[摘要] 企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已從價(jià)格、質(zhì)量和服務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向如何快速滿足客戶個(gè)性化需求的競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)變。進(jìn)行大規(guī)模定制生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的柔性化。模塊化是大規(guī)模定制設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，敏捷制造和并行工程理念為柔性設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)提供了保障。

[關(guān)鍵詞] 大規(guī)模定制 模塊化設(shè)計(jì) 并行工程 敏捷制造

在信息時(shí)代，惟一不變的就是一切都在變。人們?cè)诔浞煮w驗(yàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)等高技術(shù)的同時(shí)，勢(shì)必比以往更加關(guān)注人的個(gè)性的充分滿足。企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已從價(jià)格、質(zhì)量和服務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向如何快速滿足客戶個(gè)性化需求的競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)變。相對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)，大規(guī)模定制（Mass Customization）是指在具有創(chuàng)新精神的組織結(jié)構(gòu)、先進(jìn)柔性生產(chǎn)技術(shù)、多技能且被授權(quán)的人員等資源的支撐下，以大規(guī)模生產(chǎn)的成本和速度，為單個(gè)或小批量客戶定制產(chǎn)品或服務(wù)的生產(chǎn)經(jīng)營方式。在此，競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是速度，是“基于時(shí)間的競(jìng)爭(zhēng)”（Time—basedcompetition）。由于設(shè)計(jì)在產(chǎn)品生命周期中的重要性，進(jìn)行大規(guī)模定制生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是對(duì)處在生產(chǎn)系統(tǒng)先端的產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的柔性化。

一、構(gòu)建模塊化產(chǎn)品族設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

大規(guī)模定制設(shè)計(jì)的基本思想是：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期進(jìn)行整體概念設(shè)計(jì)的同時(shí)，考慮范圍經(jīng)濟(jì)性和批量經(jīng)濟(jì)性，建立合理的產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)，同時(shí)完成一組產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)。其中，模塊化是大規(guī)模定制設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

模塊化設(shè)計(jì)是通過采用相似模塊來產(chǎn)生復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)，它旨在利用一個(gè)通用、成熟的產(chǎn)品平臺(tái)（Platform），按照客戶給定的初始條件，通過匹配功能、造型、色彩等不同的定制模塊，滿足不同客戶群的需求。戴爾計(jì)算機(jī)公司運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)思想為全球的消費(fèi)者設(shè)計(jì)了各種不同的電腦配置，消費(fèi)者利用戴爾的在線配置系統(tǒng)，在尺寸、硬盤能力、調(diào)制解調(diào)器等方面可進(jìn)行多達(dá)1600萬種組合。當(dāng)通過互聯(lián)網(wǎng)接到訂貨時(shí)，戴爾公司馬上組裝合適的硬件，甚至安裝適當(dāng)?shù)能浖?，其電腦價(jià)格甚至比IBM、康柏還要低一些。

二、利用并行流程提高設(shè)計(jì)的時(shí)效性

長期以來，企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)一直采用串行的方法，即按照“開發(fā)—設(shè)計(jì)—樣品試制—修改設(shè)計(jì)—工藝準(zhǔn)備—試生產(chǎn)—生產(chǎn)”的固定順序在各部門之間依次進(jìn)行。各下游部門所具有的知識(shí)難以加入早期設(shè)計(jì)，各部門對(duì)其他部門的需求和能力缺乏了解，目標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的差異和矛盾降低了產(chǎn)品整體開發(fā)過程的效率。

大規(guī)模定制必須利用“并行工程”技術(shù)開展設(shè)計(jì)。這種動(dòng)態(tài)優(yōu)化處理問題的方法要求開發(fā)人員在一開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃。在產(chǎn)品的開發(fā)中，按照客戶給定的初始條件，從初始階段開始就由開發(fā)設(shè)計(jì)人員、工藝技術(shù)人員、質(zhì)量控制人員、營銷人員、環(huán)保管理人員，有時(shí)甚至還加上供應(yīng)商、協(xié)作廠家聯(lián)合工作，將原來分別進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重迭，各項(xiàng)工作齊頭并進(jìn)。

