1、下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页一、应用需求一、应用需求 并行工程最重要的支撑系统之一并行工程最重要的支撑系统之一是集成框架，即对产品生命周期中所是集成框架，即对产品生命周期中所有数据、组织资源和相关开发工程的有数据、组织资源和相关开发工程的集成化管理。这种需求体现在以下几集成化管理。这种需求体现在以下几个方面个方面:下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页1.以信息集成为基础实现以信息集成为基础实现 产品开发过程产品开发过程的集成的集成 从从CIMS的信息集成发展到并行工的信息集成发展到并行工程的过程集成可分为程的过程集成可分为5个
2、台阶：个台阶：互操作的计算机互操作的计算机;互操作的工具和任务互操作的工具和任务;产品数据管理产品数据管理;产品开发过程管理产品开发过程管理;决策支持。决策支持。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 通常通常,第第1步和第步和第2步保证数据按照标准格式步保证数据按照标准格式(如如IGES、STEP、EDIF和和VHDL等等)在企业各分系统和工在企业各分系统和工具之间传递具之间传递,无需手工重新输入。实现方法包括工程图无需手工重新输入。实现方法包括工程图档管理、工程数据库、异构数据库的集成与信息共享等。档管理、工程数据库、异构数据库的集成与信息共享等。它们可以被看作是它们可以被看作是CE
3、第一阶段集成平台。第一阶段集成平台。第第3步和第步和第4步处理更复杂的问题步处理更复杂的问题,需要改变企业的需要改变企业的组织结构和产品开发过程组织结构和产品开发过程,建立一个跨平台、跨领域的建立一个跨平台、跨领域的集成框架集成框架,支持产品开发全过程的信息集成与过程集成。支持产品开发全过程的信息集成与过程集成。它们是并行工程最重要的特征。它们是并行工程最重要的特征。第第5步建立决策支持知识库。一个依赖于产品开发步建立决策支持知识库。一个依赖于产品开发环境框架的策略可支持企业通过每一个步骤。环境框架的策略可支持企业通过每一个步骤。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页2.复杂产品开发涉及
4、领域之间的集成复杂产品开发涉及领域之间的集成 从企业功能和体系结构看从企业功能和体系结构看,企业业务可划分企业业务可划分为多个功能领域为多个功能领域,其中包括其中包括:产品产品/过程涉及领域、过程涉及领域、经营运行领域、行政管理经营运行领域、行政管理/办公自动化领域和监办公自动化领域和监控领域等。对负责产品开发的并行工程来说控领域等。对负责产品开发的并行工程来说,每每个功能领域有相应的支撑系统个功能领域有相应的支撑系统,这些子系统间必这些子系统间必须在完整的并行工程产品开发过程中进行相互须在完整的并行工程产品开发过程中进行相互通信和数据共享。近年来通信和数据共享。近年来,基于面向对象技术和基于
5、面向对象技术和客户客户/服务器计算模式的集成框架的研究、开发服务器计算模式的集成框架的研究、开发和应用和应用,为企业全过程、多领域的集成提供了技为企业全过程、多领域的集成提供了技术基础。术基础。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 集成框架软件是一个软件系统集成框架软件是一个软件系统,它提供了支它提供了支持多厂商、多平台、异构网络、不同操作系统持多厂商、多平台、异构网络、不同操作系统和已有的传统应用软件的集成及即插即用的环和已有的传统应用软件的集成及即插即用的环境。它不仅要把企业的计算机辅助设计、制造、境。它不仅要把企业的计算机辅助设计、制造、管理和质量保证等技术子系统有机地集成在一管
6、理和质量保证等技术子系统有机地集成在一起起,实现信息共享和集成实现信息共享和集成,还要充分考虑人在企业还要充分考虑人在企业中的作用中的作用,实现人、组织、经营管理和技术的集实现人、组织、经营管理和技术的集成成,以及产品全生命周期中的信息流和物流的集以及产品全生命周期中的信息流和物流的集成优化成优化,使企业集成由信息集成发展到过程集成。使企业集成由信息集成发展到过程集成。只有这样才能真正解决企业的产品上市快、质只有这样才能真正解决企业的产品上市快、质量高、成本低、服务好量高、成本低、服务好(TQCS)问题问题,以赢得市以赢得市场竞争。场竞争。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 集成框架
