并行工程在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用研究

張笑珠

1 并行工程的定義

并行工程(Concurrent Engineering，CE)是在需求牽引和技術(shù)推動(dòng)下產(chǎn)生并結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)發(fā)展起來的新技術(shù)，是一門以集成、并行方式開發(fā)產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程和支付過程)的系統(tǒng)工程方法[1]。

20世紀(jì) 60年代，系統(tǒng)工程方法在美國的工程管理體制上發(fā)揮了巨大作用，最典型的例子就是“阿波羅”登月計(jì)劃的實(shí)施，如此龐大的項(xiàng)目(涉及千百所大學(xué)、研究單位和數(shù)以萬計(jì)的工作人員)，沒有系統(tǒng)工程管理是難以實(shí)現(xiàn)的。

并行工程出現(xiàn)后，美國在 20世紀(jì) 90年代的新武器系統(tǒng)和民用產(chǎn)品的研制中都推行了這一方法，如波音公司、IBM公司、PW公司等均競(jìng)相采用，且成效顯著。并行工程與傳統(tǒng)工程方法相比，工程更改量有明顯減少，且大部分更改在產(chǎn)品交付以前完成。

2 并行工程的實(shí)施過程

與傳統(tǒng)研制過程的比較:傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)是按階段順序進(jìn)行的，對(duì)一個(gè)新產(chǎn)品的開發(fā)大多采用所謂“拋過墻式”的序列化設(shè)計(jì)開發(fā)過程。產(chǎn)品從上一部門遞交給下一部門(例如，設(shè)計(jì)開發(fā)部→工藝部→制造加工部→總裝測(cè)試部等)，各部門都按自己的需求修改，很少考慮到下一部門的需求(可制造性，可裝配性，可測(cè)試性，可維修性等)。即使有所考慮(如很有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員)，也不可能把下一個(gè)后續(xù)過程的要求詳盡地反映出來。由于這種傳統(tǒng)的序列化研制過程不能在設(shè)計(jì)的早期反映產(chǎn)品在整個(gè)生命周期內(nèi)的各種需求，使所制造的產(chǎn)品存在較多的缺陷，也就導(dǎo)致從概念設(shè)計(jì)到工藝過程設(shè)計(jì)的多次修改，而且在不同的環(huán)節(jié)中重復(fù)這一過程，造成了對(duì)原設(shè)計(jì)的大量改動(dòng)，甚至是產(chǎn)品的返工，延長了產(chǎn)品的開發(fā)周期。

并行工程是一種用來綜合、協(xié)調(diào)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程——包括制造和保障過程的系統(tǒng)化方法。這種方法使研制人員從一開始就考慮從方案設(shè)計(jì)直到產(chǎn)品報(bào)廢整個(gè)周期的所有要素。這種設(shè)計(jì)開發(fā)過程允許不同的研制階段并行進(jìn)行，且有一段搭接時(shí)間，其特點(diǎn)是:

1)在每一后續(xù)階段開始時(shí)，前一階段尚未結(jié)束;

2)在后續(xù)階段剛開始時(shí)，絕大多數(shù)信息是單向傳輸?shù)?由上向下流動(dòng))，但經(jīng)過一段時(shí)間后就變成了雙向，亦即在兩個(gè)階段的人員之間有了信息交流;

3)當(dāng)后續(xù)階段發(fā)現(xiàn)以前的階段存在問題時(shí)，可及時(shí)反饋信息，以便對(duì)上一階段的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。同時(shí)，前一階段應(yīng)將現(xiàn)行方案提交給后一階段的工作人員，以便觀察是否會(huì)產(chǎn)生矛盾和不協(xié)調(diào)的問題[2]。

因此，采用并行的研制過程必須要求不同研制階段的所有成員都能了解所研制產(chǎn)品的總目標(biāo)和技術(shù)要求。雖然這個(gè)過程中的每一階段的周期延長了，但由于減少了返工和修改量，因而能使產(chǎn)品的整個(gè)開發(fā)周期大大縮短。

并行工程的實(shí)施要素有5個(gè)方面[3]:

1)把用戶需求轉(zhuǎn)化為完整的產(chǎn)品和過程要求的規(guī)范化方法;

2)交互作用、協(xié)調(diào)的并行研制過程;

3)多學(xué)科(多專業(yè))的集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)(IPT);

4)綜合的計(jì)算機(jī)輔助環(huán)境;

5)人員的培訓(xùn)。

3 并行工程在項(xiàng)目管理中的運(yùn)用

本文所介紹研究的并行工程(Concurrent Engineering)是近年來新出現(xiàn)的一種產(chǎn)品開發(fā)模式，它受到了國內(nèi)外眾多研究單位與制造企業(yè)的重視。并行工程是一種指導(dǎo)新產(chǎn)品開發(fā)的樸素的哲理，同時(shí)也是一門綜合的自動(dòng)化制造技術(shù)。并行工程的哲理和技術(shù)不是簡(jiǎn)單的發(fā)明或創(chuàng)造，而是集成了制造業(yè)中許多新的技術(shù)、模式、思想，經(jīng)過系統(tǒng)化的抽象發(fā)展而成的。

由于工程建設(shè)業(yè)與制造業(yè)有著顯著的不同，借鑒制造業(yè)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)時(shí)不能盲目照搬，因此，應(yīng)對(duì)并行工程進(jìn)行全面的分析。

它以并行生命周期設(shè)計(jì)和建造模型為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)模型的目的是為了促進(jìn)項(xiàng)目中所涉及到的功能性學(xué)科知識(shí)與設(shè)計(jì)過程及設(shè)計(jì)工具的集成，還有文本和圖形的項(xiàng)目數(shù)據(jù)的集成。它包括三個(gè)層次:設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)/建筑一體化工具，知識(shí)基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)庫。

