并行工程過程管理

1、并行工程過程管理 1引言：并行工程與過程管理 “過程”本身是一個(gè)抽象的、普遍的概念。物質(zhì)之間相互作用，產(chǎn)生變化，在某一時(shí)間段上的投影，就形成“過程”。 任何過程都可以抽象成一種或幾種物質(zhì)狀態(tài)變化的序列，人們介入到某一過程中，是希望通過自身的行為來影響物質(zhì)狀態(tài) 變化的進(jìn)程，以獲得期望的物質(zhì)狀態(tài)。 可見，過程的時(shí)間特性以及事件 (即物質(zhì)狀態(tài)的變化) 序列中蘊(yùn)含的因果關(guān)系是 “過 程”概念的核心。而“過程管理”因此也包含了兩方面的基本含義，一是對以時(shí)間為核心的過程性能的關(guān)注；二是對過程 中各要素(人、信息、工具、環(huán)境等)及其相互關(guān)系演化進(jìn)程的關(guān)注。就這兩個(gè)方面來說，前一方面往往以后一方面為基 礎(chǔ)。

2、過程和過程管理在并行工程的研究和實(shí)施中受到廣泛的關(guān)注，具有深刻的原因。首先，并行工程的主要目標(biāo)之一 就在于縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，因此，過程本身必然成為控制和優(yōu)化的對象。其次，以過程為基礎(chǔ)進(jìn)行成本核算，能夠更全面 的反映成本的構(gòu)成，基于活動(dòng)的成本核算(ActivitRBasedCosting )就體現(xiàn)了這種思想。第三，以過程為基礎(chǔ)進(jìn)行質(zhì)量控 制，把質(zhì)量控制從事后檢測轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A(yù)防，能夠盡量減少大的設(shè)計(jì)更改，需求管理、質(zhì)量功能配置(QualitRFunctionD eploRment)、全面質(zhì)量管理(TotalQualitRManagement )都是這種思想的反映。第四，以可視化的過程模型為基礎(chǔ)的協(xié)

3、同 設(shè)計(jì)支持環(huán)境，是通訊、監(jiān)控、協(xié)調(diào)和信息管理的基礎(chǔ)。第五，追蹤由最初的顧客需求到最終產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的決策過程，從中 獲得有益的經(jīng)驗(yàn)和知識，是組織學(xué)習(xí)、增強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)能力的基本手段。 從組織的角度來看，過程管理是企業(yè)對自身行為的認(rèn)知、反省和控制。 2并行工程過程管理的研究體系 2.1概述 并行工程過程管理以產(chǎn)品開發(fā)過程為研究對象。所謂產(chǎn)品開發(fā)過程，指的是從產(chǎn)品定義到產(chǎn)品批量生產(chǎn)之前這一段時(shí) 間，同一般的過程相比，產(chǎn)品開發(fā)過程具有以下特點(diǎn)： 目的性。產(chǎn)品開發(fā)的最終目的是設(shè)計(jì)岀滿足顧客需求的產(chǎn)品。 階段性。產(chǎn)品開發(fā)過程通常包括產(chǎn)品規(guī)劃、概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)等階段。 層次性。產(chǎn)

4、品開發(fā)活動(dòng)在一定的組織層次上進(jìn)行，任務(wù)的分解本身也帶來層次。 協(xié)同性。復(fù)雜產(chǎn)品的開發(fā)需要多學(xué)科、跨部門、全生命周期的協(xié)作。 決策。決策是產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)的主要內(nèi)容。 迭代。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，階段性的設(shè)計(jì)結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致某一活動(dòng)序列的重復(fù)。 信息管理。產(chǎn)品開發(fā)過程中要產(chǎn)生和使用大量的設(shè)計(jì)信息，有效的管理這些信息能提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。 過程性能。時(shí)間和成本是需要控制和優(yōu)化的主要過程性能。 時(shí)序。活動(dòng)的排序?qū)^程的性能會產(chǎn)生影響。 這些特點(diǎn)反映了并行工程過程管理所必須考慮的重要方面?？偟膩碚f，并行工程過程管理的研究目標(biāo)包括三個(gè)方面： 對于產(chǎn)品開發(fā)過程性能的控制和持續(xù)改進(jìn)；從產(chǎn)品開發(fā)過程中進(jìn)行組

5、織學(xué)習(xí)(主要是設(shè)計(jì)知識的學(xué)習(xí))；以過程管理系統(tǒng) 為框架，實(shí)現(xiàn)對協(xié)同設(shè)計(jì)的支持。 下面我們分五個(gè)方面介紹并行工程過程管理的研究內(nèi)容和主要進(jìn)展。其中過程模型是過程性能分析、協(xié)同設(shè)計(jì)支持、 組織學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)；過程性能的定量分析研究以基于活動(dòng)的過程模型為基礎(chǔ)，考慮時(shí)序、資源、迭代等要素對過程性能的影 響，傳統(tǒng)的項(xiàng)目規(guī)劃和調(diào)度是過程性能定量分析的一部分；基于過程的協(xié)同設(shè)計(jì)支持以過程模型的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)為基礎(chǔ)，對 任務(wù)的分配和監(jiān)控、信息的管理和設(shè)計(jì)決策提供支持；基于過程的組織學(xué)習(xí)主要通過捕獲設(shè)計(jì)過程中的重要決策信息，來 支持設(shè)計(jì)回溯和設(shè)計(jì)重用；過程管理實(shí)施方法學(xué)通過建立完整的過程發(fā)展、評估、實(shí)踐體系，來指導(dǎo)企業(yè)