7、软件是一个软件系统集成框架软件是一个软件系统,它提供了支它提供了支持多厂商、多平台、异构网络、不同操作系统持多厂商、多平台、异构网络、不同操作系统和已有的传统应用软件的集成及即插即用的环和已有的传统应用软件的集成及即插即用的环境。它不仅要把企业的计算机辅助设计、制造、境。它不仅要把企业的计算机辅助设计、制造、管理和质量保证等技术子系统有机地集成在一管理和质量保证等技术子系统有机地集成在一起起,实现信息共享和集成实现信息共享和集成,还要充分考虑人在企业还要充分考虑人在企业中的作用中的作用,实现人、组织、经营管理和技术的集实现人、组织、经营管理和技术的集成成,以及产品全生命周期中的信息流和物流的集
8、以及产品全生命周期中的信息流和物流的集成优化成优化,使企业集成由信息集成发展到过程集成。使企业集成由信息集成发展到过程集成。只有这样才能真正解决企业的产品上市快、质只有这样才能真正解决企业的产品上市快、质量高、成本低、服务好量高、成本低、服务好(TQCS)问题问题,以赢得市以赢得市场竞争。场竞争。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页3.注重产品及产品数据生命周期的概念注重产品及产品数据生命周期的概念 为了做到产品开发各环节对数据存取和操为了做到产品开发各环节对数据存取和操作的一致性作的一致性,并行工程要求所有产品数据必须定并行工程要求所有产品数据必须定义生命周期义生命周期,并且需要一个
9、过程管理工具并且需要一个过程管理工具,在正确在正确的时刻、把正确的数据、按照正确的方式、传的时刻、把正确的数据、按照正确的方式、传递给正确的人。目前递给正确的人。目前,还没有一个工具能在领域还没有一个工具能在领域之间做到这一点。集成框架为实现这一目标提之间做到这一点。集成框架为实现这一目标提供了技术基础。供了技术基础。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页二、体系与功能二、体系与功能 1.体系结构体系结构 并行工程集成框架是支持企业内各类应用并行工程集成框架是支持企业内各类应用(设计、制造和经营管理设计、制造和经营管理)进行信息、功能和过进行信息、功能和过程集成优化的并行工程支撑环境程集
10、成优化的并行工程支撑环境,体系结构由应体系结构由应用系统层、领域框架层和企业框架层组成。用系统层、领域框架层和企业框架层组成。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页应用系统层应用系统层 由机械领域软件由机械领域软件(如如CAX/DFX等等)、电子系、电子系统并行开发领域软件统并行开发领域软件(如如EDA软件、微波软件、微波CAD/CAT软件等软件等)和经营领域软件和经营领域软件(如如MRP等等)组成。这些设计、制造和经营应用系统大多都组成。这些设计、制造和经营应用系统大多都有各自的集成子环境有各自的集成子环境(称为子领域框架称为子领域框架),如在电如在电子设计方面有子设计方面有Mento
11、r EDA的的Falcon框架框架,在机在机械设计方面有械设计方面有SDRC的的Metaphase等。本课题等。本课题把这些设计、制造和经营管理软件及其集成子把这些设计、制造和经营管理软件及其集成子环境环境/子领域框架作为已有应用系统进行集成。子领域框架作为已有应用系统进行集成。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页领域框架层领域框架层 由并行工程机械领域框架、电子系统领域由并行工程机械领域框架、电子系统领域框架和经营运行领域框架等组成。这些领域框框架和经营运行领域框架等组成。这些领域框架实现各自领域内已有应用系统的封装集成架实现各自领域内已有应用系统的封装集成,支支持领域内并行产品定义
12、、并行开发过程和产品持领域内并行产品定义、并行开发过程和产品开发团队的管理。这些领域框架通过企业框架开发团队的管理。这些领域框架通过企业框架实现各领域框架的集成、不同领域应用系统之实现各领域框架的集成、不同领域应用系统之间的全局信息和全局过程的集成。间的全局信息和全局过程的集成。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页企业框架层企业框架层 由并行工程企业层框架与并行工程对象建由并行工程企业层框架与并行工程对象建模和管理服务设施两部分组成。并行工程企业模和管理服务设施两部分组成。并行工程企业层框架基于层框架基于CORBA2.0规范规范,为领域框架之间的为领域框架之间的集成提供请求集成提供请求
