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基于并行工程的門窗系統(tǒng)設(shè)計

來源:北新集團建材股份有限公司　作者:謝富冬王曉軍　日期:2007-4-17 　頁面功能【字體：大中小】【打印】【投稿】【評論】

前言
　　本文從并行工程的角度出發(fā)，對門窗系統(tǒng)的設(shè)計現(xiàn)狀進行分析，并提出利用并行工程的方法進行門窗系統(tǒng)的集成設(shè)計和交互設(shè)計，以克服門窗系統(tǒng)開發(fā)周期長、成本高、通用性差的缺點。

　　1現(xiàn)有門窗系統(tǒng)設(shè)計的現(xiàn)狀

　　1.1現(xiàn)有的門窗系統(tǒng)設(shè)計的現(xiàn)狀

　　隨著我國人民生活水平的提高，功能性、操作性和裝飾性都很強的門窗越來越受到更多的關(guān)注，因此一大批新型門窗產(chǎn)品也應(yīng)運而生。但現(xiàn)有的新門窗系統(tǒng)設(shè)計中，型材、五金件、玻璃、膠條等材料，基本上沿用從國外引進的技術(shù)并逐步完善。型材廠、五金件廠、膠條廠、玻璃廠及門窗組裝廠等基本上各自獨立，不能以產(chǎn)品為中心形成一個完整的整體，進行整體門窗的設(shè)計�，F(xiàn)有的開發(fā)過程其本上是先型材，再配五金件，再配膠條、玻璃等，采用串行的設(shè)計方式。所以存在的型材槽口及配套件雜、亂、差、不標準等狀況，導致門窗的整體性能得不到保證，配套件產(chǎn)品的通用性和互換性差等問題。

　　而在建筑設(shè)計方面，設(shè)計部門基本上是按照甲方意圖進行門窗整體窗形的設(shè)計，流行什么設(shè)計什么，對各類門窗的性能、使用方法及制造安裝的性價比等不能綜合考慮，對門窗行業(yè)的引領(lǐng)力度較小。

　　在使用方面，用戶對于門窗的知識也了解不多，一般只能按開發(fā)商的規(guī)劃而來，不能自己做主。其一般只知道有塑料門窗、鋁合金門窗、木門窗等，但同樣是塑料門窗，推拉窗和平開窗在性能上要相差很大；鋁合金門窗中斷橋鋁合金門窗與普通鋁合金門窗的性能差別也很大。

　　1.2現(xiàn)有的門窗系統(tǒng)設(shè)計存在的問題

　　1.2.1采用單一的串行設(shè)計方式，開發(fā)過程往往是型材廠設(shè)計生產(chǎn)出型材后，再找五金件配套門窗五金件，找玻璃廠配套玻璃，找膠條廠配套膠條等工作，在先期設(shè)計過程中無型材、五金件等的集成和交互設(shè)計，工作陷入設(shè)計、試制、修改設(shè)計、再試制的大反饋，致使開發(fā)周期延長，成本提高，開發(fā)出的產(chǎn)品失去市場競爭力。

　　1.2.2設(shè)計工作雖然甩掉了圖板，但由于基礎(chǔ)技術(shù)仍然十分落后，如經(jīng)驗數(shù)據(jù)缺乏積累、規(guī)范尚無系統(tǒng)總結(jié)、標準不夠完善齊備等，致使開發(fā)過程中仍存在大量的重復(fù)性勞動。甚至連現(xiàn)在使用多年的標準“C槽”、“U槽”等設(shè)計都不符合規(guī)范，造成五金件等無法選用，只能單獨配做。

　　1.2.3設(shè)計與工藝、制造、質(zhì)量等部門沒有信息集成。開發(fā)過程的局部雖然采用了一些高新技術(shù)，如CAD、CAM等，但由于信息不暢，難以形成集成制造系統(tǒng)的整體優(yōu)勢。

　　1.2.4門窗的試制過程計劃不周、管理不善，致使試制過程中各種更改單漫天飛，臨時的更改沒有及時進行整理，加劇了試制過程的混亂狀態(tài)。

　　1.2.5開發(fā)過程工作流程不清，工作活動沒有明確的定義，影響進度。

　　2基于并行工程的門窗系統(tǒng)設(shè)計

　　2.1并行工程的含義

　　并行工程(CE，Concurrent Engineering)是近年來國際制造業(yè)中興起的一種新型企業(yè)組織管理哲理，旨在提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和縮短開發(fā)周期。并行工程與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式之間的本質(zhì)區(qū)別在于并行工程把產(chǎn)品開發(fā)的各個活動看成是一個集成的過程，并從全局優(yōu)化的角度出發(fā)，對集成過程進行管理和控制，同時對已有的產(chǎn)品開發(fā)過程進行不斷的改進和提高，以克服傳統(tǒng)串行產(chǎn)品開發(fā)過程大反饋造成的長周期與高成本等缺點，增強企業(yè)產(chǎn)品的競爭能力。其中心思想是在產(chǎn)品開發(fā)的初始階段——設(shè)計階段，即以并行方式綜合考慮產(chǎn)品生命周期中從概念形成到報廢處理的所有因素，以達到開發(fā)周期短(Time)、產(chǎn)品質(zhì)量高(Quality)、開發(fā)成本低(Cost)、用戶滿意(Service)的目標。統(tǒng)計表明，設(shè)計階段的成本占產(chǎn)品全部成本的70%。并行工程的特點在于其集成性、并行性和交互性。

