計(jì)算機(jī)輔助工程CAX技術(shù)課件

并行工程CE—ConcurrentEngineering

并行工程1并行工程的提出傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般要經(jīng)過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)2個(gè)順次執(zhí)行的設(shè)計(jì)流程，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，開(kāi)始工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法往往由于設(shè)計(jì)人員的知識(shí)范圍所限，一般在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中工藝無(wú)法保證的部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品試制后，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，產(chǎn)品設(shè)計(jì)要更改，所以，工藝又需要重新設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)的流程圖如圖1所示。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的這種順序工程的大循環(huán)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)成功率和效率均偏低，產(chǎn)品成型時(shí)間長(zhǎng)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)并行工程的提出傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般要經(jīng)過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)2現(xiàn)代設(shè)計(jì)現(xiàn)代產(chǎn)品更新?lián)Q代周期短。要求新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期短，因此，迫切需要一種新的開(kāi)發(fā)模式，能夠使產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)時(shí)間短，同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要改變這種設(shè)計(jì)的大循環(huán)，變成各個(gè)不斷設(shè)計(jì)的小循環(huán)。新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方式需要從順序工程(SequentialEngineering)向并行工程(ConcurrentEngineering，CE)轉(zhuǎn)變，并行工程可以并行處理各階段的工作，根據(jù)項(xiàng)目中不同任務(wù)之間關(guān)聯(lián)性的不同，各部分子任務(wù)的工作過(guò)程可以部分重疊或完全重疊，根據(jù)這些原則，制定一個(gè)合理、優(yōu)化的工作計(jì)劃，并在其中必要位置設(shè)置考核點(diǎn)，由項(xiàng)目工作組具體落實(shí)，使各子任務(wù)并行、有序地向前推進(jìn)，以保證整個(gè)項(xiàng)目的順利實(shí)施。該設(shè)計(jì)方法，能夠快速地制造出市場(chǎng)需求的產(chǎn)品，因此面向并行工程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法成為研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)現(xiàn)代產(chǎn)品更新?lián)Q代周期短。要求新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期短，因此3并行工程的定義1988年美國(guó)國(guó)家防御分析研究所（IDA—InstituteofDefenseAnalyze）完整地提出了并行工程（CE—ConcurrentEngineering）的概念，即“并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程（包括制造過(guò)程和支持過(guò)程）的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在一開(kāi)始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。國(guó)際上被廣泛接受的并行工程定義是：“并行工程CE是一種系統(tǒng)的集成方法，它采用并行方法處理產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過(guò)程(包括制造過(guò)程和支持過(guò)程)，這種方法可以使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員從一開(kāi)始就能考慮到產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到消亡的整個(gè)生命周期里的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度及用戶需求?！