13、/服务机制和互操作机制服务机制和互操作机制,建立领域建立领域框架和应用系统即插即用集成的框架和应用系统即插即用集成的“软总线软总线”。并行工程对象建模和管理服务为企业实施并行并行工程对象建模和管理服务为企业实施并行工程提供并行产品定义、产品开发过程重组建工程提供并行产品定义、产品开发过程重组建模和管理、集成产品开发团队管理等服务设施。模和管理、集成产品开发团队管理等服务设施。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页2.主要功能主要功能 并行工程产品定义、过程建模和产品集成开发并行工程产品定义、过程建模和产品集成开发团队管理工具原型可用于定义不同领域应用之团队管理工具原型可用于定义不同领域应
14、用之间并行产品的全局信息模型、产品结构和资源间并行产品的全局信息模型、产品结构和资源的管理的管理,建立可视化的工作过程流程模型建立可视化的工作过程流程模型,定义和定义和管理产品开发团队、角色和权限管理产品开发团队、角色和权限,控制并行过程控制并行过程的实施。的实施。提供基于提供基于CORBA规范的即插即用规范的即插即用“软总线软总线”,支持领域框架和应用软件的单点集成。支持领域框架和应用软件的单点集成。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页提供已有应用系统与领域框架之间、领域框架提供已有应用系统与领域框架之间、领域框架与并行工程企业层框架之间封装集成的与并行工程企业层框架之间封装集成的
15、IDL定定义和编译工具及适配器开发工具。可允许应用义和编译工具及适配器开发工具。可允许应用软件模块插入系统的软件模块插入系统的“软总线软总线”,并由各类用户并由各类用户按需要在工作流中启动应用软件。按需要在工作流中启动应用软件。提供框架管理、应用封装集成的图形用户界面提供框架管理、应用封装集成的图形用户界面(GUI),为框架系统管理者、应用封装集成者和为框架系统管理者、应用封装集成者和最终用户的使用及浏览提供方便。最终用户的使用及浏览提供方便。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页3.技术特点技术特点 本框架的技术方案以并行工程的过程集成本框架的技术方案以并行工程的过程集成和不同领域的应
16、用系统集成等关键技术为突破和不同领域的应用系统集成等关键技术为突破点点,其先进性表现在以下几个方面其先进性表现在以下几个方面:采用基于企业框架和领域框架的集成体系结构采用基于企业框架和领域框架的集成体系结构,支持并行工程的信息集成、功能集成和过程集支持并行工程的信息集成、功能集成和过程集成。成。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页采用基于采用基于CORBA规范的面向对象和客户规范的面向对象和客户/服务服务器器 分布计算模型技术分布计算模型技术,建立应用系统即插即用建立应用系统即插即用的单点集成式的单点集成式“软总线软总线”。这不仅符合国际主。这不仅符合国际主流标准流标准,具有很好的开放
17、性、可重用性、可扩充具有很好的开放性、可重用性、可扩充性和互操作性性和互操作性,而且能方便、灵活、快速地支持而且能方便、灵活、快速地支持应用系统的集成应用系统的集成,支持企业实施并行工程。支持企业实施并行工程。采用国际上目前最新的研究成果采用国际上目前最新的研究成果,开发和集成支开发和集成支持并行产品定义、产品开发过程重构、集成产持并行产品定义、产品开发过程重构、集成产品开发团队的工具原型品开发团队的工具原型,支持并行工程的产品、支持并行工程的产品、过程、组织资源集成与优化运行。过程、组织资源集成与优化运行。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 并行工程是一种哲理，涉及人员管理以及产品
18、开并行工程是一种哲理，涉及人员管理以及产品开发过程管理。并行工程也提供技术和方法，尤其以发过程管理。并行工程也提供技术和方法，尤其以DFX技术和方法为代表。技术和方法为代表。正如生物的诞生、成长直到消亡构成其生命周期正如生物的诞生、成长直到消亡构成其生命周期一样，人类有意识地创造出来的人工物，包括各种产一样，人类有意识地创造出来的人工物，包括各种产品也被赋予了生命。产品同样具有诞生、成长、消亡品也被赋予了生命。产品同样具有诞生、成长、消亡的过程。只是产品的诞生过程被称为产品开发过程，的过程。只是产品的诞生过程被称为产品开发过程，产品的成长过程对应着产品使用过程，产品的消亡过产品的成长过程对应着
19、产品使用过程，产品的消亡过程即为产品报废与回收处理过程。这些过程构成了产程即为产品报废与回收处理过程。这些过程构成了产品的生命周期。品的生命周期。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 DFX是是Design for X(面向产品生命周期各面向产品生命周期各/某环节的某环节的设计设计)的缩写。的缩写。其中，其中，X可以代表产品生命周期或其中某一环节，如可以代表产品生命周期或其中某一环节，如装配、加工、使用、维修、回收、报废等，也可以代表产装配、加工、使用、维修、回收、报废等，也可以代表产品竞争力或决定产品竞争力的因素，如质量、成本、时间品竞争力或决定产品竞争力的因素，如质量、成本、时间等
