并行工程在汽车质量控制中的应用研究

发布时间：2016-10-23 08:22

第 1 章   导论 

1.1   课题研究背景和意义 
经济建设和人类生活发展的需要促进了工业发展模式的变革，工业产品在制造精度与性能全面方面发展越发完善。相比于中小型的工业产品，大型工业产品，如汽车等生产周期较长、技术精度较复杂、生产规模较大，工序较多，涉及到更庞大的生产资源使用。随着制造业对国家经济发展以及人们生活质量的贡献，汽车产业衡量国家科技发展以及生产水平的重要指标，在许多国家工业领域中占据不可替代的作用。汽车产业的发展在带动相关建材、钢铁、电力等能源行业发展的同时，也产生诸如延时交货、质量缺陷等问题，难以满足当前消费者的要求[7]。 汽车产品的更新换代越发频繁，对于新产品的研发提出更丰富、更高效的要求，尤其在车身本身的改变，以及在一个平台（底盘、发动机和底板等组成的形状相似）上开发出不同类型、不同形状的汽车，已经成为众多汽车生产企业的重要战略[30]。 作为人们的交通工具，汽车产品承担着确保人们使用安全性与性能性的多种需求，其产品质量是影响消费者购买的关键因素，因此对于汽车产品质量控制体系的不断完善是众多汽车企业的重要使命。汽车新产品的生产过程中涉及到较多的工序衔接、信息传递等问题，多个环节相互重叠使用生产资源，在确定的生产周期内，按照质量标准生产出合格的汽车产品成为汽车生产企业要解决的重要问题。 
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1.2   并行工程国内外研究现状
并行工程的概念是相对于串行工程而提出，以短时间内解决企业生产、研发等问题为目标。不同视角的并行工程概念各不相同，普遍认可的为美国国防分析研究所提出的，认为并行工程（Concurrent  Engineering，CE）为包括产品设计、制造、技术支持及相关过程的并行进行，以设计为导向形成的一体化系统性工作模式[43]。在并行工程概念提出的基础上，1997 年 Jaafari 以项目管理为基础，提出并行的基本概念，即通过提前对整个项目的掌握，对项目整个过程中的项目计划与实施策略进行持续的整合[41]。并行工程的 13 因素于 1997 年被学者提出，可以分为关于过程、管理及工作者三个方面；在此基础上，学者 Eldin 总结实施并行工程的阻碍及相应的经验总结[40]。将并行工程作为一种新的管理理念，将其应用到企业的实际工作中，实现组织的重组与业务流程的变革[44]。在并行工程工作流管理技术的基础上，研究人员 Y.MMa 提出了信息集成技术，即通过整体工程开始前就将所有对工程实施造成影响得的因素全部考虑进去，通过制定相应的验收标准对整个工程作业进行质量监控[45]。 在并行工程运行思路的基础上，学者 Dewlev 引入知识管理相关方法，试图将计算机技术运用到并行工程模式中，实现设计、管理等环节的优化，将工程按照不同的验收标准、作业难度以及分布规律等分成不同的等级，针对不同等级各自的特征制定出适合当前环节的管理方法与手段等[37，39]。 
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第 2 章   并行工程理论与相关内容 

