飛行器型號(hào)研制并行工程

串行工程和并行工程的基本概念

傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式是串行的：產(chǎn)品設(shè)計(jì)→工藝設(shè)計(jì)→計(jì)劃調(diào)度→生產(chǎn)制造。以往大多數(shù)航空型號(hào)工程采用這種傳統(tǒng)的串行產(chǎn)品開發(fā)模式，如圖1所示。傳統(tǒng)的串行工程方法是基于二百多年前英國政治經(jīng)濟(jì)學(xué)家亞當(dāng)·斯密的勞動(dòng)分工理論，該理論認(rèn)為分工越細(xì)，工作效率越高。其流程是從需求分析、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)一直到加工制造和裝配是一步步在各部門之間順序進(jìn)行。串行產(chǎn)品開發(fā)模式的缺點(diǎn)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師與制造工程師之間互相不了解，互相不交往，中間有如隔了一堵墻。

為了克服串行產(chǎn)品開發(fā)模式的缺點(diǎn)，人們提出了并行產(chǎn)品開發(fā)模式，把傳統(tǒng)的制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)相結(jié)合，在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段全面考慮產(chǎn)品全生命周期中的各種因素，力爭使產(chǎn)品開發(fā)能夠一次獲得成功，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本。

所謂并行，是指一個(gè)以上的事件在同一時(shí)刻或同一時(shí)段內(nèi)發(fā)生，多個(gè)復(fù)雜性事件可以表示為空間的復(fù)雜和時(shí)間的復(fù)雜。并行工程方法是在應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。并行設(shè)計(jì)是并行工程、協(xié)同設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)方法等領(lǐng)域。而并行工程是把設(shè)計(jì)、制造、管理和質(zhì)量保證等有機(jī)地集成在一起，實(shí)現(xiàn)信息集成、信息共享、供應(yīng)鏈管理和過程集成。

并行工程（Concurrent Engineering，CE）又稱為同步工程，是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程，包括制造過程和支持過程進(jìn)行并行、集成化處理的系統(tǒng)方法和綜合技術(shù)。它也是一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化的工作模式，這種工作模式力圖使開發(fā)者從一開始就要考慮到產(chǎn)品全生命周期（從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢）的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度和客戶需求。

串行工程存在的弊端

從1903年美國萊特（Wright）兄弟創(chuàng)造的固定翼飛機(jī)滑跑起飛成功，直到20世紀(jì)90年代初，航空型號(hào)研制一直采用傳統(tǒng)的串行工程方法。這種傳統(tǒng)的串行產(chǎn)品開發(fā)過程存在著許多弊端（如圖2所示）：

（1）由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造截然分開進(jìn)行，中間有如隔了一堵墻，結(jié)果造成產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師與制造工程師之間互不交往，互不了解，因而對產(chǎn)品的客戶需求的理解也不相同，思想認(rèn)識(shí)難以統(tǒng)一。

（2）串行工程方法以部門為基礎(chǔ)的組織機(jī)構(gòu)嚴(yán)重地妨礙了產(chǎn)品開發(fā)的速度和質(zhì)量。由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程難以考慮def1a80863b280a3356f3542c0781229到客戶的需求、制造工程、質(zhì)量控制等約束因素，易造成設(shè)計(jì)和制造的脫節(jié)。

（3）采用串行工程方法所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品可制造性、可裝配性差，使產(chǎn)品的開發(fā)過程變成了設(shè)計(jì)、加工、試驗(yàn)、修改的多重循環(huán)，從而造成設(shè)計(jì)改動(dòng)過大，產(chǎn)品開發(fā)周期長，產(chǎn)品成本高。

（4）下游開發(fā)部門所具有的知識(shí)難以加入早期設(shè)計(jì)。越是設(shè)計(jì)的早期階段，降低費(fèi)用的機(jī)會(huì)越大；而發(fā)現(xiàn)問題的時(shí)間越晚，修改費(fèi)用越大，費(fèi)用隨時(shí)間呈指數(shù)增加。

（5）各部門對其它部門的需求和能力缺乏理解，目標(biāo)和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的差異和矛盾降低了產(chǎn)品整體開發(fā)過程的效率。

并行工程的由來

為了克服串行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法的弊端，1988年美國國家防御分析研究所（Institute of Defense Analyze，IDA）完整地提出了并行工程的概念：并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程（包括制造過程和支持過程）的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員利用電腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（如圖3所示），從一開始就考慮產(chǎn)品全生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和客戶要求。并行工程的目標(biāo)主要是提高質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和產(chǎn)品上市時(shí)間。

并行工程的具體做法是：在產(chǎn)品開發(fā)初期，組織多種職能協(xié)同工作的項(xiàng)目組，使有關(guān)人員從一開始就獲得對新產(chǎn)品需求的要求和信息，積極研究涉及本部門的工作業(yè)務(wù)，并將所需的要求提供給設(shè)計(jì)人員，使許多問題在開發(fā)早期就得到解決，從而保證了設(shè)計(jì)的質(zhì)量，避免了大量的返工浪費(fèi)。

并行工程與串行工程bDXat7riNfWpboy3EaGS4A==產(chǎn)品開發(fā)總成本比較

全生命周期成本（Life Cycle Cost，LCC）是指產(chǎn)品在有效使用期間所發(fā)生的與該產(chǎn)品有關(guān)的所有成本，它包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本、制造成本、采購成本、使用成本、維修保養(yǎng)成本、廢棄處置成本等。根據(jù)系統(tǒng)工程的理論，得出了一條已為廣大技術(shù)人員和管理人員所熟知的原理：在僅花費(fèi)全生命周期成本1%-3%的產(chǎn)品初始研制階段，就已決定了90%-95%的LCC。顯然，巨大的設(shè)計(jì)潛力應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)過程中，特別是在設(shè)計(jì)一開始就應(yīng)予以發(fā)揮，即在產(chǎn)品研制一開始，就應(yīng)考慮決定LCC的基本要素，并把它們設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中去。由此，并行工程第一次使上述理論變成了現(xiàn)實(shí)。

并行設(shè)計(jì)工作模式是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同時(shí)考慮其相關(guān)過程，包括加工工藝、裝配、檢測、質(zhì)量保證、供應(yīng)鏈和銷售維護(hù)等。在并行工程中，產(chǎn)品開發(fā)過程的各階段工作交叉進(jìn)行，及早發(fā)現(xiàn)與其相關(guān)過程不相匹配的地方，及時(shí)評估、決策，以達(dá)到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本的目的（如圖4所示）。

并行工程在先進(jìn)制造技術(shù)中的作用

并行工程在先進(jìn)制造技術(shù)中具有承上啟下的作用，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下，將原來分別進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重迭，充分利用了原有技術(shù)，并吸收了當(dāng)前迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的優(yōu)秀成果，使其成為先進(jìn)制造技術(shù)中的基礎(chǔ)。

（2）在并行工程中為了達(dá)到并行的目的，必須建立高度集成的主模型，通過它來實(shí)現(xiàn)不同部門人員的協(xié)同工作；為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)成功，減少反復(fù)，它在許多部分應(yīng)用了仿真技術(shù)；主模型的建立、局部仿真的應(yīng)用等都包含在虛擬制造技術(shù)中，可以說并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件，即是說虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的。

