科技前线 | 并行工程的应用
为了强调合作文化，让工程组织高度融合并取得成功，许多制造商开始接受并行工程。这是一个通过使用相关技术利用多种工程工具使分布在全球的团队之间实现自动连接和交流产品信息的过程。
1并行工程的要素
尽管此方法的主要目的是及时利用多学科团队的力量来加速产品开发，但关键是要使用技术来集成人员和流程。通过这种方式，并行工程有助于确保在设计过程的早期阶段解决制造约束，例如通过制造设计（DfM），成本/采购设计（DfC / DfP），组装设计（DfA）和可测试性设计（DfT）来解决制造约束问题。
通过这种集成，工程人员可以与其他相关人员实现并行设计和工作，并克服串行工程的弊端。例如，当产品设计师开始设计产品时，销售团队就可以着手处理消息，而产品支持部门可以开始考虑售后支持。又譬如：当机械设计人员在整合电气工程团队开发的PCB（印刷电路板）时，软件工程师就可以开始查看软件代码。
2如何实施并行工程？
如前所述，技术是并行工程的关键。特别是产品生命周期管理（PLM）软件。PLM通过数字主线提供共享数据的通用视图，从而将工程和生产结合在一起。数字主线将制造需求与产品，过程和资源联系起来，使其易于访问和可视化。
PLM软件可在工程与制造之间无缝、实时、准确地传递信息，因此团队可以同时工作并更快地将更高质量的产品推向市场。PLM支持将工程数据（包括相关的工厂特定的文档和过程）实现自动化，可追溯且双向地传递到生产系统。工程数据包括制造物料清单（MBOM），制造过程管理以及制造优化和模拟仿真（例如人体工程学，机械手，布局和工艺规划）。通过与制造执行系统（MES）和企业资源计划（ERP）集成，PLM成为了实现工厂产品智能的真实源头。这意味着，PLM支持并行工程的应用程序。
PLM通常以一种循序渐进的方式实施，以实现未来的“数字”工厂：
第1步：在此步骤中，制造工程师通常使用PLM和CAD软件来开发创建工程发布的3D CAD结构中的流程清单和工作指令。
这使他们可以将3D数据用作所有下游活动的基准，从而使PLM成为整个职能团队的唯一真相来源。然后，在执行模拟时，可以将这些信息用作工艺计划和工作指令（装配线，人体工程学等）的输入。还有变更管理流程，可以确保工厂能够尽早作好变更准备。
第2步：此步骤的目标是使制造工程师能够开发对所有PLM用户可见的产品的专用工厂视图。包括特定于工厂的关联过程，资源计划和工作说明。
第3步：此步骤旨在实现IT系统（如PLM和ERP）与OT系统（如SCADA）之间的集成，包括作为工业物联网（IIoT）一部分的互联机器和工具。在这一步中，制造商可能会使用增强现实（AR）进行工作指导。
工艺规划
在PLM中，制造过程可在功能强大且对变化敏感的存储库中创建和管理过程描述。借助MBOM，工艺规划使每个人都可以看到产品的组装方式。同时，由于开发人员可以轻松地重用以前的设计，PLM大大缩短了产品上市时间。
通过包含多个操作序列的特定于配置/特定于工厂的工艺规划，制造过程可以无缝衔接。
通过支持变更工作流，可确保工厂提前知道即将发生的变更，并可以为变更进行规划或提出不同的应对方法。同时，通过对工程和制造计划人员的质量工作流提供支持，可以实现重要的根本原因分析。
资源管理
PLM有助于在零部件的生产、维护、检查或维修期间更有效地利用车间所需的制造资源。这些资源可以是物理资源（工作中心，工具，过程材料）或人员的技能，并且通常与成本，时间和技术限制相关联。
制造业中的CAD
今天，对于工程师来说，快速评估不同的设计替代方案和制造流程至关重要，这将提供赢得新项目所需的竞争力和速度。借助正确的CAD解决方案，制造商可以使用先进且高效的制造技术来支持创新产品的创建。他们可以在实际条件下改善产品和生产条件。
支持从衍生式设计、实时仿真、多体设计和增材制造（仅举几例）的所有功能，从而可以有效地将产品从概念转化为数字原型。
数字仿真和时间优化
很大程度上，PLM为仿真组成部分（即仿真模型，结果和报告）提供了集成的配置/变更管理，从而在产品、流程和资源之间建立关系。由仿真驱动的设计功能支持衍生式设计和实时仿真。后者能够提供有关设计决策的持续反馈。此外，它支持分析师级别的仿真，因此所有工程师都可以在生产前对设计进行最终验证。
装配作业指导书
PLM中用于制造数据管理的中央存储库和设计环境可以为一线工人提供全新的装配作业指导书。使用该软件，工程人员可以定义必要的过程，并指定完成工作所需的材料、工具、技能、零部件/组件和机器。有了合适的CAD软件，工程师甚至可以从现有CAD资源创建自定义3D插图和动画，然后将其添加到中央存储库中。
利用此存储库中的信息，操作员和终端用户那边的技术人员可以在屏幕上或通过移动设备，平板电脑和AR头戴式耳机访问2D和3D技术作业指导书。可以在装配过程开始时主动提供交互式的动画工作说明，也可以按需将其提供给终端用户，以帮助其完成任务。而且，借助直接从PLM提取信息的软件，一线工作人员始终可以获得全新且准确的相关工作说明，以了解他们正在处理的零部件或组件，从而减少人为错误并大幅度减少报废和返工情况。
4汽车行业中并行工程示例
跨行业的组织在并行工程的各种应用程序中都可以使用PLM。例如，沃尔沃使用PLM软件作为工业化数字主线的主干，从而提高了跨团队效率并缩短了上市时间。这对于沃尔沃而言尤其重要，因为这会增加整个产品目录的配置变化和复杂性。具体而言，并行工程使用PLM来实现工程与制造之间的信息自由流动，确保将设计更改快速有效地向下游车间传播。
PLM为产品开发提供了快速、准确和可追溯的工作流程，同时缩短了产品上市时间，降低了成本并提高了质量。这对于改进组件设计并将其快速投入生产尤为重要。