2.1   并行工程理论提出  
并行工程理论的提出伴随着工业及制造业发展的深入，20 世纪 80 年代，该理论被正式提出，在以后的发展中逐渐融入信息技术、计算机技术等高新技术，使得并行工程作为一种全新的管理模式被越来越多的企业采用。以用户选择为根本的市场规律迫使企业提升自身竞争力，并逐渐将竞争焦点转向开发出更高质量、更低成本的产品，而取代原材料的廉价原则与劳动力的成本降低，，迅速准确获知用户需求并将之高效转化与产品成为企业新的竞争手段。 并行工程被欧美国家、日本等发达国家所重视，不仅由政府组织扶持并行工程在企业的实施，许多企业也大胆将其应用到生产的不同领域，如波音公司、麦道公司、IBM 公司、西门子公司等，相继将其应用到产品设计、加工生产、战略规划等不同的管理内容中，获得一致的认可。并行工程提倡集成化的全局思想，将产品开发过程中不同部门的活动作为整体目标的一部分予以考量，在产品的整个生产周期内，通过系统性的统筹规划，实现尽可能少的返工、修改等情况。现有的并行工程流程优化技术一般采用计算机集成技术实现。 并行工程理论的内涵包括以下几个方面。 串行模式的产品开发过程中，设计方案在不同的小组间开展设计、审核、退回修改的循环性步骤，某个小组形成的设计方案，要经过本组审核后再交由另一组修改，若未符合另一组的要求则要返回设计方案那个小组进行修改或重新设计，这种点对点的重复性模式返工性大，耗时耗力。而将各小组的工作充分调动，形成空间性的集成整合，怎能够在较短的时间内以较少的设计改动和较低的返工率确认最佳设计方案。 
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2.2   并行工程特点
并行工程模式的特点主要包括并行性、集成性、系统性、标准性四个方面。并行性特点是指在产品开发生产过程中，组织内部的不同部门、生产的不同环节的并行开展，无论是生产的上游阶段还是下游阶段，都需要进行相应的调整有效融入到并行工程体系中。 并行性特点要求对每个项目参与者进行协调性管理，通过不同成员的最优组合，最大限度发焊群体性协作，消除串行模式的部门性壁垒、沟通性壁垒等，共同处理产品开发生产中出现的各类问题。集成性要求产品在设计开发初始即形成统一的目标，以此作为由来自不同部门人员做成的项目组以及各个项目环节有机整合的根据，因此要对项目中的信息资源、人力资源以及其他功能性资源做出综合管理与统筹安排，是并行工程模式集成性的高度体现。集成性还体现在设计开发目标的高度统一性，所有参与到并行工程模式中的不同部门，都要根据并行工程目标进行调整，确保不会出现部门各自为政的情况出现，才是确保并行工程模式运行有效的关键。系统性特点将产品开发生产的全部过程作为一个系统考虑，通过信息的双向交流与数据共享，最大限度获取各类数据，通过多次的讨论分析，识别影响产品质量以及整个生命周期的各种因素，以此作为产品优化生产的重要依据。此外，进行必要的风险控制，也要开展系统性考虑。在并行工程实施的每个环节，都要充分考虑各道工序的有效性、融合性以及可操作性等，作为综合评分与风险管理策略制定的依据。 
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第 3 章   A 公司车身结构工艺现状及问题分析 ......... 15 
3.1   传统新车开发模式特点 ...... 15 
3.2   典型车身结构 ...... 16 
3.2.1   车身结构分类与特点 ........... 16 
3.2.2   典型承载式车身结构 ........... 17 
3.3   推进改善方法的必要性分析 ...... 19 
3.4   现场改善的总体方案 .......... 20 
3.5   本章小结 ...... 24 
第 4 章   并行工程理论在 A 公司车身质量控制应用研究 ........ 25 
4.1   并行工程在冲压环节的质量控制 ...... 25 
4.1.1   典型零件的仿真分析 ........... 25 
4.1.2   典型零件的试制研究 ........... 27 
4.1.3   并行工程对其他冲压件质量改善效果研究 ....... 29 
4.2   并行工程活动在焊接质量控制中的应用 .......... 30 
4.3   白车身试制 .......... 33 
4.4   本章小结 ...... 39

第 4 章   并行工程理论在 A 公司车身质量控制应用研究

4.1   并行工程在冲压环节的质量控制 

以 A 公司为例，将并行工程模式应用到冲压环节，通过公司内置的仿真系统，进行并行工程模式产品开发效果的验证。选择该公司某个汽车新产品进行，以汽车 B 柱及相关部件的开发生产过程进行分析，并行工程模式下的冲压过程重要包括零部件成型效果、冲压工艺技术、模具结构判断、生产成本核算、生产线质量控制、成品质量检验等。通过仿真结果对 B 柱及相关部件成品进行综合评定。 冲压环节启动之前需要针对冲压方向问题予以确认。冲压方向的选择需要注意三个方面。首先，冲压标准提出不允许出现负角度成形的情况。其次，要求冲压深度相对均匀，不能太深。最后，依据标准进行坯料和凸模的接触。以上述三个标准作为 B 柱零部件仿真结果进行判断，数据显示在该冲压方向下零部件未出现负角度成形，且冲压深度均匀，冲压深度的接触得到保证。 

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结论 

应用并行工程手段使汽车企业在最短时间内实现产品的开发与质量控制，是提升客户满意度，打造企业品牌的重要手段，帮助企业在激烈的竞争中利于不败之地。本文结合 A 公司某车型开发融合并行工程技术，提出了汽车质量控制方法和相关措施。主要结论包括以下几个方面。 
（1）在针对并行工程理论与特点的分析的基础上，提出并行工程的工作流程及工作内容。在汽车产品设计制造过程中，以冲压工序与焊接工序为例，通过整车仿真技术，进行并行工程模式的应用，形成综合性的管理平台。 
（2）通过不同阶段仿真实验及质量效果的研究，确定并行工程能够最大限度的缩短开发周期与成本，提升工作效率。由于通过自动化实现工艺设计的过程，大大的减少了因为繁琐计算的工作量，同时提高了准确性。通过监测结果分析可以看出，白车身经过并行工程，使白车身的质量提升了较高的水平。 
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参考文献(略)

本文编号：150110