并行設(shè)計技術(shù)在叉車研制中的應(yīng)用
摘 要：闡述了并行設(shè)計技術(shù)的基本概念。以1～3t小軸距彈性胎系列叉車的研制過程為例，介紹了介紹了并行設(shè)計技術(shù)的具體實施過程，分析總結(jié)了并行設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用效果。1并行設(shè)計技術(shù)概述
    并行設(shè)計技術(shù)(ConcurrentDesign)，20世紀(jì)60年代起源于日本，并率先在豐田汽車公司得到應(yīng)用。其基本思想就是打破傳統(tǒng)串行開發(fā)中各相關(guān)部門依次串行作業(yè)的條塊限制，在產(chǎn)品開發(fā)的初期就綜合考慮產(chǎn)品生命周期中各個環(huán)節(jié)的影響，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與后續(xù)活動的協(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)計技術(shù)作為一種新的思想被引人到產(chǎn)品開發(fā)中，給人們帶來的是觀念上的革命。它強調(diào)的是各部門之間的充分交流與探討，明確目標(biāo)，形成共識，早期制定各種翔實的計劃，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)計技術(shù)的應(yīng)用提供了更為有力的工具。2叉車研制中的快速開發(fā)模型。過去，我們在產(chǎn)品開發(fā)中采用串行設(shè)計的開發(fā)模型，各部門依據(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)計完成后，其它部門才依次介入，后面每個環(huán)節(jié)再提出整改意見，又得從修改設(shè)計開始，經(jīng)常造成重大返工，開發(fā)周期很長。
    為了縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高設(shè)計質(zhì)量，我們引入了并行設(shè)計技術(shù)，建立7‘快速開發(fā)模型。由于從：產(chǎn)品開發(fā)的最初階段，各相關(guān)部門就進行了充分的探討與協(xié)商，對產(chǎn)品進行恰如其分的市場定位，明確開發(fā)目標(biāo)，使后期工作少走了許多彎路。在實施階段，各相關(guān)部門圍繞既定目標(biāo)，同步開發(fā)，協(xié)同作業(yè)，大大減少了設(shè)計中的差錯和返工，提高了設(shè)計質(zhì)量，縮短了開發(fā)周期。3叉車研制中并行設(shè)計技術(shù)的實施
根據(jù)市場情報分析，北美市場對1—3t小軸距彈性胎系列叉車有較大需求，而該系列產(chǎn)品在國內(nèi)是空白，如果采用串行設(shè)計方法，沒有2年多時間，很難推出產(chǎn)品，為此我們嘗試采用并行設(shè)計開發(fā)技術(shù)。3．1第一階段——產(chǎn)品策劃與概念設(shè)計的并行開發(fā)過去搞叉車設(shè)計，大多是由開發(fā)部門獨立完成產(chǎn)品的策劃與概念設(shè)計，較少考慮市場需求、生產(chǎn)與配套的要求以及計劃的協(xié)調(diào)，容易出現(xiàn)市場定位不準(zhǔn)的問題。
    在小軸距叉車并行設(shè)計開發(fā)中，首先成立了由總工程師掛帥，開發(fā)、市場、管理、生產(chǎn)、質(zhì)量等多部門組成的項目領(lǐng)導(dǎo)小組，對北美市場的特殊需求、競爭對手的產(chǎn)品特點和現(xiàn)有資源等情況進行多部門綜合分析，確定了產(chǎn)品的市場定位，擬訂產(chǎn)品的開發(fā)目標(biāo)、質(zhì)量保證構(gòu)想、生產(chǎn)制造構(gòu)想和綜合進度計劃等，使所有人員明確目標(biāo)。32第二階段——方案設(shè)計評審與綜合計劃的并行開發(fā)在小軸距叉車同步開發(fā)中，項目小組實施開放式方案設(shè)計，圍繞第一階段的目標(biāo)與構(gòu)想，設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)、工藝、質(zhì)量、生產(chǎn)、主要客戶及協(xié)作廠家等共同參與，制定詳細的方案及實施網(wǎng)絡(luò)計劃。
    (1)與客戶協(xié)同的虛擬方案設(shè)計
    方案設(shè)計借助于虛擬設(shè)計技術(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)小組及北美客戶的審核予以確定。由于虛擬設(shè)計及客戶參與，使開發(fā)的產(chǎn)品更加符合用戶的需求，保證產(chǎn)品開發(fā)一次成功。
    (2)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化與設(shè)計計劃的制定
標(biāo)準(zhǔn)化工作由事后把關(guān)改為事前參與，擬定出產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)遵循的國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，使產(chǎn)品開發(fā)有章可循。
    制定詳細的零部件設(shè)計方案，確定設(shè)計進度計劃。
    (3)工藝計劃與生產(chǎn)制造計劃
