【正文】 標(biāo)位置的距離 ? 這種模式不需要復(fù)雜的工裝，而且還可以減少人為的干預(yù)，因此可減少測(cè)量誤差，從而極大地改善裝配質(zhì)量。 完畢 64 ? 一、并行工程的概念 并行工程 （ Concurrent Engineering，簡(jiǎn)稱 CE）亦稱同步工程（ Simultaneous Engineering），是一種思想和系統(tǒng)方法，它以集成的、并行的方式設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程，包括對(duì)制造過程、支持過程的設(shè)計(jì)。 65 ? 長(zhǎng)期以來， 產(chǎn)品開發(fā)過程一直采用串行工作模式，其工作流程如圖 526所示。在目前這種競(jìng)爭(zhēng)激烈、產(chǎn)品更新?lián)Q代快的市場(chǎng)條件下，這種方法的缺陷已經(jīng)嚴(yán)重威脅著企業(yè)的發(fā)展。 67 ? 并行工程通過集成企業(yè)內(nèi)的一切資源，使生產(chǎn)的整個(gè)過程在設(shè)計(jì)階段就全面展開，以確保設(shè)計(jì)和制造的一次成功率。 并行工程的工作流程如圖 527所示。 70 需求分析 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì) 制造裝配 服務(wù) 串行設(shè)計(jì)時(shí)間 需求分析 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì) 制造裝配 服務(wù) 并行設(shè)計(jì)時(shí)間 節(jié)省的時(shí)間 圖 528 串行工作模式與并行工作模式的比較 71 二、并行工程的最終目標(biāo) ? 并行工程是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，通過這種全新的設(shè)計(jì)與研發(fā)模式，并行工程最終要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)如下： ? （ 1）提高產(chǎn)品及其開發(fā)全過程（設(shè)計(jì)／工藝／制造／服務(wù)）的質(zhì)量 ? 并行工程強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品質(zhì)量不應(yīng)靠檢驗(yàn)來保證，而是要將質(zhì)量融于其設(shè)計(jì)與制造的全過程。雖然并行工程強(qiáng)調(diào)的“一次成功”使設(shè)計(jì)過程的成本有所增加，但由于產(chǎn)品生產(chǎn)成本的 70%和產(chǎn)品生命周期總成本的 80～ 90%是由設(shè)計(jì)階段決定的，因此，設(shè)計(jì)階段所獲得的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案對(duì)于降低產(chǎn)品生命周期總的成本意義顯著。 72 采用并行工程后，產(chǎn)品的主要效益 ? 據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)，采用并行工程后，產(chǎn)品的效益主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 : ? (1)改善了產(chǎn)品質(zhì)量：制造缺陷下降了 87%,外場(chǎng)故障率下降了 83%。 ?圖 529 采用與未采用并行工程的工程更改量比較 74 三、并行工程應(yīng)注意的問題 ? 并行工程是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量追求低成本、短周期、高效益，因此，并行工程在實(shí)施過程中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題： ? （ 1）并行工程不能隨意取消一個(gè)完整的工程過程中現(xiàn)存的、順序的、向前傳遞信息的任一必要環(huán)節(jié)，所有的下游過程都是為了完成費(fèi)效比最優(yōu)的聯(lián)合設(shè)計(jì)。 ? （ 3）并行工程不僅是可加工性設(shè)計(jì)，也不僅僅是可靠性和可維護(hù)性設(shè)計(jì)，并行工程包括產(chǎn)品的美觀性、可裝配性、耐用性甚至產(chǎn)品報(bào)廢后的可處理性等更多需求能力的設(shè)計(jì)，其目的是優(yōu)化設(shè)計(jì)。 ? 管理方面主要是建立跨部門多專業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)，此團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)包括市場(chǎng)、設(shè)計(jì)、工藝、制造、采購(gòu)、銷售、維修服務(wù)等各部門的人員以及客戶、供應(yīng)商和社會(huì)某些職能部門或單位（如環(huán)保部門，法律咨詢）的代表。 CAX用以輔助開發(fā)和評(píng)估各種有關(guān)復(fù)雜產(chǎn)品及其工藝設(shè)計(jì)方案。