汽车产品相关企业在产品设计开发中并行设计的运用

摘 要：文章在分析汽车产品开发过程特点及传统设计方法弊端基础上，阐述了并行设计的概念和特点，说明了并行设计方法在汽车产品相关企业设计开发中的必要性，并就并行设计方法如何在汽车产品设计开发四个阶段进行运用作了探讨。

关键词：汽车产品企业；产品设计开发；并行设计

中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）35-0043-02

近年来我国汽车工业得到了迅猛发展，产销量双双突破千万大关。但随着科学技术的发展和人们消费价值观念的转变，消费者在个性化方面需求越来越大促使新产品层出不穷，导致各汽车相关企业面临新的挑战。如何缩短产品生产周期，加快更新换代的速度，满足顾客对产品功能、质量、外形及个性化要求已成为汽车企业特别是研发部门面临的重要问题之一。紧跟时代前沿设计思想，运用最先进的设计方法，已成为企业和设计人员在最短时间内把高质量、低成本产品尽快推向市场，赢得市场竞争胜利的重要方法。

1 目前汽车相关产品企业设计中存在的主要问题

有人统计一辆汽车由一万多个零部件组成，汽车整体的设计和各零部件设计紧密相关，所以汽车产品的研发是一项系统而复杂的工程。由于受到传统设计思想及技术手段的影响，目前我国许多汽车相关产品企业的开发模式还是一种相对封闭的设计环境，缺乏良好的共同开发平台，设计开发人员被划分到多个功能组（部门）中完成分配到该功能组（部门）的某种（阶段）任务，使得开发过程中各部门依据各自职能串行作业而较少沟通，甚至个别部门因维护自身利益而忽视整体利益，整个企业的设计团体不能很好地协调工作。甚至发生推委扯皮影响设计进程，从而影响产品开发的整体利益和总目标，造成开发周期长、设计质量难以保证。其次设计开发部门在研发时独立于生产过程或较少与生产一线交流，难以信息共享和反馈。即在设计时较少地考虑产品工艺性（如可制造性、可装配性、可维护性）以及产品外观、包装运输和产品售后服务性等要素。设计完成后企业其他部门依次介入，发现问题再提出整改意见，再从头修改设计，造成开发成本高周期长。这是一种“抛过墙”式的串行设计方法。如何在产品研发中对人员、技术、管理等进行重组，使产品开发初期各相关部门就进行充分探讨与协商，对产品进行恰如其分的市场定位、明确开发目标、制定合理开发路线使后期工作少走弯路；在实施阶段，各部门围绕既定目标同步开发、协同作业、减少设计中的差错和返工从而缩短开发周期，降低开发成本，是目前汽车产品企业需要解决的重要问题。

2 并行设计及其特点

2.1 并行设计概述

并行设计是一种系统化、集成化的现代设计技术，是现代机械产品设计与制造领域的研究热点，是一种以计算机及网络作为主要技术手段和平台，对产品及其相关过程（制造过程和支持过程）进行并行和集成设计的系统化工作模式，是并行工程的主要组成部分和核心。基本思想是打破传统串行开发中各部门串行作业的条块限制，要求产品设计及其相关过程并行进行，力图使产品开发从一开始就全面考虑产品寿命周期的后续环节（工艺规划、制造、装配与试验、检验、包装与运输、销售、使用维护保养、产品回收等）对产品综合性能的影响因素，实现产品设计与后续活动的协调使之成为一体化、系统化，从而大幅度缩短研制周期，获得更稳定的质量和更低廉的成本，达到寿命周期全过程中综合性能最优。

2.2 并行设计的主要特点

并行设计思想是在研究产品开发过程基础上形成的，是以信息共享为基础的“集成”与“并行”。“集成”是指在信息集成的基础上主张在产品开发过程中取消各专职部门或其它人为阻隔，组织多学科专家队伍建立统一的集成化产品开发团队，在信息共享和协同的环境下，开展产品开发任务；“并行”是指各种活动在同一时刻或同一时段内交叉进行，在设计工作并未全部完成时就开始工艺设计等工作，为整个设计过程争取时间。其特点：一是并行设计面向产品全生命周期，尤其是生命初期的设计开发阶段，与传统的将整个产品开发过程细分后按职能分工存在本质区别。其工作过程是系统的、并行的。二是强调系统集成与整体优化，并不完全追求单个部门、局部过程或单个细节的最优，而是追求全局优化，追求产品整体竞争能力。与串行设计中各部门只看自己工作任务完成是否出色，不关心其它部门工作或忽视产品整体性能优劣截然不同。

由此可见并行设计作为一种新的思想被引入到产品开发中，给人们带来的是观念的革命。企业必须破除信息堡垒，通过各部们之间充分交流与探讨、削除利益冲突、明确目标、形成信息共享。把产品开发各环节的活动看成一个集成过程，从产品生命周期全局优化出发对集成过程进行管控，不断对开发过程存在问题进行改进和提高，通过过程重组、信息共享、并行作业促进员工之间的相互沟通与理解，激励员工积极性，提高协同能力，塑造相互信任与合作的良好企业氛围，从而形成并行设计需要的技术系统。