（3）并行工程的進(jìn)一步發(fā)展方向是虛擬制造（Virtual Manufacturing， VM），它利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施，從而達(dá)到產(chǎn)品一次性制造成功，來達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力的目的，如圖5所示。它進(jìn)行的過程是虛擬過程，所生產(chǎn)的產(chǎn)品也是虛擬的。所謂"虛擬"，是相對于實(shí)物產(chǎn)品的實(shí)際制造系統(tǒng)而言的，強(qiáng)調(diào)的是制造系統(tǒng)運(yùn)行過程的計(jì)算機(jī)化，從而克服了傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)中采用費(fèi)時(shí)費(fèi)錢的“反復(fù)試錯(cuò)方法”的弊端。

并行工程的特點(diǎn)

并行工程（CE）的特點(diǎn)主要有以下幾方面：

并行處理

并行工程擺脫了傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)模式的“串行”，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品開發(fā)過程的“并行”，把時(shí)間上有先有后的作業(yè)過程轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r(shí)考慮和盡可能同時(shí)（或并行）處理的過程。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就并行地考慮了產(chǎn)品全生命周期中的所有因素，以及高度重視客戶的需求，強(qiáng)調(diào)協(xié)同、一體化設(shè)計(jì)，從而使產(chǎn)品的研制周期明顯地縮短，設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品不僅具有良好的性能，而且易于制造、檢驗(yàn)和維護(hù)。

整體觀點(diǎn)

并行工程認(rèn)為，制造系統(tǒng)（包括制造過程）是一個(gè)有機(jī)的整體。在空間中似乎相互獨(dú)立的各個(gè)制造過程和知識(shí)處理單元之間，實(shí)質(zhì)上都存在著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系。并行工程追求的是整體最優(yōu)，有時(shí)為保證整體最優(yōu)，甚至可能不得不犧牲局部的利益。

全局觀點(diǎn)

并行工程強(qiáng)調(diào)以全局性的觀點(diǎn)來考慮問題，即從一開始就考慮到產(chǎn)品全生命周期中的所有因素。

協(xié)同特性

并行工程特別強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)、工藝和生產(chǎn)群體的協(xié)同工作。

（1）協(xié)同的組織機(jī)構(gòu)。并行工程根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)和項(xiàng)目需要，組織多功能工作小組，小組成員由設(shè)計(jì)、工藝、制造和支持（質(zhì)量、銷售、采購、服務(wù)等）的不同部門、不同學(xué)科代表組成。工作小組有自己的責(zé)、權(quán)、利，工作計(jì)劃和目標(biāo)，成員之間使用相同術(shù)語和共同信息資源工具，協(xié)同完成共同任務(wù)。

（2）協(xié)同的設(shè)計(jì)思想。并行工程強(qiáng)調(diào)一體化、并行地進(jìn)行產(chǎn)品及其相關(guān)過程的協(xié)同設(shè)計(jì)，尤其注意早期概念設(shè)計(jì)階段的并行和協(xié)調(diào)。

（3）協(xié)同的效率。并行工程特別強(qiáng)調(diào)“1+1>2”的思想，力求排除傳統(tǒng)串行模式中各個(gè)部門間的壁壘，使各個(gè)相關(guān)部門協(xié)調(diào)一致的工作，利用群體的力量提高整體效益。

集成特性

并行工程是一種系統(tǒng)集成方法，具有人員、信息、功能、技術(shù)和供應(yīng)的集成特性。

（1）人員集成。管理者、設(shè)計(jì)者、制造者、支持者以及客戶集成為一個(gè)協(xié)調(diào)的整體。

（2）信息集成。產(chǎn)品全生命周期中各類信息的獲取、表示、表現(xiàn)和操作工具的集成和統(tǒng)一管理。

（3）功能集成。產(chǎn)品全生命周期中企業(yè)內(nèi)各部門功能集成，以及產(chǎn)品開發(fā)企業(yè)與外部協(xié)作企業(yè)間功能的集成。

（4）技術(shù)集成。產(chǎn)品開發(fā)全過程中涉及的多學(xué)科知識(shí)以及各種技術(shù)、方法的集成，形成集成的知識(shí)庫、方法庫。

（5）供應(yīng)鏈系統(tǒng)集成。產(chǎn)品開發(fā)全過程中，工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是由相互作用、相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的具有物質(zhì)供應(yīng)特定功能的有機(jī)整體。它不僅是圍繞工程項(xiàng)目建起的一條從供應(yīng)商到設(shè)計(jì)制造商，再到客戶的物流鏈、信息鏈、資金鏈，而且是一條增值鏈。供應(yīng)鏈系統(tǒng)所有成員企業(yè)的關(guān)系是基于共同利益的合作伙伴關(guān)系，供應(yīng)鏈系統(tǒng)目的的實(shí)現(xiàn)，受益的不只是一家企業(yè)，而是一個(gè)企業(yè)群體。

持續(xù)改進(jìn)

并行工程強(qiáng)調(diào)人在產(chǎn)品研制中的主動(dòng)精神。強(qiáng)調(diào)持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品及相關(guān)過程的設(shè)計(jì)，持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)過程。對于任何一項(xiàng)產(chǎn)品及相關(guān)過程的設(shè)計(jì)，產(chǎn)品全生命周期上下游之間難免會(huì)出現(xiàn)沖突，通過設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)，可使沖突消除，設(shè)計(jì)得到改進(jìn)。

并行工程的優(yōu)勢

縮短產(chǎn)品上市時(shí)間

并行工程技術(shù)的主要特點(diǎn)就是可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，使兩者部分相重合，因而大大縮短了產(chǎn)品投放市場的時(shí)間。

降低產(chǎn)品成本

并行工程可在4個(gè)方面降低成本：

（1）并行工程可以將錯(cuò)誤限制在設(shè)計(jì)階段。據(jù)有關(guān)資料介紹，在產(chǎn)品壽命周期中，錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)的愈晚，造成的損失就愈大。

（2）并行工程不同于傳統(tǒng)的“反復(fù)試制”的作法，強(qiáng)調(diào)“一次達(dá)到目的”，省去了昂貴的樣機(jī)試制。

（3）由于在設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)考慮到加工、裝配、檢驗(yàn)、維修等因素，產(chǎn)品在上市前的成本將會(huì)降低。同時(shí)，在上市后的運(yùn)行費(fèi)用也會(huì)降低。

（4）并行工程可提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少重新設(shè)計(jì)和工程更改量，減少返工和廢品，如圖6所示。

提高產(chǎn)品質(zhì)量

采用并行工程技術(shù)，盡可能將所有質(zhì)量問題消滅在設(shè)計(jì)階段，使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品便于制造、易于維護(hù)。這就為質(zhì)量的“零缺陷”提供了基礎(chǔ)，使得制造出來的產(chǎn)品甚至用不著檢驗(yàn)就可上市。

