并行工程在工程項目中的應用研究

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推動下產生并結合現有技術基礎發展起來的新技術，是一門以集成、并行方式開發產品及其相關過程(包括制造過程和支付過程)的系統工程方法[1]。

20世紀 60年代，系統工程方法在美國的工程管理體制上發揮了巨大作用，最典型的例子就是“阿波羅”登月計劃的實施，如此龐大的項目(涉及千百所大學、研究單位和數以萬計的工作人員)，沒有系統工程管理是難以實現的。

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

2 并行工程的實施過程

與傳統研制過程的比較:傳統的工程設計是按階段順序進行的，對一個新產品的開發大多采用所謂“拋過墻式”的序列化設計開發過程。產品從上一部門遞交給下一部門(例如，設計開發部→工藝部→制造加工部→總裝測試部等)，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，可測試性，可維修性等)。即使有所考慮(如很有經驗的設計人員)，也不可能把下一個后續過程的要求詳盡地反映出來。由于這種傳統的序列化研制過程不能在設計的早期反映產品在整個生命周期內的各種需求，使所制造的產品存在較多的缺陷，也就導致從概念設計到工藝過程設計的多次修改，而且在不同的環節中重復這一過程，造成了對原設計的大量改動，甚至是產品的返工，延長了產品的開發周期。

并行工程是一種用來綜合、協調產品的設計及其相關過程——包括制造和保障過程的系統化方法。這種方法使研制人員從一開始就考慮從方案設計直到產品報廢整個周期的所有要素。這種設計開發過程允許不同的研制階段并行進行，且有一段搭接時間，其特點是:

1)在每一后續階段開始時，前一階段尚未結束;

2)在后續階段剛開始時，絕大多數信息是單向傳輸的(由上向下流動)，但經過一段時間后就變成了雙向，亦即在兩個階段的人員之間有了信息交流;

3)當后續階段發現以前的階段存在問題時，可及時反饋信息，以便對上一階段的設計進行修改。同時，前一階段應將現行方案提交給后一階段的工作人員，以便觀察是否會產生矛盾和不協調的問題[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品的總目標和技術要求。雖然這個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，因而能使產品的整個開發周期大大縮短。

并行工程的實施要素有5個方面[3]:

1)把用戶需求轉化為完整的產品和過程要求的規范化方法;

2)交互作用、協調的并行研制過程;

3)多學科(多專業)的集成產品開發團隊(IPT);

4)綜合的計算機輔助環境;

5)人員的培訓。

3 并行工程在項目管理中的運用

本文所介紹研究的并行工程(Concurrent Engineering)是近年來新出現的一種產品開發模式，它受到了國內外眾多研究單位與制造企業的重視。并行工程是一種指導新產品開發的樸素的哲理，同時也是一門綜合的自動化制造技術。并行工程的哲理和技術不是簡單的發明或創造，而是集成了制造業中許多新的技術、模式、思想，經過系統化的抽象發展而成的。

由于工程建設業與制造業有著顯著的不同，借鑒制造業先進經驗時不能盲目照搬，因此，應對并行工程進行全面的分析。

它以并行生命周期設計和建造模型為基礎，設計模型的目的是為了促進項目中所涉及到的功能性學科知識與設計過程及設計工具的集成，還有文本和圖形的項目數據的集成。它包括三個層次:設計階段，設計/建筑一體化工具，知識基礎和數據庫。

第一層次設計階段又包括初步的或概念設計階段、方案設計階段、細化設計階段、設計方案文檔制作以及建筑計劃等階段。在設計階段就應考慮顧客需求信息，也可以將獲取顧客需求信息作為第一層活動內容的一部分。顧客需求是指顧客的目標、需要、愿望以及期望。這些需求構成了建筑項目的最初信息來源。為了加速并行工作，在設計階段所運用的顧客需求信息應該是:

1)定義準確，盡可能減少含糊不清、模棱兩可;

2)以客觀中立的方式表述，以便參與工程項目的不同學科小組成員理解;

3)表達形式應便于追溯顧客需求及發現設計方案和顧客的最初愿望之間的聯系;

4)全面反映業主、顧客及其他出資人的觀點和選擇。

第二層次設計工具和技術代表計算機輔助設計工具，以及其他設計方法和技術。當然，也包括可約束在第一層次的各個設計階段所進行的設計活動從業法規和行業標準。

第三層次知識基礎和數據庫包括建筑材料數據庫、建筑過程數據庫等必需的知識和數據庫以支持第二層的設計工具。第二層和第三層的工具、技術、知識/數據庫還應該做到以下幾點:

1)使第一層活動所涉及的不同的學科知識盡可能實現并行應用;

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知識;

4)在工程的整個生命周期，各個設計決策都是依據最初的要求制定的;

5)始終重視顧客的需求[4]。

4 結語

對于我國的建筑業仍存在著工期拖延、質量不高、效益低下等現象。并行工程能夠避免上述等現象，同時能夠達到以下目標:

1)縮短項目周期。

通過提高設計質量來縮短設計周期，減少再設計工作量，通過優化的施工工序來提高施工效率。由于在設計階段不僅設計出施工圖紙，而且施工方法、計劃都已確定，因此在進入施工階段時，所需物資設備都已到位，縮短了施工所需的時間。

2)提高質量。

并行工程的設計不僅要求考慮工程的各項性能，還需考慮與工程相關的各個過程的質量，因為，質量不僅是工程的度量標準，而且是設計、施工、運行等系統的度量標準。為了獲得高質量的項目，并行工程強調產品設計和過程設計的并行，以達到優化建造過程，減少工程缺陷，便于施工與維修。

3)降低成本。

并行工程所達到的目的不是單純地降低項目周期中某一部分的消耗，而是降低項目在整個生命周期中的消耗(包括設計、施工、運行等)。并行工程不同于傳統的“反復做直到滿意”的思想，強調“一次成功”。據統計，建造成本的 70%以上是與設計階段有關，所以，設計出最優的工程和施工過程，對降低成本極有意義。

并行工程是在項目設計過程中，同時考慮下游因素(如項目的可施工性、可維護與可運行性等)，從而加快項目的開發進程。因此，并行工程不但改變了建筑業的企業結構，而且改變了建造業的工作方式。

采用并行工程技術可以提高建筑過程的集成度，縮短工期，提高工程質量，降低工程成本，加強售后服務，提高顧客滿意度。可以說，建筑業在今后是否具有競爭力將在很大程度上取決于該項技術的應用。

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

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

[3] 武洪臣，白瑞金.淺談并行工程原理及其在項目研制中的應用[J].航空工藝技術，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用[J].經濟論壇，2006(18):121-122.