面向并行工程的產品開發過程關鍵技術探究

摘要：進行產品并行開發對企業來說意義重大，并行工程的發展水平在一定程度上體現了企業的開發水準。面向并行工程進行產品開發能夠促使企業迅速適應市場，擁有競爭力，因而進行產品開發過程關鍵技術研究是十分必要的。本文將介紹產品開發過程的特點，從建模、集成、產品迭代等方面進行技術研究。

關鍵詞：并行工程 產品開發過程 關鍵技術

企業要獲得競爭優勢，除了在人力、成本、資金等基礎方面投入精力之外，同樣不能忽視產品開發這一重要元素。通過運用并行工程，企業在進行產品并行開發時會更加得心應手，當然還需不斷加強對開發過程關鍵技術的研究，在技術的支持下求得更多發展空間，獲取核心競爭力。

2.產品并行開發過程的特點

并行工程實際上就是將生產所需過程集成起來，確保并行與協同的實現。其中，并行指的是開發活動的同時進行，要求將生產周期中的各個過程都納入考慮，如裝配、檢測、使用、設備、維修等。要對并行開發進行統籌考慮就要用到Teamwork、DFX等工具，借小范圍迭代之力避免大循環的出現，使開發時間得到有效控制。協同則要求設計人員在產品設計、制造的過程中打破組織隔閡，實現協同工作，追求產品的整體優化，克服局部最優的思想，使全局最優得以實現，從而保證產品的競爭力。由此可見，產品并行開發具有以下幾個特點：第一，并行開發的核心在于對當前開發過程進行分析、重組、優化；第二，并行開發過程應在初始階段就對生產周期進行全盤考慮；第三，開發過程需要多個工作組共同協作完成；第四，各個活動之間既相互支持，又存在著資源沖突；第五，并行開發過程具有動態特征，整體來說是一個不確定的過程；第六，產品并行開發過程需要建立在框架之上，借由IT技術的支持才能得以實現。

2.產品開發過程關鍵技術研究

2.1.產品開發過程的建模研究

建立模型是產品開發過程的一項關鍵技術，在建模過程中團隊成員必須對產品開發有一個正確的理解，發揮團隊合作精神，通過溝通協調來分析、改進過程，并努力為建模工作提供環境支持。由此可見，建模是復雜的、動態的，要運用好建模技術必須滿足以下幾點：首先，要深入了解企業當前的產品開發過程，對各項活動進行細化，明確開發過程中各項活動間的聯系，這是產品并行開發的基礎；其次，建立起產品并行開發流程，關注各項活動之間的并行及迭代關系，合理配置資源，避免活動沖突，確保產品開發過程暢通無阻；第三，建構的模型要考慮到組織、產品、資金、資源等多方面元素，每個側面都應保證有相應的視圖來做出描述，且視圖之間是緊密相連的，具有一致性和確定性；第四，要保證建模的層次性，小至單一項目，大至企業層次，都應通過有層次的模型來進行描述，要注意不同層次的描述要各有側重；第五，不能忽視模型的評估，開發人員應建立起仿真、評價、監督、重構機制，評估模型的質量和適用度，以此為基礎進行模型改進；最后一點，要具備信息技術集成框架，保證模型是在此框架之下運行的，構建起面向并行工程的產品開發過程系統平臺。

2.2.產品模型與開發過程的集成研究

產品模型的構建與產品開發過程有著密切聯系，實際上，產品開發過程就是建立模型、完善模型到投用模型的過程。面向并行工程的產品模型主要有四種：第一是功能模型，其作用是對產品的性能進行描述，功能模型不僅要出具設計要求，還需幫助用戶通過使用來明確產品的定義；第二是結構模型，表達的是各個部件、不同結構之間的裝配關系，結構模型是建立在功能模型的基礎之上的。其主要功用在于將產品的存在形式描述出來，明確產品制造目標；第三為原理模型，功能模型到結構模型的設計轉換需要有原理模型的支持，原理模型要對這一過程的設計知識、計算關系、設計過程等進行分析控制；第四為制造模型，對產品的設計和工藝進行描述，其功用在于對制造產品的過程進行把控。

面向并行工程的開發過程滿足的條件包括：構建起以并行工程原理為基礎的設計流程；將產品生命周期納入考慮，使產品的加工性、維修性得到保障；從現有設計當中汲取經驗，建構出可重復利用的產品模型；對設計信息、產品環境開展科學管理等。

產品模型與開發過程的集成需要將兩者的要求統籌起來，通過對前面模型的優化與迭代來對概念、結構、產品設計進行改進。這一過程不僅能夠使產品模型走向完善，還能持續推進產品開發過程，實現兩者的共同進化。

2.3.產品并行開發過程的迭代研究

迭代是產品并行開發過程中的一項重要技術，其概念為通過修改后續耦合任務引發前續任務的再度執行。在多次迭代的輔助下，能夠及時發現設計中存在的錯誤，降低影響。迭代過程會涉及很多活動，活動之間多為上下游關系，可分為串行迭代和并行迭代兩種，在迭代過程中需要把握好收斂這一問題。串行迭代是指在多個迭代活動并存的條件下，當運行某一設計過程時只有一個活動被執行的迭代方式。并行迭代的概念包括了規劃、階段、敏感度、可變度等要素，并行迭代是迭代的一種常見方式，在運用時要把握好并行迭代的工作量、時間、并行度的計算方法。其中并行度指的是在完成產品開發過程時各個活動在時間上產生的重疊，即并行迭代的執行時間和串行迭代執行時間的比值。在實際活動當中假如上游信息不夠完整，那么下游活動的提前執行必然導致上游返工，因而在計算時要考慮到串行情況，在并行工程之下用小規模迭代來代替大規模返工。

結束語：

產品開發過程有其特殊要求，在并行工程的支持之下，產品并行開發能夠獲得更廣闊的發展空間。產品并行開發涉及建模、集成、產品迭代等關鍵技術，需要設計人員在潛心研究的基礎上運用好這些技術，使產品并行開發得以實現。

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作者簡介：汪震（1981-，男，漢，上海人，同濟大學機械與能源工程學院工業工程所在職研究生，本科學歷，工業工程方向。

徐克林，女，同濟大學 工業工程專業教授/博導。