保證產(chǎn)品實(shí)用性

由于在設(shè)計(jì)過程中，同時(shí)有銷售人員參加，有時(shí)甚至還包括顧客，這樣的設(shè)計(jì)方法反映了客戶的需求，才能保證去除冗余功能，降低設(shè)備的復(fù)雜性，提高產(chǎn)品的可靠性和實(shí)用性。

增強(qiáng)市場競爭能力

由于并行工程可以較快地推出適銷對路的產(chǎn)品并投放市場，能夠降低生產(chǎn)制造成本，能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高了企業(yè)的生產(chǎn)柔性，因而，企業(yè)的市場競爭能力將會(huì)得到加強(qiáng)。

并行工程的效益分析

在產(chǎn)品研制過程中實(shí)施并行工程可帶來巨大效益，國外有大量權(quán)威性的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：

（1）并行工程能降低研制費(fèi)用30%-60%。

（2）并行工程能縮短研制周期30%-60%。

（3）并行工程能顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量，包括減少重新設(shè)計(jì)和工程更改；減少返工和廢品；減少缺陷和產(chǎn)品故障率。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，使工程更改量減少2/3；提高制造質(zhì)量，制造缺陷下降80%，廢品和返工減少了80%；提高使用與保障質(zhì)量，外場故障率下降了80%，備件貯存量減少了60%。

并行工程實(shí)施條件要求

現(xiàn)在，越來越多的涉及航空、航天領(lǐng)域的國際國內(nèi)知名企業(yè)，通過實(shí)施并行工程取得了顯著效益，特別是在最能夠體現(xiàn)現(xiàn)代航空技術(shù)發(fā)展最新成果的電動(dòng)垂直起降飛行器（eVTOL）研制過程中，比較有名的案例，如美國喬比航空公司、波音客機(jī)公司、維斯克（Wisk）公司、JDC科技公司，德國百合花電動(dòng)飛機(jī)公司，以及中國吉利科技集團(tuán)有限公司、上海時(shí)的科技有限公司等。無一例外，這些公司的電動(dòng)垂直起降飛行器研制過程，全部都是采用并行工程的方法?，F(xiàn)以我本人所在的美國JDC科技公司為例來說明并行工程的實(shí)施條件要求，實(shí)施原則，關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)的流程。

JDC科技有限公司（JDC Technology Inc）是一家航空初創(chuàng)企業(yè)，于2020年8月成立，總部設(shè)在美國加州洛杉磯市。2022年初該公司在加州硅谷召開產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案如圖7所示，有A與B兩個(gè)型號(hào)。A型是針對城市空中交通運(yùn)輸和旅游觀光市場需求而設(shè)計(jì)的；B型主要應(yīng)用于醫(yī)療救護(hù)，利用空中飛行和垂直起降的優(yōu)勢，可解決因城市地面交通擁堵耽誤危重傷病人搶救時(shí)間的難題。A型和B型兩種型號(hào)總體結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是：A型供旅客上下的艙門位于機(jī)身的左側(cè)，艙門打開時(shí)向上翻起（如圖7a所示），方便乘客上下飛機(jī)；B型作為醫(yī)療救護(hù)飛機(jī)，為了能讓上面躺著傷病員的擔(dān)架順利進(jìn)出機(jī)艙，艙門位于機(jī)身的前面，即將整個(gè)機(jī)頭作為艙門，可向右方轉(zhuǎn)動(dòng)打開，以騰出足夠空間供擔(dān)架進(jìn)出機(jī)艙（如圖7b所示）。該機(jī)總體設(shè)計(jì)參數(shù)：機(jī)身長度8m，機(jī)身高度1.8m，機(jī)身寬度1.8m，機(jī)身外形設(shè)計(jì)為流線型水滴形狀，雙垂尾高1m，最大航程為500km，巡航速度200km/h；實(shí)用升限3000m，載重600kg（可搭載5名乘客）。

研制一種新型號(hào)的電動(dòng)垂直起降飛行器，從客戶需求開始，進(jìn)行可行性研究和項(xiàng)目立項(xiàng)，對該飛行器提出各種相關(guān)的使用技術(shù)要求（民用機(jī)），到設(shè)計(jì)生產(chǎn)企業(yè)提出設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行試制、生產(chǎn)、試飛驗(yàn)證、定型、交付并投入使用，需要進(jìn)行大量的科學(xué)研究，包括工程設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、試驗(yàn)驗(yàn)證、工藝試制、試飛、生產(chǎn)定型和適航取證等工作，最后進(jìn)入批量生產(chǎn)的階段，如圖8所示。交付客戶使用的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)都是批量生產(chǎn)出來的產(chǎn)品。這個(gè)要求非常嚴(yán)格的過程就稱為電動(dòng)垂直起降飛行器型號(hào)工程，它是航空型號(hào)工程的一個(gè)重要分支。

JDC電動(dòng)垂直起降飛行器的研制方案參照先進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)流程，采用集成化的并行工程方法，以及工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈管理的理論和方法，實(shí)現(xiàn)信息集成與共享，利用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)輔助并行設(shè)計(jì)。使得在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就可考慮產(chǎn)品加工、裝配、工藝、以及原材料和產(chǎn)品供應(yīng)鏈等問題，可提高一次設(shè)計(jì)成功的可能性。知識(shí)來源于實(shí)踐，總結(jié)起來，JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研制過程采用先進(jìn)的并行工程開發(fā)模式，包括以下內(nèi)容。

組織重構(gòu)

并行工程離不開高效、柔性和強(qiáng)健的組織，包括產(chǎn)品開發(fā)隊(duì)伍的組織、產(chǎn)品開發(fā)過程的組織和產(chǎn)品開發(fā)工作的組織等。傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式，由于其串行化和按部門劃分的組織模式的種種弊端，為并行、協(xié)同和一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)造成了一系列障礙。因此，JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研制過程屏棄了傳統(tǒng)串行工程的做法，完全按照并行工程要求重構(gòu)開發(fā)隊(duì)伍組織，采用集成開發(fā)團(tuán)隊(duì)式的組織模式。將傳統(tǒng)的以功能部門為主線的產(chǎn)品設(shè)計(jì)組織機(jī)構(gòu)，改變?yōu)橐援a(chǎn)品為主線，組織多功能集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)。我們（JDC電動(dòng)垂直起降飛行器科研團(tuán)隊(duì)）采用并行工程團(tuán)隊(duì)式的組織模式，結(jié)果表明：打破了傳統(tǒng)的按部門劃分的組織模式，更有利于電動(dòng)垂直起降飛行器產(chǎn)品開發(fā)工作的協(xié)作、協(xié)同和并行優(yōu)化。

過程重構(gòu)

由于產(chǎn)品是過程的結(jié)果，產(chǎn)品形成過程的每個(gè)階段對產(chǎn)品的性能和質(zhì)量都有著重要的影響，產(chǎn)品的上市時(shí)間、質(zhì)量、成本、服務(wù)和環(huán)境也在很大程度上取決于產(chǎn)品形成過程。在JDC電動(dòng)垂直起降飛行器的研制過程中，我們采用并行工程方法的重點(diǎn)是要求產(chǎn)品形成過程重構(gòu)，由傳統(tǒng)的串行產(chǎn)品開發(fā)模式轉(zhuǎn)變成集成的、并行的產(chǎn)品開發(fā)模式，使下游制造過程中的需求及早地反饋到相應(yīng)的設(shè)計(jì)過程中，即將設(shè)計(jì)、工藝和制造結(jié)合在一起，利用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)并行作業(yè)，以此大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。

