摘要:闡述了并行設計技術的基本概念。以1~3t小軸距彈性胎系列叉車的研制過程為例,介紹了介紹了并行設計技術的具體實施過程,分析總結了并行設計技術的應用效果。
1并行設計技術概述
并行設計技術(ConcurrentDesign),20世紀60年代起源于日本,并率先在豐田汽車公司得到應用。其基本思想就是打破傳統(tǒng)串行開發(fā)中各相關部門依次串行作業(yè)的條塊限制,在產品開發(fā)的初期就綜合考慮產品生命周期中各個環(huán)節(jié)的影響,實現產品設計與后續(xù)活動的協(xié)調,以大幅度縮短研制周期,使產品獲得更加穩(wěn)定的質量和更為低廉的成本。
并行設計技術作為一種新的思想被引人到產品開發(fā)中,給人們帶來的是觀念上的革命。它強調的是各部門之間的充分交流與探討,明確目標,形成共識,早期制定各種翔實的計劃,協(xié)同作業(yè),而CAD/CAE/CAM/CAPP/ERP等新技術的推廣使用,又為并行設計技術的應用提供了更為有力的工具。
2叉車研制中的快速開發(fā)模型
過去,我們在產品開發(fā)中采用串行設計的開發(fā)模型,各部門依據各自的職能串行作業(yè),缺少必要的信息交流。由于在設計完成后,其它部門才依次介入,后面每個環(huán)節(jié)再提出整改意見,又得從修改設計開始,經常造成重大返工,開發(fā)周期很長。
為了縮短新產品的開發(fā)周期,提高設計質量,我們引入了并行設計技術,建立了快速開發(fā)模型。由于從產品開發(fā)的最初階段,各相關部門就進行了充分的探討與協(xié)商,對產品進行恰如其分的市場定位,明確開發(fā)目標,使后期工作少走了許多彎路。在實施階段,各相關部門圍繞既定目標,同步開發(fā),協(xié)同作業(yè),大大減少了設計中的差錯和返工,提高了設計質量,縮短了開發(fā)周期。
3叉車研制中并行設計技術的實施
根據市場情報分析,北美市場對1—3t小軸距彈性胎系列叉車有較大需求,而該系列產品在國內是空白,如果采用串行設計方法,沒有2年多時間,很難推出產品,為此我們嘗試采用并行設計開發(fā)技術。
3.1第一階段--產品策劃與概念設計的并行開發(fā)
過去搞叉車設計,大多是由開發(fā)部門獨立完成產品的策劃與概念設計,較少考慮市場需求、生產與配套的要求以及計劃的協(xié)調,容易出現市場定位不準的問題。
在小軸距叉車并行設計開發(fā)中,首先成立了由總工程師掛帥,開發(fā)、市場、管理、生產、質量等多部門組成的項目領導小組,對北美市場的特殊需求、競爭對手的產品特點和現有資源等情況進行多部門綜合分析,確定了產品的市場定位,擬訂產品的開發(fā)目標、質量保證構想、生產制造構想和綜合進度計劃等,使所有人員明確目標。
3.2第二階段--方案設計評審與綜合計劃的并行開發(fā)
在小軸距叉車同步開發(fā)中,項目小組實施開放式方案設計,圍繞第一階段的目標與構想,設計、標準、工藝、質量、生產、主要客戶及協(xié)作廠家等共同參與,制定詳細的方案及實施網絡計劃。
(1)與客戶協(xié)同的虛擬方案設計
方案設計借助于虛擬設計技術,在3DS環(huán)境下,完成3D虛擬模型制作、渲染,并經領導小組及北美客戶的審核予以確定。由于虛擬設計及客戶參與,使開發(fā)的產品更加符合用戶的需求,保證產品開發(fā)一次成功。
(2)設計標準化與設計計劃的制定
標準化工作由事后把關改為事前參與,擬定出產品開發(fā)應遵循的國內外相關標準,制定產品標準,使產品開發(fā)有章可循。
制定詳細的零部件設計方案,確定設計進度計劃。
(3)工藝計劃與生產制造計劃
過去在叉車設計中,工藝與生產制造人員在設計工作完成以后,才開始進行工藝制定及生產準備工作,這時如果再提出改進意見,由于設計工作已經完成,所以很難被設計人員接受,否則就要對圖紙進行較大的修改。
