劉德騰，同淑榮，武宗曉

LIU De-teng,TONG Shu-rong,WU Zong-xiao

(西北工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院，西安 710072)

0 引言

在汽車制造等大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率、保障產(chǎn)品質(zhì)量和人身安全，普遍重視生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度。工業(yè)機(jī)器人作為自動(dòng)化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)認(rèn)同并部署。但工業(yè)機(jī)器人的高額采購(gòu)成本和低標(biāo)準(zhǔn)化程度，在一定程度上制約著其廣泛應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人的模塊化設(shè)計(jì)與開發(fā)可以在很大程度上促進(jìn)機(jī)器人及其組成構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化[1]，進(jìn)而降低工業(yè)機(jī)器人的采購(gòu)成本。

另外，工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)份額大部分被國(guó)外企業(yè)占據(jù)，在國(guó)際強(qiáng)手面前，國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人企業(yè)面臨著相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。為了擴(kuò)大我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)份額，提升我國(guó)工業(yè)機(jī)器人在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，需要加快促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人及其模塊化的發(fā)展，進(jìn)行模塊標(biāo)準(zhǔn)的制定，吸引更多的制造商與顧客的參與，而其關(guān)鍵路徑之一就是提供一個(gè)模塊化工業(yè)機(jī)器人自配置平臺(tái)。

本文對(duì)模塊化工業(yè)機(jī)器人子配置平臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)將極大的改善顧客的滿意度，包括更加豐富的工業(yè)機(jī)器人和模塊的選擇、更低的采購(gòu)成本和采購(gòu)時(shí)間、按需自配置等，從而促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人和模塊的銷售。同時(shí)，平臺(tái)也將為運(yùn)營(yíng)商和供應(yīng)商帶來巨大的商業(yè)盈利機(jī)會(huì)，并提升國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 模塊化工業(yè)機(jī)器人自配置平臺(tái)需求分析

1.1 模塊化工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器和人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的重要的現(xiàn)代制造業(yè)自動(dòng)化裝備，其整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。模塊化工業(yè)機(jī)器人使得工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用更加方便快捷、簡(jiǎn)單靈活[2]，即以功能分析為基礎(chǔ)，按照合理的方法，將工業(yè)機(jī)器人各種相關(guān)聯(lián)的元器件劃分為標(biāo)準(zhǔn)化的功能模塊，每個(gè)模塊的功能、功能實(shí)現(xiàn)方式以及屬性都封裝在其中，而模塊與外界的連接和通信只通過接口進(jìn)行。雖然工業(yè)機(jī)器人涉及領(lǐng)域較多，但是在按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的情況下，只要接口符合連接要求即可將模塊任意組合。通過模塊的不同組合得到不同品種、不同功能的產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)的各種需求，這樣實(shí)現(xiàn)了機(jī)械系統(tǒng)的快速拆裝，也提高了模塊的重用性。

1.2 模塊化工業(yè)機(jī)器人平臺(tái)

目前，國(guó)內(nèi)并沒有專門的工業(yè)機(jī)器人配置平臺(tái)，顧客在購(gòu)買模塊化機(jī)器人時(shí)，無法真切的了解到配置好的工業(yè)機(jī)器人功能與性能[3]，甚至無法根據(jù)自己的需求對(duì)所需模塊進(jìn)行挑選。本文對(duì)支持模塊化工業(yè)機(jī)器人自配置的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。模塊化工業(yè)機(jī)器人自配置平臺(tái)的開發(fā)旨在滿足顧客的個(gè)性化需求。