20、等。而这里的设计不仅仅指产品的设计，也指产品开发等等。而这里的设计不仅仅指产品的设计，也指产品开发过程和系统的设计。过程和系统的设计。DFX是并行工程的关键环节。是并行工程的关键环节。FX是是CE的思想核心，的思想核心，是是CE的支撑工具。而的支撑工具。而 CE是是DFX在产品生命周期上的拓展在产品生命周期上的拓展。在产品设计时，不但要考虑功能和性能要求。在产品设计时，不但要考虑功能和性能要求,而且要同而且要同时考虑与产品整个生命周期各阶段相关的因素。包括制造时考虑与产品整个生命周期各阶段相关的因素。包括制造的可能性、高效性和经济性等。其目标是在保证产品质量的可能性、高效性和经济性等。其目标是
21、在保证产品质量的前提下缩短开发周期降低成本。的前提下缩短开发周期降低成本。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 首先，所有的产品开发人员都应该认首先，所有的产品开发人员都应该认识到，在设计阶段尽早地考虑产品全生命识到，在设计阶段尽早地考虑产品全生命周期将有益于产品竞争力的提高。其次，周期将有益于产品竞争力的提高。其次，产品设计人员，产品开发管理人员应该积产品设计人员，产品开发管理人员应该积极应用极应用DFX方法于产品设计。最后借助计方法于产品设计。最后借助计算机实现的算机实现的DFX工具可以有效地辅助产品工具可以有效地辅助产品设计人员按照设计人员按照DFX方法进行产品设计。方法进行产品
22、设计。DFX思想最早产生于二战时期。直到思想最早产生于二战时期。直到50年代末，长期的设计开发经验的积累形年代末，长期的设计开发经验的积累形成了成了DFX的原形。的原形。60、70年代以后，年代以后，DFX研究得到重视。研究得到重视。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页DFX与产品设计的关系：与产品设计的关系：下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页DFM 面向制造的设计面向制造的设计 过去，产品总是从一个部门递交给下一部门，每次过去，产品总是从一个部门递交给下一部门，每次都根据各自需要进行修改。在产品设计完成后，接着将都根据各自需要进行修改。在产品设计完成后，接着将进行产品的可制
23、造性改造，修改零件图和公差，更新零进行产品的可制造性改造，修改零件图和公差，更新零件表、配置和装配图等文件。然后重组产品，向供应商件表、配置和装配图等文件。然后重组产品，向供应商再次订货。下一步由市场和现场维护部门提交用户使用再次订货。下一步由市场和现场维护部门提交用户使用产品后反应的报告，以及产品性能与产品广告宣传对照产品后反应的报告，以及产品性能与产品广告宣传对照的报告。这些部门的技术维护人员还将提交关于保修期的报告。这些部门的技术维护人员还将提交关于保修期内返修率、零部件损坏率、故障预测难易度及维修后产内返修率、零部件损坏率、故障预测难易度及维修后产品性能的报告。品性能的报告。下一页下一
24、页章目录章目录返回返回上一页上一页DFM 面向制造的设计面向制造的设计串行的产品开发过程下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页DFM 面向制造的设计面向制造的设计 这种方式的缺陷是设计与制造的严重分离。设计这种方式的缺陷是设计与制造的严重分离。设计师只负责按照功能要求把产品设计出来，至于如何加师只负责按照功能要求把产品设计出来，至于如何加工生产，则是工艺师的事，这被一些国外学者形象地工生产，则是工艺师的事，这被一些国外学者形象地称为称为“扔过墙扔过墙”(Over the wall)式的设计。随着现代式的设计。随着现代制造业的发展，这种设计方式的弊端越来越多地暴露制造业的发展，这种设计方式
25、的弊端越来越多地暴露出来：出来：出于设计没考虑工艺，设计出的产品制造成本出于设计没考虑工艺，设计出的产品制造成本高，没有竞争力；出于各环节串行，生产准备只能在高，没有竞争力；出于各环节串行，生产准备只能在设计完全结束后起动，延长了产品开发时间，丧失了设计完全结束后起动，延长了产品开发时间，丧失了占领市场的机会；更为常见且很严重的情形是：一些占领市场的机会；更为常见且很严重的情形是：一些设计要求在制造时很难实现甚至根本无法实现，由此设计要求在制造时很难实现甚至根本无法实现，由此导致的返工既浪费了人力，又延误了工期。导致的返工既浪费了人力，又延误了工期。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页