睆拇丝梢钥闯觯⑿泄こ塘D使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員一開(kāi)始就考慮到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生命周期(從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品報(bào)廢)，它把產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的各個(gè)活動(dòng)看成是一個(gè)整體、集成的過(guò)程，從全局優(yōu)化的角度出發(fā)，在設(shè)計(jì)階段綜合考慮產(chǎn)品生命周期中制造、裝配和測(cè)試等環(huán)節(jié)，及時(shí)全面評(píng)價(jià)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，反饋改進(jìn)意見(jiàn)和改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)時(shí)間明顯縮短，設(shè)計(jì)成功的幾率增加，以期達(dá)到降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和縮短開(kāi)發(fā)周期的目的。并行工程的定義1988年美國(guó)國(guó)家防御分析研究所（IDA—In4并行工程的目標(biāo)：為提高質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和產(chǎn)品上市時(shí)間。并行工程的目標(biāo)：5并行工程在實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)中，主要通過(guò)以下方法：設(shè)計(jì)質(zhì)量改進(jìn)──使早期生產(chǎn)中工程變更次數(shù)減少50％以上；產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過(guò)程并行──使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期縮短40％～60％；產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其制造過(guò)程一體化──使制造成本降低30％～40％。并行工程在實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)中，主要通過(guò)以下方法：6并行工程的歷史80年代前，并行工程在我國(guó)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代就已經(jīng)有了很多成功范例，如找石油，原子彈，航天工程等等，并被成為社會(huì)主義優(yōu)越性的表現(xiàn)之一，只不過(guò)當(dāng)時(shí)沒(méi)有起名叫并行工程罷了。并行工程自20世紀(jì)80年代提出以來(lái)，美國(guó)、歐共體和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家均給予了高度重視，成立研究中心，并實(shí)施了一系列以并行工程為核心的政府支持計(jì)劃。很多大公司，如麥道公司、波音公司、西門子、IBM等也開(kāi)始了并行工程實(shí)踐的嘗試，并取得了良好效果。進(jìn)入90年代，并行工程引起我國(guó)學(xué)術(shù)界的高度重視，成為我國(guó)制造業(yè)和自動(dòng)化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，一些研究院、所和高等院校均開(kāi)始進(jìn)行一些有針對(duì)性的研究工作。1995年“并行工程”正式作為關(guān)鍵技術(shù)列入863/CIMS研究計(jì)劃，有關(guān)工業(yè)部門設(shè)立小型項(xiàng)目資助并行工程技術(shù)的預(yù)研工作。國(guó)內(nèi)部分企業(yè)也開(kāi)始運(yùn)用并行工程的思想和方法來(lái)縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力。但是，無(wú)論從技術(shù)研究還是企業(yè)實(shí)踐上，我國(guó)都落后于國(guó)際先進(jìn)水平十年左右，許多工作仍處在探索階段。并行工程的歷史80年代前，并行工程在我國(guó)計(jì)劃經(jīng)7國(guó)外并行工程的發(fā)展·1988年，美國(guó)防御分析研究所以武器生產(chǎn)為背景，對(duì)傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式進(jìn)行了分析，首次提出了并行工程的概念。特別是美國(guó)國(guó)防部高級(jí)房屋研究項(xiàng)目局與1988年7月在西弗吉尼亞大學(xué)投資4~5億美元組建CERC，致力于設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和推廣CE使能技術(shù)，以提高產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力?！?986年-1992年，是并行工程的研究與初步嘗試階段。美國(guó)國(guó)防部支持的DARPA/DICE計(jì)劃，歐洲的ESPRITII&III計(jì)劃，日本的IMS計(jì)劃等都進(jìn)行了并行工程的研究?！?995年至今是新的發(fā)展階段。從理論向?qū)嵱没较虬l(fā)展并取得了明顯的成效。國(guó)外并行工程的發(fā)展·1988年，美國(guó)防御8并行工程的研究范圍一般包括：①并行工程管理與過(guò)程控制技術(shù)，②并行設(shè)計(jì)技術(shù)，③快速制造技術(shù)。并行工程的研究范圍一般包括：9并行工程的特征1.并行交叉它強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、采購(gòu)、生產(chǎn)等種種活動(dòng)并行交叉進(jìn)行。并行交叉有兩種形式：一是按部件并行交叉，即將一個(gè)產(chǎn)品分成若干個(gè)部件，使各部件能并行交叉進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)；二是對(duì)每單個(gè)部件，可以使其設(shè)計(jì)、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、采購(gòu)、生產(chǎn)等各種活動(dòng)盡最大可能并行交叉進(jìn)行。