并行設(shè)計(jì)是一種系統(tǒng)化、集成化的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，它以計(jì)算機(jī)作為主要技術(shù)手段，除了通常意義下的CAD、CAPP、CAM、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（Product Data Management System——PDMS）等單元技術(shù)的應(yīng)用外，還要著重解決以下一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

1．產(chǎn)品并行開發(fā)過(guò)程建模及優(yōu)化

并行設(shè)計(jì)的思想是在研究產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程的基礎(chǔ)上形成的，要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的并行設(shè)計(jì)，首先要建立起產(chǎn)品并行開發(fā)的信息模型。
對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程信息模型的研究始于60年代末70年代初，當(dāng)時(shí)的術(shù)語(yǔ)結(jié)構(gòu)分析，用一套符號(hào)及一些規(guī)約方法表示出產(chǎn)品開發(fā)中的信息流動(dòng)，提出數(shù)據(jù)流動(dòng)圖（Data Flow Diagram——DFD）建模技術(shù)。美國(guó)軟件技術(shù)公司通過(guò)類似的研究，提出了結(jié)構(gòu)功能分析方法，把出人員、機(jī)械、方法、材料、產(chǎn)品等組成的系統(tǒng)用圖形、文字加以表示，建立了結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)技術(shù)（Structural Analysis and Design Technology——SADT）系統(tǒng)，1978年被美國(guó)空軍選作支持集成計(jì)算機(jī)輔助制造（Integration Computer Aided Manufacturing——ICAM）系統(tǒng)的軟件技術(shù)，以后又在SADT的基礎(chǔ)上將其發(fā)展成為四類集成計(jì)算機(jī)輔助制造定義方法（ICAM Definition Technology——IDEF），分別用于含有計(jì)算機(jī)及軟件工程的系統(tǒng)、信息分析、動(dòng)態(tài)分析和過(guò)程建模，在工業(yè)界得到應(yīng)用。
產(chǎn)品開發(fā)是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，以什么樣的理論、策略和方法建立產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，一直并行設(shè)計(jì)技術(shù)形容的重要課題。目前，這樣一種觀點(diǎn)已取得國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的認(rèn)同，即：產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程是一個(gè)基于約束的技術(shù)停息創(chuàng)成和細(xì)化的過(guò)程，這些約束包括：
目標(biāo)約束：市場(chǎng)的需求，用戶的要求，設(shè)計(jì)性能指標(biāo)等；
環(huán)境約束：可選材料，加工設(shè)備，工藝條件等；
　 耦合約束：各子過(guò)程之間的約束。
　 按約束的性質(zhì)又可分為數(shù)值型約束、邏輯型約束、剛性約束、柔性約束、模糊約束等。
　 各種約束通過(guò)共有變量連成約束條件網(wǎng)絡(luò)，國(guó)外文獻(xiàn)中提出的“概念網(wǎng)絡(luò)”、“動(dòng)態(tài)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)（Aktiven Semantischen CNetz）”等都屬于這種約束條件網(wǎng)絡(luò)，并且已出現(xiàn)適用于并行設(shè)計(jì)的約束條件網(wǎng)絡(luò)建模工具，如MCEL（Multivaluded Concurrent Engineering Logic）等。
　 在產(chǎn)品的并行開發(fā)中，工作群組從市場(chǎng)用戶的需求（初始約束）出發(fā)開展設(shè)計(jì)工作，同時(shí)從不同專業(yè)的角度對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)提出約束，這些約束協(xié)調(diào)和優(yōu)化后形成約束條件網(wǎng)絡(luò)，對(duì)群組的設(shè)計(jì)工作施加影響，直至在設(shè)計(jì)空間中獲得東路各種約束的最終設(shè)計(jì)結(jié)果。

2．支持并行設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)

