(完整版)并行工程案例
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并行工程中工程更改的管理及应用实例发表时间:2002-3-19 朱全敏熊光楞辜承林关键字:并行设计信息化应用调查在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本摘要:本文对并行工程环境下工程更改管理的需求作了分析, 并分别对有意更改和无意更改进行了过程建模。
指出若干的工程更改管理的方法,作为验证,给出了铁路货车产品设计中工程更改的实例。
关键词:并行工程,过程管理,工程更改,质量保证并行工程(Concurrent Engineering, CE)是一种现代工程方法,它站在产品设计与制造全过程的高度,打破传统的企业组织结构带来的部门分割封闭的观念,强调参与协同工作的效应、并行的产品开发方式;它应用先进的设计方法与技术手段,在产品设计的早期阶段就考虑到其后期发展的所有因素,以提高产品设计与制造的一次成功率。
为达到并行工程的目标,就必须要对一个产品生命周期中各个阶段进行分解、分析,进行开发过程的优化设计,按照产品规模的大小、涉及的范围及设计与加工方式,组织多学科开发团队来负责整个产品开发;它要求开发团队内部协调工作,使产品开发活动间多层次交互地并发进行。
产品开发过程管理是解决这些问题的有效途径,它的一项重要职能是对于工程更改的管理, 有时又称为设计迭代(并行迭代或工程变更)的管理。
1. 工程更改管理的需求分析工程更改(Engineering Change)是工业界普遍使用的术语[1],在产品开发过程中的作用是产生必要的信息,改正设计错误,提高所设计产品的性能。
国外学者常用“设计迭代”(Design Iteration)来定义它[2]。
按照在过程中出现工程更改的原因以及出现的频率来划分,又有“有意更改” (Intentional) 和“无意更改” (Unplanned) 两种类型[3]。
当产品开发过程中存在有工程更改的情况下,譬如某典型铁路货车产品的设计,若要达到设计要求,须在设计过程中进行相应子过程的二、三次设计反馈、更改,这种更改通常被认为是有意更改。
房屋建筑工程并行设计汇报人:2023-12-31•房屋建筑工程并行设计概述•并行设计的基本原则与策略•并行设计中的关键技术目录•并行设计在房屋建筑工程中的应用案例•并行设计的未来发展与展望01房屋建筑工程并行设计概述房屋建筑工程并行设计是一种将传统串行设计模式转变为并行设计模式的方法,通过多专业协同工作,实现设计、施工、管理等环节的并行处理,从而提高工程效率。
定义并行设计强调多专业协同、信息共享和快速反馈,通过并行处理减少设计变更和返工,缩短工程周期,降低成本。
特点定义与特点并行设计的重要性提高工程效率通过并行设计,各专业可以同时进行设计工作,减少了传统串行设计模式下的等待时间,加快了工程进度。
降低成本并行设计减少了设计变更和返工,降低了因错误或重复工作导致的成本增加。
提高工程质量并行设计模式下,各专业可以相互协作、互相监督,有助于提高工程设计的整体质量。
在并行设计中,各专业需要协同工作,但不同专业之间可能存在沟通障碍和技术壁垒,需要建立有效的沟通机制和技术支持。
跨专业协同工作并行设计中需要实现信息共享,但同时也涉及到信息安全和保密问题,需要采取有效的信息管理措施。
信息共享与保密在并行设计中,设计变更可能涉及多个专业,需要建立统一的设计变更管理流程,确保变更的及时性和准确性。
设计变更管理并行设计的实施难点与挑战02并行设计的基本原则与策略通过模块化设计,可以降低设计的复杂度,提高设计的效率和质量,同时便于模块的替换和升级,提高房屋建筑工程的可维护性和可持续性。
0102通过标准化设计,可以降低生产成本,提高施工效率,同时保证工程质量,减少安全隐患。
标准化设计原则是指在设计过程中,遵循统一的标准和规范,确保设计的一致性和互换性。
协同设计原则是指在设计过程中,各专业设计人员之间进行有效的沟通和协作,共同完成设计任务。
通过协同设计,可以避免设计冲突和重复工作,提高设计的整体性和有效性,同时促进各专业之间的技术交流和创新。
并行工程案例范文随着社会的发展和科技的进步,人们对于工程项目的要求也越来越高。
为了加快工程项目的进度和提高效率,利用并行工程的思想和方法已经成为一种常见的选择。
下面将介绍一个并行工程案例。