6、應(yīng)用過程管理方 法和技術(shù)。 2.2過程模型及表達(dá) 一般來說，模型的作用是解釋、預(yù)測和實(shí)現(xiàn)。就產(chǎn)品開發(fā)過程模型來說，其作用可以概括為以下三個(gè)方面： 表示。以可視化的形式表達(dá)產(chǎn)品開發(fā)所需經(jīng)歷的步驟及需要考慮的關(guān)鍵因素，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)成員對過程的理解和團(tuán)隊(duì)協(xié)作； 分析。用定量的手段形式化的描述產(chǎn)品開發(fā)過程，支持過程規(guī)劃、分析和改進(jìn)； 實(shí)現(xiàn)。用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于過程的協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境，支持分布的、自動(dòng)的任務(wù)分配、信息管理、通 訊、監(jiān)控、協(xié)調(diào)等功能。 過程模型的研究領(lǐng)域主要包括工程設(shè)計(jì)、經(jīng)營過程重組和軟件工程。我們研究的過程跟工程設(shè)計(jì)研究的過程是一致的， 即產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程或產(chǎn)品開發(fā)過程。產(chǎn)品開發(fā)過程

7、是經(jīng)營過程的一部分。而軟件開發(fā)過程可以看成是產(chǎn)品開發(fā)過程的特例。 下面所說的過程模型，如無特別說明，均指產(chǎn)品開發(fā)過程。 按照建模的目的不同，過程模型可以分為描述性的(descriptive )和規(guī)范性的(prescriptive )。描述性的過程模型 主要的作用是解釋和分析(如IDEF0模型)，規(guī)范性的過程模型主要作用是強(qiáng)制和指導(dǎo)(如IS09000的過程規(guī)范)。 按照建模的方法不同，過程模型可以分為基于活動(dòng)(activitR-based )的過程模型和基于階段(phase-based )的過程 模型。基于活動(dòng)的過程模型在決策支持、過程性能分析方面具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。而基于階段的過程模型主要強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)

8、信息由 抽象到具體、由定性到定量的發(fā)展過程。 比較有代表性的過程模型有Pahl 角色管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目中的角色管理，目的是便于對相應(yīng)角色定義與過程有關(guān)的權(quán)限，并支持過程中的角色分配。 子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了角色的定義、增刪、查詢、密碼修改等功能； 過程分析與報(bào)表子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對過程模型的分析與規(guī)劃，并完成了過程的報(bào)表生成，包括過程任務(wù)分配、過程進(jìn)展等, 這是十分重要的部分。目前，我們通過二次開發(fā)將MSProject98和過程支持環(huán)境其他部分集成在一起，增加模塊來實(shí)現(xiàn)模 型存取，由Project98來實(shí)現(xiàn)這一分析和報(bào)表功能； 工作平臺是產(chǎn)品開發(fā)過程支持環(huán)境面向具體開發(fā)團(tuán)隊(duì)的前端，它介于用戶和過程支持環(huán)境之

9、間，工作平臺為開發(fā)人員 進(jìn)行并行工程下的集成開發(fā)設(shè)計(jì)和協(xié)作提供了支持平臺。 總的來說，我們開發(fā)的產(chǎn)品開發(fā)過程支持系統(tǒng)偏重于項(xiàng)目管理和協(xié)同工作功能的實(shí)現(xiàn)。 3.2應(yīng)用案例 目前，我們已將產(chǎn)品開發(fā)過程實(shí)施方法學(xué)和產(chǎn)品開發(fā)過程支持系統(tǒng)應(yīng)用于航天并行工程和齊齊哈爾鐵路車輛并行工程， 并取得了較好的應(yīng)用效果。 我們所做的工作包括以下方面： 企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過程的建模和描述。通過多視圖的方法對企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過程進(jìn)行描述。 企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過程的評估。結(jié)合 CMM模型，確定企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過程的成熟度，確定其等級、目標(biāo)、關(guān)鍵過程領(lǐng)域和關(guān)鍵 實(shí)踐。 企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過程的規(guī)劃和改進(jìn)。根據(jù)所需進(jìn)行的關(guān)鍵實(shí)踐，建立相應(yīng)的管理規(guī)范和

10、配套措施。 產(chǎn)品開發(fā)過程支持系統(tǒng)的實(shí)施。目前，我們主要用產(chǎn)品開發(fā)過程支持系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理和工作流管理功能。 圖2改進(jìn)后的棚車開發(fā)過程 圖2是齊齊哈爾鐵路車輛并行工程中改進(jìn)后的棚車開發(fā)流程。改進(jìn)的措施包括： 在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段，就能夠充分考慮沖壓件、鑄鋼件等類零件的可制造性問題和鐵路貨車的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及動(dòng)力 學(xué)品質(zhì)等產(chǎn)品性能問題，從而能夠盡量減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量；同時(shí)增加DFR使得在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段即可考慮產(chǎn)品 加工、裝配和工藝等問題，提高一次設(shè)計(jì)成功的可能性。 在方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一定階段向冷熱工藝處等下游活動(dòng)提前進(jìn)行信息預(yù)發(fā)布，一方面及時(shí)得到信息反饋，以提高工 藝性，可加工性等，另一方面，由于工藝部門提前介入，使得下游過程及時(shí)體會設(shè)計(jì)意圖，同時(shí)可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行工 藝或生產(chǎn)準(zhǔn)備。 實(shí)現(xiàn)工藝和工裝的并行開發(fā)，精簡設(shè)計(jì)過程；制造系統(tǒng)與產(chǎn)品開發(fā)過程不構(gòu)成大循環(huán)，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn) 品質(zhì)量與水平。 圖3快運(yùn)棚車詳細(xì)設(shè)計(jì)流程 圖3是產(chǎn)品開發(fā)過程支持系統(tǒng)在齊齊哈