图1  并行工程所需的体系结构

在市场经济环境下，客户的需求在不断提高。他们要求更短的产品开发周期、更低的产品价格和更高的产品性能。企业需要生存，必须改变产品设计、制造和服务的方式，并行工程就是解决此问题的最好的方法之一。

前言

并行工程（Concurrent Engineering，CE），又称同步工程，是在CAD、CAE、CAPP、CAM以及网络、数据库等技术条件支持下，对整个产品开发过程实施并行、一体化设计，促使开发者始终考虑从概念形成直到用后处置的整个产品生命周期内的所有因素，包括质量、成本、进度和用户要求的一种系统方法。

早在20世纪90年代，欧美日各大汽车公司的产品研发普遍应用并行工程，目前我国汽车企业产品开发过程也应用此方法，只是使用的程度和效果各不相同。一般地，一提到并行工程都会想到产品开发过程中各相关部门的工作相互穿插、互相渗透、提前介入，达到缩短开发周期、降低成本、提高质量、满足顾客需求的目的。可是如何才能做到各种资源、各部门工作最大限度地并行，似乎还停留在抽象、深奥的学术研究，真正执行起来，细节上的方法和技巧还需长期探索和相互学习，还需加强我们的团队合作精神和变革意识。

思想观念、文化形态及组织机构必须变革

要做好并行工程，首先我们必须在思想观念、文化形态和组织机构上进行变革。

在组织机构上，建立一支跨部门矩阵式的开发团队，团队全体成员共同对团队的目的和目标负责，每一个成员都能理解其职责。它确定团队活动的焦点，包括服务和产品。全体成员相互依赖，在协同环境中工作，实施信息预发布、设计评审及反馈，定期组织团队会议，进行信息交流、讨论，进行团队决策，确保团队计划向前推进。结构上可将开发团队划分成若干小组（IPT），从形式上开发团队又可划分为实际小组与虚拟小组，公司内部成员组成实际小组，与外围供应商组成虚拟小组，在项目经理的带领下开展工作，对总经理负责。

在思想观念上，并行工程强调系统集成与整体优化，追求产品整体的竞争能力，而不完全追求单个部门、局部过程和单个部件的最优。要充分体现小组合作、信任及信息共享，强调团队协作和团队精神。

在文化形态上，并行工程集中了各学科的人才，运用现代化的手段组成产品开发群组协同工作，使产品开发的各个阶段，既有一定时序，又有并行，同时收集大量的有关信息、充分利用上、下游的各种要因和有用信息，共同决策产品开发各阶段工作的方案，着眼于整个过程和产品目标，使产品开发的早期就能及时发现和纠正产品开发过程中的问题，从而缩短产品开发的周期、提高产品的质量，降低产品成本，增强了企业的竞争能力，并行工程强调在集成环境下的并行，它是计算机集成制造系统（CIMS）进一步的发展方向。

并行工程需要庞大系统结构的支持

并行工程所需的体系结构通常由工程设计、质量管理、过程管理、软件环境和生产制造等5个系统组成（见图1）。

这些系统是保障同步工程顺利实施的必要条件，缺一不可。特别是软件环境系统中集成框架软件、产品数据管理（PDM）系统具有分布式数据管理、良好的系统开放性、应用集成与过程管理等功能，是实施并行工程不可缺少的框架系统。

并行工程在整车设计、开发过程中的实际应用

有了跨部门矩阵式的开发团队和强大的支持环境体系，我们进行整车项目的并行开发就有了基础，以满足顾客不断增长的需求为目的。一般地，汽车整车产品开发共有4个大的阶段，即策划阶段、设计阶段、样品试制阶段和小批试制阶段。这里对策划阶段并行工程的应用不作详述。

图2  围绕并行开发组成大循环体的相关部门

并行工程在实施过程中对设计进度和质量控制都可分多级并行循环体，对开发进行协同、配合、反馈和修改的循环工作。设计部门与技术支持、工艺、质量、制造、销售、计算机仿真和供应商等部门形成一个大的循环体，各部门内部又有各专业小组之间的小循环体，根据需求不同可建立不同的循环体（见图2）。

1. 在整车项目开发周期管理中的作用

产品开发前期把开发产品的所有过程与大循环相关的部门全部列出来，每一个过程需要完成什么工作、需要多少时间以及哪些部门参与等，做出非常详细的图表，然后召集相关部门人员详细研究、统一思想，讨论哪些工作是可并行，并行到什么程度，哪些工作必须串行，预定的时间能否完成等，使产品开发计划更合理、更可行、周期更短。

图3所示为整车开发过程的大计划，纵向列出全部工作内容，横向列出整体开发的时间，在什么时间完成什么内容，是什么部门完成一目了然。大计划通过各部门充分讨论，达成共识、会签，并经总经理签字下发。各部门再根据大计划编制各部门更详细的计划，然后按计划并行实施。项目经理根据此计划跟踪、监督、检查，召开节点评审会。一旦某个环节出现了异常，项目经理应立即召集相关部门研究应对异常的方案，必要时需调整大计划。随着我们对并行工程更深入的应用和理解，以及开发流程越来越成熟，开发周期也会越来越短，产品成本也会越来越低。

