并行工程
并行工程(Concurrent Engineering)
并行工程的历史并行工程是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、集成化处理的系统方法和综合技术。它要求产品开发人员从一开始就考虑到产品全生命周期（从概念形成到产品报废）内各阶段的因素（如功能、制造、装配、作业调度、质量、成本、维护与用户需求等等），并强调各部门的协同工作，通过建立各决策者之间的有效的信息交流与通讯机制，综合考虑各相关因素的影响，使后续环节中可能出现的问题在设计的早期阶段就被发现，并得到解决，从而使产品在设计阶段便具有良好的可制造性、可装配性、可维护性及回收再生等方面的特性，最大限度地减少设计反复，缩短设计、生产准备和制造时间。
并行工程的研究范围一般包括：
①并行工程管理与过程控制技术，
②并行设计技术，
③快速制造技术。
80年代前，并行工程在我国计划经济时代就已经有了很多成功范例，如找石油，原子弹，航天工程等等，并被成为社会主义优越性的表现之一，只不过当时没有起名叫并行工程罢了。
并行工程自20世纪80年代提出以来，美国、欧共体和日本等发达国家均给予了高度重视，成立研究中心，并实施了一系列以并行工程为核心的政府支持计划。很多大公司，如麦道公司、波音公司、西门子、IBM等也开始了并行工程实践的尝试，并取得了良好效果。
进入90年代，并行工程引起我国学术界的高度重视，成为我国制造业和自动化领域的研究热点，一些研究院、所和高等院校均开始进行一些有针对性的研究工作。1995年“并行工程”正式作为关键技术列入863/CIMS研究计划，有关工业部门设立小型项目资助并行工程技术的预研工作。国内部分企业也开始运用并行工程的思想和方法来缩短产品开发周期、增强竞争能力。但是，无论从技术研究还是企业实践上，我国都落后于国际先进水平十年左右，许多工作仍处在探索阶段。
并行工程的定义1988年美国国家防御分析研究所（IDA—Institute of Defense Analyze）完整地提出了并行工程（CE—Concurrent Engineering）的概念，即“并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。这种方法要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。并行工程的目标为提高质量、降低成本、缩短产品开发周期和产品上市时间。并行工程的具体做法是：在产品开发初期，组织多种职能协同工作的项目组，使有关人员从一开始就获得对新产品需求的要求和信息，积极研究涉及本部门的工作业务，并将所需要求提供给设计人员，使许多问题在开发早期就得到解决，从而保证了设计的质量，避免了大量的返工浪费.
并行工程的特征1.并行交叉
它强调产品设计与工艺过程设计、生产技术准备、采购、生产等种种活动并行交叉进行。并行交叉有两种形式：一是按部件并行交叉，即将一个产品分成若干个部件，使各部件能并行交叉进行设计开发；二是对每单个部件，可以使其设计、工艺过程设计、生产技术准备、采购、生产等各种活动尽最大可能并行交叉进行。需要注意的是，并行工程强调各种活动并行交叉，并不是也不可能违反产品开发过程必要的逻辑顺序和规律，不能取消或越过任何一个必经的阶段，而是在充分细分各种活动的基础上，找出各子活动之间的逻辑关系，将可以并行交叉的尽量并行交叉进行。
2.尽早开始工作
正因为强调各活动之间的并行交叉，以及并行工程为了争取时间，所以它强调人们要学会在信息不完备情况下就开始工作。因为根据传统观点，人们认为只有等到所有产品设计图纸全部完成以后才能进行工艺设计工作，所有工艺设计图完成后才能进行生产技术准备和采购，生产技术准备和采购完成后才能进行生产。正因为并行工程强调将各有关活动细化后进行并行交叉，因此很多工作要在我们传统上认为信息不完备的情况下进行。
并行工程本质特点1.并行工程强调面向过程（process-oriented）和面向对象（object-oriented）
一个新产品从概念构思到生产出来是一个完整的过程（process）。传统的串行工程方法是基于二百多年前英国政治经济学家亚当·斯密的劳动分工理论。该理论认为分工越细，工作效率越高。因此串行方法是把整个产品开发全过程细分为很多步骤，每个部门和个人都只做其中的一部分工作，而且是相对独立进行的，工作做完以后把结果交给下一部门。西方把这种方式称为“抛过墙法”（throw over the wall），他们的工作是以职能和分工任务为中心的，不一定存在完整的、统一的产品概念。而并行工程则强调人唢要面向整个过程或产品对象，因此它特别强调设计人员在设计时不仅要考虑设计，还要考虑这种设计的工艺性、可制造性、可生产性、可维修性等等，工艺部门的人也要同样考虑其他过程，设计某个部件时要考虑与其他部件之间的配合。所以整个开发工作都是要着眼于整个过程（process）和产品目标（product object）。从串行到并行，是观念上的很大转变。
2.并行工程强调系统集成与整体优化
在传统串行工程中，对各部门工作的评价往往是看交给它的那一份工作任务完成是否出色。就设计而言，主要是看设计工作是否新颖，是否有创造性，产品是否有优良的性能。对其他部门也是看他的那一份工作是否完成出色。而并行工程则强调系统集成与整体优化，它并不完全追求单个部门、局部过程和单个部件的最优，而是追求全局优化，追求产品整体的竞争能力。对产品而言，这种竞争能力就是由产品的TQCS综合指标--交货期（time）、质量（quality）、价格（cost）和服务（service）。在不同情况下，侧重点不同。在现阶段，并货期可能是关键因素，有时是质量，有时是价格，有时是它们中的几个综合指标。对每一个产品而言，企业都对它有一个竞争目标的合理定位，因此并行工程应酬 围绕这个目标来进行整个产品开发活动。只要达到整体优化和全局目标，并不追求每个部门的工作最优。因此对整个工作的评价是根据整体优化结果来评价的。
并行工程在先进制造技术中的地位与作用并行工程在先进制造技术中具有承上启下的作用，这主要体现在两个方面：
1.并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技术支持下，将原来分别进行的工作在时间和空间上交叉、重迭，充分利用了原有技术，并吸收了当前迅速发展的计算机技术、信息技术的优秀成果，使其成为先进制造技术中的基础。
2.在并行工程中为了达到并行的目的，必须建立高度集成的主模型，通过它来实现不同部门人员的协同工作；为了达到产品的一次设计成功，减少反复，它在许多部分应用了仿真技术；主模型的建立、局部仿真的应用等都包含在虚拟制造技术中，可以说并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并行工程的进一步发展方向是虚拟制造（VM?/FONT>Virtual Manufacturing）。所谓虚拟制造又叫拟实制造，它利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的
国外并行工程的发展·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。
国外并行工程的应用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，现在仅用 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。
我国并行工程的发展与应用我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：
·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。
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。
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。