D0I:10.13374/i.issn1001053x.2002.06.021 第24卷第6期 北京科技大学学报 Vol.24 No.6 2002年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2002 并行工程环境下面向装配的设计系统 曾庆良)万丽荣”熊光楞)范文慧) 1)清华大学国家CIMS工程技术研究中心，北京1000842)山东科技大学，泰安271019 摘要提出了一种在并行工程下面向装配的产品设计方法，通过对面向装配设计中的关键 技术问题，如产品的装配模型、装配顺序规划、机构运动分析与综合、装配过程仿真及产品可装 配性评价等方法的探讨，实现了面向装配的设计目标 关键词并行工程；产品设计；装配性能：装配规划 分类号TP311 并行工程是集成地、并行地设计产品及其 期，降低产品设计成本打下基础 过程的系统化方法，它要求产品开发人员从设 计一开始即考虑产品生命周期中的各种因素。 1 基于并行工程的产品开发过程 其主要目标是缩短产品开发周期，提高产品质 并行工程是把产品开发过程的各个环节尽 量，降低产品成本，从而增强企业的竞争能力川. 可能并行地进行，图1所示为并行工程的产品 面向装配的设计DFA(Design for Assembly)是并 开发方法.设计过程与后续过程并行进行，在设 行工程使能工具DFX(Design for X)的一个分 计过程中就考虑后续过程的影响，后续过程对 支，其中X代表产品全生命周期中的某一阶段 如装配、制造等，也可代表产品竞争力的属性如 前面环节及时提供反馈信息，消除后续过程对 质量、成本等.DFX的研究一直是国内外学术界 前面环节反馈信息的滞后，把一切可能在后续 过程中产生的问题在设计过程中尽可能及早发 研究的热点，早期研究内容偏重于面向制造的 设计(DFM),和面向装配的设计(DFA)y51,近年 现和解决，避免开发过程中的多次重复和返工， 从而大大缩短产品上市时间和降低产品成本 来已扩大到面向成本的设计(DFC)等.面向装 配的设计(DFA)的出发点是在产品设计阶段考 过程设计子 管理 虑并解决装配过程中可能存在的问题以确保零 部件快速、高效、低成本地进行装配.DFA技术 需求分析 在概念设计阶段对产品的可装配性和经济指标 需求 设计 进行分析，可以及早发现设计的问题，及早改正 制造 设计，避免到后期阶段发现设计错误引起的大 修改，可以大幅度的降低产品成本，提高产品的 质量和可靠性，缩短产品的上市时间 工作组方法学工具 环境 DFA实施的主要目标是根据产品结构图和 图1并行工程工作过程 装配顺序实施对装配结构的分析、评价，对于设 Fig.1 Working process of concurrent engineering 计提出改进，减少不必要的零件，优化零件结 构，使其便于加工、便于装配，减少加工和装配 本质上而言，并行工程环境下的产品开发 时间，为提高产品设计质量，缩短产品开发周 过程可以看作由信息处理和物质处理两个子过 程组成.前者强调产品的定义与表达，后者强 收稿日期2001-11-20曾庆良男，36岁，教授，博士后 调产品的物化过程.明显不同于传统观念的是， *国家自然科学基金资助项目No.60274063)及863/CIMS行 并行工程环境下的产品验证环节可以由加工过 业项目No.2001AA411110)第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 从， 并行工程环境下面 向装配的设计 系统 曾庆 良 ” 万 丽 荣 “ ， 熊光楞 ” 范文慧 ‘， 清华大学 国家 工程技术研究中心 ， 北京 山东科技大学 ， 泰安 摘 要 提 出 了一 种在并行工程下 面 向装配 的产 品设计方法 ， 通过对 面 向装配设计 中的关键 技术问题 ， 如产品 的装配模型 、 装配顺序规划 、 机构运动分析与综合 、 装配过程仿真及产品可装 配性评价 等方法 的探讨 ， 实现 了面 向装配 的设计 目标 关键词 并行 工程 产品设计 装配性能 装配规划 分 类号 并行工程是集成地 、 并行地设计产 品及其 过程 的系统化方法 ， 它要求产 品开发人员 从设 计一 开 始 即考虑产 品 生命周 期 中的各种 因素 其主要 目标是缩短 产 品开 发周 期 ， 提高产 品质 量 ， 降低产 品成本 ， 从而增 强 企业 的竞争能力〔， 面 向装配 的设计 是并 行工 程使能工具 〔 的一个分 支 ， 其 中 代表产 品全生命周 期 中的某一 阶段 如装配 、 制造等 ， 也可代表产 品竞争力 的属 性如 质量 、 成本等 的研究一直是 国 内外学术界 研究 的热点 ， 早 期研究 内容偏重 于 面 向制造 的 设计 ， ‘ 了和 面 向装配 的设计 犷铭〕 ， 近 年 来 已 扩大到 面 向成本 的设计 等 面 向装 配 的设计 的 出发点是在产 品设计 阶段考 虑并解决装配过程 中可 能存在 的 问题 以确保零 部件快速 、 高效 、 低成本地进行装配【 技术 在概念设计阶段对产 品 的可装配性和经济指标 进行分析 ， 可 以及早发现设计 的问题 ， 及早改 正 设计 ， 避免到后期 阶段发现设计错误 引起 的大 修改 ， 可 以大幅度 的降低产 品成本 ， 提高产 品 的 质 量 和 可 靠性 ， 缩短 产 品 的上 市 时 间 实施 的 主要 目标是根据产 品结构 图 和 装配顺序实施对装配结构 的分析 、 评价 ， 对于设 计提 出改进 ， 减少不 必要 的零件 ， 优化零件结 构 ， 使其便于 加工 、 便于装配 ， 减少加 工 和 装配 时 间 ， 为提 高产 品设计质量 ， 缩短产 品开 发周 期 ， 降低产 品设计成本打下 基础 基于并行工程的产品开发过程 并行工程是把产 品开发过程 的各个环 节尽 可 能并行地 进行 ， 图 所示 为并行工 程 的产 品 开发方法 设计过程与后续过程并行进行 ， 在设 计过程 中就考虑后续过程 的影 响 ， 后续过程对 前 面 环 节及 时提供反 馈信息 ， 消除后 续过程对 前 面环节反馈信息 的滞后 ， 把一 切 可 能在 后 续 过程 中产生 的 问题在设计过程 中尽可 能及早发 现和解决 ， 避免开发过程 中的多次重复和返工 ， 从而 大大缩短产 品上 市时间和 降低产 品成本 黔乞 图 并行 工 程 工作 过 程 、 收稿 日期 一 一 曾庆 良 男 ， 岁 ， 教 授 ， 博士后 国家 自然科学基金资助 项 目困 及 行 业项 目 本质上 而 言 ， 并行工 程环境下 的产 品开 发 过程可 以看作 由信息处理和 物质处理两个子过 程组成 「 前者强 调 产 品 的定义 与表达 ， 后 者强 调产 品 的物化过程 明显不 同于传统观念的是 ， 并行工程环境下 的产品验证环节可 以 由加工过 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2002．06．021