　　本文結(jié)合并行工程思想，結(jié)合本企業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)過程實際，提出了門窗系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)過程模式，以供參考。

　　2.2基于并行工程進行門窗系統(tǒng)設(shè)計的方法

　　2.2.1門窗系統(tǒng)的含義

　　現(xiàn)今的門窗在使用中，即要滿足其性能，如保溫性、氣密性、水密性、抗風壓性、隔音性、耐腐蝕性、耐候性、防盜性、防火性、絕緣性等，又要滿足其良好的操作性、美觀性、易維護性等。

　　門窗系統(tǒng)是指構(gòu)成門窗的各種材料經(jīng)設(shè)計、加工、組裝成的具有一定功能的系統(tǒng)，門窗的主要功能由顧全大局的材料來體現(xiàn)，各種材料的制造過程相對獨立，但各自的功能最終體現(xiàn)在門窗的使用上。因此，要明確概念，所有型材、五金件等的新產(chǎn)品設(shè)計都是為了滿足一個新的門窗系統(tǒng)，各種材料的設(shè)計均是其中的一部分，不是獨立存在的，而是和其它件的設(shè)計相輔相成的。型材的設(shè)計除自身的因素外，還要考慮五金件的安裝使用、玻璃的安裝、膠條的安裝及壓縮量等，五金件的設(shè)計要滿足門窗的正常開啟及其它功能，玻璃、膠條的設(shè)計充分滿足保溫、隔音等性能。只有對組成門窗的所有材料進行集成設(shè)計，綜合考慮發(fā)揮各自的特長，才能使門窗有很好的性能表現(xiàn)。

　　2.2.2基于并行工程的思想進行產(chǎn)品設(shè)計的方法。

　　1）設(shè)計要符合相應(yīng)的行業(yè)標準和國家標準、建筑法律法規(guī)。從而保證設(shè)計過程中有法可依，有法必依。這些可以參考行業(yè)協(xié)會中的標準。建筑門窗配套件委員會于2005年6月初定了門窗型材槽口與配套件配合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，主要是確定了二部分結(jié)構(gòu)，一是鋁合金門窗型材槽口尺寸結(jié)構(gòu)的確定，二是采用現(xiàn)有的《塑料門窗及型材功能結(jié)構(gòu)尺寸》報批稿中規(guī)定的內(nèi)容。由此對門窗系統(tǒng)的設(shè)計標準化方面大大提高了一步。

　　2）建立共同的數(shù)據(jù)庫。大型的型材廠、五金廠、玻璃廠、膠條廠等要聯(lián)合起來，在不影響各自的企業(yè)機密的情況下建立并行工程的組織機構(gòu)和開發(fā)環(huán)境，進行開放式設(shè)計和資源共享，建立共同的數(shù)據(jù)庫，以便進行集成設(shè)計。數(shù)據(jù)庫包括標準、型材的基本結(jié)構(gòu)、五金件的結(jié)構(gòu)尺寸、玻璃的性能尺寸、膠條的性能規(guī)格等一系列相關(guān)數(shù)據(jù)，同時也有各種經(jīng)驗數(shù)據(jù)、專家經(jīng)驗數(shù)據(jù)等，為門窗的設(shè)計標準化提供依據(jù)。如圖1、2、3所示的型材槽口圖，即為標準數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容之一。

　　3）企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)過程中要進行集成設(shè)計、交互式優(yōu)化設(shè)計。先概念設(shè)計，再型材、五金件、玻璃、膠條等交互并行設(shè)計。交互式設(shè)計可以節(jié)省總體開發(fā)時間，優(yōu)化設(shè)計可以利用就少的材料發(fā)揮最大的效益。

　　4）采用計算機輔助設(shè)計的方法進行產(chǎn)品模擬，信息交流。利用虛擬制造技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)通信，在無產(chǎn)品的情況下通過圖形進行模擬組裝等試驗，以保證理論上的正確。同時不同地區(qū)的廠家可以通過計算機進行信息交流，以快速解決問題。

　　5）建立良好的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計流程，不要急于求成，過程不能省略。

　　6）建立良好的試驗檢驗制度，以減少不必要的損失。試驗檢驗是對設(shè)計結(jié)果的判定，在有條件的情況下盡可能先做試驗，驗證設(shè)計的準確度，減少損失。

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