Параллельное проектирование ( CE ) или параллельное проектирование и производство — это методология работы, подчеркивающая параллелизацию задач (т. е. одновременное выполнение задач), которая иногда называется параллельным проектированием или комплексной разработкой продукта ( IPD ) с использованием подхода интегрированной команды по продукту . Это относится к подходу, используемому при разработке продукта , в котором функции проектирования, производства и другие функции интегрированы для сокращения времени, необходимого для вывода нового продукта на рынок. [1]
Завершая этапы проектирования и производства одновременно, продукты производятся за меньшее время, снижая при этом стоимость. Хотя параллельное проектирование и производство требуют обширной коммуникации и координации между дисциплинами, преимущества могут увеличить прибыль бизнеса и привести к устойчивой среде для разработки продукта. Одновременное проектирование и производство могут привести к конкурентному преимуществу по сравнению с другими предприятиями, поскольку продукт может быть произведен и продан за меньшее время. [2] Однако плохо реализованное параллельное проектирование может привести к проблемам. [3] [4]
Успех параллельного проектирования и производства заключается в выполнении процессов одновременно с вовлечением всех дисциплин. Поскольку разработка продукта стала более эффективной с точки зрения затрат и времени с годами, элементы параллельного проектирования присутствовали в подходах к разработке продукта. Элементами параллельного проектирования, которые использовались, были кросс-функциональные команды, а также быстрое время выхода на рынок и учет производственных процессов при проектировании. [5] Вовлекая несколько дисциплин в принятие решений и планирование, параллельное проектирование сделало разработку продукта более эффективной с точки зрения затрат и времени. Тот факт, что параллельное проектирование может привести к более быстрому времени выхода на рынок, уже является важным преимуществом с точки зрения конкурентного преимущества перед другими производителями. Параллельное проектирование предоставило структуру и концепцию для разработки продукта, которые могут быть реализованы для будущего успеха.
В публикации 2008 года параллельное проектирование описывалось как новая система управления проектированием, которая в последние годы развилась и стала четко определенным системным подходом к оптимизации циклов проектирования и проектирования. [6] Параллельное проектирование было внедрено в ряде компаний, организаций и университетов, особенно в аэрокосмической промышленности. Начиная с начала 1990-х годов, CE также была адаптирована для использования в области автоматизации информации и контента, обеспечивая основу для организации и управления проектами за пределами сектора разработки физических продуктов, для которого она изначально была разработана. Такие организации, как Concurrent Design Facility Европейского космического агентства, используют параллельное проектирование для выполнения технико-экономических обоснований будущих миссий.
Основная предпосылка для параллельного проектирования вращается вокруг двух концепций. Первая заключается в том, что все элементы жизненного цикла продукта — от функциональности, производства, сборки, тестирования, обслуживания, воздействия на окружающую среду и, наконец, утилизации и переработки — должны быть тщательно рассмотрены на ранних этапах проектирования. [7]
Вторая концепция заключается в том, что все проектные действия должны происходить одновременно, т. е. параллельно. Идея заключается в том, что параллельный характер этих действий значительно повышает производительность и качество продукта. [8] Таким образом, ошибки и переделки могут быть обнаружены на ранних этапах процесса проектирования, когда проект еще гибкий. Обнаруживая и устраняя эти проблемы на ранних этапах, проектная группа может избежать того, что часто становится дорогостоящими ошибками, когда проект переходит к более сложным вычислительным моделям и в конечном итоге к фактическому производству оборудования. [9]
Как упоминалось выше, часть процесса проектирования заключается в том, чтобы гарантировать, что весь жизненный цикл продукта учтен. Это включает в себя установление требований пользователя, распространение ранних концептуальных проектов, запуск вычислительных моделей, создание физических прототипов и, в конечном итоге, производство продукта. В этот процесс включен полный учет финансирования, возможностей рабочей силы и временных требований. Исследование 2006 года утверждало, что правильная реализация процесса параллельного проектирования может сэкономить значительную сумму денег, и что организации переходят на параллельное проектирование по этой причине. [8] Он также в высокой степени совместим с системным мышлением и зеленой инженерией .
Параллельная разработка заменяет более традиционный последовательный поток проектирования или «модель водопада». [10] [11] В параллельной разработке вместо этого используется итеративный или интегрированный метод разработки. [12] Метод водопада движется линейно, начиная с требований пользователя и последовательно продвигаясь вперед к проектированию и внедрению, пока у вас не будет готового продукта. В этой системе проектирования команда разработчиков не будет быстро оглядываться назад или вперед с шага, на котором она находится, чтобы исправить или предвидеть проблемы. В случае, если что-то пойдет не так, проект обычно должен быть отменен или сильно изменен. Параллельный или итеративный процесс проектирования поощряет быстрые изменения тактики, так что все аспекты жизненного цикла продукта принимаются во внимание, что позволяет более эволюционный подход к проектированию. [13] Разницу между двумя процессами проектирования можно увидеть графически на рисунке 1.