此外，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，不可能包括全部的詳細(xì)信息。包括： DFM（ Design for Manufacture）面向制造的設(shè)計(jì)、 DFA（ Design for Assemble） 面向裝配的設(shè)計(jì)、 DFC（ Design for Cost） 面向成本的設(shè)計(jì)、 DFT（ Design for Test） 面向測(cè)試的設(shè)計(jì)、 DFS（ Design for Several） 面向維護(hù)的設(shè)計(jì)、 DFE（ Design for Environment） 面向環(huán)境的設(shè)計(jì)等。 DFA與 DFM類似，它是將可裝配性在設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮，設(shè)計(jì)與裝配在計(jì)算機(jī)的支持下統(tǒng)一于一個(gè)通用的產(chǎn)品模型，來達(dá)到易于裝配、節(jié)省裝配時(shí)間、降低裝配成本的目的。 ? PDM的目標(biāo)是對(duì)并行工程中的共享數(shù)據(jù)和產(chǎn)品開發(fā)過程進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范管理，保證全局產(chǎn)品數(shù)據(jù)的一致性和開發(fā)過程的協(xié)調(diào)管理，并提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)控制界面，使協(xié)同設(shè)計(jì)組能在一個(gè)統(tǒng)一的界面下工作，而不必關(guān)心應(yīng)用程序運(yùn)行在什么平臺(tái)上以及物理數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型及存儲(chǔ)位置，保證在不同的計(jì)算機(jī)硬件上運(yùn)行的有關(guān)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)異構(gòu)文件，設(shè)計(jì)人員可方便地檢索和存取。 79 4. 綜合協(xié)調(diào)技術(shù) ? 為了實(shí)現(xiàn)并行工程，首先要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員的集成， “ 協(xié)同工作 （ Team work） ” 是并行工程系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的首要條件，需要組織一個(gè)包括與產(chǎn)品開發(fā)全過程有關(guān)的各部門的工作技術(shù)人員的多功能小組，小組成員在設(shè)計(jì)階段協(xié)同工作，設(shè)計(jì)產(chǎn)品的同時(shí)設(shè)計(jì)有關(guān)過程。為了保證小組成員之間良好的信息通訊和協(xié)同的工作環(huán)境，集成的并行協(xié)同環(huán)境是必不可少的，它是實(shí)現(xiàn)并行工程系統(tǒng)的關(guān)鍵。 ? （ 2）分布式環(huán)境：各部門技術(shù)人員不可能同時(shí)在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上工作，它們分別在各自的工作站或微機(jī)終端上共享統(tǒng)一的產(chǎn)品模型，利用各自的 CAD、 CAPP、 CAM、 CAE等系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、仿真、評(píng)估并提出改進(jìn)意見，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工具和分布式知識(shí)庫(kù)保證它們之間的信息傳遞。 82 2. 并行協(xié)同的研制模式 ? 在飛機(jī)研制過程中有兩個(gè)方向的并行協(xié)同問題，一個(gè)是在工程設(shè)計(jì)階段的多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)，可看作是“橫向”的協(xié)同，它主要體現(xiàn)在多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì) MDO（ Multidisciplinary Design Optimization），涉及 CAD、 CAE和 CFD以及設(shè)計(jì)人員等各方面的協(xié)同上；另一個(gè)是研制過程的設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù)的“縱向”并行協(xié)同，它主要體現(xiàn)在 CAD、 CAM和使用維護(hù)的協(xié)同上。數(shù)字化協(xié)同不僅獲得了技術(shù)上的進(jìn)步，更重要的是為波音公司帶來了豐厚的回報(bào)，使 B777提前投入市場(chǎng)，創(chuàng)造了航空制造史上的奇跡。 