26、 全球性的激烈竞争迫使制造行业重新审视全球性的激烈竞争迫使制造行业重新审视现有的设计与生产过程，寻求一种新的设计思现有的设计与生产过程，寻求一种新的设计思想与生产模式来实现他们想与生产模式来实现他们“短周期、高质量、短周期、高质量、低成本低成本”的理想。面向制造的设计的理想。面向制造的设计(Design for Manufacturing，DFM)正是在这种需正是在这种需 求下发求下发展起来的，并且已经成为许多企业用以提高竞展起来的，并且已经成为许多企业用以提高竞争力的重要手段。争力的重要手段。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 DFM的优点是加快产品开发周期、缩短投的优点是加快产品
27、开发周期、缩短投放市场时间放市场时间(TTM)和降低制造成本。因为和降低制造成本。因为TTM的的压力不断增加，设计师和产品工程师不再有时间压力不断增加，设计师和产品工程师不再有时间用对原型样品反复试验的方法以精确协调一个新用对原型样品反复试验的方法以精确协调一个新设计。另外，新产品开发周期题越短，以任何原设计。另外，新产品开发周期题越短，以任何原因引入一个设计修改方案的困难就越大。所以，因引入一个设计修改方案的困难就越大。所以，在设计过程的早期阶段起用在设计过程的早期阶段起用DFM原则，就可以原则，就可以避免产品性能要求和制造能力之间的不匹配。避免产品性能要求和制造能力之间的不匹配。DFM原则
28、的运用，也能降低制造成本。图说明原则的运用，也能降低制造成本。图说明了作为在最佳成本下获得更高性能的方法，工艺了作为在最佳成本下获得更高性能的方法，工艺改进相对于产品改进的影响。曲线说明了产品制改进相对于产品改进的影响。曲线说明了产品制造成本和设计复杂度的关系。造成本和设计复杂度的关系。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页DFM与并行工程与并行工程 1.DFM是是 CE的思想核心的思想核心。设计与制造，是产品生命周期中最重要的两个环节。所设计与制造，是产品生命周期中最重要的两个环节。所谓并行工程，最重要的是谓并行工程，最重要的是 产品设计与制
29、造过程的并行。产品设计与制造过程的并行。在设计阶段就考虑可制造性是在设计阶段就考虑可制造性是 CE最基本的优势所在。最基本的优势所在。2.DFM是是 实现实现CE的关键技术。的关键技术。CE只是一种生产哲理，要应用到实际生产，必须要有诸只是一种生产哲理，要应用到实际生产，必须要有诸多的支撑工具。多的支撑工具。在在 CE中，最核心的工具是中，最核心的工具是DFx技术。技术。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页DFM与并行工程与并行工程3.CE是是 DFM（DFX）在产品生命周期在产品生命周期上的拓展。上的拓展。自从自从 DFM的概念被提出以来，又相继出现的概念被提出以来，又相继出现了很多
30、了很多 DFx的概念，例如的概念，例如 DFQ(Design for Quality)，DFR(Design for Reliability)，DFD(Design for Disassembly)等等，这些概念逐等等，这些概念逐渐覆盖了从设计、制造、使用到回收的整个产渐覆盖了从设计、制造、使用到回收的整个产品生命周期，这实际上已经拓宽了品生命周期，这实际上已经拓宽了 DFM的概念，的概念，形成了形成了 CE的思想。的思想。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 DFM 面向制造的设计面向制造的设计DFM由一系列的软件组成：由一系列的软件组成：DFM Concurrent Costing
31、:并行成本计算并行成本计算 用于对单个零件成本和相应工装投资进行成本估用于对单个零件成本和相应工装投资进行成本估计的软件工具。不象已有的参数化成本估计模型，它不计的软件工具。不象已有的参数化成本估计模型，它不依赖于历史数据，因此可以对新的设计做准确的成本估依赖于历史数据，因此可以对新的设计做准确的成本估计，并尝试各种不同的零件材料和加工工艺（目前包括计，并尝试各种不同的零件材料和加工工艺（目前包括:吹塑成型、注塑成型、挤压成型、热塑成型、压铸模、吹塑成型、注塑成型、挤压成型、热塑成型、压铸模、砂铸模、发泡模、锻压和粉末冶金等多种工艺和相应的砂铸模、发泡模、锻压和粉末冶金等多种工艺和相应的近百种
