并行工程在客车新产品开发中的应用

2013-01-27沈中华

装备制造技术 2013年6期

覃群，沈中华

（1.广西机电职业技术学院，广西南宁530007；2.桂林大宇客车有限公司，广西桂林541003）

在我国，汽车生产企业在新产品开发方面，常常出现产品开发周期太长、新产品投放市场后因品质不稳定而需反复调试和调整的现象。而随着社会的不断发展和人们生活水平的不断提高，对各种新型车辆的需求越来越大，汽车企业在自身的整车开发能力有限的情况下，只能引进国外淘汰或濒临淘汰的车型，极大地阻碍了我国汽车行业的发展。

近年来，随着全球化市场的形成与发展，世界经济全球化的进程大大加快，市场竟争变得越来越激烈。在汽车行业，包括微电子技术、自动化技术、计算机技术等在汽车上的大量应用，使汽车制造装备和流水线得到了极大地改进和提高，也使得我国汽车生产企业与国外同类企业的差距越来越大。如何提高我国汽车生产企业的整车开发能力、最大限度地减少设计反复，缩短设计、生产准备和制造时间，使企业扛得住“洋车”的冲击，能在市场经济条件下得以生存等成了迫在眉睫的问题，而解决这些问题的有效途径就是实施并行工程。

1 并行工程的定义及内涵

并行工程（Concurrent Design）是一种对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行和集成设计的系统化工作模式。其思想是在产品开发的初始阶段，即规划和设计阶段，就以并行的方式综合考虑其寿命周期中所有后续阶段，包括工艺规划、制造、装配、试验、检验、经销、运输、使用、维修、保养直至回收处置等环节，降低产品成本，提高产品品质。

并行工程的具体内涵是，在产品设计阶段，要求企业组织所有涉及产品研发及制造的各部门工程技术人员，共同参与产品设计及其制造全过程，然后对产品的各种性能和制造过程进行计算机动态仿真，并对品进行实时分析和评估，然后对设计方案进行持续改进，以取得最优结果。这样设计出的产品具有良好的性能，而且易于制造、装配、检验和维修，缩短产品上市的周期。

并行工程的内涵还包括了人的因素和企业文化。顺序工程是造成“铁路警察各管一段”、工作扯皮、效率低下、人力资源浪费的主要根源。并行工程的实施，将激励人的积极性，促进人与人的相互理解，创造“众志成城”的气氛，提高协同作战的能力。

2 并行工程的特性

并行设计与传统的串行设计方法相比，其强调在产品开发的初始阶段就全面考虑产品寿命周期的后续活动对产品综合性能的影响因素，建立产品寿命周期中各阶段间性能的继续和约束关系及产品各方面属性之间关系，以追求产品在寿命周期全过程中其综合性能最优。其借助于各阶段的功能设计小组，使设计过程更加协调，使产品性能更加完善。因此更好地满足用户对产品全寿命周期品质和性能的综合要求，并能减少产品开发过程中的返工，进而大在缩短产品开发周期和整个生产周期。

并行工程要求产品设计不仅要考虑产品的多项性能指标，还要考虑其制造及生命周期的各种质量。因此，“质量”不仅是产品的度量标准，也是设计、制造、经营和服务等系统的度量标准。为了获得高质量的产量，必须强调各种过程设计、建立全方位的质量保证体系，其目的在于改进生产过程，以保证产品的缺陷最小，易于制造和便于维护。

3 并行开发的应用

3.1 并行开发的必要性

长期以来，客车产品开发的组织形式是一种线性阶段模式，产品开发过程是顺序过程：概念设计→总体设计→过程设计→样车试制→路试→详细设计→工艺设计→……正式投产→营销。这种方法设计的早期不能全面考虑其下游的可制造性、可装配性和质量可靠性等多种因素，且设计的随意性很大，致使制造出来的产品质量不能达到最优，造成产品开发周期长、成本高，难以满足激烈的市场竞争。

随着现代市场经济的高度发展，日趋加剧的市场竞争加快了企业产品更新换代速度，市场对企业产品研发部门的压力越来越大。一个企业的市场竞争力，与企业的新产品研发能力息息相关。一般而言，一个新产品的研发过程中，其设计阶段基本确定该产品的功能与成本。因此，新产品设计过程的不合理所造成的产品技术性和经济性的先天不足，是难于通过生产过程中的品质控制和成本控制措施来挽回的。人们已公认，产品设计成本约占产品成本的10%，但却决定了产品制造成本的70%~80%。在产品品质事故中，约有50%是由于不良设计造成的，所以设计技术在制造中的作用是非常重要的。

当今世界，随着社会生产力的高度发展，市场上出现的产品越来越丰富，用户对产品的需求也呈现多样化。以上因素导致市场对产品的种类、质量以及个性化的要求越来越高，这就要求企业必须紧跟市场和客户的要求，采用多品种、小批量的方式，按定单组织生产过程。在这种形式下，传统的产品开发方式已不能满足已远不能满足要求了，采用并行工程就可以缩短产品的开发周期、提高产品质量、降低成本和增强市场竞争力。

3.2 并行开发的关键问题

客车新产品并行开发模式的实施必须从管理和技术两方面进行突破，目前需解决的问题有以下几方面：

（1）企业高层管理部门必须通过学习，了解情况、坚定信心，对并行工程进行深入地指导和有力支持是成功的关键，如果仅把它看作是基层部门要学习和使用的方法，必然导致失败。

（2）改进开发流程，并将配套商、客户或销售员纳入设计开发体系中来。在产品开发的早期阶段，就能够充分考虑冲压件、玻璃钢件、底盘构件、装饰件等的可制造性和装配性以及车身骨架结构的强度、刚度及车身的空气动力学、整车的密封性等问题，从而能够尽量减少设计错误，提高设计品质；同时使得在设计时还能考虑到加工、装配和工艺等问题，提高一次设计成功的可能性。

在造型及总布置方案设计和结构设计的一定阶段向工程分析、工艺设计等下级流程发布信息，一方面及时得到信息反馈，以提高工艺性、可加工性等，另一方面，由于工程分析和工艺部门提前介入，使得下级流程及时体会设计意图，同时可以在适当的时候进行工程分析、工艺或生产准备，实现工艺和工装的并行开发，精简设计过程，之外，在设计之初就将配套商、客户或销售人员纳入设计开发体系，缩短配套件的开发周，并及时反馈开发中的问题，通过随时听取客户或销售人员的建议可有效地避免设计开发中的反复。

（3）针对具体的产品开发，组建相应的项目团队。产品开发由传统的部门制或专业组变成以产品为主线的多学科、跨各个职能部门的项目开发团队。根据项目的大小组建不同级别的项目团队，以某一车型开发为目标组建最高级别的项目团队，在该项目团队下可分解出若干个子项目，可依据实际情况再组建下一级的项目团队。

（4）并行设计过程与协调。并行设计的本质是许多大循环过程包含小循环的层次结构，它是一个反复迭代优化产品的过程。产品设计的管理、协调与控制是实现并行设计的关键。产品数据管理系统(如PDM系统)能对并行设计起到技术支撑平台的作用。在并行设计中，产品数据是在不断地交互中产生的，PDM能在数据的创建、更改及审核的同时跟踪监视数据的存取，确保产品数据的完整性、一致性以及正确性，保证每一个参与设计的人员都能及时地得到正确的数据，从而使产品产品返回率达到最低。