實(shí)踐結(jié)果證明：JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研制過程按照并行工程面向產(chǎn)品的開發(fā)流程，對該產(chǎn)品的開發(fā)過程進(jìn)行專業(yè)策劃、組織和控制，實(shí)行面向并行、高效、敏捷和精良設(shè)計(jì)的過程集成，不論是工程進(jìn)度，還是成本控制和產(chǎn)品質(zhì)量等各方面都取得了顯著效果（JDC電動(dòng)垂直起降飛行器如圖9所示）。

技術(shù)重構(gòu)

并行工程強(qiáng)調(diào)面向產(chǎn)品開發(fā)過程。產(chǎn)品的開發(fā)一般需要特定的產(chǎn)品設(shè)計(jì)/開發(fā)技術(shù)，尤其對于并行工程所強(qiáng)調(diào)的協(xié)同、并行及綜合優(yōu)化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，更需要先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)/開發(fā)技術(shù)與方法。JDC科技有限公司將數(shù)字化技術(shù)用于電動(dòng)垂直起降飛行器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造過程。通過信息建模和信息處理來改進(jìn)設(shè)計(jì)制造過程，從而有效提高了制造效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了制造成本。采用的產(chǎn)品數(shù)字化技術(shù)包括產(chǎn)品模型與管理、數(shù)字化過程與管理、數(shù)字化工具和信息集成等。

JDC科技有限公司為了遵循并行工程的形成規(guī)律與開發(fā)技術(shù)流程，即電動(dòng)垂直起降飛行器產(chǎn)品的開發(fā)活動(dòng)既要協(xié)同和并行，又要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和過程的綜合優(yōu)化。因此在該產(chǎn)品的開發(fā)過程中，我們采用了面向產(chǎn)品全生命周期的集成化設(shè)計(jì)技術(shù)（DFX），包括面向裝配設(shè)計(jì)（DFA）和面向制造設(shè)計(jì)（DFM）技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（CAX），質(zhì)量功能展開技術(shù)（QFD）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）等技術(shù)與工具的支持。另外，不容忽視的是：JDC產(chǎn)品開發(fā)仍是掌握著相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)人員借助于這些工具來完成的，這是一種創(chuàng)造性很強(qiáng)的工作。最終產(chǎn)品是否滿足客戶需求，主要取決于這些創(chuàng)造性工作。

供應(yīng)重構(gòu)

眾所周知，項(xiàng)目采購管理是保證項(xiàng)目成功實(shí)施的關(guān)鍵活動(dòng)之一，如果采購的材料、設(shè)備和服務(wù)沒有達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，必然會(huì)影響工程項(xiàng)目的成本、進(jìn)度和質(zhì)量等目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，甚至導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目的失敗。飛行器研制過程并行工程方法強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理，認(rèn)為供應(yīng)鏈不僅是一條連接供應(yīng)商到客戶的物流鏈、信息鏈、資金鏈，而且是一條增值鏈，物料在供應(yīng)鏈上因加工、包裝、運(yùn)輸?shù)冗^程而增加其價(jià)值，給相關(guān)的企業(yè)帶來較大收益。

JDC科技有限公司在電動(dòng)垂直起降飛行器產(chǎn)品開發(fā)過程中，自始至終都特別重視產(chǎn)品供應(yīng)鏈的建立、管理和維護(hù)工作。全力將電動(dòng)垂直起降飛行器項(xiàng)目的研制活動(dòng)進(jìn)行前伸和后延，即采用一個(gè)范圍廣泛、聯(lián)系緊密、利益相關(guān)的“企業(yè)聯(lián)盟”結(jié)構(gòu)模式：企業(yè)供應(yīng)鏈。其內(nèi)容包含所有加盟的結(jié)點(diǎn)企業(yè)，組織起來，建立起一個(gè)從原材料的供應(yīng)開始，經(jīng)過鏈中不同企業(yè)的制造加工、組裝、分銷等過程直到最終客戶的利益鏈條。由JDC科技有限公司領(lǐng)頭，通過對信息流、物流、資金流的控制，把供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商直到最終客戶，連結(jié)成一個(gè)整體的功能網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)模式。目的是確保實(shí)現(xiàn)電動(dòng)垂直起降飛行器產(chǎn)品開發(fā)成本最小化，在此目標(biāo)下合理規(guī)劃包括生產(chǎn)場地、倉儲(chǔ)管理、運(yùn)輸配送、信息處理、支付系統(tǒng)這五大供應(yīng)鏈模塊。實(shí)踐證明：建立起一個(gè)高效的、管理有序的企業(yè)供應(yīng)鏈后，不僅提高了電動(dòng)垂直起降飛行器項(xiàng)目研制的質(zhì)量和進(jìn)度，而且能有效降低項(xiàng)目研制的成本。

環(huán)境重構(gòu)

并行工程需要一37bdbf297e63425048f6a9aa75a8ab65個(gè)支持協(xié)同、一體化、并行設(shè)計(jì)的自動(dòng)化集成環(huán)境，這個(gè)環(huán)境是并行工程實(shí)施的必要條件。JDC科技有限公司圍繞電動(dòng)垂直起降飛行器項(xiàng)目，組建起的全新的自動(dòng)化集成環(huán)境，主要包括建立和完善企業(yè)信息化，利用多媒體網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)管理信息系統(tǒng)（MIS），企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP），制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），高級(jí)計(jì)劃與排產(chǎn)（APS），供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM），計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)（CAD/CAM/CAE/CAPP/ PDM），以及先進(jìn)制造技術(shù)（FMS/JIT/ LP/AM）等。從而確保電動(dòng)垂直起降飛行器項(xiàng)目研制環(huán)境條件能達(dá)到以下要求：

（1）能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品全生命周期信息的集成，在正確時(shí)刻把正確信息以正確方式傳遞至正確地方。

（2）能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。

（3）在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期包括產(chǎn)品信息、組織管理信息、過程信息和資源信息等所有信息的自動(dòng)化管理。

（4）為各階段不同單元的產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)和產(chǎn)品開發(fā)管理提供支持工具，如計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（CAX），數(shù)控加工設(shè)備和產(chǎn)品開發(fā)管理視圖工具等。

（5）通過知識(shí)管理，支持上層產(chǎn)品開發(fā)決策和產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)等。

（6）為產(chǎn)品開發(fā)人員創(chuàng)造一個(gè)輕松愉快的工作環(huán)境等。

并行工程實(shí)施原則

在JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研制過程中，我們對如何確保并行工程流程的順利開展，必須遵循的一些基本原則進(jìn)行了認(rèn)真的搜理，得到主要結(jié)果如下。