Значительная часть метода параллельного проектирования заключается в том, что отдельный инженер получает гораздо больше права голоса в общем процессе проектирования из-за совместной природы параллельного проектирования. Предоставление права собственности дизайнеру, как утверждается, повышает производительность сотрудника и качество продукта, основываясь на предположении, что люди, которым дано чувство удовлетворения и собственности за свою работу, склонны работать усерднее и проектировать более надежный продукт, в отличие от сотрудника, которому поручают задачу с небольшим правом голоса в общем процессе. [9]
Параллельное проектирование сопряжено с рядом проблем, таких как реализация ранних обзоров дизайна, зависимость от эффективной коммуникации между инженерами и командами, совместимость программного обеспечения и открытость процесса проектирования. [14] Этот процесс проектирования обычно требует, чтобы компьютерные модели ( компьютерное проектирование , конечно-элементный анализ ) обменивались эффективно, что может быть сложно на практике. Если такие проблемы не решаются должным образом, параллельное проектирование может работать неэффективно. [15] Важно отметить, что хотя характер некоторых видов деятельности проекта налагает определенную степень линейности — например, завершение программного кода, разработка прототипа и тестирование — организация и управление проектными группами для содействия параллельному проектированию все равно может дать значительные преимущества, которые возникают из-за улучшенного обмена информацией.
Существуют поставщики услуг, которые специализируются в этой области и не только обучают людей эффективному выполнению параллельного проектирования, но и предоставляют инструменты для улучшения коммуникации между членами команды.
В кросс-функциональные команды входят люди из разных отделов предприятия, которые все вовлечены в определенный процесс, включая производство, проектирование оборудования и программного обеспечения, маркетинг и т. д.
Одновременное выполнение нескольких задач, например, одновременное проектирование различных подсистем, имеет решающее значение для сокращения времени проектирования и лежит в основе параллельного проектирования.
Инкрементальный обмен информацией помогает минимизировать вероятность того, что одновременная реализация продукта приведет к сюрпризам. «Инкрементальный» означает, что как только новая информация становится доступной, она передается и интегрируется в проект. Кросс-функциональные команды важны для эффективного обмена информацией в установленные сроки.
Интегрированное управление проектами гарантирует, что кто-то несет ответственность за весь проект, и что ответственность не передается другому исполнителю после завершения одного из аспектов работы.
Используется несколько определений параллельного проектирования.
Первый из них используется Центром параллельного проектирования ( ESA ):
Параллельное проектирование (CE) — это систематический подход к комплексной разработке продукта, который подчеркивает ответ на ожидания клиентов. Он воплощает командные ценности сотрудничества, доверия и обмена таким образом, что принятие решений осуществляется на основе консенсуса, вовлекая все точки зрения параллельно, с самого начала жизненного цикла продукта .
Второе принадлежит Виннеру и др., 1988:
Конкурентное проектирование — это систематический подход к интегрированному, параллельному проектированию продуктов и связанных с ними процессов, включая производство и поддержку. Этот подход призван заставить разработчиков с самого начала учитывать все элементы жизненного цикла продукта, от концепции до утилизации, включая качество, стоимость, график и требования пользователя. [16]
Параллельное и последовательное проектирование охватывают одни и те же этапы проектирования и производства, однако эти два подхода значительно различаются с точки зрения производительности, стоимости, разработки и эффективности. Рисунок «Последовательное проектирование против параллельного проектирования и производства» показывает последовательное проектирование слева и параллельное проектирование и производство справа. Как видно на рисунке, последовательное проектирование начинается с требований заказчика, а затем переходит к проектированию, внедрению, проверке и обслуживанию. Подход последовательного проектирования приводит к тому, что на разработку продукта тратится много времени. Из-за большого количества времени, выделяемого на все этапы разработки продукта, последовательное проектирование связано с высокой стоимостью и менее эффективно, поскольку продукты не могут быть изготовлены быстро. С другой стороны, параллельное проектирование позволяет всем этапам разработки продукта происходить по сути одновременно. Как видно на рисунке «Последовательное проектирование против параллельного проектирования и производства», первоначальное планирование является единственным требованием перед началом процесса, включая планирование проектирования, внедрение, тестирование и оценку. Подход параллельного проектирования и производства позволяет сократить время разработки продукта, повысить эффективность разработки и производства деталей на более ранних этапах и снизить производственные затраты.
Параллельное и последовательное проектирование также можно сравнить, используя аналогию с эстафетным бегом. [17] Последовательное проектирование сравнивается со стандартным подходом к бегу в эстафете, где каждый бегун должен пробежать установленное расстояние, а затем передать эстафету следующему бегуну и так далее, пока гонка не будет завершена. Параллельное проектирование сравнивается с бегом в эстафете, где два бегуна будут бежать одновременно в определенные моменты гонки. В аналогии каждый бегун будет проходить то же самое установленное расстояние, что и при последовательном подходе, но время для завершения гонки при параллельном подходе значительно меньше. Если рассматривать разных бегунов в эстафете как этапы разработки продукта, то корреляция между двумя подходами в эстафете и теми же подходами в проектировании весьма схожа. Хотя в разработке продукта задействованы более сложные и многочисленные процессы, концепция, которую дает аналогия, достаточна для понимания преимуществ, которые дает параллельное проектирование и производство.
Используя параллельное проектирование, компании могут сократить время, необходимое для перехода от идеи к продукту. Экономия времени достигается за счет проектирования с учетом всех этапов процесса, что исключает любые потенциальные изменения, которые необходимо внести в конструкцию после того, как деталь прошла весь путь до производства, прежде чем стало понятно, что ее трудно или невозможно обработать. Сокращение или устранение этих дополнительных этапов означает, что продукт будет завершен быстрее и с меньшим количеством отходов материала в процессе. В процессе проектирования и создания прототипа потенциальные проблемы в конструкции могут быть исправлены на более ранних этапах разработки продукта, что еще больше сократит сроки производства.
Преимущества одновременного проектирования и производства можно разделить на краткосрочные и долгосрочные.
В настоящее время CE используют несколько компаний, агентств и университетов. Среди них можно отметить: