并行設(shè)計(jì)技術(shù)在叉車(chē)研制中的應(yīng)用
摘 要：闡述了并行設(shè)計(jì)技術(shù)的基本概念。以1～3t小軸距彈性胎系列叉車(chē)的研制過(guò)程為例，介紹了介紹了并行設(shè)計(jì)技術(shù)的具體實(shí)施過(guò)程，分析總結(jié)了并行設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用效果。1并行設(shè)計(jì)技術(shù)概述
    并行設(shè)計(jì)技術(shù)(ConcurrentDesign)，20世紀(jì)60年代起源于日本，并率先在豐田汽車(chē)公司得到應(yīng)用。其基本思想就是打破傳統(tǒng)串行開(kāi)發(fā)中各相關(guān)部門(mén)依次串行作業(yè)的條塊限制，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的初期就綜合考慮產(chǎn)品生命周期中各個(gè)環(huán)節(jié)的影響，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與后續(xù)活動(dòng)的協(xié)調(diào)，以大幅度縮短研制周期，使產(chǎn)品獲得更加穩(wěn)定的質(zhì)量和更為低廉的成本。
    并行設(shè)計(jì)技術(shù)作為一種新的思想被引人到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，給人們帶來(lái)的是觀(guān)念上的革命。它強(qiáng)調(diào)的是各部門(mén)之間的充分交流與探討，明確目標(biāo)，形成共識(shí)，早期制定各種翔實(shí)的計(jì)劃，協(xié)同作業(yè)，而CAD／CAE／CAWCAPP/MRPⅡ等新技術(shù)的推廣使用，又為并行設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用提供了更為有力的工具。2叉車(chē)研制中的快速開(kāi)發(fā)模型。過(guò)去，我們?cè)诋a(chǎn)品開(kāi)發(fā)中采用串行設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)模型，各部門(mén)依據(jù)各自的職能串行作業(yè)，缺少必要的信息交流。由于在設(shè)計(jì)完成后，其它部門(mén)才依次介入，后面每個(gè)環(huán)節(jié)再提出整改意見(jiàn)，又得從修改設(shè)計(jì)開(kāi)始，經(jīng)常造成重大返工，開(kāi)發(fā)周期很長(zhǎng)。
    為了縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，我們引入了并行設(shè)計(jì)技術(shù)，建立7‘快速開(kāi)發(fā)模型。由于從：產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的最初階段，各相關(guān)部門(mén)就進(jìn)行了充分的探討與協(xié)商，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行恰如其分的市場(chǎng)定位，明確開(kāi)發(fā)目標(biāo)，使后期工作少走了許多彎路。在實(shí)施階段，各相關(guān)部門(mén)圍繞既定目標(biāo)，同步開(kāi)發(fā)，協(xié)同作業(yè)，大大減少了設(shè)計(jì)中的差錯(cuò)和返工，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短了開(kāi)發(fā)周期。3叉車(chē)研制中并行設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)施
根據(jù)市場(chǎng)情報(bào)分析，北美市場(chǎng)對(duì)1—3t小軸距彈性胎系列叉車(chē)有較大需求，而該系列產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)是空白，如果采用串行設(shè)計(jì)方法，沒(méi)有2年多時(shí)間，很難推出產(chǎn)品，為此我們嘗試采用并行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)技術(shù)。3．1第一階段——產(chǎn)品策劃與概念設(shè)計(jì)的并行開(kāi)發(fā)過(guò)去搞叉車(chē)設(shè)計(jì)，大多是由開(kāi)發(fā)部門(mén)獨(dú)立完成產(chǎn)品的策劃與概念設(shè)計(jì)，較少考慮市場(chǎng)需求、生產(chǎn)與配套的要求以及計(jì)劃的協(xié)調(diào)，容易出現(xiàn)市場(chǎng)定位不準(zhǔn)的問(wèn)題。
    在小軸距叉車(chē)并行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，首先成立了由總工程師掛帥，開(kāi)發(fā)、市場(chǎng)、管理、生產(chǎn)、質(zhì)量等多部門(mén)組成的項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組，對(duì)北美市場(chǎng)的特殊需求、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品特點(diǎn)和現(xiàn)有資源等情況進(jìn)行多部門(mén)綜合分析，確定了產(chǎn)品的市場(chǎng)定位，擬訂產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)目標(biāo)、質(zhì)量保證構(gòu)想、生產(chǎn)制造構(gòu)想和綜合進(jìn)度計(jì)劃等，使所有人員明確目標(biāo)。32第二階段——方案設(shè)計(jì)評(píng)審與綜合計(jì)劃的并行開(kāi)發(fā)在小軸距叉車(chē)同步開(kāi)發(fā)中，項(xiàng)目小組實(shí)施開(kāi)放式方案設(shè)計(jì)，圍繞第一階段的目標(biāo)與構(gòu)想，設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)、工藝、質(zhì)量、生產(chǎn)、主要客戶(hù)及協(xié)作廠(chǎng)家等共同參與，制定詳細(xì)的方案及實(shí)施網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃。
    (1)與客戶(hù)協(xié)同的虛擬方案設(shè)計(jì)
    方案設(shè)計(jì)借助于虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)，在3DS環(huán)境下，完成3D虛擬模型制作、渲染，并經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組及北美客戶(hù)的審核予以確定。由于虛擬設(shè)計(jì)及客戶(hù)參與，使開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品更加符合用戶(hù)的需求，保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一次成功。
    (2)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化與設(shè)計(jì)計(jì)劃的制定
標(biāo)準(zhǔn)化工作由事后把關(guān)改為事前參與，擬定出產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)遵循的國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)有章可循。
    制定詳細(xì)的零部件設(shè)計(jì)方案，確定設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃。
    (3)工藝計(jì)劃與生產(chǎn)制造計(jì)劃
    過(guò)去在叉車(chē)設(shè)計(jì)中，工藝與生產(chǎn)制造人員在設(shè)計(jì)工作完成以后，才開(kāi)始進(jìn)行工藝制定及生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，這時(shí)如果再提出改進(jìn)意見(jiàn)，由于設(shè)計(jì)工作已經(jīng)完成，所以很難被設(shè)計(jì)人員接受，否則就要對(duì)圖紙進(jìn)行較大的修改。
    在小軸距叉車(chē)設(shè)計(jì)中，由于工藝及生產(chǎn)人員已經(jīng)參與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在叉車(chē)方案設(shè)計(jì)時(shí)，即充分考慮到工藝要求及生產(chǎn)需要，更便于提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低制造成本。同時(shí)，工藝及生產(chǎn)人員參與方案設(shè)計(jì)，也便于及時(shí)制定工藝計(jì)劃與生產(chǎn)制造計(jì)劃。
    (4)質(zhì)量及成本控制計(jì)劃
    過(guò)去搞叉車(chē)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員更為關(guān)心的是技術(shù)的先進(jìn)性，而較少關(guān)心質(zhì)量與成本，質(zhì)量是事后把關(guān)，成本是發(fā)生多少就是多少。
    在小軸距叉車(chē)設(shè)計(jì)中，質(zhì)保人員參與設(shè)計(jì)，事先制定質(zhì)量保證計(jì)劃，并提出質(zhì)量改進(jìn)要求。圍繞第一階段目標(biāo)，制定成本控制計(jì)劃，然后分解落實(shí)到每個(gè)系統(tǒng)、部件和工序之中。
    (5)主要協(xié)作廠(chǎng)家參與并行方案設(shè)計(jì)
    過(guò)去開(kāi)發(fā)叉車(chē)，在生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)后，才由采購(gòu)部門(mén)向協(xié)作廠(chǎng)家提供圖紙，與協(xié)作廠(chǎng)家之間缺少前期交流。
