并行工程技術(shù)與客車車身的開發(fā)
| 并行工程（concurrent engineering）是對(duì)產(chǎn)品開發(fā)及其相關(guān)過程（工藝過程、制造過程、質(zhì)量控制等）進(jìn)行并行一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化的工作模式。針對(duì)當(dāng)今客車產(chǎn)品的定制化生產(chǎn)模式，在客車車身的開發(fā)過程中采用并行工程技術(shù)很有必要性。 并行工程站在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造全過程的高度，打破傳統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)帶來的部門分割封閉的觀念，強(qiáng)調(diào)參與者群體協(xié)同工作的效應(yīng)，要求產(chǎn)品開發(fā)人員與其他相關(guān)人員一起工作。其實(shí)質(zhì)是在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就充分地預(yù)料到該產(chǎn)品在制造、裝配、銷售、使用、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)的狀況，發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，及時(shí)地進(jìn)行設(shè)計(jì)修改和優(yōu)化。這是對(duì)開發(fā)組織模式的重大變革，它使產(chǎn)品開發(fā)方式由傳統(tǒng)的串行變?yōu)椴⑿?，開發(fā)的組織管理模式從嚴(yán)格分工的部門協(xié)作轉(zhuǎn)變?yōu)轫?xiàng)目團(tuán)隊(duì)方式。 通過重構(gòu)產(chǎn)品開發(fā)過程，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期階段工程師就考慮到其后期發(fā)展的所有因素，以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的一次成功率，從而大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低成本，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。本文將著重探討在客車車身開發(fā)中采用并行工程技術(shù)的必要性及其作用。 我國客車生產(chǎn)的趨勢(shì) 從規(guī)?；a(chǎn)到定制化生產(chǎn)是當(dāng)今客車生產(chǎn)的趨勢(shì)。首先，汽車行業(yè)的大批量生產(chǎn)首先產(chǎn)生于二十世紀(jì)的福特汽車公司，這種流水線的生產(chǎn)方式很快被其他行業(yè)所效仿。晚于轎車生產(chǎn)的客車生產(chǎn)廠家也普遍采用大批量生產(chǎn)的方式，它的優(yōu)點(diǎn)是眾所周知的，如降低成本、增加產(chǎn)量，滿足更多客戶的購車愿望等。 但是隨著人們對(duì)客車產(chǎn)品要求的提高和某些個(gè)性化的需求，產(chǎn)品定制的份額逐年擴(kuò)大，新產(chǎn)品的壽命逐年縮短。為適應(yīng)市場(chǎng)的不斷變化，一些大的客車主機(jī)廠家每年開發(fā)的新產(chǎn)品多達(dá)十幾種，有時(shí)甚至幾十種，其中以車身造型、結(jié)構(gòu)等的變化為最多，個(gè)別訂單還可能是單件，有些產(chǎn)品由于要求的交貨期短而取消了樣車的試制環(huán)節(jié)，這就使企業(yè)承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)越來越大。 因此，能夠快速、及時(shí)為用戶開發(fā)出高水平與高質(zhì)量的客車產(chǎn)品，降低企業(yè)經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)就顯得尤為重要。將并行技術(shù)用于客車車身的開發(fā)中無疑將大大縮短開發(fā)周期，提高產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，從而提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 客車車身開發(fā)的并行模式 傳統(tǒng)的客車車身的開發(fā)包括：整車的造型（CAS）及總布置設(shè)計(jì)（CAD）、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（CAD）、車身工程分析（CAE）及工藝設(shè)計(jì)等，它們普遍采用串行開發(fā)模式（圖1）。在串行開發(fā)模式下，其設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)序上沒有重疊與反饋，即使反饋也是事后的反饋，這種開發(fā)模式，使各開發(fā)環(huán)節(jié)前后脫節(jié)，設(shè)計(jì)改動(dòng)量大，產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)，成本高。 客車車身開發(fā)的并行模式（圖2），是將時(shí)間上先后的設(shè)計(jì)過程轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r(shí)考慮和盡可能同時(shí)處理的過程的方式，如在產(chǎn)品的造型和總布置設(shè)計(jì)時(shí)，除總設(shè)計(jì)師和相關(guān)設(shè)計(jì)人員參與外，將有更多的其它部門的人員開始介入，根據(jù)項(xiàng)目的進(jìn)展情況決定他們的參與程度。 同時(shí)車身的各分總成設(shè)計(jì)人員不是在造型確定和總布置完成后再開始自己的設(shè)計(jì)，而是項(xiàng)目開始就不斷的與總設(shè)計(jì)師交流，及時(shí)吸納設(shè)計(jì)思想并隨時(shí)反饋相關(guān)意見，在適宜的階段開始分總成的設(shè)計(jì)。車身結(jié)構(gòu)工程分析（CAE）是現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)不可或缺的重要一環(huán)，在串行設(shè)計(jì)模式下，該環(huán)節(jié)要在CAD設(shè)計(jì)最終完成后才開始建模分析，并隨時(shí)反饋給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，這樣就增加了開發(fā)的周期。