在小軸距叉車設計中,由于工藝及生產人員已經參與產品開發(fā),在叉車方案設計時,即充分考慮到工藝要求及生產需要,更便于提高設計質量,降低制造成本。同時,工藝及生產人員參與方案設計,也便于及時制定工藝計劃與生產制造計劃。
(4)質量及成本控制計劃
過去搞叉車設計,設計人員更為關心的是技術的先進性,而較少關心質量與成本,質量是事后把關,成本是發(fā)生多少就是多少。
在小軸距叉車設計中,質保人員參與設計,事先制定質量保證計劃,并提出質量改進要求。圍繞第一階段目標,制定成本控制計劃,然后分解落實到每個系統(tǒng)、部件和工序之中。
(5)主要協(xié)作廠家參與并行方案設計
過去開發(fā)叉車,在生產計劃下達后,才由采購部門向協(xié)作廠家提供圖紙,與協(xié)作廠家之間缺少前期交流。
在小軸距叉車設計中,主要協(xié)作廠家在方案設計階段就參與到產品開發(fā)之中。由于協(xié)作廠家在專業(yè)配套方面具有豐富的經驗,因此可以將他們的專業(yè)技術,以及低成本、高質量的配套方案引入到方案設計中。
3.3第三階段--詳細設計與生產準備的并行開發(fā)
在小軸距叉車的開發(fā)過程中,由于在第一、二階段各相關部門進行了精心策劃,因此,在第三階段各相關部門就避免了大量的等待時間,各部門可以按計劃、圍繞一個中心目標、同步協(xié)同快速開發(fā),大大縮短開發(fā)時間。
(1)PDM及CAD技術支持的詳細設計
采用Workcentg、AutoCAD等軟件設計的每一個零部件,其他人員都可以同步調閱、審查。采用MDT三維軟件,對復雜零件(如平衡重)進行精確的實體造型,對其幾何、物理特性進行精確分析,并生成鑄造模型。采用快速成型技術,根據3D模型,同步快速生成儀表板、箱體、發(fā)動機罩和平衡重等原型,各方面人員可以更直觀地探討產品改進方案。
(2)CAM、CAPP、MRPⅡ等技術支持的工藝設計、規(guī)劃CAM技術與NC控制技術相結合,生成NC加工代碼,進行加工工藝驗證,快速制造大型復雜模具,柔性加工產品零部件。CAPP、MRPⅡ技術支持工藝設計規(guī)劃,平衡生產能力,并制定準確的采購計劃和生產計劃等。由于工藝生產的同步介入,零部件的工藝性更好,生產的準備更充分。
(3)協(xié)作件的并行設計開發(fā)
由于協(xié)作廠家在第二階段已經參與方案設計,因此他們可以與開發(fā)小組并行設計并同步進行生產準備,避免了過去協(xié)作廠家被動參與的不利局面。
(4)關鍵零部件的試驗驗證
對于叉車中的驅動橋、轉向橋和門架等關鍵零部件同步進行強化試驗,發(fā)現問題可及時整改。
(5)長周期零部件同步試產計劃
由于配重、內燃機罩的沖壓件、箱體等零部件模具制造較為復雜,制造準備周期較長,因此在MRPⅡ系統(tǒng)、CAD/CAM系統(tǒng)支持下,提前下達零部件試產計劃,確保同步。
(6)分部件試產、采購計劃取代整車試產計劃,使計劃更加準確。
3.4第四階段--組裝、試驗、驗證
在小軸距叉車的并行開發(fā)過程中,由于各部門的同步協(xié)同作業(yè),許多問題在一開始就得到充分認識并加以解決,CAx技術的采用進一步提高了設計質量確保試制與試驗一次性取得成功。這樣,就避免了過去傳統(tǒng)開發(fā)中,所有問題在試制與試驗時集中暴露,避免了多次修改圖紙。
3.5第五階段--批量投產
由于采用并行開發(fā)技術,計劃周密,準備充分小軸距叉車僅用8個月的時間就已批量投產,并投放北美市場,取得驕人的業(yè)績。
4并行開發(fā)技術的應用效果
(1)使新產品更貼近市場需求。
(2)產品成本得到有效控制。
(3)設計質量顯著提高。
(4)大大縮短了開發(fā)時間。
(5)促進了計算機的應用與普及。(end)