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摘要：并行工程是指对产品及其相关过程进行并行、集成设计的一种系统化工作模式，是一种先进的设计和制造模式，广泛运用于企业的组织、管理和运行。并行工程的实施能够提高轨道交通车辆产品开发的并行化程度，缩短周期，节约成本，加快企业信息化进程。
关键词：并行工程 轨道交通 产品开发
1 并行工程的概念
并行工程是指对产品及其相关过程进行并行、集成设计的一种系统化工作模式，该工作模式要求在设计中尽可能地并行开发产品和工艺，成立跨职能小组，小组成员保持交流，目的在于缩短产品开发周期、提高产品质量与可靠性，降低产品成本。
并行工程是一种先进的设计和制造模式，广泛运用于企业的组织、管理和运行。产品开发采用并行过程的集成化模式，将系统工程技术、制造技术与计算机技术和自动化技术相结合，在产品开发的早期全面考虑产品生命周期中的各种因素，避免重复开发过程，使产品开发一次成功。可大幅度缩短产品开发周期，提高产品质量，降低产品成本。
2 并行工程思想产生背景
在提出并行工程这一理念之前，产品开发一直沿用串行工程思想，其开发过程为：先进行市场需求分析，将分析结果交给设计部门；然后进行产品设计，将图纸交给工艺部门进行工艺方法的设计和制造工装准备；采购部门根据要求进行采购，等一切条件齐备以后进行生产加工和测试。若产品结果不满意再反馈到设计、工艺等部门修改，直到满足要求。这种方法会造成产品设计的大循环，影响产品上市时间和制造成本。
在信息沟通困难，且专业分工较细的时代，串行产品开发模式可以保证产品开发过程有条不紊地进行，但却存在很多弊端，不能保证在设计的早期阶段便考虑整个产品开发过程的多种因素的协调，致使最终产品存在许多事先无法估计到的缺陷。为了弥补这些缺陷，往往又要重新回到前面的概念设计，使产品开发周期延长，成本提高。
3 并行工程在轨道交通产品领域施行的必要性
3.1 串行工程方法在本领域的局限性
过去我国轨道交通车辆产品开发多数是按串行工程模式开发的，其流程如图1所示，即调查研究—→立项或签订合同—→方案设计或技术设计—→施工图设计—→工艺方案设计—→工装设计—→工装制造—→样机试制—→鉴定性试验—→运用考验—→新产品鉴定。这种开发模式存在如下缺点：
①周期长；
②产品开发信息流是单向的，下游的设计结果不能及时反馈给上游进行设计评价和修改，功能集成性差；
③产品设计与工艺准备的好坏直接反映在最终产品上，这种大循环不易控制产品质量，造成实物修改次数和产生废品的可能性增多，从而增加产品开发成本。
3.2 轨道交通车辆产品实施并行工程的必要性
采用并行工程的方法可以克服串行工程的缺点，典型的轨道交通产品并行开发流程见图2。这种产品开发流程具有如下优点：
①产品开发的早期阶段就能够充分考虑产品的可制造性、产品性能等问题，从而能够尽量减少设计错误，提高设计质量；
②产品开发下游人员可以提前了解上游设计意图，能够提前开展下游工作；
③产品设计修改请求偶尔来自于工艺装备制造、生产试制、鉴定性试验、运用考验阶段，可以降低实物制造、修改次数以及产生废品的可能性，从而降低产品开发成本；制造系统与产品开发过程不构成大循环，从而缩短产品开发周期，提高产品质量与水平。
3.3 并行工程在轨道交通车辆产品领域的实施
3.3.1 实施目标
①建立以产品为中心的产品开发模式，实现产品开发过程管理，提高轨道交通车辆产品开发水平；
②缩短冲压模具、铸造模具设计与制造周期，从而缩短冲压件、铸钢件生产准备周期；
③提高CAD/CAM集成与应用水平；
④建立产品数据管理系统，实现产品数据的集成化管理；
⑤在产品方案设计阶段，实现产品成本评估与产品价格估算，建立内部产品报价体系；
⑥改进产品开发过程，实现并行化产品开发，缩短产品开发周期；
⑦减少新产品试验、试制次数，节约试验、试制费。
3.3.2 系统构成
在轨道交通车辆制造业中，并行工程总体结构主要由产品开发管理分系统、工程分系统和支持环境分系统组成。
