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數控液壓機企業的并行制造工程
發布時間: 2020-2-8
         數控液壓機企業的并行制造工程
  (1)并行制造的概念:激烈的市場競爭推動了社會的進步,在制造業領域涌現出一批先進的制造技術和概念,并行工程(CE)就是這些先進制造技術中的一種。它的概念是美國國防部防御分析研究所完整提出的。關于它的定義,目前國際上有多種提法,較為普通采用的是美國防務研究所在1988年12月給出的定義:并行工程是一種對數控液壓機產品及其相關過程(包括制造過程和支持過程)進行并行的、一體化的工作模式。這種工作模式可使數控液壓機產品開發人員一開始就能考慮到從數控液壓機產品概念設計到報廢的整個數控液壓機產品生命周期中的所有因素,包括質量、成本、進度和用戶要求。簡而言之,并行工程就是集成地、并行地設計數控液壓機產品及相關過程,包括制造過程和支持過程的系統化方法。
  從本質上講,并行制造是一種以空間換取時間來處理系統復雜性的系統化方法,它以信息論、控制論和系統論為理論基礎,在數據共享、人機交互等工具及集成上述工具的智能技術支持下,按多學科、多層次協同一致的組織方式工作。
  通過一個簡單比較可以加深對并行工程概念的理解。在傳統的串行工程中,信息流動是單向的、串行的,設計、制造過程中缺乏必要與及時的信息反饋,在設計的早期考慮不全面,致使經常需要對設計進行更改,構成了從概念設計到設計修改的大循環,而且可能在不同的環節多次重復這一過程。因此,在整個過程中,各個生產環節前后脫節,設計改動量大,數控液壓機產品開發周期長、成本高。而并行工程是將時間上先后的作業實施過程轉變為同時考慮和盡可能同時處理的作業方式,從而縮短了開發周期,降低了成本。
  并行制造不是某種現成的系統或結構,不能像軟件或硬件數控液壓機產品一樣買來安裝即可運行,而是一種自頂向下進行規劃、自底向上進行實施的哲理和管理組織理念。將并行制造思想貫穿于數控液壓機產品開發過程中,需要管理、設計、制造、支持等知識源的有機協調。它不僅依靠各知識源之間有效的通信,同時要求有良好的決策支持結構。
  (2)并行制造工程的特點:并行工程工作模式不同于常規的數控液壓機生產設計模式,要求集成地、并行地設計數控液壓機產品及其各種相關過程,具有并行性、整體性、協同性和集成性4個特征。
  ①并行性:并行性是CE的一個重要方面,它要求同時進行數控液壓機產品及其下游過程設計,強調所有設計工作要在生產開始前完成。數控液壓機產品生命周期中,任一環節至少應該完成三項任務:首先,對相鄰上游環節結果的理解與分析;其次,實施本環節專屬的任務;第三,為下游環節表達本環節工作的結果。從時間角度看,并行工作模式將相鄰下游環節的起始時間提前,從而縮短了數控液壓機產品生產周期。
  ②整體性:并行工程理論認為,制造系統(包括制造過程)是一個有機的整體,在空間中似乎相互獨立的各個制造過程和知識處理單元之間,實質上都存在著不可分割的內在聯系,特別是豐富的雙向信息聯系。設計、制造、管理等過程不再是一個個相互孤立的單元,而是將它們納入一個系統來考慮。設計過程不僅出圖樣和其他設計資料,還要考慮質量控制、成本核算、進度計劃等。
  并行工程強調全局性的考慮問題,即數控液壓機產品研制者從一開始就考慮到數控液壓機產品的整個生命周期中的所有因素。局部或某個過程、某個分系統的最優并不能滿足并行制造的要求,并行工程追求的是整體最優。為了保證整體最優,往往需要犧牲局部的利益。