需要注意的是，并行工程強(qiáng)調(diào)各種活動(dòng)并行交叉，并不是也不可能違反產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程必要的邏輯順序和規(guī)律，不能取消或越過(guò)任何一個(gè)必經(jīng)的階段，而是在充分細(xì)分各種活動(dòng)的基礎(chǔ)上，找出各子活動(dòng)之間的邏輯關(guān)系，將可以并行交叉的盡量并行交叉進(jìn)行。2.盡早開(kāi)始工作正因?yàn)閺?qiáng)調(diào)各活動(dòng)之間的并行交叉，以及并行工程為了爭(zhēng)取時(shí)間，所以它強(qiáng)調(diào)人們要學(xué)會(huì)在信息不完備情況下就開(kāi)始工作。因?yàn)楦鶕?jù)傳統(tǒng)觀點(diǎn)，人們認(rèn)為只有等到所有產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙全部完成以后才能進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)工作，所有工藝設(shè)計(jì)圖完成后才能進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備和采購(gòu)，生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備和采購(gòu)?fù)瓿珊蟛拍苓M(jìn)行生產(chǎn)。正因?yàn)椴⑿泄こ虖?qiáng)調(diào)將各有關(guān)活動(dòng)細(xì)化后進(jìn)行并行交叉，因此很多工作要在我們傳統(tǒng)上認(rèn)為信息不完備的情況下進(jìn)行。并行工程的特征1.并行交叉10并行工程具有以下特點(diǎn)：●強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)工作（Teamwork）精神和工作方式；●強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程的并行性；●強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程的系統(tǒng)性；●強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程的快速“短”反饋；并行工程具有以下特點(diǎn)：●強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)工作（Teamwork）11并行工程本質(zhì)特點(diǎn)：1.并行工程強(qiáng)調(diào)面向過(guò)程（process-oriented）和面向?qū)ο螅╫bject-oriented）2.并行工程強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)集成與整體優(yōu)化并行工程本質(zhì)特點(diǎn)：1.并行工程強(qiáng)調(diào)面向過(guò)程（process-12并行工程采用的技術(shù)支撐(1)計(jì)算機(jī)輔助工程(CAX)技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，形成了一批先進(jìn)的CAX技術(shù)，例如，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、計(jì)算機(jī)輔助分析CAE、計(jì)算機(jī)輔助制造CAM、計(jì)算機(jī)輔助工藝分析CAPP及CAD／CAE／CAM／CAPP集成技市，成為順利實(shí)施并行工程非常重要的工具。并行工程中CAX之間的交互是動(dòng)態(tài)的、隨機(jī)的、雙向的，這種集成式的互動(dòng)要比單一的CAX應(yīng)用更頻繁、更復(fù)雜。它需要大型的具有公共接口和無(wú)縫集成的數(shù)據(jù)庫(kù)作為地層的支撐結(jié)構(gòu)。另外，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，產(chǎn)品的各種信息是不完全確定的，因此，需要有能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)改變的模型，所有的CAD／CAE／CAM／CAPP分析都在此模型上完成，在該模型上，能夠?qū)Ω鞣N不同的參數(shù)進(jìn)行修正，即可以進(jìn)行產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而設(shè)計(jì)出符合功能需求的，能夠符合工程中制造要求的，成本較低的產(chǎn)品。在CAX的集成過(guò)程中，最重要是數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)，這個(gè)數(shù)據(jù)接口，需要能夠連接不同的軟件，讓所有CAX都能夠共用。同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)的理解要相同，現(xiàn)在，大部分CAX軟件都已經(jīng)有了一些公共的產(chǎn)品數(shù)據(jù)接口能夠與其它軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。CAX軟件這種共用接口的特性，能夠?yàn)镻DM中與多個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)字通訊提供了實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。并行工程采用的技術(shù)支撐(1)計(jì)算機(jī)輔助工程(CAX)技術(shù)13(2)DFX技術(shù)并行工程要求在設(shè)計(jì)過(guò)程中及早考慮后續(xù)過(guò)程對(duì)設(shè)計(jì)施加的約束，使設(shè)計(jì)結(jié)果便于后續(xù)過(guò)程的實(shí)施，要盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題而避免返工。這類技術(shù)稱為面向產(chǎn)品生命周期(DFX)的設(shè)計(jì)技術(shù)。