产品开发管理分系统的作用是实现产品开发工作流程的管理和产品数据管理，该分系统覆盖了产品并行开发过程中的过程建模、分析、改进与监控。
工程分系统由与产品开发相关的一些关键技术功能模块组成，包括产品二维、三维设计系统、模具设计系统、数字化系统建模与CAD/CAM信息集成、计算机辅助工程分析(CAE)，并以信息集成和CAD/CAM为基础，扩展面向成本的设计(DFC)、CAE功能。
支持环境分系统分为产品数据管理和网络/数据库两个子系统。该分系统是这个系统的基础，计算机网络与数据库子系统是支持平台，实现各个部门、各个分(子)系统之间的信息集成和数据处理，为人员交流与沟通提供平台；产品数据管理子系统更是系统的核心，该子系统包含产品的全部数据，能够实现产品开发过程和数据的集成。
4 并行工程的发展及其在我国轨道交通车辆产品领域的应用展望
随着并行工程理论的逐步完善，并行工程受到了世界范围的重视。许多世界级的大公司成功地实施并行工程，取得了十分明显的效果。近年来，日本、澳大利亚等国都开展了大量的对策研究来提高企业的竞争能力。如日本提出的著名的IMS(Intelligent Manufacturing System)计划，其中并行工程占了明显重要的地位。
在我国的轨道交通车辆产品领域，随着用户对产品质量与生产周期要求的不断提高，市场的竞争越来越激烈。在这种情况下，各主要生产企业迅速对市场做出反映，通过不断改革，使本企业最大程度的适应市场要求，在这些改革中，并行工程方法的事实占有很大的成分，很多企业在设计、生产等各个环节不同程度地运用了并行工程方法的理论。例如在设计工作中多次召开方案评审和设计评审会，要求设计、工艺、采购、售后参加，以及用户在设计环节的提前介入等等，这些都是并行工程方法在工作中的具体应用。
参考文献：
[1]宋天虎.积极发展适合我国国情的虚拟制造技术，中国机械工程，
1998，9(11)：50～51.
[2]严隽琪等.虚拟制造系统的体系及其关键技术，中国机械工程，1998，
9(11)：60～61.
[3]路甬祥等.人机一体化系统与技术——21世纪机械科学的重要发展方向，机械工程学报，1994，30(5)：1～3.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词：并行工程 轨道交通 产品开发
1 并行工程的概念
并行工程是指对产品及其相关过程进行并行、集成设计的一种系统化工作模式，该工作模式要求在设计中尽可能地并行开发产品和工艺，成立跨职能小组，小组成员保持交流，目的在于缩短产品开发周期、提高产品质量与可靠性，降低产品成本。
并行工程是一种先进的设计和制造模式，广泛运用于企业的组织、管理和运行。产品开发采用并行过程的集成化模式，将系统工程技术、制造技术与计算机技术和自动化技术相结合，在产品开发的早期全面考虑产品生命周期中的各种因素，避免重复开发过程，使产品开发一次成功。可大幅度缩短产品开发周期，提高产品质量，降低产品成本。
2 并行工程思想产生背景
在提出并行工程这一理念之前，产品开发一直沿用串行工程思想，其开发过程为：先进行市场需求分析，将分析结果交给设计部门；然后进行产品设计，将图纸交给工艺部门进行工艺方法的设计和制造工装准备；采购部门根据要求进行采购，等一切条件齐备以后进行生产加工和测试。若产品结果不满意再反馈到设计、工艺等部门修改，直到满足要求。这种方法会造成产品设计的大循环，影响产品上市时间和制造成本。
在信息沟通困难，且专业分工较细的时代，串行产品开发模式可以保证产品开发过程有条不紊地进行，但却存在很多弊端，不能保证在设计的早期阶段便考虑整个产品开发过程的多种因素的协调，致使最终产品存在许多事先无法估计到的缺陷。为了弥补这些缺陷，往往又要重新回到前面的概念设计，使产品开发周期延长，成本提高。
3 并行工程在轨道交通产品领域施行的必要性
3.1 串行工程方法在本领域的局限性
过去我国轨道交通车辆产品开发多数是按串行工程模式开发的，其流程如图1所示，即调查研究—→立项或签订合同—→方案设计或技术设计—→施工图设计—→工艺方案设计—→工装设计—→工装制造—→样机试制—→鉴定性试验—→运用考验—→新产品鉴定。这种开发模式存在如下缺点：