32、材料）。近百种材料）。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 使用使用Concurrent Costing的好处有：的好处有：准确的成本估计：提供了在零件设计阶段快速和准确的评准确的成本估计：提供了在零件设计阶段快速和准确的评价零件成本的方法，并可以快速地尝试不同的材料和工艺。价零件成本的方法，并可以快速地尝试不同的材料和工艺。实现并行工程：定量成本信息使得产品开发小组可以将设实现并行工程：定量成本信息使得产品开发小组可以将设计的决策建立在实时信息的基础上，以缩短产品开发周期和计的决策建立在实时信息的基础上，以缩短产品开发周期和统一设计小组的意见。统一设计小组的意见。与供应商谈判：给出了
33、客观的成本决定要素，使您能与供与供应商谈判：给出了客观的成本决定要素，使您能与供应商更有意义地讨论，以取得共同利益。应商更有意义地讨论，以取得共同利益。竞争力比较：将您的设计与竞争对手的产品进行比较，以竞争力比较：将您的设计与竞争对手的产品进行比较，以决定市场可行性和目标成本。决定市场可行性和目标成本。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 DFM Machining:机加工成本分析机加工成本分析 Machining是用于机加工分析的软件工具，是用于机加工分析的软件工具，利用它完成机加工零件优化设计的成本分析，并与利用它完成机加工零件优化设计的成本分析，并与不同的成型工艺做比较，从而确保
34、以最经济有效的不同的成型工艺做比较，从而确保以最经济有效的工艺来加工零件。除获得待加工零件的加工时间和工艺来加工零件。除获得待加工零件的加工时间和成本的估计，成本的估计，Machining还能够：还能够：生成工艺和工步规划生成工艺和工步规划 在设计早期阶段获得成本的估计在设计早期阶段获得成本的估计 生成报价生成报价 做生产规划做生产规划下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 DFM Sheet Metalworking:钣金加工成本分析钣金加工成本分析 Sheet Metalworking用于钣金零件加工的用于钣金零件加工的成本估计，并给出主要的成本构成要素，能够尝试成本估计，并给出主要
35、的成本构成要素，能够尝试设计的改变以降低成本。设计的改变以降低成本。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 DFA 面向装配的设计面向装配的设计 DFA软件能用来估计手工装配产品的成本，并尝软件能用来估计手工装配产品的成本，并尝试不同的设计策略，选择其中具有最简单产品结构和最试不同的设计策略，选择其中具有最简单产品结构和最小加工和装配成本的一个设计方案。小加工和装配成本的一个设计方案。DFA软件首先对软件首先对指定的产品设计做装配难易度分析，然后引导通过减少指定的产品设计做装配难易度分析，然后引导通过减少独立零件数量的办法对产品的设计做简化，以使剩余的独立零件数量的办法对产品的设计做简化
36、，以使剩余的零件更易于装配，同时可以获得装配时间和成本的估计，零件更易于装配，同时可以获得装配时间和成本的估计，使您可以立刻看到任何的设计改变所产生的效果。使您可以立刻看到任何的设计改变所产生的效果。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 DFS 面向维护的设计面向维护的设计 DFS软件允许设计者在产品设计的早期评估产品的可软件允许设计者在产品设计的早期评估产品的可维护性，此时对于产品设计的修改所花费成本最低。维护性，此时对于产品设计的修改所花费成本最低。即使一个产品是易于装配的，也不一定是易于维护的。即使一个产品是易于装配的，也不一定是易于维
37、护的。例如维修一辆已服役两年多的坦克，由于受到风吹、日晒、例如维修一辆已服役两年多的坦克，由于受到风吹、日晒、雨打和冷冻而导致紧固件生锈，在拆卸底盘架时，可能怎雨打和冷冻而导致紧固件生锈，在拆卸底盘架时，可能怎么也扳不动。直到经过仔细地润滑油清洗和两分钟的松动，么也扳不动。直到经过仔细地润滑油清洗和两分钟的松动，坦克底盘架才得以拆卸。当初花了坦克底盘架才得以拆卸。当初花了20秒操作装配上的螺秒操作装配上的螺母，却花了母，却花了4分钟的时间来拆卸。现在利用分钟的时间来拆卸。现在利用DFS软件软件,设设计师和工程师就可以采取措施避免以该难题。计师和工程师就可以采取措施避免以该难题。下一页下一页章目
38、录章目录返回返回上一页上一页 DFS软件还给用户提供一系列的报表，软件还给用户提供一系列的报表，包括再设计建议的报表（对于需要检查以包括再设计建议的报表（对于需要检查以提高可维护性的地方予以强调和划分优先提高可维护性的地方予以强调和划分优先次序）。进行次序）。进行DFS分析的好处有：降低分析的好处有：降低保修成本、提高客户满意度和经济地维护保修成本、提高客户满意度和经济地维护对环境敏感的长寿命产品。对环境敏感的长寿命产品。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 DFE 面向环境的设计面向环境的设计 随着全球性的环境立法，需要新的工具帮助创随着全球性的环境立法，需要新的工具帮助创新的公司设
