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【摘要】为减少非标项目中的工时浪费，实现设计流程化和规范化，引入标准模块化设计。分析了发动机生产装配线设计过程中存在的问题，阐明了标准模块化设计的优势，运用WBS（工作结构分解）构建了标准模块化设计的基础框架结构，使其简单可用，充分提高工程师的设计质量和效率。
【关键词】标准化模块；非标设计；发动机装配；WBS分解
1.概述
发动机生产装配线是将各种手动、半自动、自动设备按客户的工艺流程排列，完成自动输送和装配的一系列设备的集合，具有定制化生产，且每台设备都满足单件小批量生产的特性，属于典型的非标设备。标准设备可根据实验数据修改设计方案，而非标设备没有实验过程，要求一次性成功。因此，它对生命周期内的各阶段都提出了很高的要求，合理的资源安排、有效的控制手段、适时的沟通会议等都是保证非标项目成功不可或缺的行动。而项目的成功与否在很大程度上取决于项目的设计阶段，据统计前期设计阶段的工作量仅占全部工程的20～25%，但它对整个项目投资的影响却高达70～90%[1]。设计阶段的风险占到整个项目风险的28.8%[2]。Tom Bucherta[3]等（2014）分析了在产品生命周期内常被使用的各种方法，并结合各种方法的优点，给出了适合设计阶段的科学管理方法。何毅[4]等（2013）也介绍了通过标准化设计如果在保证低成本、大规模、高速度建设的同时有效的提高工程建设的本质安全。
2.发动机装配线面临的主要问题
设计阶段的风险控制不够，质量和进度无法保证，设计工程师压力较大，所设计的设备统一性差，成本偏高，可靠性不高等是发动机装配线目前面临的主要问题。综合动力总成部门所做项目的积累来看，很多设备具有以下特点：功能类似的设备关键结构不同，但基本结构相似。借鉴标准设备的设计过程，标准模块化设计在一定程度上能够改善非标设备的上述问题。
3.标准模块化设计的优势
3.1有利于风险控制。标准化模块纳入的是成熟可靠的机构，基于之前的运用实践，已消除了技术风险。
3.2有利于缩短设计时间。传统非标项目，一般受限于设计师本身的经验，时间难以控制。但是如果使用标准模块数据库，则可以最大限度的利用资源，调用之前的设计模型和图纸，大大减轻工程师的工作量，设计时间也会相应缩短。
3.3提高设计质量，有效降低整线成本。基础设计占用工程师的时间越少，关键技术的攻克投入的时间就越多，设备的质量和可靠性也也就越好，没有返工的设备自然可以降低成本。
3.4缩小工程师个人水平的差异。标准化模块的运用类似于“搭积木”的活动，它在很多程度上取决于设计工程师的整体观和运用能力，对工程师的实际经验要求降低。
3.5方便设计审核。基于设计组长不需要以全新的视角审查设计在标准结构方面已经积累了相当成熟的经验，可以全面系统快速的提出改进点，并且针对整个工位中的创造性设计入更多的兴趣和精力。
3.6有助于提升公司的整体形象，取得潜在项目。外形风格统一即是公司的名片，为公司以后的业务拓展树立良好的基础。
4.标准模块化数据库的建立
4.1对典型生产装配线进行工作结构分解
工作分解结构（WBS）[5]是项目管理中常用的一种先进、有效的方法，它将项目系统分解成可管理的活动，确定具体的控制对象以及相应的控制目标，从而能够更容易也更为准确地确定这些单元的费用和进度，明确定义及质量要求。
在发动机生产装配线的设计项目中，WBS用于规范设计管理和各工位的设计作业，明确设计工作输出结果，以便于设计项目各项工作的安排、责任落实、计划编制、进度控制和检测。下面就以典型的发动机生产线为例，对整线的工位进行工作结构分解。
发动机总装线一般由缸体装配线，缸盖装配线，活塞装配线和外装线组成，外装线由手动和半自动工位组成，其他3条子线均由滚道、托盘、半自动工位、自动工位组成。对以上四条子装配线进行工作结构分解，直至分解成典型的子机构。具体可参见图1。
4.2以主要子装配体为单元建立标准化模块数据库