JSF飛機(jī)研制聯(lián)合體通過構(gòu)建跨越 17個(gè)時(shí)區(qū)的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，把全球 30多個(gè)國(guó)家的 50多家公司的 5萬(wàn)名工程技術(shù)人員協(xié)同在同一信息化的平臺(tái)上，使 F35戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)間減少了 50%，工裝減少了 90%，零部件數(shù)量減少了 50%，制造周期縮短了 67%，制造成本降低了 50%，使用維護(hù)成本降低了 50%，使新一代聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)總裝一次完成，研制周期從原來的 42個(gè)月縮短至 24個(gè)月，創(chuàng)造了航空史上的奇跡，成為一個(gè)更值得學(xué)習(xí)借鑒的異地協(xié)同制造的典范。 ? BOM是計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)文件，也是 ERP的主導(dǎo)文件。 86 縮寫說明： ERP企業(yè)資源計(jì)劃 ? ERP：英文為 Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計(jì)劃 ? ERP系統(tǒng)是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)決策層及員工提供決策運(yùn)行手段的管理平臺(tái)。它對(duì)于改善企業(yè)業(yè)務(wù)流程、提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力具有顯著作用。它跳出了傳統(tǒng)企業(yè)邊界，從供應(yīng)鏈范圍去優(yōu)化企業(yè)的資源。 ERP系統(tǒng)中的 BOM的種類主要包括 5類：縮排式 BOM、匯總的 BOM、反查用 BOM、成本 BOM、計(jì)劃 BOM。異地設(shè)計(jì)、制造、管理與協(xié)同工作是未來航空工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。洛克希德 馬丁公司都從根本上實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)的串行研制模式向高度并行協(xié)同的研制模式的轉(zhuǎn)變。 ? （ 4）功能強(qiáng)大的應(yīng)用支持系統(tǒng)：智能控制的應(yīng)用支持系統(tǒng)必須具有調(diào)度各產(chǎn)品設(shè)計(jì)、仿真模塊、協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)中的沖突問題的能力，控制各個(gè)用戶對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)和知識(shí)的操作權(quán)限。 81 1. 并行協(xié)同環(huán)境的特點(diǎn) ? （ 1）統(tǒng)一的產(chǎn)品模型：統(tǒng)一的模型是實(shí)現(xiàn)集成的關(guān)鍵，它保證產(chǎn)品信息的唯一性，使設(shè)計(jì)人員使用“同一種語(yǔ)言”針對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行信息交流和數(shù)據(jù)操作。并行協(xié)同環(huán)境是集設(shè)計(jì)、分析、仿真等工具于一體的計(jì)算機(jī)集成框架或平臺(tái)，以分布式、通過網(wǎng)絡(luò)建立聯(lián)系。由于要求數(shù)據(jù)的開放性，必然要采用面向?qū)ο?(O－O)的技術(shù)來發(fā)展產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)。 ? 產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享是企業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的基礎(chǔ)，也是實(shí)施并行工程的基礎(chǔ)。 DFM是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段盡早地考慮與制造有關(guān)的約束（如可制造性），全面評(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，并提出改進(jìn)的反饋信息，及時(shí)改進(jìn)設(shè)計(jì)。換句話說，系統(tǒng)必須具有較高的智能化程度，具有一定的思維能力，能進(jìn)行模糊的邏輯推理。 CAX之間的這種交互性比傳統(tǒng)的 CAX系統(tǒng)要頻繁、復(fù)雜得多。 ? 