基于并行工程的DFX

典型的 DFX 设计流程, 其产品的开发以产品需求分析为第一步, 以此顺序展开, 再到概念设计及初步设计方案, 到方案评价, 到详细设计, 到优化设计及评价, 直至最终设计成果出。 其主要的设计流程依然是个顺序设计过程。 笔者在结合并行工程对产品设计过程进行适当重组, 另外在此基础上加入了智能设计的成果, 即方案评价与优化设计这两步, 提出如图 2 所示的设计流程模型。

传统设计流程多是顺序型的, 即是串型的。 其越是在设计末期发现的缺陷(如优化设计时发现的缺陷), 其修改周期比概念设计时发现的缺陷的修改周期要长。 因为其反馈的修改结果依然是依原来的执行路线顺序执行下来。 所以最终造成的修改成本、总设计成本高。 重要的是直接影响产品开发周期, 推迟上市时间。 而笔者出 DFX 设计流程模型充分体现了并行工程的哲理, 更大的缩短设计周期以及更为全过程的考虑“ X”的约束。

图2 DFX 流程模型

在图 2 的 DFX 模型中, 一方面以并行工程的哲理对 DFX 的设计流程进行的重组, 另一方面, DFX 的实施须建立在一个设计知识库的支持基础上的, 而这个设计知识库可利用现有的 DFX 工具软件实现。 其他的概念设计、详细设计都须在DFX 设计知识库的支持下进行。 这样, 才能保证整个开发设计过程是在“ X”的约束下操作, 全面的考虑” X” 的因素, 实现全局优化。避免传统设计方面中, 对设计过程以外的其他过程因素考虑较少的缺点。

图2 中提到了 DFX 设计技术知识库。 DFX 设计技术知识库应包含如下主要部分:

(1)产品分析组件。 这部分的功能是为获取产品数据,评价设计方案, 分析产品关键特性提供支持。

(2)工艺分析组件。 DFX 涉及一特定业务流程及产品生命周期路线(从市场调研到方案提供、确定, 再到设计、制造直至产品的废弃后处理为止为产品生命周期), 工艺分析组件正是用来为设计师提供对此流程去捕获相关数据和分析作用的。

(3) 产品零部件与工艺特性的并行考虑、评析组件。DFX 流程在并行工程的环境下操作, 故不可避免的将产品零部件设计与工艺设计结合考虑。 提供这方面的支持是必不可少的。

(4)设计知识库。 为整个设计流程提供系统的设计支持。

在并行工程环境下设计, 应注意如下几点:

(1)以产品和过程为中心

要以产品和过程为研究重点, 以产品为总体出发点进行设计, 目的使产品的结构合理、制造简单、装配性好, 以过程为重点是因为从开发过程中可以提取出反复出现的活动并与产品结构的某些部分相对应的子过程, 通过准备以及使用这些集成的模块, 可以使产品开发过程的规划与实施得到简化。

(2)以集成为纽带

DFX 系统的运行, 应遵循集成的指导方针, 重要且基础的一点是信息的集成, 面向 CE 的 DFX 是以产品设计开发过程中各种信息交换共享为条件, 以足“ X”(制造、装配、检测性、可靠性、服务、再利用性)的约束, 同时实现产品的功能、用户要求为目的。 另外应建立 DFX 专有知识库和产品数据库(PDM)。

(3)并行工程的要求

同时进行产品设计和下游的过程设计 , 而不是同时和交叉进行设计和制造, 并行工程强调在产品正式生产开始以前就完成所有的设计工作。 并行的概念是宏观上的, 在微观上仍有串行的。 如设计和工艺几乎是同时开始和结束的, 但是具体到一个细节时, 仍然是顺序作业的, 先考虑产品功能后再考虑工艺要求。