并行設(shè)計(jì)的有效武器是擬實(shí)產(chǎn)品開發(fā)（VDP）。它綜合運(yùn)用仿真、建模、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，提供三維可視交互環(huán)境，對(duì)從產(chǎn)品概念產(chǎn)生、設(shè)計(jì)到制造全過程進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn)，以期在真實(shí)制造之前，預(yù)估產(chǎn)品的功能、成本及可制造性，從而大大縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。在數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上發(fā)展起來的基于Internet/Intranet平臺(tái)的“產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)”（Product data management）為并行工程的深化發(fā)展提供了驅(qū)動(dòng)力。

作為新產(chǎn)品開發(fā)策略上的創(chuàng)新，并行工程的實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)取得了巨大的效益。美國Mercury計(jì)算機(jī)聯(lián)合開發(fā)公司在開發(fā)40-MHz Intel i860微處理芯片時(shí)，運(yùn)用并行工程方法，使產(chǎn)品從開始設(shè)計(jì)到被消費(fèi)者檢驗(yàn)合格由原來125天減少到90天；美國波音公司波音777飛機(jī)采用并行工程的方法，大量使用CAD/CAM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無紙化生產(chǎn)，試飛一次成功，并且比按傳統(tǒng)方法生產(chǎn)節(jié)約時(shí)間近50％。我國梟龍戰(zhàn)機(jī)的研制從2001年10月開始到2003年8月，僅僅23個(gè)月成功實(shí)現(xiàn)首飛，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、數(shù)控編程高度并行，由此創(chuàng)造了2個(gè)月完成分區(qū)協(xié)調(diào)，6個(gè)月發(fā)出結(jié)構(gòu)圖紙、10個(gè)月完成全部生產(chǎn)圖、8個(gè)月完成八大試驗(yàn)臺(tái)組建及機(jī)上試驗(yàn)任務(wù)的最新紀(jì)錄，開創(chuàng)了中國航空工業(yè)史上的先河。

三、“敏捷制造”的設(shè)計(jì)運(yùn)用

“敏捷制造”（Agile Manufacturing）是產(chǎn)生于美國的面向21世紀(jì)制造企業(yè)的戰(zhàn)略設(shè)想，其基本思想是：面對(duì)全球化激烈競(jìng)爭(zhēng)的買方市場(chǎng)，采用可以快速重構(gòu)的組織單元構(gòu)成的扁平組織結(jié)構(gòu)，以充分自治的、分布式的協(xié)同工作代替金字塔式的多層管理結(jié)構(gòu)，注重發(fā)揮人的創(chuàng)造性；變企業(yè)間你死我活的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系為既有競(jìng)爭(zhēng)又有合作的“共贏”（Win—Win）關(guān)系。

在設(shè)計(jì)方面，敏捷制造強(qiáng)調(diào)必須進(jìn)一步改善分析、仿真工具，在充分利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)加快設(shè)計(jì)進(jìn)度的同時(shí)，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)一次成功。更為重要的一點(diǎn)是，敏捷制造強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的改進(jìn)和發(fā)展。隨著用戶需求的變化進(jìn)行產(chǎn)品的改進(jìn)，用戶很容易拿到他們需要的重新組合的產(chǎn)品或更新?lián)Q代產(chǎn)品，而不是用新產(chǎn)品去替換老產(chǎn)品。

敏捷制造理論中提出的虛擬公司（Virtual Enterprise ）的概念，實(shí)際上也是一種共同研究開發(fā)的方式，即利用本企業(yè)和其他企業(yè)或公共研究機(jī)關(guān)各自不同的研究基礎(chǔ)和特長，共同或合作進(jìn)行設(shè)計(jì)。從不同企業(yè)調(diào)集開發(fā)某種產(chǎn)品或技術(shù)所需的各種資源（人員、技術(shù)、設(shè)備、Know how等），組成一個(gè)臨時(shí)的組織，以完成特定的任務(wù)。虛擬公司就象專門完成特定計(jì)劃的一家公司一樣，只要市場(chǎng)機(jī)會(huì)存在，虛擬公司就存在；市場(chǎng)機(jī)會(huì)消失，虛擬公司就解體。利用各方的資源優(yōu)勢(shì)，以敏捷的柔性設(shè)計(jì)迅速響應(yīng)用戶需求是21世紀(jì)生產(chǎn)方式——社會(huì)級(jí)集成的具體表現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]顧新建朱萬貴:大規(guī)模定制:未來制造業(yè)的主流生產(chǎn)方式[J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2002，(2)