技術(shù)支持方面應(yīng)包括： CAX技術(shù)（ CAD/CAB/CAPP/CAE等）、 DFX技術(shù)（ DFA/DFM/DFC等）、 PDM（ Products Data Management） 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、綜合協(xié)調(diào)技術(shù)等，其中 DFX 和 PDM 是其核心技術(shù)。而在并行工程中，魯棒性的實(shí)現(xiàn)是通過對(duì)大量過程優(yōu)化和確定怎樣用低成本零件達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)值。并行工程要求同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品及其下游過程設(shè)計(jì)，而不是設(shè)計(jì)產(chǎn)品的同時(shí)執(zhí)行生產(chǎn)過程。 ? (3)優(yōu)化了產(chǎn)品研制過程：產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其制造過程的一體化設(shè)計(jì)，使工程更改與圖紙更改減少 ,早期的生產(chǎn)工程更改量減少了 50%,備件貯存減少了 60%,工程原型機(jī)的制造工作量減少了 3倍 ,廢品和返工減少了 87%，制造成本降低了30～ 40%。 ? （ 3）縮短產(chǎn)品開發(fā)周期 ? 并行工程通過提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少了再設(shè)計(jì)工作量和反復(fù)過程；同時(shí)通過并行開發(fā)優(yōu)化的生產(chǎn)過程，不僅可以縮短設(shè)計(jì)周期，而且有利于提高生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)與制造過程的不斷完善和提高，是產(chǎn)品質(zhì)量的有力保證。通過這一策略，不僅實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)化，而且使整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程得到優(yōu)化。 ? 產(chǎn)品開發(fā)過程中的各階段工作交叉、并行進(jìn)行。 ? 據(jù)調(diào)查分析，企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的改進(jìn)是企業(yè)從應(yīng)用技術(shù)中獲得更大潛在效益的重要因素； ? 改進(jìn)產(chǎn)品的開發(fā)過程比改進(jìn)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程獲得的效益更為顯著。 ? 這種串行工作模式的缺陷在于： 在設(shè)計(jì)過程中不能及早考慮制造過程及質(zhì)量保證等問題，造成設(shè)計(jì)制造和使用嚴(yán)重脫節(jié)，使產(chǎn)品開發(fā)過程成為設(shè)計(jì)、加工、測(cè)試、修改設(shè)計(jì)大循環(huán)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)通過重復(fù)這一過程趨于完善，最終滿足用戶要求。仿真可以對(duì)每個(gè)備選方案進(jìn)行分析，然后優(yōu)選出一個(gè)方案，并可在詳細(xì)圖紙發(fā)放前把各種改進(jìn)建議納入設(shè)計(jì)過程。 圖 525 利用室內(nèi) GPS測(cè)量技術(shù)進(jìn)行定位 63 ? 總之，飛機(jī)的數(shù)字化裝配是飛行器數(shù)字化研制技術(shù)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到零部件制造，進(jìn)一步向部件裝配和飛機(jī)總裝配的延伸和發(fā)展，它使數(shù)字化研制技術(shù)真正完全地集成起來，使數(shù)字化產(chǎn)品的數(shù)據(jù)能從研制工作的上游暢通地向下游傳遞，充分了發(fā)揮了數(shù)字化研制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，這樣將大幅度地減少飛機(jī)裝配所需的標(biāo)準(zhǔn)工裝和生產(chǎn)工裝。 為了提高測(cè)量精度，建議一個(gè)測(cè)量點(diǎn)至少能接收到 4個(gè)發(fā)射器的信號(hào)。 IGPS測(cè)量系統(tǒng)特別適合于在大尺寸工件的裝配、檢查和準(zhǔn)直方面的應(yīng)用。 圖 522 圖 523 60 ? 在數(shù)字化裝配過程中，光學(xué)測(cè)量與補(bǔ)償技術(shù)不僅能夠準(zhǔn)確地獲取裝配零件的尺寸參數(shù)和位置信息，而且還可將數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)，進(jìn)行零件空間坐標(biāo)的反饋，以保證 精確數(shù)學(xué)模型的裝配位置和實(shí)際裝配位置 具有共同的加工基準(zhǔn)點(diǎn)?？刂葡到y(tǒng)通過對(duì)實(shí)際裝配位置與精確數(shù) 學(xué)模型的裝配位置進(jìn)行比較后，獲得部件