關(guān)注早期設(shè)計(jì)階段原則

電動(dòng)垂直起降飛行器研制過程中的早期階段，即產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，在整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)周期中的地位十分重要。因?yàn)楫a(chǎn)品設(shè)計(jì)階段對于最終產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品的開發(fā)成本具有至關(guān)重要的決定性作用，對產(chǎn)品開發(fā)周期的長短也有著極其重要的影響。對于這一點(diǎn)，我們（JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研發(fā)團(tuán)隊(duì)）有比較深刻的認(rèn)識(shí)。在JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研制過程中的早期階段，因?yàn)槲惨斫Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的“先天不足”，曾經(jīng)造成后續(xù)過程進(jìn)展不順利，以致造成該飛行器原型方案的更改和反復(fù)次數(shù)增加，并有可能會(huì)因此而引起開發(fā)成本提高、開發(fā)周期延長等棘手問題。還好的是問題發(fā)現(xiàn)的還算比較早，因此糾正的早，對后續(xù)開發(fā)過程沒有造成實(shí)質(zhì)性的過大影響。通過對造成失誤原因的仔細(xì)分析和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以及后續(xù)各開發(fā)過程的實(shí)踐，我們（JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研發(fā)團(tuán)隊(duì)）深刻認(rèn)識(shí)到：各階段對最終產(chǎn)品TQCSE的影響隨時(shí)間的推進(jìn)呈反比關(guān)系，即越是早期，對最終產(chǎn)品TQCSE的影響越大。早期的失誤常造成更大的TQCSE損失。由于電動(dòng)垂直起降飛行器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)在整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程中特殊的地位，因此實(shí)施并行工程時(shí)要特別強(qiáng)調(diào)關(guān)注早期的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

重視客戶的需求原則

多數(shù)情況下，客戶往往難以在一開始就對其要求設(shè)計(jì)與開發(fā)的產(chǎn)品提出具體、準(zhǔn)確的要求，客戶的要求常常伴隨產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)工作的不斷進(jìn)展而逐步完善?？蛻舻男枰惨巡粌H僅局限于對最終產(chǎn)品質(zhì)量的要求，常常滲透到對整個(gè)產(chǎn)品形成過程的關(guān)注。為此，我們（JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研發(fā)團(tuán)隊(duì)）采用并行工程實(shí)施原則：堅(jiān)持在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段要充分重視客戶的需求，強(qiáng)調(diào)客戶在早期的產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段及整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程中的積極參與，在JDC電動(dòng)垂直起降飛行器整個(gè)開發(fā)過程中，特別強(qiáng)調(diào)所有參與產(chǎn)品開發(fā)的人員都要注意傾聽客戶的呼聲，及時(shí)響應(yīng)客戶的需求變化，接收客戶對產(chǎn)品開發(fā)工作的監(jiān)督。

強(qiáng)調(diào)適航管理原則

由于JDC電動(dòng)垂直起降飛行器屬于民用航空器的范疇，必須具有適航性。民用航空器的適航管理是從安全性觀點(diǎn)對民用航空器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、使用維修、進(jìn)出口等全方位、全過程的控制管理。它是以保障民用航空器的安全性為目標(biāo)的技術(shù)管理，是全方位、全過程的控制管理，最終目的是為公眾和社會(huì)提供安全、經(jīng)濟(jì)、舒適的航空運(yùn)輸工具，其本質(zhì)是適航性控制。

國際上最具影響力的兩個(gè)民用航空局為美國聯(lián)邦航空局（FAA）和歐洲航空安全局（EASA），我國民用航空器管理的局方為中國民用航空局（CAAC）。FAA適航管理文件可以分為法規(guī)類和非法規(guī)類文件兩個(gè)大類。其中法規(guī)類文件主要包括：聯(lián)邦航空條例（FAR）及其修正案（Amendment）和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（TSO）；非法規(guī)性文件主要包括：咨詢通報(bào)（AC）和內(nèi)部工作指令（Order）。

適航管理分為初始適航管理和持續(xù)適航管理兩個(gè)階段。

（1）初始適航管理。它是在航空器交付使用之前，適航部門依據(jù)各類適航標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對民用航空產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的適航審定、批準(zhǔn)和監(jiān)督，以頒發(fā)型號(hào)合格證、生產(chǎn)許可證和適航證為主要管理內(nèi)容。持續(xù)適航管理

（2）持續(xù)適航管理。它是在民用航空器投入運(yùn)營之后，依據(jù)各種維修規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，使其適航性得以保持和改進(jìn)。

JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研制過程自始至終都強(qiáng)調(diào)：嚴(yán)格遵守美國聯(lián)邦航空局適航管理要求，以便能早日獲得其適航證。

突出人的作用原則

越來越多的人們已經(jīng)意識(shí)到，提高制造企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力，不單是技術(shù)問題，必須涉及人的組織與管理，必須要把人（組織）、技術(shù)和經(jīng)營（策略）三方面集成起來。我們在研制JDC電動(dòng)垂直起降飛行器過程中實(shí)施CIMS的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，證明了實(shí)施CIMS應(yīng)由強(qiáng)調(diào)技術(shù)支撐變?yōu)閺?qiáng)調(diào)技術(shù)、人和經(jīng)營的集成。以往航空器研發(fā)的CIMS以比較高的自動(dòng)化程度為特征，結(jié)果在實(shí)踐過程中遇到了很大困難。隨著許多無人化工廠實(shí)踐的失敗，人們對無人自動(dòng)化制造問題進(jìn)行了反思，逐步形成人—機(jī)協(xié)同和人—人協(xié)同，以“人”為中心的思想，重視人在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位以及人的智能、經(jīng)驗(yàn)、主觀能動(dòng)性及自我價(jià)值觀等在產(chǎn)品開發(fā)過程中的作用。

協(xié)同工作方式原則

協(xié)同工作方式是并行、一體化產(chǎn)品開發(fā)所必須采取的工作方式。在進(jìn)行JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研制過程中，我們的體會(huì)是：離開了“協(xié)同”，所有的并行工程都將無法實(shí)現(xiàn)“并行”。傳統(tǒng)的串行產(chǎn)品開發(fā)模式，由于過分強(qiáng)調(diào)分工，專業(yè)部門各自為政，相互之間似有大墻阻隔之勢，難以有效地實(shí)施一體化設(shè)計(jì)和全局綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)；各專業(yè)部門以各自利益為重，遇到問題相互推委扯皮，不利于技術(shù)協(xié)作和工作協(xié)調(diào)；各專業(yè)部門強(qiáng)調(diào)相對獨(dú)立性，客觀上淡化了技術(shù)交流與成果共享在整體產(chǎn)品開發(fā)中的重要作用。與此形成鮮明的對應(yīng)，JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研發(fā)過程實(shí)施的并行工程，主要是強(qiáng)調(diào)一體化集成設(shè)計(jì)、全局綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)和并行設(shè)計(jì)，以及供應(yīng)鏈管理整體協(xié)作觀念；強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品開發(fā)過程的技術(shù)交流、技術(shù)協(xié)作與成果（知識(shí)）共享；強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品開發(fā)工作的協(xié)同與協(xié)調(diào)，以及信息流、物流、資金流和人才流共享，形成一條同舟共濟(jì)工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈，以實(shí)現(xiàn)合作共贏。傳統(tǒng)的串行產(chǎn)品開發(fā)模式顯然已不能適應(yīng)并行工程的這些要求。為此，我們認(rèn)為：必須摒棄產(chǎn)品開發(fā)過程中的專業(yè)部門設(shè)置并淡化專業(yè)分工觀念，主張采取并行工程協(xié)同化工作方式。