信息交流對(duì)產(chǎn)品開發(fā)具有特別重要的意義。根據(jù)國(guó)外的調(diào)查資料，產(chǎn)品開發(fā)工程師的全部工作工作時(shí)間中有30％～40％用于信息交流，產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程由串行轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿泻螅瑢?duì)信息交流的直接性、及時(shí)性、透明度提出了更高的要求。因此，計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)是支持并行設(shè)計(jì)的文體框架，國(guó)外文獻(xiàn)中介紹CSCW（Computer Supported Cooperation Work)就是這種信息系統(tǒng)的范例。
　 通信和協(xié)調(diào)是并行設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的兩個(gè)主要功能。
　 由于工作群組的成員不一定同處一地，民不一定同時(shí)工作。因此，并行設(shè)計(jì)要求計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)具有多種通信功能（同時(shí)同地、同時(shí)異地、異時(shí)同地、異時(shí)異地），并且能對(duì)產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)生的沖突和分歧進(jìn)行協(xié)調(diào)。
例如，分處兩地的群組成員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)通信會(huì)商有關(guān)問(wèn)題，共同處理同一電子文件，或繪制同一張圖樣。
　 又如，工作群組的某個(gè)成員（或某個(gè)小組）根據(jù)強(qiáng)度校核計(jì)算的結(jié)果修改了某個(gè)尺寸，卻沒(méi)有意識(shí)到這一修改將對(duì)另一成員（或另一小組）的工作發(fā)生影響，約束條件網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)了這一問(wèn)題，馬上向雙方發(fā)出警告信息，提醒雙方進(jìn)行協(xié)調(diào)。
圖3-3為并行設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3－3 并行設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

3.模擬仿真技術(shù)

并行設(shè)計(jì)的含義不僅在于設(shè)計(jì)過(guò)程中某些工作步驟的平行交叉，而且還在于在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就能充分考慮加工、裝配，甚至使用、維修這些與產(chǎn)品開發(fā)相關(guān)的后續(xù)過(guò)程。
　 傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程是“設(shè)計(jì)一樣機(jī)制作——修改設(shè)計(jì)”的循環(huán)過(guò)程，不僅樣機(jī)制作既費(fèi)時(shí)　又費(fèi)工，延長(zhǎng)了產(chǎn)品開發(fā)周期，而且在樣機(jī)制作后才發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，將會(huì)造成巨大的浪費(fèi)。
　 國(guó)外一份調(diào)查表明，為了糾正某一產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤；需增加的花費(fèi)情況如下：
　 在設(shè)計(jì)階段加以糾正，僅需花費(fèi)35美元；
　 在零件加工之前加以糾正，需花費(fèi)177美元；
　 在成批生產(chǎn)之前加以糾正，需花費(fèi)368美元；
　 如等到產(chǎn)品投放市場(chǎng)后才加以糾正，加以則需花費(fèi)59000美元；
　 因此，將設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和缺陷盡早發(fā)現(xiàn)并糾正在設(shè)計(jì)初期，提高產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，無(wú)論是對(duì)于提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，還是對(duì)于縮短設(shè)計(jì)周期、降低設(shè)計(jì)成本都是十分重要。但是，并行設(shè)計(jì)中還是通過(guò)費(fèi)時(shí)費(fèi)工的樣機(jī)制作來(lái)發(fā)現(xiàn)可能影響加工、裝配、使用、維修的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和缺陷，而是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬仿真（當(dāng)然也可通過(guò)快速樣模制作）來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。例如：虛擬制造、虛擬裝配、結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算、產(chǎn)品靜動(dòng)態(tài)性能仿真，直至應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讓用戶“身臨其境”地體驗(yàn)產(chǎn)品的各項(xiàng)性能。

4.產(chǎn)品性能綜合評(píng)介和決策系統(tǒng)

　 并行設(shè)計(jì)作為現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，其核心準(zhǔn)則是“最優(yōu)化”。在對(duì)產(chǎn)品各項(xiàng)性能進(jìn)行模擬仿真的基礎(chǔ)上，要進(jìn)行產(chǎn)品各項(xiàng)性能，包括可加工性、可裝配性、可檢驗(yàn)性、易維護(hù)性，以及材料成本、加工成本、管理成本的綜合評(píng)價(jià)和決策系統(tǒng)是并行設(shè)計(jì)系統(tǒng)不可缺少的模塊。

5.并行設(shè)計(jì)中的管理技術(shù)

　 并行設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的人機(jī)工程，不僅涉及技術(shù)科學(xué)，而且還涉及管理科學(xué)。目前的企業(yè)組織機(jī)構(gòu)是建立在產(chǎn)品開發(fā)的串行模式基礎(chǔ)上的，并行設(shè)計(jì)的實(shí)施勢(shì)必導(dǎo)致企業(yè)的機(jī)構(gòu)設(shè)置、運(yùn)行方式、管理手段發(fā)生較大的改變。