数据库的底层单元为典型的子装配体，作为功能模块用于搜索，同时子装配体保持和原工位的逻辑关系，工位也可以作为搜索关键词。例如，输入“机座”时会列出机座的类型，选择其中一个类型，会出现以前项目所做过的工位列表和缩略图，点中缩略图，会出现相关工位的信息（工位建于什么时间，用于哪家客户，什么生产线，正式生产后的意见反馈，参考价格等），打开时有打开整个工位和打开该子装配两个选项。如果觉得可以参考，直接另存就可以借为己用，且不影响数据库信息。同时，标准化模块库有可扩充性，当新的项目完成，比较好的工位就可以按类别放入相应的数据库，供新项目使用。
4.3将参考价格输入标准化模块数据库
由于非标设备的特殊型，通常以整个项目为基础，将需要加工的零件外包出去，根据零件的类别（粗加工价，精加工价，焊接件等）分发给多家供应商。因此对子装配体没有价格的统计。但是因为每个零件都有价格，只需要在采购系统和设计系统之间建立连接，在查找相似装配体时就可以看到相应的价格。
5.小结
通过对发动机生产装配线的分析，初步建立一个标准化数据库，该数据库不像ERP（Enterprise Resource Planning）那么复杂，功能却有相似性，基于原服务器进行资料的整理和归类，建立链接，既节省成本，又为工程师提供方便，实施简易，在非标行业内有一定的推行价值。
参考文献
[1]韩永胜.关于项目管理中工程进度的控制[J].研究与探索，2007，2（2）：28-30.
[2]符志民.航天项目风险管理[M].北京：机械工业出版社，2005.
[3] Tom Bucherta，*， Alexander Kaluza， Friedrich A. Halstenberg，Kai Lindowa， Haygazun Haykab， Rainer Starka，b . Science Direct [J]， Enabling Product Development Engineers to Select and Combine Methods，2014， 15：413–418
[4]何毅，林罡，张小龙.浅谈通过标准化设计提高油田工程建设的本质安全[J].中国石油和化工标准与质量，2013，24：226-235.
[5]徐江林.项目管理知识体系指南PMBOK指南第5版[M].北京：电子工业出版社，2013.
作者简介
王海涛（1981-），女，硕士研究生，2003年毕业于东北林业大学机械设计制造及其自动化专业，现硕士就读于上海理工大学工程管理学院，主要从事机械设计及研究工作。
【关键词】标准化模块；非标设计；发动机装配；WBS分解
1.概述
发动机生产装配线是将各种手动、半自动、自动设备按客户的工艺流程排列，完成自动输送和装配的一系列设备的集合，具有定制化生产，且每台设备都满足单件小批量生产的特性，属于典型的非标设备。标准设备可根据实验数据修改设计方案，而非标设备没有实验过程，要求一次性成功。因此，它对生命周期内的各阶段都提出了很高的要求，合理的资源安排、有效的控制手段、适时的沟通会议等都是保证非标项目成功不可或缺的行动。而项目的成功与否在很大程度上取决于项目的设计阶段，据统计前期设计阶段的工作量仅占全部工程的20～25%，但它对整个项目投资的影响却高达70～90%[1]。设计阶段的风险占到整个项目风险的28.8%[2]。Tom Bucherta[3]等（2014）分析了在产品生命周期内常被使用的各种方法，并结合各种方法的优点，给出了适合设计阶段的科学管理方法。何毅[4]等（2013）也介绍了通过标准化设计如果在保证低成本、大规模、高速度建设的同时有效的提高工程建设的本质安全。
2.发动机装配线面临的主要问题
设计阶段的风险控制不够，质量和进度无法保证，设计工程师压力较大，所设计的设备统一性差，成本偏高，可靠性不高等是发动机装配线目前面临的主要问题。综合动力总成部门所做项目的积累来看，很多设备具有以下特点：功能类似的设备关键结构不同，但基本结构相似。借鉴标准设备的设计过程，标准模块化设计在一定程度上能够改善非标设备的上述问题。
3.标准模块化设计的优势
3.1有利于风险控制。标准化模块纳入的是成熟可靠的机构，基于之前的运用实践，已消除了技术风险。
3.2有利于缩短设计时间。传统非标项目，一般受限于设计师本身的经验，时间难以控制。但是如果使用标准模块数据库，则可以最大限度的利用资源，调用之前的设计模型和图纸，大大减轻工程师的工作量，设计时间也会相应缩短。
