并行设计技术在叉车研制中的应用 - 文章

并行设计技术在叉车研制中的应用

作者：安徽叉车集团公司纪晓华

摘要：阐述了并行设计技术的基本概念。以1～3t小轴距弹性胎系列叉车的研制过程为例，介绍了介绍了并行设计技术的具体实施过程，分析总结了并行设计技术的应用效果。

1 并行设计技术概述

并行设计技术(ConcurrentDesign)，20世纪60年代起源于日本，并率先在丰田汽车公司得到应用。其基本思想就是打破传统串行开发中各相关部门依次串行作业的条块限制，在产品开发的初期就综合考虑产品生命周期中各个环节的影响，实现产品设计与后续活动的协调，以大幅度缩短研制周期，使产品获得更加稳定的质量和更为低廉的成本。

并行设计技术作为一种新的思想被引人到产品开发中，给人们带来的是观念上的革命。它强调的是各部门之间的充分交流与探讨，明确目标，形成共识，早期制定各种翔实的计划，协同作业，而CAD／CAE／CAM/CAPP/ERP等新技术的推广使用，又为并行设计技术的应用提供了更为有力的工具。

2 叉车研制中的快速开发模型

过去，我们在产品开发中采用串行设计的开发模型，各部门依据各自的职能串行作业，缺少必要的信息交流。由于在设计完成后，其它部门才依次介入，后面每个环节再提出整改意见，又得从修改设计开始，经常造成重大返工，开发周期很长。

为了缩短新产品的开发周期，提高设计质量，我们引入了并行设计技术，建立了快速开发模型。由于从产品开发的最初阶段，各相关部门就进行了充分的探讨与协商，对产品进行恰如其分的市场定位，明确开发目标，使后期工作少走了许多弯路。在实施阶段，各相关部门围绕既定目标，同步开发，协同作业，大大减少了设计中的差错和返工，提高了设计质量，缩短了开发周期。

3 叉车研制中并行设计技术的实施

根据市场情报分析，北美市场对1—3t小轴距弹性胎系列叉车有较大需求，而该系列产品在国内是空白，如果采用串行设计方法，没有2年多时间，很难推出产品，为此我们尝试采用并行设计开发技术。

3．1 第一阶段--产品策划与概念设计的并行开发

过去搞叉车设计，大多是由开发部门独立完成产品的策划与概念设计，较少考虑市场需求、生产与配套的要求以及计划的协调，容易出现市场定位不准的问题。

在小轴距叉车并行设计开发中，首先成立了由总工程师挂帅，开发、市场、管理、生产、质量等多部门组成的项目领导小组，对北美市场的特殊需求、竞争对手的产品特点和现有资源等情况进行多部门综合分析，确定了产品的市场定位，拟订产品的开发目标、质量保证构想、生产制造构想和综合进度计划等，使所有人员明确目标。

3.2 第二阶段--方案设计评审与综合计划的并行开发

在小轴距叉车同步开发中，项目小组实施开放式方案设计，围绕第一阶段的目标与构想，设计、标准、工艺、质量、生产、主要客户及协作厂家等共同参与，制定详细的方案及实施网络计划。

(1)与客户协同的虚拟方案设计
方案设计借助于虚拟设计技术，在3DS环境下，完成3D虚拟模型制作、渲染，并经领导小组及北美客户的审核予以确定。由于虚拟设计及客户参与，使开发的产品更加符合用户的需求，保证产品开发一次成功。

(2)设计标准化与设计计划的制定
标准化工作由事后把关改为事前参与，拟定出产品开发应遵循的国内外相关标准，制定产品标准，使产品开发有章可循。

制定详细的零部件设计方案，确定设计进度计划。

(3)工艺计划与生产制造计划
过去在叉车设计中，工艺与生产制造人员在设计工作完成以后，才开始进行工艺制定及生产准备工作，这时如果再提出改进意见，由于设计工作已经完成，所以很难被设计人员接受，否则就要对图纸进行较大的修改。