一體化并行設(shè)計(jì)原則

一體化、并行設(shè)計(jì)是并行工程的重要特點(diǎn)。并行工程的定義已明確強(qiáng)調(diào)，“并行工程是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化的工作模式”。通過一體化、并行設(shè)計(jì)，主要目的是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品及相關(guān)過程設(shè)計(jì)的綜合優(yōu)化，提高產(chǎn)品開發(fā)的TQCSE。

在研制JDC電動(dòng)垂直起降飛行器的過程中，我們體會(huì)到：“并行”一般針對產(chǎn)品開發(fā)的工作流程而言，強(qiáng)調(diào)各項(xiàng)產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)在工作進(jìn)程上的并行化，而“一體化”比“并行化”要更深刻一層，它在“并行”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品開發(fā)工作/活動(dòng)的集成性，強(qiáng)調(diào)所開發(fā)產(chǎn)品的綜合優(yōu)化，并強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品開發(fā)過程的整體、有機(jī)和集成優(yōu)化。

持續(xù)地改進(jìn)原則

在研制JDC電動(dòng)垂直起降飛行器的過程中，我們還有一點(diǎn)比較深刻的體會(huì)是：再完美的設(shè)計(jì)有時(shí)也難免會(huì)有瑕疵存在，而發(fā)現(xiàn)有了瑕疵就要及時(shí)修正、改進(jìn)。這一點(diǎn)對于所要開發(fā)的產(chǎn)品來說，是這樣；對于產(chǎn)品的形成過程也同樣應(yīng)該是這樣。JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研制過程中所實(shí)施的并行工程，非常強(qiáng)調(diào)要持續(xù)地改進(jìn)產(chǎn)品及產(chǎn)品的開發(fā)過程。通過產(chǎn)品及產(chǎn)品開發(fā)過程的持續(xù)改進(jìn)，不斷地提高產(chǎn)品的質(zhì)量和過程的效率與效果。任何產(chǎn)品都是活動(dòng)或過程的結(jié)果，所有工作也都是通過過程來完成的，因此，改進(jìn)首先著力于過程的改進(jìn)。改進(jìn)是一種以追求更高的效果和效率為目標(biāo)的持續(xù)活動(dòng)，持續(xù)化是改進(jìn)的必然屬性。改進(jìn)是無窮的，改進(jìn)的機(jī)會(huì)也是無窮的，要敏銳地捕捉住一切可能存在的改進(jìn)機(jī)會(huì)，實(shí)時(shí)地進(jìn)行改進(jìn)。

并行工程的關(guān)鍵技術(shù)

在研制JDC電動(dòng)垂直起降飛行器的過程中，我們主要采用的并行工程的關(guān)鍵技術(shù)和措施主要有以下幾項(xiàng)。

集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)

集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)是并行工程的組織模式。這種模式的基本組織思想是：

（1）對應(yīng)于產(chǎn)品形成過程的不同階段，來自不同專業(yè)背景的人員組成一個(gè)集成化的產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)。

（2）所有的產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)人員在統(tǒng)一的規(guī)劃和組織下，共同完成產(chǎn)品及相關(guān)過程的設(shè)計(jì)。

（3）集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)作為一個(gè)獨(dú)立的團(tuán)體，獲得制造企業(yè)的授權(quán)，負(fù)責(zé)整體產(chǎn)品的開發(fā)。

（4）不同專業(yè)背景的產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)人員一方面分管與各自專業(yè)領(lǐng)域有關(guān)的產(chǎn)品或相關(guān)過程的開發(fā)/設(shè)計(jì)，另一方面，對其它的產(chǎn)品及相關(guān)過程的開發(fā)/設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)審查，并傾聽其它開發(fā)人員對其所做開發(fā)/設(shè)計(jì)的反饋意見，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)協(xié)商解決。

我們的科研團(tuán)隊(duì)組織模式，即JDC電動(dòng)垂直起降飛行器并行工程的集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)組織模式，不同于傳統(tǒng)的串行產(chǎn)品開發(fā)組織模式，它已打破了傳統(tǒng)的強(qiáng)調(diào)專業(yè)分工、按專業(yè)部門組織管理產(chǎn)品的開發(fā)，它更注重于產(chǎn)品開發(fā)的合作、協(xié)同和一體化，為產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)建了一種協(xié)同化的工作環(huán)境，并營造出并行工程的協(xié)同企業(yè)文化。

產(chǎn)品開發(fā)過程建模

在研制JDC電動(dòng)垂直起降飛行器的過程中，我們高度重視產(chǎn)品開發(fā)過程建模工作，仔細(xì)分析對比了并行工程與串行工程兩種產(chǎn)品開發(fā)方式的差異。認(rèn)為并行工程與傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)方式的本質(zhì)區(qū)別在于它把產(chǎn)品開發(fā)的各個(gè)活動(dòng)視為一個(gè)集成的過程，從全局優(yōu)化的角度出發(fā)對該集成過程進(jìn)行管理與控制，并實(shí)施過程的不斷改進(jìn)。無論是過程的集成、還是全局優(yōu)化或?qū)^程實(shí)施管理與控制，以及過程的改進(jìn)，其基礎(chǔ)都是過程模型。產(chǎn)品開發(fā)過程建模就是用數(shù)學(xué)化的語言、工具和手段，設(shè)計(jì)、描述，并表示出產(chǎn)品的開發(fā)過程，形成產(chǎn)品開發(fā)過程的數(shù)學(xué)模型。基于所建立的過程模型，對產(chǎn)品開發(fā)過程的并行性、集成性、敏捷性和精良性等各種過程特性進(jìn)行仿真。通過仿真，優(yōu)化和改進(jìn)產(chǎn)品的開發(fā)過程。依據(jù)所建立的產(chǎn)品開發(fā)過程模型，面向進(jìn)度、質(zhì)量、成本、技術(shù)流程、人員（組織）和資源等，實(shí)施產(chǎn)品開發(fā)管理。

產(chǎn)品全生命周期數(shù)字化定義

在實(shí)際工作中，站在不同的角度上來看，可將電動(dòng)垂直起降飛行器型號(hào)工程項(xiàng)目生命周期分為廣義和狹義兩種。其中廣義的生命周期概念，也稱為全生命周期，包括了六大階段，如圖11所示。