是設(shè)計(jì)方法論和設(shè)計(jì)支持技術(shù)的重要研究?jī)?nèi)容之一，是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的有效方法和技術(shù)，DFX是一種設(shè)計(jì)方法論，它是面向制造設(shè)計(jì)(DFM)，面向裝配設(shè)計(jì)(DFZ)，面向測(cè)試設(shè)計(jì)(DFT)，面向成本設(shè)計(jì)(DFC)和面向質(zhì)量設(shè)計(jì)(DFQ)等技術(shù)的統(tǒng)稱。DFX本身不直接產(chǎn)生設(shè)計(jì)方案，而是設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)分析方法總集，它為設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)目標(biāo)。其主要內(nèi)涵是要求在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡早考慮后續(xù)階段，如加工、裝配、測(cè)試、性能和造價(jià)等方面對(duì)設(shè)計(jì)施加的設(shè)計(jì)約束，使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品易加工、易裝配、性能好、造價(jià)低。以往的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)完畢再進(jìn)行過(guò)程設(shè)計(jì)，這樣，往往設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，且設(shè)計(jì)的產(chǎn)品都不會(huì)達(dá)到設(shè)計(jì)的最優(yōu)，而采用DFX方法強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和過(guò)程設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，因此，可以明顯縮短設(shè)計(jì)周期，而且有可能達(dá)到設(shè)計(jì)的最優(yōu)。(2)DFX技術(shù)14(3)PDM技術(shù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)技術(shù)是產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享與過(guò)程管理技術(shù)，是并行工程的基礎(chǔ)平臺(tái)。PDM技術(shù)的核心思想是數(shù)據(jù)共享、人員協(xié)同、過(guò)程優(yōu)化和功能集成。PDM的目的是對(duì)并行工程中的共享數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范管理，保證全局?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)和友好界面，使多個(gè)功能小組能在一個(gè)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)環(huán)境下工作，而不必關(guān)心應(yīng)用程序在什么平臺(tái)上以及數(shù)據(jù)的物理位置。由于在不同的應(yīng)用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式各異，作為信息集成平臺(tái)，PDM將所有與產(chǎn)品有關(guān)的信息和過(guò)程(從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)階段、產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段、工藝流程設(shè)計(jì)、制造階段、維修直至產(chǎn)品報(bào)廢的整個(gè)生命周期相關(guān)的數(shù)據(jù))集成于一體，在PDM集成平臺(tái)下，各個(gè)單元系統(tǒng)不再直接進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換，各個(gè)不同軟件間數(shù)據(jù)交換是通過(guò)在PDM平臺(tái)上完成的──與其他軟件的數(shù)據(jù)交換是在PDM系統(tǒng)的屏蔽之下，由PDM系統(tǒng)來(lái)完成的。(3)PDM技術(shù)PDM的目的是對(duì)并行工程中的共享數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一15豐田汽車公司的并行工程系統(tǒng)規(guī)劃車型設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)財(cái)務(wù).會(huì)計(jì)Finance/Accounting開(kāi)發(fā)期LengthofDevelopmentTime規(guī)劃Planning

車形設(shè)計(jì)Stylingdesign

Engineering產(chǎn)品設(shè)計(jì)DesignPrototypeFabrication&Testing試制評(píng)價(jià)Productionengineering生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)Production零部件廠家PartssuppliersProductionengineeringProduction規(guī)劃Planning車形設(shè)計(jì)Stylingdesign產(chǎn)品設(shè)計(jì)EngineeringDesign試制.評(píng)價(jià)PrototypeFabrication&Testing生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)試制評(píng)價(jià)豐田汽車公司的并行工程系統(tǒng)規(guī)劃車型設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)財(cái)16在開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的工作中，正確的文檔應(yīng)該在正確的時(shí)候送到正確的地方需求功能圖計(jì)算資料產(chǎn)品目錄標(biāo)準(zhǔn)圖紙零件表準(zhǔn)則規(guī)格說(shuō)明書(shū)材料表工具單DINISO在開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的工作中，正確的文檔應(yīng)該在正確的時(shí)候送到正確的地17

