1. ce的體系結(jié)構(gòu)
在產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)過(guò)程中，按四個(gè)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，如圖所示。
(1) 產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分組描述和表述，如設(shè)計(jì)實(shí)體的模式，以性質(zhì)、屬性等之間的關(guān)系描述，并對(duì)方案優(yōu)選、產(chǎn)品批量、類(lèi)型、可制造性和可裝配性評(píng)價(jià)，選出最佳方案，指導(dǎo)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。
(2) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其評(píng)價(jià)。將產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)獲得的最佳方案結(jié)構(gòu)化，確定產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)形式以及零件部件的主要形狀、數(shù)量和相互間的位置關(guān)系；選擇材料，確定產(chǎn)品的主要結(jié)構(gòu)尺寸，以獲得產(chǎn)品的多種結(jié)構(gòu)方案，并對(duì)各種制造約束條件、加工條件、裝夾方案、工裝設(shè)計(jì)和零件標(biāo)準(zhǔn)化等，對(duì)各種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和決策。選擇最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案或提供反饋信息，指導(dǎo)產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
(3) 詳細(xì)設(shè)計(jì)及其評(píng)價(jià)。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案對(duì)零部件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。零件由許多個(gè)特征組合而成，進(jìn)行特征設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)(生成其加工方法、切削參數(shù)、刀具選用和裝夾方式等)，并對(duì)其可制造性進(jìn)行評(píng)價(jià)，即時(shí)反饋修改信息，指導(dǎo)特征設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了特征/工藝并行設(shè)計(jì)。
(4) 產(chǎn)品總體性能評(píng)價(jià)。該階段由于產(chǎn)品信息較完善，對(duì)產(chǎn)品的功能、性能、可制造性和成本等采用價(jià)值工程方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行總體評(píng)價(jià)，并提出反饋信息，指導(dǎo)產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。
在完成上述四個(gè)階段的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)后，還必須進(jìn)行工藝過(guò)程優(yōu)化，在完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和工裝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)零件的實(shí)際加工過(guò)程進(jìn)行仿真。圖 計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)系統(tǒng)
從圖可知，基于廣義特征建立的產(chǎn)品信息模式，為產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)過(guò)程中各項(xiàng)活動(dòng)的信息交換與共享提供了切實(shí)的保證。而并行設(shè)計(jì)控制器是一協(xié)調(diào)板，它對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)布和接收設(shè)計(jì)的反饋信息，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的上下游活動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)與控制。實(shí)現(xiàn)多學(xué)科工程技術(shù)人員以及專(zhuān)家系統(tǒng)的協(xié)同工作，控制方式有電子郵件、文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄、遠(yuǎn)程布告牌和系統(tǒng)菜單操作等。并行設(shè)計(jì)是在各種資源約束下進(jìn)行反復(fù)迭代(設(shè)計(jì)與修改)，獲得產(chǎn)品最優(yōu)解和滿意解的過(guò)程。
2. ce的關(guān)鍵技術(shù)
(1) 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的重構(gòu)。并行工程的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程是跨學(xué)科群組在計(jì)算機(jī)軟硬件工具和網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的支持下，通過(guò)規(guī)劃合理的信息流動(dòng)關(guān)系及協(xié)調(diào)組織資源和邏輯制約關(guān)系，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可變的開(kāi)發(fā)任務(wù)流程。為了使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程實(shí)現(xiàn)并行、協(xié)調(diào)，并能面向全面質(zhì)量管理做出決策分析，就必須從產(chǎn)品特征、開(kāi)發(fā)活動(dòng)的安排、開(kāi)發(fā)隊(duì)伍的組織結(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)資源的配置、開(kāi)發(fā)計(jì)劃以及全面的調(diào)度策略等各個(gè)側(cè)面來(lái)考慮它們對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的影響。并行設(shè)計(jì)多視圖活動(dòng)模型的第三個(gè)視圖是開(kāi)發(fā)組織，該組織的人可以擔(dān)任第二個(gè)視圖中的角色。
因此，一個(gè)并行設(shè)計(jì)單元的定義是：由某一個(gè)人擔(dān)任某一角色，針對(duì)某一個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)象，在某一個(gè)規(guī)定的時(shí)間約束范圍內(nèi)，利用指定的資源開(kāi)展并行設(shè)計(jì)活動(dòng)，完成某個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺(tái)系統(tǒng)將從三個(gè)視圖建立并行設(shè)計(jì)的支持環(huán)境，保證并行設(shè)計(jì)工作協(xié)調(diào)有序地進(jìn)行。
(2) 集成產(chǎn)品信息模型。并行設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程上下游協(xié)調(diào)與控制以及多專(zhuān)家系統(tǒng)協(xié)同工作，因此設(shè)計(jì)過(guò)程的產(chǎn)品信息交換成為關(guān)鍵問(wèn)題，它是并行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。集成產(chǎn)品信息模型是為產(chǎn)品生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)提供產(chǎn)品的全部信息。基于step標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定義和描述?；趶V義特征，建立產(chǎn)品生命周期內(nèi)的集成產(chǎn)品信息模型。廣義特征包括產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中全部特征信息，如：用戶要求、產(chǎn)品功能、設(shè)計(jì)、制造、材料、裝配、費(fèi)用和評(píng)價(jià)等特征信息?；诿嫦?qū)ο髈-o技術(shù)，采用express語(yǔ)言描述和表達(dá)產(chǎn)品信息模型，并把express語(yǔ)言中各實(shí)體映射到c++中的類(lèi)，生成step中性文件，為cad、capp、可制造性評(píng)價(jià)和制造集成與并行提供充分的信息。因此該模型是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品裝配和檢測(cè)等開(kāi)發(fā)活動(dòng)共享信息和并行進(jìn)行的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。
(3) 并行設(shè)計(jì)過(guò)程協(xié)調(diào)與控制。并行設(shè)計(jì)的本質(zhì)是許多大循環(huán)過(guò)程中包含小循環(huán)的層次結(jié)構(gòu)，它是一個(gè)反復(fù)迭代優(yōu)化產(chǎn)品的過(guò)程。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的管理、協(xié)調(diào)與控制是實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(product data management，pdm)能對(duì)并行設(shè)計(jì)起到技術(shù)支撐平臺(tái)的作用。它集成和管理產(chǎn)品所有相關(guān)數(shù)據(jù)及其相關(guān)過(guò)程。在并行設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)是在不斷地交互中產(chǎn)生的，pdm能在數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、更改及審核的同時(shí)跟蹤監(jiān)視數(shù)據(jù)的存取，確保產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完整性、一致性以及正確性，保證每一個(gè)參與設(shè)計(jì)的人員都能即時(shí)地得到正確的數(shù)據(jù)，從而使產(chǎn)品設(shè)計(jì)返回率達(dá)到最低。
二、ce在我國(guó)的研究進(jìn)展
自20世紀(jì)90年代以來(lái),并行工程研究得到我國(guó)一些研究單位、工業(yè)部門(mén)和政府機(jī)構(gòu)的高度重視。并行工程技術(shù)和方法的研究也在不斷的擴(kuò)展和深入，它已成為一種支持產(chǎn)品開(kāi)發(fā)新的理論。概括起來(lái)，研究主要集中在以下幾個(gè)主要方面：
(1) 面向并行工程的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程建模與仿真技術(shù)的研究
主要研究并行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的產(chǎn)品信息、開(kāi)發(fā)活動(dòng)、組織和資源的內(nèi)容及其建模方法，通過(guò)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的集成多視圖建模方法，建立產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程模型各個(gè)視圖的內(nèi)在聯(lián)系；采用優(yōu)化方法和仿真手段，對(duì)串行開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)，得到優(yōu)化的并行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程模型；通過(guò)對(duì)工作流程的管理和監(jiān)控，及時(shí)獲取產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)度信息。
(2) 集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)技術(shù)的研究
研究集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的建立與實(shí)施模式，以及在我國(guó)企業(yè)的現(xiàn)有體制下團(tuán)隊(duì)的組織方式與管理方法。
(3) 數(shù)字化產(chǎn)品建模及產(chǎn)品信息集成技術(shù)的研究
研究產(chǎn)品生命周期中的數(shù)字化建模技術(shù)，特別是基于step標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品特征建模技術(shù)，以及基于step標(biāo)準(zhǔn)的cax／dfx集成技術(shù)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法。
(4) 支持并行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的cax／dfx技術(shù)及其工具
其中x可以代表生命周期中的各種因素，如設(shè)計(jì)、分析、工藝、制造、裝配、拆卸、檢測(cè)、維護(hù)和支持等。cax是指各種計(jì)算機(jī)輔助工具，最典型的有cad、cae、capp、cam、cafd等。dfx是指面向某一應(yīng)用領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具，它們能夠使設(shè)計(jì)人員在早期就考慮設(shè)計(jì)決策對(duì)后續(xù)環(huán)節(jié)的影響，是實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)的最有效方法之一。如面向裝配的設(shè)計(jì)(dfa)工具用來(lái)制定裝配工藝規(guī)劃，考慮裝拆的可行性，優(yōu)化裝配路徑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)裝配仿真考慮裝配干涉。面向制造的設(shè)計(jì)(dfm)可以在產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)階段考慮零件的結(jié)構(gòu)工藝性、資源約束、可制造性及加工制造的成本、時(shí)間等。面向成本的設(shè)計(jì)(dfc)在設(shè)計(jì)階段綜合考慮產(chǎn)品生命周期中的材料、加工、裝配和維護(hù)等各種因素，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本的綜合評(píng)價(jià)。
(5) 支持并行設(shè)計(jì)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)的研究
研究并行設(shè)計(jì)環(huán)境下產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(product data management，pdm)系統(tǒng)如何對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行管理，如零部件結(jié)構(gòu)與配置管理、版本管理、工作組與權(quán)限管理、更改控制等，使分布在異地的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)成員可以實(shí)時(shí)共享各種產(chǎn)品數(shù)據(jù)。
(6) 支持團(tuán)隊(duì)工作的協(xié)同工作(cscw)環(huán)境的研究
研究支持小組的協(xié)同工作環(huán)境，把支持產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的工具和團(tuán)隊(duì)工具集成在統(tǒng)一的環(huán)境中，在信息集成的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制與管理。
(7) 并行工程集成框架技術(shù)的研究
研究基于corba規(guī)范的即插即用“軟總線”式的并行工程企業(yè)層集成框架，開(kāi)發(fā)開(kāi)放體系的集成框架系統(tǒng)，支持企業(yè)內(nèi)機(jī)械領(lǐng)域、電子領(lǐng)域和經(jīng)營(yíng)管理領(lǐng)域各應(yīng)用系統(tǒng)的信息集成、功能集成和過(guò)程集成。目前，并行工程在我國(guó)多家企業(yè)已成功實(shí)施，見(jiàn)表。表 并行工程在我國(guó)企業(yè)應(yīng)用實(shí)施的情況企業(yè)名稱(chēng) 產(chǎn)品 擬采用并行工程的方法與技術(shù)
長(zhǎng)峰科技集團(tuán) 復(fù)雜系統(tǒng)產(chǎn)品(機(jī)械與電子) 建立并行設(shè)計(jì)、制造與管理的集成環(huán)境 組建多層次的集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì) 改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程 應(yīng)用各類(lèi)cax／dfx工具動(dòng)態(tài)管理和跟蹤項(xiàng)目的進(jìn)展，實(shí)施產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理應(yīng)用并行工程集成框架技術(shù)
齊齊哈爾車(chē)輛廠 鐵路貨車(chē) 組建產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中心，組織設(shè)計(jì)、工藝、制造小組 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程管理及項(xiàng)目協(xié)調(diào)管理 基于pdm實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成化管理 基于step標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)cad／capp集成 采用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析、剛度分析及動(dòng)力學(xué)分析工具 建立產(chǎn)品報(bào)價(jià)系統(tǒng)
南京金城集團(tuán) 摩托車(chē)系列產(chǎn)品 采用合理化工程 建立了多個(gè)項(xiàng)目小組 建立基于internet的企業(yè)企業(yè)管理與產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)境 應(yīng)用并行工程框架系統(tǒng) 采用pdm進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理
海南新大州摩托車(chē)廠 摩托車(chē) 建立產(chǎn)品開(kāi)發(fā)小組 通過(guò)pdm系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)過(guò)程管理 建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)裝配系統(tǒng) 采用iso 9002規(guī)范，建立摩托車(chē)設(shè)計(jì)的質(zhì)量控制dfq系統(tǒng)
上海鼓風(fēng)機(jī)廠 鼓風(fēng)機(jī) 對(duì)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì) 采用iman系統(tǒng)，使設(shè)計(jì)、工藝、工程分析以及制造數(shù)據(jù)得到有效管理與交換 采用dfa、dfm工具用cae進(jìn)行葉片振動(dòng)、頻率和應(yīng)力計(jì)算分析
江漢石油鉆頭廠 石油鉆頭 建立一個(gè)支持并行設(shè)計(jì)、制造與管理的集成環(huán)境 進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程重組 建立工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù) 組織新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)小組
西安飛機(jī)公司 y7-200a內(nèi)裝飾 建立y7-200a并行設(shè)計(jì)制造的過(guò)程模型 組織設(shè)計(jì)、工藝、制造小組 建立基于pdm的并行設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝、工裝的并行設(shè)計(jì)與信息集成
昌河汽車(chē)廠 ch—x型汽車(chē) 組建多學(xué)科產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì) 建立支持并行設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)ch-x型車(chē)的設(shè)計(jì)、工藝與工裝的信息集成