3.3提高设计质量，有效降低整线成本。基础设计占用工程师的时间越少，关键技术的攻克投入的时间就越多，设备的质量和可靠性也也就越好，没有返工的设备自然可以降低成本。
3.4缩小工程师个人水平的差异。标准化模块的运用类似于“搭积木”的活动，它在很多程度上取决于设计工程师的整体观和运用能力，对工程师的实际经验要求降低。
3.5方便设计审核。基于设计组长不需要以全新的视角审查设计在标准结构方面已经积累了相当成熟的经验，可以全面系统快速的提出改进点，并且针对整个工位中的创造性设计入更多的兴趣和精力。
3.6有助于提升公司的整体形象，取得潜在项目。外形风格统一即是公司的名片，为公司以后的业务拓展树立良好的基础。
4.标准模块化数据库的建立
4.1对典型生产装配线进行工作结构分解
工作分解结构（WBS）[5]是项目管理中常用的一种先进、有效的方法，它将项目系统分解成可管理的活动，确定具体的控制对象以及相应的控制目标，从而能够更容易也更为准确地确定这些单元的费用和进度，明确定义及质量要求。
在发动机生产装配线的设计项目中，WBS用于规范设计管理和各工位的设计作业，明确设计工作输出结果，以便于设计项目各项工作的安排、责任落实、计划编制、进度控制和检测。下面就以典型的发动机生产线为例，对整线的工位进行工作结构分解。
发动机总装线一般由缸体装配线，缸盖装配线，活塞装配线和外装线组成，外装线由手动和半自动工位组成，其他3条子线均由滚道、托盘、半自动工位、自动工位组成。对以上四条子装配线进行工作结构分解，直至分解成典型的子机构。具体可参见图1。
4.2以主要子装配体为单元建立标准化模块数据库
数据库的底层单元为典型的子装配体，作为功能模块用于搜索，同时子装配体保持和原工位的逻辑关系，工位也可以作为搜索关键词。例如，输入“机座”时会列出机座的类型，选择其中一个类型，会出现以前项目所做过的工位列表和缩略图，点中缩略图，会出现相关工位的信息（工位建于什么时间，用于哪家客户，什么生产线，正式生产后的意见反馈，参考价格等），打开时有打开整个工位和打开该子装配两个选项。如果觉得可以参考，直接另存就可以借为己用，且不影响数据库信息。同时，标准化模块库有可扩充性，当新的项目完成，比较好的工位就可以按类别放入相应的数据库，供新项目使用。
4.3将参考价格输入标准化模块数据库
由于非标设备的特殊型，通常以整个项目为基础，将需要加工的零件外包出去，根据零件的类别（粗加工价，精加工价，焊接件等）分发给多家供应商。因此对子装配体没有价格的统计。但是因为每个零件都有价格，只需要在采购系统和设计系统之间建立连接，在查找相似装配体时就可以看到相应的价格。
5.小结
通过对发动机生产装配线的分析，初步建立一个标准化数据库，该数据库不像ERP（Enterprise Resource Planning）那么复杂，功能却有相似性，基于原服务器进行资料的整理和归类，建立链接，既节省成本，又为工程师提供方便，实施简易，在非标行业内有一定的推行价值。
参考文献
[1]韩永胜.关于项目管理中工程进度的控制[J].研究与探索，2007，2（2）：28-30.
[2]符志民.航天项目风险管理[M].北京：机械工业出版社，2005.
[3] Tom Bucherta，*， Alexander Kaluza， Friedrich A. Halstenberg，Kai Lindowa， Haygazun Haykab， Rainer Starka，b . Science Direct [J]， Enabling Product Development Engineers to Select and Combine Methods，2014， 15：413–418
[4]何毅，林罡，张小龙.浅谈通过标准化设计提高油田工程建设的本质安全[J].中国石油和化工标准与质量，2013，24：226-235.
[5]徐江林.项目管理知识体系指南PMBOK指南第5版[M].北京：电子工业出版社，2013.
作者简介
王海涛（1981-），女，硕士研究生，2003年毕业于东北林业大学机械设计制造及其自动化专业，现硕士就读于上海理工大学工程管理学院，主要从事机械设计及研究工作。