39、计绿色的产品。在许多国家，产品报废时新的公司设计绿色的产品。在许多国家，产品报废时的处理责任已经交给了制造商。另外，许多公司已经的处理责任已经交给了制造商。另外，许多公司已经开始回收报废的产品，从计算机等电子产品到各种消开始回收报废的产品，从计算机等电子产品到各种消费类产品。通过使用费类产品。通过使用DFE软件对这些产品进行面向软件对这些产品进行面向环境和成本效益的设计，制造商能够获得该产品的同环境和成本效益的设计，制造商能够获得该产品的同业竞争优势。业竞争优势。DFE模拟产品报废时的拆卸过程，揭模拟产品报废时的拆卸过程，揭示产品设计对于成本和环境的影响。这些定量的信息示产品设计对于成本和环境
40、的影响。这些定量的信息可以辅助设计早期的各种平衡性决策。可以辅助设计早期的各种平衡性决策。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 DFE可以与可以与DFA软件无缝集成在一起发挥软件无缝集成在一起发挥作用，初始的拆卸顺序可以由作用，初始的拆卸顺序可以由DFA软件自动生软件自动生成。用户可以编辑拆卸列表以定义产品报废时成。用户可以编辑拆卸列表以定义产品报废时不必拆卸就可以回收或处理的组件。基于拆卸不必拆卸就可以回收或处理的组件。基于拆卸的顺序，可以完成两个主要的分析：的顺序，可以完成两个主要的分析：1）拆卸、）拆卸、处理、再利用和回收的利益回报分析；处理、再利用和回收的利益回报分析；2）原）
41、原产品制造、处理、再利用或回收所引起的环境产品制造、处理、再利用或回收所引起的环境影响分析。影响分析。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 利益回报分析显示了在不同拆卸阶段的利益影响。它利益回报分析显示了在不同拆卸阶段的利益影响。它与每个零部件的拆卸成本、可再利用零部件价值和产品剩与每个零部件的拆卸成本、可再利用零部件价值和产品剩余零部件的处理成本有关。余零部件的处理成本有关。产品的环境影响分析模型是荷兰的一项重要研究成果，产品的环境影响分析模型是荷兰的一项重要研究成果，称为称为MET点系（点系（Materials材料，材料，Energy能源，能源，Toxicity毒性），后来被总结成
42、一个快速、有效的分析毒性），后来被总结成一个快速、有效的分析工具，并成为工具，并成为DFE软件的一部分，它使得没有专门生态知软件的一部分，它使得没有专门生态知识背景的用户能够在设计中考虑环境的因素。识背景的用户能够在设计中考虑环境的因素。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 4.并行工程应用的新进展并行工程应用的新进展 CE最初应用主要在武器系统及航空航天领域最初应用主要在武器系统及航空航天领域,如美如美国陆军的国陆军的M1A2坦克、海军的捕鲸叉导弹坦克、海军的捕鲸叉导弹、及空军的及空军的P7A巡航机等均采用巡航机等均采用CE方法进行产品开发方法进行产品开发.近年来近年来,CE除了继除
43、了继续在武器系统及航空航天领域续在武器系统及航空航天领域,如美国如美国ATF计划的动力装计划的动力装置置F-119、新一代战斗机新一代战斗机F-22和波音和波音777研制中应用外研制中应用外,还应用于设计还应用于设计/制造方法、制造方法、CIMS框架、电子芯板、金属框架、电子芯板、金属间化合物、陶瓷、复合材料和智能材料等技术领域的研制、间化合物、陶瓷、复合材料和智能材料等技术领域的研制、开发，开发，以及用于航天器的飞行鉴定全过程中以及用于航天器的飞行鉴定全过程中.随着随着CE不不断地完善和发展断地完善和发展,CE应用范围将更加广泛应用范围将更加广泛.下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页
44、 4.并行工程应用的新进展并行工程应用的新进展 并行工程并行工程(CE)能够增强企业的竞争力能够增强企业的竞争力,并能给企并能给企业带来巨大的经济效益和社会效益业带来巨大的经济效益和社会效益.近年来世界先进近年来世界先进国家都在开展国家都在开展CE方面的研究和应用方面的研究和应用,美国首先提出了美国首先提出了并行工程的概念并行工程的概念,并将其作为在并将其作为在90年代年代,乃至下一世乃至下一世纪发展武器装备系统的战略方针纪发展武器装备系统的战略方针,目前在新武器系统目前在新武器系统和民用产品研制中竞相采用这一概念和民用产品研制中竞相采用这一概念,如美国的麦道、如美国的麦道、波音及通用等波音及