3 并行设计在汽车产品设计开发各阶段的运用

汽车工业是技术与资金高度密集且发展较为成熟的产业，汽车产品开发是一项集创意、设计、加工、装配与调试等一系列工序的系统工程，虽然近年来伴随着“引进来走出去”等方法使我国汽车工业得到快速发展，但我国的汽车产品开发技术能力与国外汽车大国相比还有很大差距，特别是组织体系、过程环节及管理等方面的落后造成企业市场反应能力和竞争力下降。如何从设计理念转变开始，从一个产品生命周期的起始阶段（设计阶段）就融入先进设计思想，对提高我国汽车产品企业生存能力具有关键性作用。一般汽车产品的开发过程可分为构思与策划、设计与开发、样品试制和小批生产等四个阶段。下面将对并行设计在这些阶段的运用进行探讨。

3.1 构思与策划阶段

构思与策划阶段是产品生命周期中最初孕育的阶段。过去很少有专门的部门负责，大多由企业管理层进行决策，较容易出现市场定位不准等问题。而并行设计要求将是否能带来经济效益作为开发产品首先考虑因素。这就要求在产品构思与策划阶段必须经过充分的市场调研，并从产品的先进性、可行性、环保性方面综合考虑。另外，竞争对手的产品特点和现有资源等情况也需进行分析，经综合论证可行则立即成立由某负责人挂帅集设计、营销、生产、质检等多部门组成的项目小组，也可请客户代表作为顾问参与。确定产品的市场定位、拟定开发目标、撰写质量保证大纲、编排综合进度计划等技术文件使大家明确目标。

3.2 设计与开发阶段

并行设计是一种“自顶向下”的设计思路，要求整个小组人员在制定产品总体设计方案时就考虑产品生命周期中的所有因素，并借助计算机虚拟技术采用开放式方案设计，通过网络平台实现各总部门的共同参与使产品更符合市场需求，确保产品开发一次成功。在此阶段质量体系部门参与并拟定应遵循的相关标准文件和质量保障大纲使产品开发有章可循，使标准化工作由事后规范变为事前参与，把质量的事后管控提前到设计阶段，改变原来设计部门只重技术不关心成本和质量的问题。而工艺及生产部门的参与能充分考虑工艺要求及生产需要，便于及时制定工艺计划与生产计划，做到提高设计质量、合理安排生产进度、降低制造成本。确保设计最优、成本最优和研制周期最优。

3.3 样品试制阶段

由于前两阶段各相关部门的共同参与避免了这些部门大量等待时间，在此阶段就可按设计计划围绕设计目标同步协同快速试制。样品试制阶段主要是检验设计结果是否符合性能和质量要求，重点是通过对产品试制发现设计缺陷实现产品最优化。整个小组利用先进的计算机虚拟制造技术，对所设计产品进行加工方法、工艺过程等进行模拟仿真，检验产品是否有良好的加工性、装配性，条件允许下还可利用三维打印等快速成型技术生成实物，而更直观地检验产品在功能、结构等方面是否达到设计需求并探讨产品改进方案，必要时还可由客户进行初步体验得出体验感受报告。最后根据各反馈信息对暴露的设计缺陷进行优化。

3.4 小批量试制阶段

此阶段的重点是通过生产的组织实现生产能力的优化。通过信息共享的CAPP等技术支持的工艺设计规划，对工艺流程、生产资源和能力进行合理配置，以最少投入得到最大产出。尤其是在当今世界化大生产条件下制造技术不断快速更新，制定准确的生产计划能优化资源配置实现产能的最大化，满足产品快速投放市场的需要。同时由于工艺的同步介入，零部件的工艺性能更好，生产资源共享更准确充分。对此阶段生产的产品，采用市场和客户的标准从合格品中抽取一定数量产品评价其质量特性是否符合设计图纸、技术标准和法律法规等要求，对于涉及汽车安全方面的还必须进行安全性、可靠性试验，考核产品是否达到安全要求并有一定的冗余。必要时可将试制的产品投入市场请客户进行试用，市场是检验产品设计是否成功的最佳场所。试用过程中应对产品使用情况进行定期跟踪调研，了解客户满意程度并对反馈信息进行分析整理，针对用户提出的合理、可行的建议拿出改进措施。并以缺陷的多少为依据评价产品的相应质量水平，督促有关部门制定改进措施。通过这一阶段把产品在生命周期中暴露的各种缺陷进行不断优化，使产品的设计改进、工艺改进、质量改进等成为贯穿于产品全寿命周期的一项经常性工作，以追求顾客满意、企业获利作为永恒动力。

4 结 语

面对国外汽车企业的强烈冲击和日益激烈的市场竞争，如何提高我国汽车产品相关企业面向人性化、环保化的市场反应能力，以最低的成本和最短的产品开发周期满足顾客的个性化需求，已成为我国汽车产品相关企业发展的关键。如何把并行设计思想贯穿到产品构思、概念设计、样件试制、产品销售等整个产品开发过程，将满足客户日益增长的个性化需求的高品质汽车产品投放市场，是每一个汽车产品相关企业管理人员和设计人员必须认真考虑的重要问题，也是提高其市场竞争力的必由之路。

参考文献：

[1] 来可伟.并行设计[M].北京：机械工业出版社，2003.

[2] 肖永安.并行工程在汽车产品研发中的运用[J].汽车科技，2006，（5）.

[3] 范李等.汽车产品设计中并行工程的运用[J].公路与汽运，2007，（9）.

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