重要工作查找通知檢查歸檔分類設(shè)計(jì)計(jì)算繪圖建立零件表修改利用PDM可以大大簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)工作圖紙管理文檔管理零件分類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理BOM生成2D/3D-CADFEMDTP文檔保存基于PDM的系統(tǒng)解決方案零件管理重要工作利用PDM可以大大簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)工作18產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）的原理M-CADE-CADCAPPFEMDTPPDMClientPDMClientPDMClientMetadaten文件系統(tǒng)文檔PDMServerDBServer數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）的原理M-CADE-CADCAPPFE19利用PDM實(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)PDMServerInternet/LAN/WANClientLocalFilesFilesDBFilesDBFilesDB利用PDM實(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)PDMInternet/LAN20PDM系統(tǒng)中工作流管理PDM系統(tǒng)中工作流管理21(4)并行工程系統(tǒng)建模在并行工程的設(shè)計(jì)中，要不斷對(duì)產(chǎn)品的各個(gè)階段進(jìn)行評(píng)價(jià)，不斷提供反饋信息，一般的評(píng)價(jià)(見(jiàn)圖2)可以從2個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)產(chǎn)品的可制造性。一個(gè)是從技術(shù)的角度來(lái)評(píng)價(jià)，它體現(xiàn)了制造功能的約束(如能否在本廠的設(shè)備上制造，在本國(guó)內(nèi)能否外協(xié)加工等)；另一個(gè)是從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)評(píng)價(jià)，這個(gè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為了使產(chǎn)品更好地適應(yīng)市場(chǎng)需求。這兩方面的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由可加工性與可裝配性兩方面組成，而經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)由時(shí)間與成本兩方面組成。在并行工程中產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就考慮制造因素，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，無(wú)論在產(chǎn)品的初規(guī)方案設(shè)計(jì)或詳細(xì)設(shè)計(jì)階段都要及時(shí)地進(jìn)行產(chǎn)品可加工性及可裝配性的評(píng)價(jià)并生成合適的工藝。(4)并行工程系統(tǒng)建模22除了上述關(guān)鍵技術(shù)之外，還有并行工程集成框架和并行工程中沖突消解及知識(shí)處理、協(xié)同技術(shù)以及質(zhì)量工程研究等各種分析手段。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)，各個(gè)支撐環(huán)境相互配合工作，有項(xiàng)目組長(zhǎng)協(xié)調(diào)以及成員的配合，才能最終保證并行工程的總目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。除了上述關(guān)鍵技術(shù)之外，還有并行工程集成框架和并23基于并行工程的開(kāi)發(fā)模式基于并行工程的開(kāi)發(fā)模式24并行工程在先進(jìn)制造技術(shù)中的地位與作用并行工程在先進(jìn)制造技術(shù)中具有承上啟下的作用，這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1.并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下，將原來(lái)分別進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重迭，充分利用了原有技術(shù)，并吸收了當(dāng)前迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的優(yōu)秀成果，使其成為先進(jìn)制造技術(shù)中的基礎(chǔ)。2.在并行工程中為了達(dá)到并行的目的，必須建立高度集成的主模型，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)不同部門人員的協(xié)同工作；為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)成功，減少反復(fù)，它在許多部分應(yīng)用了仿真技術(shù)；主模型的建立、局部仿真的應(yīng)用等都包含在虛擬制造技術(shù)中，可以說(shuō)并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件，虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的，并行工程的進(jìn)一步發(fā)展方向是虛擬制造（VM?