JDC電動(dòng)垂直起降飛行器型號(hào)工程項(xiàng)目全生命周期數(shù)字化定義，即數(shù)字化產(chǎn)品建模，將產(chǎn)品開發(fā)人員頭腦中的設(shè)計(jì)構(gòu)思轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)所能夠識(shí)別的圖形、符號(hào)和算式，形成產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)模型，存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)之中。不同專業(yè)背景的產(chǎn)品開發(fā)人員，基于同一的數(shù)字化產(chǎn)品模型協(xié)同、并行地開展產(chǎn)品及相關(guān)過程的設(shè)計(jì)，實(shí)施技術(shù)交流和協(xié)商、協(xié)作，并進(jìn)行產(chǎn)品不同組成單元及階段的設(shè)計(jì)綜合優(yōu)化。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理

JDC電動(dòng)垂直起降飛行器型號(hào)工程項(xiàng)目采用了產(chǎn)品全生命周期數(shù)字化定義之后，伴隨產(chǎn)品的開發(fā)，各產(chǎn)品開發(fā)階段必然生成大量與產(chǎn)品有關(guān)的工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝和實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)，需要存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)要高效、自動(dòng)化地組織和管理這些數(shù)據(jù)，以方便產(chǎn)品開發(fā)人員有效地存取、游覽或修改這些產(chǎn)品數(shù)據(jù)，并支持對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行再利用或做進(jìn)一步的處理等。我們體會(huì)到：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理作為產(chǎn)品全生命周期信息集成的重要工具和手段，可以幫助不同產(chǎn)品開發(fā)階段或活動(dòng)的產(chǎn)品開發(fā)人員協(xié)同、并行a85a9a27d6f56c0c2188629c7e2e5c89地開展產(chǎn)品及相關(guān)過程的設(shè)計(jì)。

質(zhì)量功能展開

質(zhì)量功能展開是一種客戶驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品開發(fā)方法，它首先是采用系統(tǒng)化、規(guī)范化的方法調(diào)查和分析客戶的需求，然后將客戶的需求作為重要的質(zhì)量保證要求和控制參數(shù)。JDC電動(dòng)垂直起降飛行器型號(hào)研制過程，采用確定客戶需求和相應(yīng)產(chǎn)品或服務(wù)性能之間聯(lián)系的圖示方法，即通過質(zhì)量屋（House of Quality，HOQ）的形式，一步一步地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品特征、零部件特征、工藝特征和制造特征等，并將客戶需求全面映射到整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程的各項(xiàng)開發(fā)活動(dòng)，用以指導(dǎo)、監(jiān)控產(chǎn)品的開發(fā)活動(dòng)，使所開發(fā)的產(chǎn)品完全滿足客戶需求。

面向X的設(shè)計(jì)

DC電動(dòng)垂直起降飛行器型號(hào)研制過程采用了DFX技術(shù)，它是并行工程的支持工具之一，是一種面向產(chǎn)品全生命周期的集成化設(shè)計(jì)技術(shù)，其綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、制造技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和管理技術(shù)，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)化的思想。它是一種新的設(shè)計(jì)技術(shù)，在設(shè)計(jì)階段盡可能早地考慮產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、可制造性、可裝配性、可測試性、產(chǎn)品服務(wù)和價(jià)格等因素，對產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)或再設(shè)計(jì)。

DFX中的X代表的就是產(chǎn)品全生命周期中所有的因素，包括制造、裝配、拆卸、檢測、維護(hù)、測試、回收、可靠性、質(zhì)量、成本、安全性以及環(huán)境保護(hù)等。對應(yīng)于這些因素，常見的DFX有：面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）、面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）、面向性能的設(shè)計(jì)（DFC）、面向方案的設(shè)計(jì)（DFV）、綠色設(shè)計(jì)（DFG）和后勤設(shè)計(jì)（DFL）等。

面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）是一種針對零件配合關(guān)系進(jìn)行分析的設(shè)計(jì)技術(shù)。它為產(chǎn)品設(shè)計(jì)在早期提供一種確定裝配所用的定量方法。其原則包括最小零件數(shù)、最少接觸面和易裝配。類似地，面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）則引入諸如零件最少原則和易制造原則等指導(dǎo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在面向性能的設(shè)計(jì)（DFC）中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從產(chǎn)品全生命周期的角度審查有關(guān)產(chǎn)品的所有獨(dú)立的規(guī)則集，從而完成產(chǎn)品界面及功能設(shè)計(jì)、零件特征設(shè)計(jì)、加工方法選用、工藝性設(shè)計(jì)和工藝方案的選擇等。面向方案的設(shè)計(jì)（DFV）是為了從不同設(shè)計(jì)方案中選擇花費(fèi)最小的方案，它涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的數(shù)量、產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段和產(chǎn)品設(shè)計(jì)更改的代價(jià)等因素。綠色設(shè)計(jì)（DFG）指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)從對環(huán)境的影響角度出發(fā)，考慮產(chǎn)品在全生命中的使用。后勤設(shè)計(jì)（DFL）是指設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)利用不同的約束進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，如產(chǎn)品成本驅(qū)動(dòng)約束、最小時(shí)間約束等。

并行工程集成框架

在JDC電動(dòng)垂直起降飛行器型號(hào)研制過程中，產(chǎn)品開發(fā)不同階段和不同產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)，需要使用不同的工具軟件。例如：CAD、CAE、CAPP、CAM、DFX、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理、計(jì)算機(jī)輔助快速報(bào)價(jià)、計(jì)算機(jī)輔助項(xiàng)目管理、計(jì)算機(jī)輔助采購供應(yīng)以及面向產(chǎn)品開發(fā)的資源管理等各種工具軟件也都會(huì)在產(chǎn)品開發(fā)過程用到。這些工具軟件可能是基于相同的計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)硬件軟件平臺(tái)，也可能不是，一般來自于不同開發(fā)商。在JDC電動(dòng)垂直起降飛行器型號(hào)產(chǎn)品開發(fā)過程中，這些工具軟件面向同一產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，為著共同的產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)，協(xié)同地輔助各具體產(chǎn)品及相關(guān)過程開發(fā)，它們之間必須能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、信息集成和知識(shí)共享，在功能上也要互相支持、相互配合。

堅(jiān)持并行工程的產(chǎn)品創(chuàng)新與開發(fā)

在JDC電動(dòng)垂直起降飛行器型號(hào)研制過程中，我們深切體會(huì)到：產(chǎn)品創(chuàng)新與開發(fā)人員是實(shí)施產(chǎn)品創(chuàng)新與開發(fā)的主體。并行工程不同于傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式，它對產(chǎn)品開發(fā)模式、開發(fā)方法及支持工具等，都提出了獨(dú)特的要求，并形成為并行工程先進(jìn)的思想與理念。JDC電動(dòng)垂直起降飛行器產(chǎn)品創(chuàng)新與開發(fā)人員必須按照并行工程的這些思想與理念，并依據(jù)并行工程的方法和原則，實(shí)施具體的產(chǎn)品創(chuàng)新與開發(fā)。