从图中可以看出，大部分工作下游部门都提前几个月介入，这是缩短开发周期的关键，即所谓的并行，而传统的开发流程总是需要上游部门完成后再进行下游部门的工作。

图3  整车开发过程的大计划

以模、夹具的开发为例，运用并行工程，其与车身工程设计几乎同时进行，从整个计划第4个月开始介入，在整个开发周期的第22个月完成。而运用串行工程，其在车身工程设计完成后进行，从整个计划第15个月才介入，在整个开发周期的第34个月才完成。运用并行工程开发时间上节约近36%，整个产品开发周期可以缩短40%～50%。

2. 对整车项目设计、开发质量的作用

在车型各系统详细设计阶段，相关部门提前渗入（见图4），设计部门不断预发布、评审、输出，相关部门评审、验证意见和建议不断反馈，然后设计不断更改，通过预发布和设计评审、修改若干个循环，这样可以把不必要的失误和不足消灭在设计阶段，同时优化设计。在各系统设计输出评审的时候，相关部门的意见至关重要。在产品开发的早期阶段解决设计问题，所冒的风险和损失最小。

各系统的设计和预发布评审都需相关部门的工程师参加，反馈意见马上修改。

造型设计，预发布评审需邀请设计部门的领导、设计总师、设计工程师、工艺工程师、模具工程师、制造工程师和销售人员等。

图4  在车型各系统详细设计阶段，相关部门提前渗入

总布置设计，需邀请车身、底盘、电器以及内外饰各系统工程师、整车安全法规工程师等参与预发布评审。

车身工程设计，确定RPS点时，需要模具、工艺、制造及质量部门共同确定达成共识，安装硬点需总布置、底盘、电器和内外饰共同确认。车身零件结构设计时需模具、冲压工艺、制造和质量部门参与。CAE部门需对车身进行相关的仿真分析。预发布评审需邀请总布置、底盘、电器、内外饰设计工程师及模具、工艺、制造、质量和主被动安全法规工程师参与。

底盘、电器和内外饰设计，供应商直接参与结构设计、工艺分析、质量控制、试制试验以及3C认证、海外认证，发现问题直接反馈、修改。CAE部门需对系统进行相关的仿真分析。预发布评审需邀请总布置、车身、总装工艺、法规认证工程师参与。

样品试制阶段，试制是验证设计物理结构是否合理的必要过程，很多件可能还是手工样件，车身冲件可用一序拉延件激光切割，只要对焊接精度不造成影响，做到整车试制与模具及零部件开发同时进行，节省很多时间，需要设计工程师、试制工程师、工艺工程师、模具工程师现场跟踪、指导，发现问题及时修改。为了节省时间，并行进行，一般试制阶段的车，可用作试验、发动机标定、公告环保3C认证、安全气囊标定和ABS标定，所以试验工程师、发动机标定工程师、公告环保3C认证工程师、安全气囊标定工程师和ABS标定工程此阶段检验车的状况能否满足工作需求，初步认定合格后进行相应的工作。在进行相应工作中，发现问题及时反给设计部门修改。

小批试制阶段，小批试制是批产前的关键过程，所有的问题必须在此阶段解决，无论是技术性的还是生产性的问题，设计、工艺、模具、夹具、制造和质量工程师必须全程跟踪，发现问题及时修改、验证。公告认证、安全气囊匹配验证和ABS匹配验证等的验证工作大都选用些阶段生产的车，因为时间上可以提前，可并行完成，车况上与量产车非常接近。

总之，在整车开发的各个过程中，相关的部门都是提前渗入、协同工作、及时反馈、及时修改，使开发全过程方案更改次数减少50%以上，质量达到最佳，为质量的“零缺陷”打下基础。

3. 对设计和制造过程一体化的作用

设计和制造过程一体化是以并行工程为基础，利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品设计阶段就采取预防措施，使产品达到一次性制造成功，从而达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的，即所谓虚拟制造。实施并行工程建立的高度集成信息系统主模型，可实现不同部门人员的协同工作，许多系统进行了仿真分析，这些都是虚拟制造技术的一部分，为虚拟制造技术的应用创造了条件。

并行工程强调信息技术的充分应用，其为CIMS提供良好的运行环境。

设计和制造过程一体化，可使制造成本降低30%～50%。

结语

并行工程的实施将从根本上改变现行的汽车整车新项目开发模式，在国外已经取得了大量的成功应用，我国并行工程主要还停留在高校的学术研究，真正实际应用的深度和广度还远远不够，很难找到介绍如何运用好并行工程以及运用细节的可借鉴的资料。对此我们必须引起高度重视，跟踪世界先进水平开展适合我国国情的研究和实施工作，为并行工程在我国的广泛应用打下坚实的基础。