/FONT>VirtualManufacturing）。所謂虛擬制造又叫擬實(shí)制造，它利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過(guò)程進(jìn)行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施，從而達(dá)到產(chǎn)品一次性制造成功，來(lái)達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的。并行工程在先進(jìn)制造技術(shù)中的地位與作用并行工程在先進(jìn)制造技術(shù)中25國(guó)內(nèi)、外并行工程的應(yīng)用概況國(guó)外：例如：美國(guó)佛杰尼亞大學(xué)并行工程研究中心應(yīng)用并行工程開(kāi)發(fā)新型飛機(jī)，使機(jī)翼的開(kāi)發(fā)周期縮短了60％（由以往的18個(gè)月減至7個(gè)月）；美國(guó)Mercury計(jì)算機(jī)聯(lián)合開(kāi)發(fā)公司在開(kāi)發(fā)40-MHzInteli860微處理芯片時(shí)，運(yùn)用并行工程方法，使產(chǎn)品從開(kāi)始設(shè)計(jì)到被消費(fèi)者檢驗(yàn)合格由原來(lái)125天減少到90天；美國(guó)HP公司采用并行工程方法設(shè)計(jì)制造的54600型100-MHz波段示波器，在性能及價(jià)格上都優(yōu)于亞洲最好的產(chǎn)品，研制周期卻縮短了1/3；美國(guó)的愛(ài)國(guó)者防空導(dǎo)彈系統(tǒng)也是80年代后期運(yùn)用并行工程方法迅速研制成功的。美國(guó)波音公司在1994年向全世界宣布，波音777飛機(jī)采用并行工程的方法，大量使用CAD/CAM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化生產(chǎn)，試飛一次成功，并且比按傳統(tǒng)方法生產(chǎn)節(jié)約時(shí)間近50％。德國(guó)西門子公司下屬的公共通訊網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)（SimensAG,PublicCommunicationNetworkGroup）在開(kāi)發(fā)復(fù)雜電子系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)過(guò)程中，采用了并行工程的方法，取得了顯著的效果，在仿真階段共提出320份報(bào)告，發(fā)現(xiàn)并糾正了許多錯(cuò)誤。國(guó)內(nèi)、外并行工程的應(yīng)用概況國(guó)外：26案例1：如美國(guó)洛克希德(Lockheed)導(dǎo)彈與空間公司(LMSC)于1992年10月接受了美國(guó)國(guó)防部(DOD)用于“戰(zhàn)區(qū)高空領(lǐng)域防御”(Thaad)的新型號(hào)導(dǎo)彈開(kāi)發(fā)，該公司的導(dǎo)彈開(kāi)發(fā)一般需要5年時(shí)間，而采用并行工程的方法，最終將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期縮短60%。具體的實(shí)行如下：·改進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程。在項(xiàng)目工作的前期，LMSC花費(fèi)了大量的精力對(duì)Thaad開(kāi)發(fā)中的各個(gè)過(guò)程進(jìn)行分析，并優(yōu)化這些過(guò)程和開(kāi)發(fā)過(guò)程支持系統(tǒng)。采用集成化的并行設(shè)計(jì)方法?！?shí)現(xiàn)信息集成與共享。在設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)階段，一些設(shè)計(jì)、工程變更、試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)等數(shù)據(jù)，所有相關(guān)的數(shù)據(jù)都要進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)。并各應(yīng)用系統(tǒng)之間必須達(dá)到有效的信息集成與共享?！だ卯a(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)輔助并行設(shè)計(jì)。LMSC采用了一個(gè)成熟的工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)輔助并行化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。通過(guò)支持設(shè)計(jì)和工程信息及其使用的7個(gè)基本過(guò)程(數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)、查詢、分配、檢查和標(biāo)記、工作流管理及產(chǎn)品配置管理)，來(lái)有效地管理它的工程數(shù)據(jù)。CE帶來(lái)的效益：導(dǎo)彈開(kāi)發(fā)周期由過(guò)去的5年縮短到24個(gè)月，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期縮短60%。大大縮短了設(shè)計(jì)評(píng)審與檢查的時(shí)間(一般情況下僅需3h)，并且提高了檢查和設(shè)計(jì)的質(zhì)量。案例1：27案例2：另外，像Siemens重型雷達(dá)設(shè)備也采用并行工程來(lái)改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量及縮短開(kāi)發(fā)周期。