样车工艺检查

样车试制阶段是最能发现问题的阶段，因此，在这个阶段，工艺工程师必须时刻关注产品的制造过程，在整个试制过程中全程跟踪。在这个阶段的主要工作内容为：样车样件制造流程分析、样车工艺重点及难点分析、生产可行性初步验证、零件成型性验证、产品可焊性验证、装配可行性验证、涂装可行性验证、精度分析和成本分析及验证等。

1.4.5 批量生产工艺准备

样车试制完成后，工艺人员开始要为批量生产做准备。在这个阶段的主要工作是：生产线的建设（包括焊接生产线、装配生产线等）、根据生产纲领提报人员需求、原材料的采购以及批量生产需要的作业标准等。

1.4.6 工装样车的试制和验收

进入大批量生产之前，必须完成工装样车的验收。这个阶段的主要工作就是工装样车的试制和评审、验收。

1.5 工艺同步工程实施的条件

图3 纵向管理型组织结构

目前绝大多数公司的组织机构是按照功能来划分的，实行纵向管理（如图3所示），而工艺同步工程的实施要求组织结构是矩阵管理（如图4所示）。由于观念和组织结构管理体制要求上的不一致，因此在现有体制的情况下按同步工程来开发驾驶室必然会出现不如意的地方，常常变成形式上是按同步工程，实际操作上还是按顺序工程。

图4 矩阵管理型组织结构

在公司的组织结构无法改变的情况下，驾驶室开发过程实行项目化推进管理。也就是说把整个开发过程看作是一个复杂的过程链，其间连接是通过输入和输出，只要对输入和输出的内容、时间节点进行控制，在现有体制下就能实现真正的工艺同步工程。

具体的步骤如下：

1）驾驶室开发之初，要成立一个项目组，设立一名总负责人。总负责人下面设立产品设计项目经理和工艺项目经理。产品设计项目经理负责驾驶室的结构设计，工艺项目经理负责驾驶室整个开发过程的工艺评审、协调其他工艺人员阶段性参与项目等。

2）项目总负责人召集与项目有关的人员共同对项目全过程进行仔细的研究，最后提出一份包含作业内容、时间节点的项目全过程推进计划。该计划要能正确的表达各类工作开始和结束的时间，以及各类工作先后的次序，便于掌握各类工作介入的时间和并行工作的时间。

3）项目推进计划完成后，项目总负责人不间断的跟踪进行，检查执行情况，一旦发现偏离计划需要纠正时，或者需要修改计划时，由项目总负责人再次召集有关人员（可以是项目成立之初的那些人，也可以随着项目的进展增减人员，总之参加人员一定是与修改事项有关的人员）进行研究。重复上述步骤，纠正方案或者修改后的计划即可实现。

工艺项目经理应该具备的素质有：

1）具备较强的组织能力和协调能力；

2）对整个驾驶室的开发流程有全面的了解；

3）对驾驶室开发过程中的工艺有比较全面的了解；

4）对公司的生产设备、生产能力有比较全面的了解。