45、通用等;在欧洲在欧洲,英国的罗罗公司、德国航空英国的罗罗公司、德国航空航天局等也采用航天局等也采用CE来进行产品的研制来进行产品的研制.下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 CE在国外的研究及应用状况在国外的研究及应用状况 (1)国外航空航天企业普遍采用自上国外航空航天企业普遍采用自上而下而下(Top-Down)的管理方式的管理方式,强调人们的协同工作强调人们的协同工作(Team Work);(2)采取了建立多功能小组的方式采取了建立多功能小组的方式,根据任根据任务不同分为各种类型务不同分为各种类型,其核心小组其核心小组(core team)最普遍的形最普遍的形式为集成产品开发小组式为
46、集成产品开发小组(IPT);(3)以经过良好培训的设计以经过良好培训的设计和系统工程师作为多面手和系统工程师作为多面手,领导小组成员领导小组成员;(4)小组成员一小组成员一般接受培训。般接受培训。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页(1)设计技术设计技术:大多采用了通过协同工作的大多采用了通过协同工作的组织形式和相应的计算机辅助技术及工具等组织形式和相应的计算机辅助技术及工具等手段进行产品设计开发手段进行产品设计开发,这些设计技术和工这些设计技术和工具主要有具主要有:面向制造的设计面向制造的设计(DFM)、面向装面向装配配 的设计的设计(DFA)、Taguchi方法、多学科设方法、多学
47、科设计优化计优化(MDO)等等;下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 田口方法田口方法(Taguchi)此方法由日本质量管理专家田口玄一提出，它将产此方法由日本质量管理专家田口玄一提出，它将产品设计分为系统设计、参数设计和容差设计三个阶段，品设计分为系统设计、参数设计和容差设计三个阶段，利用利用“损失函数（损失函数（Loss Function），），即参数的波动导即参数的波动导致的费用的概念来衡量产品质量。它通过实验优化方法致的费用的概念来衡量产品质量。它通过实验优化方法帮助设计者优化组合系统参数，使产品对环境条件或其帮助设计者优化组合系统参数，使产品对环境条件或其它随机干扰因素的敏感
48、性降低，保证产品重要特性在环它随机干扰因素的敏感性降低，保证产品重要特性在环境发生变化、出现意外干扰的情况下始终接近理想值，境发生变化、出现意外干扰的情况下始终接近理想值，在不提高产品成本的前提下使损失函数最小，从而在变在不提高产品成本的前提下使损失函数最小，从而在变化的情况下保证满足用户需求，其核心是进行鲁棒性设化的情况下保证满足用户需求，其核心是进行鲁棒性设计计.下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页(2)计算机辅助单元技术计算机辅助单元技术:国外航空航天企国外航空航天企业普遍采用了业普遍采用了CAD/CAM/CAE等系统和单等系统和单元技术元技术,较常见的有较常见的有:3-D CA
49、D/CAM系统系统(如如CATIA系统、系统、UG2系统系统)、NC机床、机床、FMC/FMS等等;(3)集成类技术集成类技术:采用的有采用的有3-D数据库数据库、Falcon框架、框架、Metaphase框架、框架、UNIX网络工作站、网络工作站、PDES/STEP等等.下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页Metaphase向企业提供向企业提供了用于获取、了用于获取、存储、管理存储、管理和共享全球和共享全球分布的产品分布的产品信息的基础信息的基础框架。框架。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 国外普遍强调从设计阶段就注重用户国外普遍强调从设计阶段就注重用户的参与的参与,了解
50、客户需求了解客户需求,工程人员与用户、工程人员与用户、供货商、承包商等共同协作来改善设计过供货商、承包商等共同协作来改善设计过程程,采用的方法和工具主要有质量功能配采用的方法和工具主要有质量功能配置置(QFD)、统计过程控制统计过程控制(SPC)、连续过连续过程改进程改进(CPI)、PERT图法等图法等.下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 质量功能配置质量功能配置(QFD)是通过市场调查方法是通过市场调查方法获取顾客需求，并采用矩阵图解法将顾客需求获取顾客需求，并采用矩阵图解法将顾客需求分解到产品开发的各个阶段和各职能部门中，分解到产品开发的各个阶段和各职能部门中，通过协调各部门的工