    過去在叉車設(shè)計中，工藝與生產(chǎn)制造人員在設(shè)計工作完成以后，才開始進行工藝制定及生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，這時如果再提出改進意見，由于設(shè)計工作已經(jīng)完成，所以很難被設(shè)計人員接受，否則就要對圖紙進行較大的修改。
    在小軸距叉車設(shè)計中，由于工藝及生產(chǎn)人員已經(jīng)參與產(chǎn)品開發(fā)，在叉車方案設(shè)計時，即充分考慮到工藝要求及生產(chǎn)需要，更便于提高設(shè)計質(zhì)量，降低制造成本。同時，工藝及生產(chǎn)人員參與方案設(shè)計，也便于及時制定工藝計劃與生產(chǎn)制造計劃。
    (4)質(zhì)量及成本控制計劃
    過去搞叉車設(shè)計，設(shè)計人員更為關(guān)心的是技術(shù)的先進性，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。
    在小軸距叉車設(shè)計中，質(zhì)保人員參與設(shè)計，事先制定質(zhì)量保證計劃，并提出質(zhì)量改進要求。圍繞第一階段目標(biāo)，制定成本控制計劃，然后分解落實到每個系統(tǒng)、部件和工序之中。
    (5)主要協(xié)作廠家參與并行方案設(shè)計
    過去開發(fā)叉車，在生產(chǎn)計劃下達后，才由采購部門向協(xié)作廠家提供圖紙，與協(xié)作廠家之間缺少前期交流。
在小軸距叉車設(shè)計中，主要協(xié)作廠家在方案設(shè)計階段就參與到產(chǎn)品開發(fā)之中。由于協(xié)作廠家在專業(yè)配套方面具有豐富的經(jīng)驗，因此可以將他們的專業(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)計中。33第三階段——詳細設(shè)計與生產(chǎn)準(zhǔn)備的并行開發(fā)在小軸距叉車的開發(fā)過程中，由于在第一、二階段各相關(guān)部門進行了精心策劃，因此，在第三階段各相關(guān)部門就避免了大量的等待時間，各部門可以按計劃、圍繞一個中心目標(biāo)、同步協(xié)同快速開發(fā)，大大縮短開發(fā)時間。
    (1)PDM及CAD技術(shù)支持的詳細設(shè)計
    采用Workcentg、AutoCAD等軟件設(shè)計的每一個零部件，其他人員都可以同步調(diào)閱、審查。采用MDT三維軟件，對復(fù)雜零件(如平衡重)進行精確的實體造型，對其幾何、物理特性進行精確分析，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)動機罩和平衡重等原型，各方面人員可以更直觀地探討產(chǎn)品改進方案。
    (2)CAM、CAPP、MRPⅡ等技術(shù)支持的工藝設(shè)計、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，進行加工工藝驗證，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)計規(guī)劃，平衡生產(chǎn)能力，并制定準(zhǔn)確的采購計劃和生產(chǎn)計劃等。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)計開發(fā)
由于協(xié)作廠家在第二階段已經(jīng)參與方案設(shè)計，因此他們可以與開發(fā)小組并行設(shè)計并同步進行生產(chǎn)準(zhǔn)備，避免了過去協(xié)作廠家被動參與的不利局面。
    (4)關(guān)鍵零部件的試驗驗證
對于叉車中的驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向橋和門架等關(guān)鍵零部件同步進行強化試驗，發(fā)現(xiàn)問題可及時整改。
    (5)長周期零部件同步試產(chǎn)計劃
    由于配重、內(nèi)燃機罩的沖壓件、箱體等零部件模具制造較為復(fù)雜，制造準(zhǔn)備周期較長，因此在MRPⅡ系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)支持下，提前下達零部件試產(chǎn)計劃，確保同步。
    (6)分部件試產(chǎn)、采購計劃取代整車試產(chǎn)計劃，使計劃更加準(zhǔn)確。3.4第四階段——組裝、試驗、驗證
在小軸距叉車的并行開發(fā)過程中，由于各部門的同步協(xié)同作業(yè)，許多問題在一開始就得到充分認識并加以解決，CAx技術(shù)的采用進一步提高了設(shè)計質(zhì)量確保試制與試驗一次性取得成功。這樣，就避免了過去傳統(tǒng)開發(fā)中，所有問題在試制與試驗時集中暴露，避免了多次修改圖紙。3.5 第五階段——批量投產(chǎn)
    由于采用并行開發(fā)技術(shù)，計劃周密，準(zhǔn)備充分小軸距叉車僅用8個月的時間就已批量投產(chǎn)，并投放北美市場，取得驕人的業(yè)績。
    4 并行開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用效果
    (1)使新產(chǎn)品更貼近市場需求。
    (2)產(chǎn)品成本得到有效控制。
    (3)設(shè)計質(zhì)量顯著提高。
    (4)大大縮短了開發(fā)時間。
    (5)促進了計算機的應(yīng)用與普及。