①周期长；
②产品开发信息流是单向的，下游的设计结果不能及时反馈给上游进行设计评价和修改，功能集成性差；
③产品设计与工艺准备的好坏直接反映在最终产品上，这种大循环不易控制产品质量，造成实物修改次数和产生废品的可能性增多，从而增加产品开发成本。
3.2 轨道交通车辆产品实施并行工程的必要性
采用并行工程的方法可以克服串行工程的缺点，典型的轨道交通产品并行开发流程见图2。这种产品开发流程具有如下优点：
①产品开发的早期阶段就能够充分考虑产品的可制造性、产品性能等问题，从而能够尽量减少设计错误，提高设计质量；
②产品开发下游人员可以提前了解上游设计意图，能够提前开展下游工作；
③产品设计修改请求偶尔来自于工艺装备制造、生产试制、鉴定性试验、运用考验阶段，可以降低实物制造、修改次数以及产生废品的可能性，从而降低产品开发成本；制造系统与产品开发过程不构成大循环，从而缩短产品开发周期，提高产品质量与水平。
3.3 并行工程在轨道交通车辆产品领域的实施
3.3.1 实施目标
①建立以产品为中心的产品开发模式，实现产品开发过程管理，提高轨道交通车辆产品开发水平；
②缩短冲压模具、铸造模具设计与制造周期，从而缩短冲压件、铸钢件生产准备周期；
③提高CAD/CAM集成与应用水平；
④建立产品数据管理系统，实现产品数据的集成化管理；
⑤在产品方案设计阶段，实现产品成本评估与产品价格估算，建立内部产品报价体系；
⑥改进产品开发过程，实现并行化产品开发，缩短产品开发周期；
⑦减少新产品试验、试制次数，节约试验、试制费。
3.3.2 系统构成
在轨道交通车辆制造业中，并行工程总体结构主要由产品开发管理分系统、工程分系统和支持环境分系统组成。
产品开发管理分系统的作用是实现产品开发工作流程的管理和产品数据管理，该分系统覆盖了产品并行开发过程中的过程建模、分析、改进与监控。
工程分系统由与产品开发相关的一些关键技术功能模块组成，包括产品二维、三维设计系统、模具设计系统、数字化系统建模与CAD/CAM信息集成、计算机辅助工程分析(CAE)，并以信息集成和CAD/CAM为基础，扩展面向成本的设计(DFC)、CAE功能。
支持环境分系统分为产品数据管理和网络/数据库两个子系统。该分系统是这个系统的基础，计算机网络与数据库子系统是支持平台，实现各个部门、各个分(子)系统之间的信息集成和数据处理，为人员交流与沟通提供平台；产品数据管理子系统更是系统的核心，该子系统包含产品的全部数据，能够实现产品开发过程和数据的集成。
4 并行工程的发展及其在我国轨道交通车辆产品领域的应用展望
随着并行工程理论的逐步完善，并行工程受到了世界范围的重视。许多世界级的大公司成功地实施并行工程，取得了十分明显的效果。近年来，日本、澳大利亚等国都开展了大量的对策研究来提高企业的竞争能力。如日本提出的著名的IMS(Intelligent Manufacturing System)计划，其中并行工程占了明显重要的地位。
在我国的轨道交通车辆产品领域，随着用户对产品质量与生产周期要求的不断提高，市场的竞争越来越激烈。在这种情况下，各主要生产企业迅速对市场做出反映，通过不断改革，使本企业最大程度的适应市场要求，在这些改革中，并行工程方法的事实占有很大的成分，很多企业在设计、生产等各个环节不同程度地运用了并行工程方法的理论。例如在设计工作中多次召开方案评审和设计评审会，要求设计、工艺、采购、售后参加，以及用户在设计环节的提前介入等等，这些都是并行工程方法在工作中的具体应用。
参考文献：
[1]宋天虎.积极发展适合我国国情的虚拟制造技术，中国机械工程，
1998，9(11)：50～51.
[2]严隽琪等.虚拟制造系统的体系及其关键技术，中国机械工程，1998，
9(11)：60～61.
[3]路甬祥等.人机一体化系统与技术——21世纪机械科学的重要发展方向，机械工程学报，1994，30(5)：1～3.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文