目前常用的现代设计法

随着科学技术的发展，导弹结构设计的方法也在不断进步。20世纪60年代以后，由于计算机的出现,分析技术和计算技术逐渐完善起来，成功地发展了适用于复杂结构设计与分析的有限元法、结构优化设计方法和可靠性设计方法。以致20世纪80年代以来，结构设计与分析面临着三大现代设计技术转变，即：由静态设计向动态设计转变；由校核计算、综合设计向优化设计转变；由传统的安全系数法向可靠性设计转变。同时，由于计筧机的高度发展和广泛应用，计算机的参与不断增加，形成了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助试验(CAT)、计算机辅助制造(CAM)等新领域,并进一步发展成为包括上述各项内容的数字化设计技术。数字化设计技术的应用使得用虚拟样机替代实物样机成为可能，从而显著地缩短了产品的研制周期，降低了成本。另外，数字化设计技术也使并行作业成为可能。

并行设计法

上面所列的有限元法、优化设计、可靠性设计、动态设计、计算机辅助设计，目前已形 成单独学科，其理论正在不断创建，一些较成熟的内容还有个应用推广的过程，有些内容 的适用性和可行性还打待深入研究。这里仅对目前正在大力推广釆用的一种研制管理模式——并行设计方法做简单介绍。

传统设计的模式是串行设计，各个阶段的工作是按既定顺序进行的，一个阶段的工作完成后,转向下一阶段,下一阶段的工作才开始，各个阶段依次排列。每个阶段都有自己的输入输出。设计任务书提交给产品设计小组，由设计小组独自设计,直至完成全套设计图纸。全套设计图纸交给工艺部门后工艺人员编制生产工艺，然后再送到生产车间安排生产。由于设计部门独立于生产过程，对制造状况分析不足,设计的产品很少能一次性投入生产，因而导致多次设计的更改，带来很高的成本费用。 设计错误往往要在设计的后期甚至在制造阶段才被发现，这样就形成了设计-制造-修改设计-重新制造的大循环。而且设计中的分析计算经常要花费较长时间，常常延误设计周期。由于串行设计存在大量的反复设计修改，各阶段互相影响，导致研制周期长、成本高等问题。尽管现在串行设计也普遍采用了计算机辅助工具，如CAD、CAM等，但它只是使各个阶段的设计、生产过程自动化，减少该阶段所用的时间，并没有改变其固有的顺序开发模式。

并行工程是20纪90年代出现的一种以产品生命周期为目标的设计管理方法,这种方法把时间作为关键因素，从传统的分阶段串行的产品开发流程转化为集成的、并行的产品开发过程。并行工程是从产品设计到产品报废的整个产品生命周期，全方位地解决所用时间的设计管理过程。并行工程师集成地、并行地设计产品及其相关各过程(包括制造和保障过程）。这种方法要求开发人员在设计一开始就考虑产品全寿命周期(从概念形成到产品报废)期间的所有因素,包括质量、成本、进度计划及用户要求等。

并行设计是并行工程的核心。并行设计要求产品设计及其相关过程实施并行、一体化、系统化的工作模式，力图使产品研制从设计一开始就考虑到产品的生命周期。并行设计时将后面环节的可靠性、技术、生产条件等作为约束条件,以避免或减少产品到研制晚期才发现错误，再返回到设计初期进行修改。并行设计工作模式是在产品设计的同时考虑其相关过程,包括加工、工艺、装配、检验、质量保证、维护等。在并行设计中，产品研制过程的各个阶段工作交叉进行。这样可以在产品设计初期及早发现与其相关过程不匹配的地方，及时评估、决策,以达到缩短产品研制周期、提高质量、降低成本的目的。并行设计也将产品研制周期分解成许多阶段，每个阶段都有自己的时间段。虽然在产品研制过程中并非所有步骤都可以平行进行，但根据对产品研制过程的信息流分析，可以通过一些步骤的平行，即相互重叠交叉，来缩短产品研制吋间，(如图)所示。重叠部分代表过程同时进行。一般情况下相邻两个阶段可以相互重叠，(如图)中方案分析和论证,属于相邻两个阶段相互重叠，设计反馈和加工反馈属于三个阶段重叠。在这些相互重叠的阶段间实行并行设计。

并行设计模式

显然并行设计符先要求信总集成和相互间的通信能力;其次要求以团队方式工作，这些团队不仅包括与这些设计阶段相关的人员，还包括参与产品生产、试验、检验等相关人员。

就目前看，并行设计的实施还没有固定的模式，它的体系、关键技术和理论还有待进一步发展。美国，欧洲各飞机公司实施并行工程的主要方法和技术也不尽相同，但总的说有以下几个方面是需要改革和发展的：
(1)要建立适合并行工程的管理体制、机构和科学的管理方法；
(2)适用于多专业人员协同工作的环境和工作方法；
(3)不断发展相关的支持技术。

美国的波音公司和洛克希德公司已在波音-777和F-22等飞机的开发研制中实际应用了并行工程，取得了显著效益。波音-777飞机的整个计划和相应的工程活动创造出100%的并行工程环境,是世界上第一个用CAD设计并完成了整架飞机的数字化预装配的飞机，大大降低了零部件的偏差和返工率，比波音-767的返工率降低了50%。F-22应用并行工程使后期的设计更改工作量减少了50%。

美国防御分析研究所研究表明，并行工程的效益如下:①提高设计质量，使早期生产中的修改可减少50%以上。②因设计与相关过程并行进行，开发周期缩短40%〜60%。 ③降低全寿命周期费用，仅生产费用就可降低30%〜40%。④优化开发过程，使产品报废和返工减少75%。

中国航空航天部门正在努力推广使用并行工程，某些设计院所已将并行设计法成功应用于产品设计。