第一層次設(shè)計(jì)階段又包括初步的或概念設(shè)計(jì)階段、方案設(shè)計(jì)階段、細(xì)化設(shè)計(jì)階段、設(shè)計(jì)方案文檔制作以及建筑計(jì)劃等階段。在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮顧客需求信息，也可以將獲取顧客需求信息作為第一層活動(dòng)內(nèi)容的一部分。顧客需求是指顧客的目標(biāo)、需要、愿望以及期望。這些需求構(gòu)成了建筑項(xiàng)目的最初信息來源。為了加速并行工作，在設(shè)計(jì)階段所運(yùn)用的顧客需求信息應(yīng)該是:

1)定義準(zhǔn)確，盡可能減少含糊不清、模棱兩可;

2)以客觀中立的方式表述，以便參與工程項(xiàng)目的不同學(xué)科小組成員理解;

3)表達(dá)形式應(yīng)便于追溯顧客需求及發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案和顧客的最初愿望之間的聯(lián)系;

4)全面反映業(yè)主、顧客及其他出資人的觀點(diǎn)和選擇。

第二層次設(shè)計(jì)工具和技術(shù)代表計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具，以及其他設(shè)計(jì)方法和技術(shù)。當(dāng)然，也包括可約束在第一層次的各個(gè)設(shè)計(jì)階段所進(jìn)行的設(shè)計(jì)活動(dòng)從業(yè)法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

第三層次知識(shí)基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)庫包括建筑材料數(shù)據(jù)庫、建筑過程數(shù)據(jù)庫等必需的知識(shí)和數(shù)據(jù)庫以支持第二層的設(shè)計(jì)工具。第二層和第三層的工具、技術(shù)、知識(shí)/數(shù)據(jù)庫還應(yīng)該做到以下幾點(diǎn):

1)使第一層活動(dòng)所涉及的不同的學(xué)科知識(shí)盡可能實(shí)現(xiàn)并行應(yīng)用;

2)盡早考慮影響工程生命周期的所有問題;

3)集成工程中所涉及的所有專業(yè)知識(shí);

4)在工程的整個(gè)生命周期，各個(gè)設(shè)計(jì)決策都是依據(jù)最初的要求制定的;

5)始終重視顧客的需求[4]。

4 結(jié)語

對(duì)于我國的建筑業(yè)仍存在著工期拖延、質(zhì)量不高、效益低下等現(xiàn)象。并行工程能夠避免上述等現(xiàn)象，同時(shí)能夠達(dá)到以下目標(biāo):

1)縮短項(xiàng)目周期。

通過提高設(shè)計(jì)質(zhì)量來縮短設(shè)計(jì)周期，減少再設(shè)計(jì)工作量，通過優(yōu)化的施工工序來提高施工效率。由于在設(shè)計(jì)階段不僅設(shè)計(jì)出施工圖紙，而且施工方法、計(jì)劃都已確定，因此在進(jìn)入施工階段時(shí)，所需物資設(shè)備都已到位，縮短了施工所需的時(shí)間。

2)提高質(zhì)量。

并行工程的設(shè)計(jì)不僅要求考慮工程的各項(xiàng)性能，還需考慮與工程相關(guān)的各個(gè)過程的質(zhì)量，因?yàn)椋|(zhì)量不僅是工程的度量標(biāo)準(zhǔn)，而且是設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等系統(tǒng)的度量標(biāo)準(zhǔn)。為了獲得高質(zhì)量的項(xiàng)目，并行工程強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和過程設(shè)計(jì)的并行，以達(dá)到優(yōu)化建造過程，減少工程缺陷，便于施工與維修。

3)降低成本。

并行工程所達(dá)到的目的不是單純地降低項(xiàng)目周期中某一部分的消耗，而是降低項(xiàng)目在整個(gè)生命周期中的消耗(包括設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等)。并行工程不同于傳統(tǒng)的“反復(fù)做直到滿意”的思想，強(qiáng)調(diào)“一次成功”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建造成本的 70%以上是與設(shè)計(jì)階段有關(guān)，所以，設(shè)計(jì)出最優(yōu)的工程和施工過程，對(duì)降低成本極有意義。

并行工程是在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，同時(shí)考慮下游因素(如項(xiàng)目的可施工性、可維護(hù)與可運(yùn)行性等)，從而加快項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)程。因此，并行工程不但改變了建筑業(yè)的企業(yè)結(jié)構(gòu)，而且改變了建造業(yè)的工作方式。

采用并行工程技術(shù)可以提高建筑過程的集成度，縮短工期，提高工程質(zhì)量，降低工程成本，加強(qiáng)售后服務(wù)，提高顧客滿意度。可以說，建筑業(yè)在今后是否具有競(jìng)爭(zhēng)力將在很大程度上取決于該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。

[1] 熊光楞.并行工程的理論與實(shí)踐[M].北京:清華大學(xué)出版社，海德堡:施普林格出版社，2000:4-6.

[2] 胡慶夕，俞 濤，方明倫.并行工程原理與應(yīng)用[M].上海:上海大學(xué)出版社，2001:1-8.

[3] 武洪臣，白瑞金.淺談并行工程原理及其在項(xiàng)目研制中的應(yīng)用[J].航空工藝技術(shù)，1999(3):50-54.

[4] 王紅濤，王效俐.并行工程在建筑工程管理中的應(yīng)用[J].經(jīng)濟(jì)論壇，2006(18):121-122.