在小軸距叉車(chē)設(shè)計(jì)中，主要協(xié)作廠(chǎng)家在方案設(shè)計(jì)階段就參與到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)之中。由于協(xié)作廠(chǎng)家在專(zhuān)業(yè)配套方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此可以將他們的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，以及低成本、高質(zhì)量的配套方案引入到方案設(shè)計(jì)中。33第三階段——詳細(xì)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)準(zhǔn)備的并行開(kāi)發(fā)在小軸距叉車(chē)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于在第一、二階段各相關(guān)部門(mén)進(jìn)行了精心策劃，因此，在第三階段各相關(guān)部門(mén)就避免了大量的等待時(shí)間，各部門(mén)可以按計(jì)劃、圍繞一個(gè)中心目標(biāo)、同步協(xié)同快速開(kāi)發(fā)，大大縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。
    (1)PDM及CAD技術(shù)支持的詳細(xì)設(shè)計(jì)
    采用Workcentg、AutoCAD等軟件設(shè)計(jì)的每一個(gè)零部件，其他人員都可以同步調(diào)閱、審查。采用MDT三維軟件，對(duì)復(fù)雜零件(如平衡重)進(jìn)行精確的實(shí)體造型，對(duì)其幾何、物理特性進(jìn)行精確分析，并生成鑄造模型。采用快速成型技術(shù)，根據(jù)3D模型，同步快速生成儀表板、箱體、發(fā)動(dòng)機(jī)罩和平衡重等原型，各方面人員可以更直觀(guān)地探討產(chǎn)品改進(jìn)方案。
    (2)CAM、CAPP、MRPⅡ等技術(shù)支持的工藝設(shè)計(jì)、規(guī)劃CAM技術(shù)與NC控制技術(shù)相結(jié)合，生成NC加工代碼，進(jìn)行加工工藝驗(yàn)證，快速制造大型復(fù)雜模具，柔性加工產(chǎn)品零部件。CAPP、MRPⅡ技術(shù)支持工藝設(shè)計(jì)規(guī)劃，平衡生產(chǎn)能力，并制定準(zhǔn)確的采購(gòu)計(jì)劃和生產(chǎn)計(jì)劃等。由于工藝生產(chǎn)的同步介入，零部件的工藝性更好，生產(chǎn)的準(zhǔn)備更充分。
    (3)協(xié)作件的并行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)
由于協(xié)作廠(chǎng)家在第二階段已經(jīng)參與方案設(shè)計(jì)，因此他們可以與開(kāi)發(fā)小組并行設(shè)計(jì)并同步進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，避免了過(guò)去協(xié)作廠(chǎng)家被動(dòng)參與的不利局面。
    (4)關(guān)鍵零部件的試驗(yàn)驗(yàn)證
對(duì)于叉車(chē)中的驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向橋和門(mén)架等關(guān)鍵零部件同步進(jìn)行強(qiáng)化試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可及時(shí)整改。
    (5)長(zhǎng)周期零部件同步試產(chǎn)計(jì)劃
    由于配重、內(nèi)燃機(jī)罩的沖壓件、箱體等零部件模具制造較為復(fù)雜，制造準(zhǔn)備周期較長(zhǎng)，因此在MRPⅡ系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)支持下，提前下達(dá)零部件試產(chǎn)計(jì)劃，確保同步。
    (6)分部件試產(chǎn)、采購(gòu)計(jì)劃取代整車(chē)試產(chǎn)計(jì)劃，使計(jì)劃更加準(zhǔn)確。3.4第四階段——組裝、試驗(yàn)、驗(yàn)證
在小軸距叉車(chē)的并行開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于各部門(mén)的同步協(xié)同作業(yè)，許多問(wèn)題在一開(kāi)始就得到充分認(rèn)識(shí)并加以解決，CAx技術(shù)的采用進(jìn)一步提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量確保試制與試驗(yàn)一次性取得成功。這樣，就避免了過(guò)去傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，所有問(wèn)題在試制與試驗(yàn)時(shí)集中暴露，避免了多次修改圖紙。3.5 第五階段——批量投產(chǎn)
    由于采用并行開(kāi)發(fā)技術(shù)，計(jì)劃周密，準(zhǔn)備充分小軸距叉車(chē)僅用8個(gè)月的時(shí)間就已批量投產(chǎn)，并投放北美市場(chǎng)，取得驕人的業(yè)績(jī)。
    4 并行開(kāi)發(fā)技術(shù)的應(yīng)用效果
    (1)使新產(chǎn)品更貼近市場(chǎng)需求。
    (2)產(chǎn)品成本得到有效控制。
    (3)設(shè)計(jì)質(zhì)量顯著提高。
    (4)大大縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間。
    (5)促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與普及。