在小轴距叉车设计中，由于工艺及生产人员已经参与产品开发，在叉车方案设计时，即充分考虑到工艺要求及生产需要，更便于提高设计质量，降低制造成本。同时，工艺及生产人员参与方案设计，也便于及时制定工艺计划与生产制造计划。

(4)质量及成本控制计划
过去搞叉车设计，设计人员更为关心的是技术的先进性，而较少关心质量与成本，质量是事后把关，成本是发生多少就是多少。

在小轴距叉车设计中，质保人员参与设计，事先制定质量保证计划，并提出质量改进要求。围绕第一阶段目标，制定成本控制计划，然后分解落实到每个系统、部件和工序之中。

(5)主要协作厂家参与并行方案设计
过去开发叉车，在生产计划下达后，才由采购部门向协作厂家提供图纸，与协作厂家之间缺少前期交流。

在小轴距叉车设计中，主要协作厂家在方案设计阶段就参与到产品开发之中。由于协作厂家在专业配套方面具有丰富的经验，因此可以将他们的专业技术，以及低成本、高质量的配套方案引入到方案设计中。

3.3 第三阶段--详细设计与生产准备的并行开发

在小轴距叉车的开发过程中，由于在第一、二阶段各相关部门进行了精心策划，因此，在第三阶段各相关部门就避免了大量的等待时间，各部门可以按计划、围绕一个中心目标、同步协同快速开发，大大缩短开发时间。

(1)PDM及CAD技术支持的详细设计
采用Workcentg、AutoCAD等软件设计的每一个零部件，其他人员都可以同步调阅、审查。采用MDT三维软件，对复杂零件(如平衡重)进行精确的实体造型，对其几何、物理特性进行精确分析，并生成铸造模型。采用快速成型技术，根据3D模型，同步快速生成仪表板、箱体、发动机罩和平衡重等原型，各方面人员可以更直观地探讨产品改进方案。

(2)CAM、CAPP、MRPⅡ等技术支持的工艺设计、规划CAM技术与NC控制技术相结合，生成NC加工代码，进行加工工艺验证，快速制造大型复杂模具，柔性加工产品零部件。CAPP、MRPⅡ技术支持工艺设计规划，平衡生产能力，并制定准确的采购计划和生产计划等。由于工艺生产的同步介入，零部件的工艺性更好，生产的准备更充分。

(3)协作件的并行设计开发
由于协作厂家在第二阶段已经参与方案设计，因此他们可以与开发小组并行设计并同步进行生产准备，避免了过去协作厂家被动参与的不利局面。

(4)关键零部件的试验验证
对于叉车中的驱动桥、转向桥和门架等关键零部件同步进行强化试验，发现问题可及时整改。

(5)长周期零部件同步试产计划
由于配重、内燃机罩的冲压件、箱体等零部件模具制造较为复杂，制造准备周期较长，因此在MRPⅡ系统、CAD／CAM系统支持下，提前下达零部件试产计划，确保同步。

(6)分部件试产、采购计划取代整车试产计划，使计划更加准确。

3.4 第四阶段--组装、试验、验证

在小轴距叉车的并行开发过程中，由于各部门的同步协同作业，许多问题在一开始就得到充分认识并加以解决，CAx技术的采用进一步提高了设计质量确保试制与试验一次性取得成功。这样，就避免了过去传统开发中，所有问题在试制与试验时集中暴露，避免了多次修改图纸。

3.5 第五阶段--批量投产

由于采用并行开发技术，计划周密，准备充分小轴距叉车仅用8个月的时间就已批量投产，并投放北美市场，取得骄人的业绩。

4 并行开发技术的应用效果

(1)使新产品更贴近市场需求。
(2)产品成本得到有效控制。
(3)设计质量显著提高。
(4)大大缩短了开发时间。
(5)促进了计算机的应用与普及。

(投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2004-11-25，阅读2052次)

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