設計—工藝并行工作模型的探討

王小東，孫建雄

(南車株洲電力機車有限公司，湖南 株洲 412001)

0 引言

我國大、中型制造企業大都是集研發制造于一體的公司。面對市場的激烈競爭，縮短產品交付周期是企業獲取市場的重要法寶。產品設計周期和工藝設計周期在產品面向客戶的交付周期中占有很大的比例，對于多品種、小批量企業來說，這個比例高達50%。著眼于提高設計—工藝并行度，大大縮短設計工藝周期，對企業生存與發展有著極其重要的意義。

1 傳統工作模式分析

某公司獲得了市場訂單后，設計部門將承擔設計任務，設計完成后(通常以圖紙歸檔為標記)，提交工藝部門完成工藝設計。工藝設計包含工裝設計、工藝規程(工藝卡片設計等)設計、工藝流程分工等，其中工藝規程設計占工藝設計80%的工作量。設計和工藝是嚴格的串行方式。假定某產品設計周期5個月，工藝周期3個月，其設計工藝總周期則為8個月。

2 設計—工藝并行管理模型的探討

產品設計階段通常劃分為:方案設計、技術設計、施工設計(工作圖設計)、試驗試制。方案設計、技術設計是面向設計的設計，施工設計是面向制造(工藝)的設計，在設計周期中占的時間比重最大。當產品設計進入到施工設計階段，涉及到產品的重大技術方案已經定型，此時工藝人員可以高度介入，開始工藝設計。以典型產品轉向架設計為例，假定方案設計、技術設計周期為2個月，施工設計周期為3個月，工藝規程設計周期為3個月，其設計工藝周期為8個月。轉向架大約由900個零部件構成，按照設計零件的個數(工作量)與時間均等劃分，1個月可以完成300個零件設計，所以工藝人員在施工設計開始后1個月就能從事工藝設計，特別是大量的零部件的工藝卡片設計。按照這種并行模式，可以將原設計工藝需8個月的工作周期縮短為6個月，約25%。見圖1。

實現這種管理模式，有2個先決條件:①在施工設計階段，設計人員和工藝人員要形成一對一的任務關系，工藝人員完全明白自己對口的零部件工藝設計任務;②有一個良好的信息平臺支撐，保證工藝人員能及時獲取設計信息，高度并行地從事工作。

圖1 產品設計周期

3 設計—工藝并行信息化模型的探討

信息化模型主要是將管理模型數字化(計算機化)。我們假定產品設計工作已完全在PDM的項目管理模塊支撐下進行，實現了設計項目的階段劃分，任務分解，任務指派，整個設計工作在項目任務樹的組織下有序展開。我們將設計項目任務樹擴展至設計—工藝并行項目任務樹，在項目創建時確定是否是設計—工藝并行項目。如果是，則在創建設計項目任務樹的同時，PDM系統自動創建工藝項目任務樹，兩個任務樹保持相同結構，特別是在施工設計階段，設計每指派一個任務，必在工藝任務樹中自動產生一個相應的工藝任務，設計任務和工藝任務間建立關系，形成1—1的明確關系，保證工藝任務的執行者，隨時能瀏覽設計任務的工作情況，從而確定是否開展對應的零部件的工藝卡片設計。每個工藝任務與設計任務一樣，必須具備“任務名稱”“任務承擔者”“開始時間和完成時間”三個要素。見圖2。

圖2 項目任務樹

4 結語

本文只給出了在PDM系統支撐下的設計—工藝并行的頂層結構，僅涉及項目階段劃分和任務分解，至于設計BOM和工藝BOM的數據結構、設計變更向工藝的傳遞等問題，由于篇幅有限沒有闡述?；诒疚脑淼脑O計—工藝并行的工作模式已在某大型制造企業實現。