并行工程的產(chǎn)品開發(fā)流程

在JDC電動(dòng)垂直起降飛行器型號(hào)研制過程中，我們深切體會(huì)到：相對于企業(yè)生產(chǎn)流程、銷售流程、售后服務(wù)流程等，研發(fā)流程涉及的活動(dòng)更多，更為復(fù)雜，需要市場、開發(fā)、測試、采購、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)、財(cái)務(wù)等部門的共同參與，所以構(gòu)建并行工程產(chǎn)品開發(fā)流程時(shí)，除了需要遵循業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)的一般性方法外，還要著重考慮研發(fā)流程的結(jié)構(gòu)化和并行工程的層次化。

結(jié)構(gòu)化的開發(fā)流程

所謂結(jié)構(gòu)化是指相互關(guān)聯(lián)的工作要有一個(gè)框架結(jié)構(gòu)，并要有一定的組織原則來支持它，例如在一個(gè)自上而下的層次構(gòu)架中，上層結(jié)構(gòu)可以簡單一些，越到下層越繁雜越具體。JDC電動(dòng)垂直起降飛行器產(chǎn)品開發(fā)過程是相當(dāng)復(fù)雜的，因?yàn)楫a(chǎn)品開發(fā)人員必須完成成千上萬項(xiàng)活動(dòng)，而這些活動(dòng)大部分是與他人工作緊密相關(guān)的，協(xié)調(diào)便成為極其復(fù)雜的工作。為了能管理好這些龐大而復(fù)雜的活動(dòng)，我們體會(huì)到：JDC電動(dòng)垂直起降飛行器產(chǎn)品開發(fā)流程必須成為結(jié)構(gòu)合理、定義清楚的過程，其開發(fā)流程一般可以劃分為流程概覽、階段流程、子流程/支撐性流程、模板/指導(dǎo)書四個(gè)層次。

在非結(jié)構(gòu)化和過于結(jié)構(gòu)化中尋求平衡

在JDC電動(dòng)垂直起降飛行器產(chǎn)品開發(fā)過程中，我們發(fā)現(xiàn)：雖然開發(fā)流程是可定義的、可重復(fù)的、可管理的，但是產(chǎn)品開發(fā)流程與制造流程不同。制造流程是完全按照生產(chǎn)文件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，產(chǎn)品開發(fā)是帶有較強(qiáng)創(chuàng)造性的活動(dòng)，不能像生產(chǎn)流程那樣定義得過細(xì)、過死，需要在規(guī)范化和靈活性之間取得一種平衡，如果按照結(jié)構(gòu)化觀點(diǎn)來看，就是需要在非結(jié)構(gòu)化和過于結(jié)構(gòu)化之間尋求平衡。

JDC電動(dòng)垂直起降飛行器研制并行工程的產(chǎn)品開發(fā)流程應(yīng)該是平衡的流程，具體表現(xiàn)為：

（1）流程是可重復(fù)的流程，但可以根據(jù)具體情況進(jìn)行裁減。

（2）對產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)進(jìn)行清晰和規(guī)范的定義，但保留了適度的創(chuàng)新空間。

（3）流程是可測評和可管理的。

（4）流程是文檔化的，而且得到了應(yīng)用，寫的與做的是一致的。

（5）流程是持續(xù)優(yōu)化的。

并行工程和異步開發(fā)的區(qū)別

在JDC電動(dòng)垂直起降飛行器產(chǎn)品開發(fā)過程中，我們體會(huì)到：并行開發(fā)容易和異步開發(fā)混淆，其實(shí)它們是不同的產(chǎn)品開發(fā)方法。

（1）異步開發(fā)。異步開發(fā)模式是指對整個(gè)系列產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)時(shí)，以產(chǎn)品平臺(tái)為基礎(chǔ)分出幾個(gè)層次，如劃分為最終產(chǎn)品、平臺(tái)、子系統(tǒng)/模塊、技術(shù)四個(gè)層次，不同的層次分時(shí)進(jìn)行異步開發(fā)，越下面的層次越要提前開發(fā)，這樣最終產(chǎn)品的開發(fā)就可以在已有平臺(tái)和共用模塊及關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上快速集成，從而提高產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量和效率。

（2）并行開發(fā)。并行開發(fā)模式一般是針對單個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)過程中，各項(xiàng)職能要盡量并行，比如在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就制定系統(tǒng)測試及驗(yàn)證計(jì)劃，產(chǎn)品開發(fā)一開始就需要考慮可制造性需求及設(shè)計(jì)，銷售計(jì)劃在產(chǎn)品開發(fā)早期就形成，而不是等到產(chǎn)品上市時(shí)再臨時(shí)抱佛腳。但是，兩者的根本目的是一樣的，就是提高產(chǎn)品開發(fā)的效率和質(zhì)量。

并行工程流程的層次化

在JDC電動(dòng)垂直起降飛行器產(chǎn)品開發(fā)過程中，為了加快工程項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)度，我們將產(chǎn)品開發(fā)流程的并行劃分為三個(gè)層次：

（1）第一個(gè)層次的并行指系統(tǒng)工程、硬件開發(fā)、軟件開發(fā)、產(chǎn)品測試等產(chǎn)品功能及性能的開發(fā)活動(dòng)的并行，比如：開展系統(tǒng)工程的活動(dòng)，使需求能夠同步分解和分配到相應(yīng)的子系統(tǒng)和模塊，并在開發(fā)中保持所有子系統(tǒng)和模塊的協(xié)調(diào)一致；硬件開發(fā)、軟件開發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、測試等活動(dòng)盡量并行開展，充分考慮相互的接口和協(xié)同。

（2）第二個(gè)層次的并行指產(chǎn)品功能及性能的開發(fā)活動(dòng)與市場、采購、制造、服務(wù)、財(cái)務(wù)等職能活動(dòng)的并行。在串行開發(fā)流程中，銷售、制造、采購等職能活動(dòng)只在產(chǎn)品開發(fā)的后期才進(jìn)行，甚至很少開展。并行開發(fā)流程強(qiáng)調(diào)要充分考慮這些相關(guān)職能的活動(dòng)，而且盡量提前進(jìn)行，如在產(chǎn)品開發(fā)初期就開展銷售策略、可制造性、可服務(wù)性、關(guān)鍵供應(yīng)商選型等活動(dòng)。

（3）第三個(gè)層次的并行指工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈系統(tǒng)，是由相互作用、相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)整體。它是圍繞工程項(xiàng)目，通過對信息流、物流、資金流的控制，把供應(yīng)商、設(shè)計(jì)和制造商、分銷商、零售商直到最終客戶連成一個(gè)整體的功能網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)模式。由于工程項(xiàng)目的規(guī)模、難易及企業(yè)所處的競爭環(huán)境不同，企業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展方向不同，決定了工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須視企業(yè)及項(xiàng)目的具體情況來量身定做。但總的原則是不變的，即必須確保實(shí)現(xiàn)提高客戶滿意度和工程項(xiàng)目成本最小化，在此目標(biāo)下合理規(guī)劃包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)場地、倉儲(chǔ)管理、運(yùn)輸配送、信息處理、支付系統(tǒng)這幾大供應(yīng)鏈模塊。如果對顧客滿意度的影響因素進(jìn)一步深入分析，可以發(fā)現(xiàn)，對時(shí)間和成本的有效控制是工程項(xiàng)目供應(yīng)鏈系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。