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数控液压机企业的并行制造工程
发布时间: 2020-2-8
         数控液压机企业的并行制造工程
  (1)并行制造的概念:激烈的市场竞争推动了社会的进步,在制造业领域涌现出一批先进的制造技术和概念,并行工程(CE)就是这些先进制造技术中的一种。它的概念是美国国防部防御分析研究所完整提出的。关于它的定义,目前国际上有多种提法,较为普通采用的是美国防务研究所在1988年12月给出的定义:并行工程是一种对数控液压机产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行的、一体化的工作模式。这种工作模式可使数控液压机产品开发人员一开始就能考虑到从数控液压机产品概念设计到报废的整个数控液压机产品生命周期中的所有因素,包括质量、成本、进度和用户要求。简而言之,并行工程就是集成地、并行地设计数控液压机产品及相关过程,包括制造过程和支持过程的系统化方法。
  从本质上讲,并行制造是一种以空间换取时间来处理系统复杂性的系统化方法,它以信息论、控制论和系统论为理论基础,在数据共享、人机交互等工具及集成上述工具的智能技术支持下,按多学科、多层次协同一致的组织方式工作。
  通过一个简单比较可以加深对并行工程概念的理解。在传统的串行工程中,信息流动是单向的、串行的,设计、制造过程中缺乏必要与及时的信息反馈,在设计的早期考虑不全面,致使经常需要对设计进行更改,构成了从概念设计到设计修改的大循环,而且可能在不同的环节多次重复这一过程。因此,在整个过程中,各个生产环节前后脱节,设计改动量大,数控液压机产品开发周期长、成本高。而并行工程是将时间上先后的作业实施过程转变为同时考虑和尽可能同时处理的作业方式,从而缩短了开发周期,降低了成本。
  并行制造不是某种现成的系统或结构,不能像软件或硬件数控液压机产品一样买来安装即可运行,而是一种自顶向下进行规划、自底向上进行实施的哲理和管理组织理念。将并行制造思想贯穿于数控液压机产品开发过程中,需要管理、设计、制造、支持等知识源的有机协调。它不仅依靠各知识源之间有效的通信,同时要求有良好的决策支持结构。
  (2)并行制造工程的特点:并行工程工作模式不同于常规的数控液压机生产设计模式,要求集成地、并行地设计数控液压机产品及其各种相关过程,具有并行性、整体性、协同性和集成性4个特征。
  ①并行性:并行性是CE的一个重要方面,它要求同时进行数控液压机产品及其下游过程设计,强调所有设计工作要在生产开始前完成。数控液压机产品生命周期中,任一环节至少应该完成三项任务:首先,对相邻上游环节结果的理解与分析;其次,实施本环节专属的任务;第三,为下游环节表达本环节工作的结果。从时间角度看,并行工作模式将相邻下游环节的起始时间提前,从而缩短了数控液压机产品生产周期。
  ②整体性:并行工程理论认为,制造系统(包括制造过程)是一个有机的整体,在空间中似乎相互独立的各个制造过程和知识处理单元之间,实质上都存在着不可分割的内在联系,特别是丰富的双向信息联系。设计、制造、管理等过程不再是一个个相互孤立的单元,而是将它们纳入一个系统来考虑。设计过程不仅出图样和其他设计资料,还要考虑质量控制、成本核算、进度计划等。
  并行工程强调全局性的考虑问题,即数控液压机产品研制者从一开始就考虑到数控液压机产品的整个生命周期中的所有因素。局部或某个过程、某个分系统的最优并不能满足并行制造的要求,并行工程追求的是整体最优。为了保证整体最优,往往需要牺牲局部的利益。
  ③协同性:并行工程中突出了人才因素的第一性。这是因为现代数控液压机产品越来越复杂,数控液压机产品开发过程涉及的学科门类和专业人员是相当多,如何取得数控液压机产品开发过程的整体最优,是并行工程的追求目标,其中的关键是如何更好地发挥掌握现代先进技术的人的群体协作,形成专门的工作小组,大家共同工作,随时对设计出的数控液压机产品和零件从各个方面进行审查,力求使设计出的数控液压机产品便于加工、便于装配、便于维修、便于运送、外观美、成本低、便于使用。在设计过程中,要定期组织讨论,大家畅所欲言,对设计可以“横加挑剔",帮助设计人员得出最佳化设计。把数控液压机产品开发过程看成一个有机系统,消除串行模式中各部门间的壁垒,使各部门协调一致,提高团体效益。
  ④集成性:并行工程是一种系统集成方法,具有人员集成、信息集成、功能集成和技术集成的特性。人员集成是指管理者、设计者、制造者、支持者以至用户集成为一个协调的整体。信息集成实现了数控液压机产品全生命周期中各类信息的获取、表示、表现和操作工具的集成和统一管理。功能集成是指数控液压机产品全生命周期中液压机企业内各部门功能集成,以及数控液压机产品开发液压机企业与外部协作液压机企业间功能的集成。技术集成即数控液压机产品全开发过程中涉及的多学科知识以及各种技术、方法的集成,形成集成的知识库、方法库。
  (3)并行制造的发展应用:1986~1992年是并行工程的研究与初步尝试阶段,1995年至今是新的发展阶段,并行工程作为一种新的理论,其中新技术不断更新:如网络上的异地协同设计,虚拟现实技术在设计中的应用,新的设计方法学等。
  自1992年以来,国外陆续报道了一些著名的液压机企业通过实施并行工程所取得的显著效益,如波音、洛克希德、雷诺、通用电力、微软等。并行工程在美国、德国、日本等一些国家中已得到广泛应用,其领域包括军工、航天、飞机、汽车、计算机、机械、电子等行业。例如美国洛克西德导弹与空降液压机企业1992年lo月开始采用并行工程的方法缩短新型号导弹开发周期达60%;波音公司于1991年开始开发新型的双发动机大型客机,采用并行工程的方法,采用无纸化设计,仅用3年的时间一次试飞成功,比传统的串行开发模式节约了近70%的时间;美国惠普公司采用并行工程的方法设计制造的54600型100兆赫兹示波器,在性能及价格上都优于亚洲最好的数控液压机产品,而研制周期却比传统的方法缩短了1/3。
  并行工程作为现代制造技术的发展方向,引起美国、欧洲和日本等工业国家的高度重视,近几年来正在迅速发展,其进一步的研究和发展主要在以下几方面:
  ①目前并行工程的支持环境是建立在“集成"基础之上的数控液压机产品生命周期的宏循环,正向理想的方式即微循环进军。
  ②并行工程作为一种有生命的哲理越来越多地融合虚拟制造和拟实制造,通常认为并行工程以信息集成为基础,实现数控液压机产品开发过程的集成与并行,这将为进一步实现液压机企业间集成和液压机企业经营过程重构等的敏捷制造打下基础。
  ③数控液压机产品数据管理(PDM)是实现并行工程的关键,有待进一步发展。
  ④并行工程作为一种哲理,现阶段已成功地用于机械、电子、化工等工程领域,其应用范围尚需进一步扩大,我国对此也做出积极反应,已把并行工程作为重大关键技术攻关项目。
  我国的数控液压机制造业,如汽车、电子、航空、机床和造船等在市场经济的大环境下要获得进入世界竞争的机会,必须增强自身的数控液压机产品开发能力。并行工程在国外一些著名液压机企业成功实施所取得的效益,以及在我国技术攻关的初步应用效果都充分证明了这一点。
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