在并行開發(fā)模式下，車身結(jié)構(gòu)工程分析人員利用共享設(shè)計(jì)平臺(tái)跟蹤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)度，隨時(shí)建模并不斷更新，基本可達(dá)到與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同步完成的程度。在這一時(shí)期車身的工藝、工裝設(shè)計(jì)也會(huì)同時(shí)開始，通過及時(shí)反饋工藝、工裝設(shè)計(jì)的問題使車身設(shè)計(jì)中存在的工藝、工裝等問題在設(shè)計(jì)完成時(shí)就得以解決，另外工藝、工裝的技術(shù)準(zhǔn)備和相應(yīng)的生產(chǎn)準(zhǔn)備也基本完成。這樣車身開發(fā)的成功率和效率將大大提高。 并行開發(fā)的關(guān)鍵問題 客車車身并行開發(fā)模式的實(shí)施必須從管理和技術(shù)兩方面進(jìn)行突破，目前急需解決的關(guān)鍵問題有以下幾方面： 1、改進(jìn)開發(fā)流程，并將配套商、客戶或銷售員納入設(shè)計(jì)開發(fā)體系中來。在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段，就能夠充分考慮沖壓件、玻璃鋼件等車身覆蓋件的可制造性和骨架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及車身的空氣動(dòng)力學(xué)等問題，從而能夠盡量減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量；同時(shí)使得在設(shè)計(jì)時(shí)即考慮到加工、裝配和工藝等問題，提高一次設(shè)計(jì)成功的可能性。 在造型及總布置方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一定階段向工程分析、工藝設(shè)計(jì)等下級(jí)流程提前發(fā)布信息，一方面及時(shí)得到信息反饋，以提高工藝性、可加工性等，另一方面，由于工程分析和工藝部門提前介入，使得下級(jí)流程及時(shí)體會(huì)設(shè)計(jì)意圖，同時(shí)可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行工程分析、工藝或生產(chǎn)準(zhǔn)備，實(shí)現(xiàn)工藝和工裝的并行開發(fā)，精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)過程。 此外，在設(shè)計(jì)之初就將配套商、客戶或銷售人員納入設(shè)計(jì)開發(fā)體系，縮短配套件的開發(fā)周期，并及時(shí)反饋開發(fā)中的問題，通過隨時(shí)聽取客戶或銷售人員的建議可有效的避免設(shè)計(jì)開發(fā)中的反復(fù)。 2、針對(duì)具體的產(chǎn)品開發(fā)，組建相應(yīng)的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。產(chǎn)品開發(fā)由傳統(tǒng)的部門制或?qū)I(yè)組變成以產(chǎn)品為主線的多學(xué)科、跨各個(gè)職能部門的項(xiàng)目開發(fā)團(tuán)隊(duì)。根據(jù)項(xiàng)目的大小組建不同級(jí)別的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，以某一車型開發(fā)為目標(biāo)組建*********別的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，在該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)下可分解出若干個(gè)子項(xiàng)目，可依據(jù)實(shí)際情況再組建下一級(jí)的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。 3、建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（如PDM系統(tǒng)）為框架的集成工作環(huán)境，建立資源分級(jí)別共享的網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)PDM系統(tǒng)下的CAD/CAE/CAM/CAPP等應(yīng)用工具與其它管理工具的對(duì)接，以適應(yīng)并行模式下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)。并針對(duì)客車車身開發(fā)流程中存在的具體問題實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品并行開發(fā)過程數(shù)據(jù)流程管理及變更過程管理，特別是完善產(chǎn)品數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)管理和變更過程的規(guī)范化，以保證產(chǎn)品更改流程的及時(shí)性、準(zhǔn)確性和規(guī)范性。 應(yīng)用并行工程技術(shù)開發(fā)后的效果 1、與其他技術(shù)有效結(jié)合，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，極大地減少了早期生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)更改。 2、縮短產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間，和常規(guī)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)相比，并行設(shè)計(jì)明顯地加快了設(shè)計(jì)進(jìn)程。 3、優(yōu)化了設(shè)計(jì)過程，減少了工藝、工裝設(shè)計(jì)的返工率，降低了設(shè)計(jì)、制造的成本。 4、保證了功能的實(shí)用性和客戶個(gè)性化的需求，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 結(jié)束語 將并行工程技術(shù)應(yīng)用于客車的車身開發(fā)不僅是對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，更是一種組織模式的應(yīng)用。應(yīng)該從技術(shù)和管理兩個(gè)方面加以重視，只有管理和組織好使用技術(shù)的主體——人，才能充分發(fā)揮并行工程這一模式的作用。因此，管理者對(duì)這一模式的推行顯得尤為重要，甚至超過了技術(shù)問題的突破，另外，打破傳統(tǒng)開發(fā)模式下形成的慣性也是必須要解決的問題。 |