该案例是地区的一家大型建筑公司承接了一个住宅小区的建设项目。
该项目总共包括十栋建筑物的建设,涉及到土地开发、设计、施工和装修等多个环节。
在传统的工程项目中,各个环节是串行进行的,即一个环节完成后才能进行下一个环节。
然而,由于项目的复杂性和限期的要求,传统的串行方式已经无法满足项目的需求,因此公司决定采用并行工程的方式来加快工程进度。
首先,公司成立了一个项目管理小组,该小组负责对整个项目进行统筹规划。
他们根据项目的时间要求和资源分配情况,确定了各个环节的并行工程方案。
土地开发环节是整个项目的第一步,公司将该环节分成了三个子环节:用地审批、平整土地和基础设施建设。
为了加快进度,公司决定同时进行这三个子环节的工作。
他们聘请了专业的工程师团队来负责用地审批和基础设施建设,并与当地政府和供应商建立了紧密的合作关系,确保各个子环节能够顺利进行。
接下来的设计环节也采用了并行工程的思想。
公司聘请了多个设计团队,每个团队负责设计一栋建筑物。
他们设立了一个设计审核小组,负责对每个团队的设计进行审查和修改。
这样一来,设计团队可以并行地进行设计工作,大大缩短了设计时间。
施工环节也是采用并行工程方式进行。
公司将整个施工过程分成了多个子任务,并对每个子任务进行资源优化和进度管理。
在施工过程中,公司采用了先进的施工技术和设备,提高了工作效率并减少了施工时间。
同时,他们与供应商保持密切的合作关系,确保施工现场的物资供应和施工进度的同步进行。
最后的装修环节也进行了并行工程处理。
公司聘请了多个装修队伍,每个队伍负责一栋建筑物的装修工作。
为了提高效率,公司采用了标准化的装修方案,并与供应商建立了长期合作关系,确保装修材料的充足供应。
通过并行工程的方式,该建筑公司成功地加快了工程项目的进度,并在规定的时间内顺利完成了整个项目。
“铁路货车产品开发并行工程”是国家863/CIMS主题并行工程攻关成果民口应用工程项目。
齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司(以下简称齐车公司)的规模和能力居亚洲之首,连续7年被评为国家最大工业企业和全国500家最佳经济效益企业。
然而,从产品水平和开发手段来看,齐车公司与世界先进水平相比还存在较大差距,一些问题一直制约着齐车公司铁路货车产品的开发周期和水平。
主要表现在:● 齐车公司现行产品开发采用部门制和串行开发模式;● 缺乏数字化产品主模型;● 缺乏产品数据管理系统;● 计算机辅助产品开发需要从CAx上升到CAx与DFx的结合;● 铁路货车的结构强度分析、刚度分析及动力学性能分析不尽如人意;● 冲压模具设计与制造周期长;● 铸钢件生产准备周期长、试制费用高、成品率低。
体系结构及内容“齐车公司铁路货车产品开发并行工程”的总体结构如右下图所示,它包括三个分系统:图总体结构图1.产品开发管理分系统管理分系统包含产品开发过程建模与改进、团队运作管理、工作流程管理和产品数据管理4个功能模块。
这些功能覆盖了产品并行开发过程中的过程建模、分析、改进与监控,实现了产品开发工作流程的管理和产品数据管理。
此外,组建了产品开发团队,其中,澳大利亚粮食漏斗车开发团队就是根据项目的实际需求,在产品开发过程分析、建模与改进的基础上建立的。
2.工程设计分系统工程设计分系统由与产品开发相关的一些关键技术功能模块组成。
该分系统包括产品二维和三维设计系统、冲压与铸造模具设计系统、产品协同设计协调与冲突仲裁、数字化产品建模与CAD/CAM信息集成、工装模具制造仿真系统、计算机辅助工程分析(CAE)等功能模块。
以信息集成和CAD/CAM为基础,扩展面向成本的设计(DFC)和CAE功能;基于STEP标准实现了产品信息集成。
3.支撑环境分系统该分系统包括产品数据管理和网络两个子系统。
齐车公司产品开发的各环节在产品数据管理系统(PDM)的支持下,实现了产品开发过程和数据的集成。
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:
(一)
·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。
(二)
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。
(三)
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。