其實(shí)施有6個(gè)方面的要求：·建立“一次開(kāi)發(fā)成功”團(tuán)隊(duì)和技術(shù)中心;·開(kāi)發(fā)一種新的設(shè)計(jì)過(guò)程控制工具來(lái)跟蹤循環(huán)中的時(shí)間延遲，消除無(wú)效的等待時(shí)間;·引入IDEF建模系統(tǒng)，使工程師在建模過(guò)程中質(zhì)疑并改進(jìn);·過(guò)程控制工具。其軟件包含獲得每個(gè)通過(guò)設(shè)計(jì)中心的設(shè)計(jì)文件的歷史資料以及記錄DCI的根本原因;·采用1個(gè)在線系統(tǒng)要求對(duì)取消DCI負(fù)責(zé)的工程管理員寫出詳細(xì)原因;·將產(chǎn)品設(shè)計(jì)小組和產(chǎn)品測(cè)試小組合并為數(shù)字小組，并在以后負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)測(cè)試，測(cè)試考慮則將成為設(shè)計(jì)過(guò)程的一部分。案例2：28案例3：ABB(瑞士)火車運(yùn)輸系統(tǒng)建立了支持CE的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、可互操作的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和一致的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，組織了設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的團(tuán)隊(duì)，并應(yīng)用仿真技術(shù)。應(yīng)用并行工程后大大縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期。過(guò)去從合同簽訂到交貨需3~4年，現(xiàn)在僅用3~18個(gè)月，對(duì)于東南亞的顧客，可在12個(gè)月內(nèi)交貨。整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期縮短25%~33%，其中從用戶需求到測(cè)試平臺(tái)需6個(gè)月，縮短了50%。案例3：29如表所示，其他一些公司應(yīng)用并行工程后也產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。案例成本庫(kù)存生產(chǎn)周期開(kāi)發(fā)周期勞動(dòng)生產(chǎn)率HP公司降低4％降低7％降低9％縮短3％上升30％AT&T

降低6％縮短8％

上升23％麥道公司

縮短2％

迪爾公司降低30％降低60～70％

縮短6％

如表所示，成本庫(kù)存生產(chǎn)周期開(kāi)發(fā)周期勞動(dòng)生產(chǎn)率HP公司降低4％30我國(guó)并行工程的發(fā)展與應(yīng)用CE在中國(guó)的研究與應(yīng)用分為以下幾個(gè)階段：·1992年前是并行工程的預(yù)研階段，863/CIMS年度計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金資助了一些并行工程相關(guān)技術(shù)的研究課題，如面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)的智能DFM，并行設(shè)計(jì)方法研究，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程建模與仿真技術(shù)研究等?！?993年，863/CIMS主題組織清華大學(xué)、北航、上海交大、華工和航天204所等單位，組成CE可行性論證小組，提出在CIMS實(shí)驗(yàn)工程的基礎(chǔ)上開(kāi)展CE的攻關(guān)研究?！?995年5月，863/CIMS主題重大關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目“并行工程”正式立項(xiàng)，投入大量資金開(kāi)展CE方法、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用實(shí)施的研究。·1995年5月-1997年12月，進(jìn)行了“并行工程”項(xiàng)目的攻關(guān)研究。1998年至今，“并行工程”已有攻關(guān)成果并進(jìn)一步深入研究，應(yīng)用于航天等領(lǐng)域。我國(guó)并行工程的發(fā)展與應(yīng)用CE在中國(guó)的研究與應(yīng)用分為以下幾個(gè)31國(guó)內(nèi)：在國(guó)家科技部和863/CIMS主題專家組的領(lǐng)導(dǎo)下，1995年7月由清華大學(xué)、華中理工大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)和航天工業(yè)總公司二院5個(gè)單位人員組成“863/CIMS關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)棗并行工程”的技術(shù)攻關(guān)隊(duì)伍，以航天總公司二院的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件為應(yīng)用背景，開(kāi)展并行工程關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用。經(jīng)過(guò)近兩年的攻關(guān)，終于取得了重大進(jìn)展。該項(xiàng)目在應(yīng)用上有特色，在某些關(guān)鍵技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，目前，該項(xiàng)目已經(jīng)通過(guò)鑒定。國(guó)內(nèi)：32范例1：西安飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司在已有軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)支持飛機(jī)內(nèi)裝飾并行工程的系統(tǒng)工具，包括：適用于飛機(jī)內(nèi)裝飾的CAID系統(tǒng)、DE