  ③協同性:并行工程中突出了人才因素的第一性。這是因為現代數控液壓機產品越來越復雜,數控液壓機產品開發過程涉及的學科門類和專業人員是相當多,如何取得數控液壓機產品開發過程的整體最優,是并行工程的追求目標,其中的關鍵是如何更好地發揮掌握現代先進技術的人的群體協作,形成專門的工作小組,大家共同工作,隨時對設計出的數控液壓機產品和零件從各個方面進行審查,力求使設計出的數控液壓機產品便于加工、便于裝配、便于維修、便于運送、外觀美、成本低、便于使用。在設計過程中,要定期組織討論,大家暢所欲言,對設計可以“橫加挑剔",幫助設計人員得出最佳化設計。把數控液壓機產品開發過程看成一個有機系統,消除串行模式中各部門間的壁壘,使各部門協調一致,提高團體效益。
  ④集成性:并行工程是一種系統集成方法,具有人員集成、信息集成、功能集成和技術集成的特性。人員集成是指管理者、設計者、制造者、支持者以至用戶集成為一個協調的整體。信息集成實現了數控液壓機產品全生命周期中各類信息的獲取、表示、表現和操作工具的集成和統一管理。功能集成是指數控液壓機產品全生命周期中液壓機企業內各部門功能集成,以及數控液壓機產品開發液壓機企業與外部協作液壓機企業間功能的集成。技術集成即數控液壓機產品全開發過程中涉及的多學科知識以及各種技術、方法的集成,形成集成的知識庫、方法庫。
  (3)并行制造的發展應用:1986~1992年是并行工程的研究與初步嘗試階段,1995年至今是新的發展階段,并行工程作為一種新的理論,其中新技術不斷更新:如網絡上的異地協同設計,虛擬現實技術在設計中的應用,新的設計方法學等。
  自1992年以來,國外陸續報道了一些著名的液壓機企業通過實施并行工程所取得的顯著效益,如波音、洛克希德、雷諾、通用電力、微軟等。并行工程在美國、德國、日本等一些國家中已得到廣泛應用,其領域包括軍工、航天、飛機、汽車、計算機、機械、電子等行業。例如美國洛克西德導彈與空降液壓機企業1992年lo月開始采用并行工程的方法縮短新型號導彈開發周期達60%;波音公司于1991年開始開發新型的雙發動機大型客機,采用并行工程的方法,采用無紙化設計,僅用3年的時間一次試飛成功,比傳統的串行開發模式節約了近70%的時間;美國惠普公司采用并行工程的方法設計制造的54600型100兆赫茲示波器,在性能及價格上都優于亞洲最好的數控液壓機產品,而研制周期卻比傳統的方法縮短了1/3。
  并行工程作為現代制造技術的發展方向,引起美國、歐洲和日本等工業國家的高度重視,近幾年來正在迅速發展,其進一步的研究和發展主要在以下幾方面:
  ①目前并行工程的支持環境是建立在“集成"基礎之上的數控液壓機產品生命周期的宏循環,正向理想的方式即微循環進軍。
  ②并行工程作為一種有生命的哲理越來越多地融合虛擬制造和擬實制造,通常認為并行工程以信息集成為基礎,實現數控液壓機產品開發過程的集成與并行,這將為進一步實現液壓機企業間集成和液壓機企業經營過程重構等的敏捷制造打下基礎。
  ③數控液壓機產品數據管理(PDM)是實現并行工程的關鍵,有待進一步發展。
  ④并行工程作為一種哲理,現階段已成功地用于機械、電子、化工等工程領域,其應用范圍尚需進一步擴大,我國對此也做出積極反應,已把并行工程作為重大關鍵技術攻關項目。
  我國的數控液壓機制造業,如汽車、電子、航空、機床和造船等在市場經濟的大環境下要獲得進入世界競爭的機會,必須增強自身的數控液壓機產品開發能力。并行工程在國外一些著名液壓機企業成功實施所取得的效益,以及在我國技術攻關的初步應用效果都充分證明了這一點。
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