通過該平臺(tái)，顧客能夠?qū)崿F(xiàn)按需自配置工業(yè)機(jī)器人，完成配置機(jī)器人的性能仿真，并在性能滿足要求的條件下，下訂單采購(gòu)所需機(jī)器人。顧客也可以通過平臺(tái)參與模塊化工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)，由顧客根據(jù)自身需求將模塊配置為工業(yè)機(jī)器人，從而最大程度的滿足顧客的個(gè)性化需求[4]。這一方式能夠有效的降低供應(yīng)商工業(yè)機(jī)器人開發(fā)成本，顧客能夠剔除不必要的產(chǎn)品功能而定制完全符合自身需要的工業(yè)機(jī)器人，從而使顧客不會(huì)因成本過高而減少購(gòu)買，企業(yè)也實(shí)現(xiàn)了模塊的批量生產(chǎn)。供應(yīng)商可以展示、銷售自己的產(chǎn)品，也可以通過平臺(tái)獲得用戶的個(gè)性化需求，設(shè)計(jì)制造滿足用戶需求的機(jī)器人模塊。平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商既可以作為運(yùn)營(yíng)方，也可以提供自己的產(chǎn)品而作為供應(yīng)商，整體協(xié)調(diào)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)。物流商則根據(jù)顧客購(gòu)買產(chǎn)品，出臺(tái)物流配送方案，提供物流服務(wù)，這樣也促進(jìn)了第四方物流的發(fā)展。

2 平臺(tái)的功能模塊設(shè)計(jì)

功能模塊的合理設(shè)計(jì)是平臺(tái)實(shí)現(xiàn)并良好運(yùn)行的重要保障[5]，功能模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)該建立在保證平臺(tái)各功能的實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)之上。全面合理的功能模塊設(shè)計(jì)不僅可以使得平臺(tái)結(jié)構(gòu)清晰，使業(yè)務(wù)流程與平臺(tái)系統(tǒng)的運(yùn)用更加匹配，還會(huì)大大減輕平臺(tái)運(yùn)行中更新維護(hù)的工作量，使平臺(tái)運(yùn)行更加流暢，管理更加規(guī)范，從而為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，吸引了更多的長(zhǎng)期用戶群。

在對(duì)世界500強(qiáng)中的沃爾瑪、豐田汽車、三星電子、惠普、蘋果公司、麥德龍和戴爾等112家業(yè)務(wù)相近的企業(yè)網(wǎng)站進(jìn)行分析后，得到一個(gè)關(guān)于各大企業(yè)的主要功能模塊統(tǒng)計(jì)表，如表1所示。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果與平臺(tái)主要功能出發(fā)，將平臺(tái)的總體功能架構(gòu)劃分為產(chǎn)品列表、用戶管理、后臺(tái)管理、資料管理、交易管理、商務(wù)智能、供應(yīng)商產(chǎn)品管理、物流管理和模塊化配置九大主要功能模塊，其中模塊化配置是為了實(shí)現(xiàn)顧客自配置功能而設(shè)計(jì)的平臺(tái)特有的功能模塊。平臺(tái)總體功能框架圖如圖1所示。

表1 模塊統(tǒng)計(jì)分析表

1）產(chǎn)品列表主要實(shí)現(xiàn)按類別的機(jī)器人和模塊產(chǎn)品列表、按行業(yè)的機(jī)器人產(chǎn)品列表、按廠商的機(jī)器人和模塊產(chǎn)品列表和新產(chǎn)品展示等。

2）用戶管理主要實(shí)現(xiàn)用戶注冊(cè)和登陸、用戶信譽(yù)和等級(jí)評(píng)價(jià)及賬戶管理等。

3）后臺(tái)管理主要實(shí)現(xiàn)平臺(tái)更新與維護(hù)、后臺(tái)用戶管理、在線咨詢及友情鏈接等。

4）資料管理主要實(shí)現(xiàn)論文發(fā)布、國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)發(fā)布、專利信息發(fā)布、人才信息管理、機(jī)器人情報(bào)管理、機(jī)器人資料管理、新聞發(fā)布、廣告管理及標(biāo)準(zhǔn)化定制發(fā)布等。

5）交易管理主要實(shí)現(xiàn)商品交易、專利和技術(shù)成果交易、支付平臺(tái)、合同管理、退換貨管理、訂單查詢和處理等。

6）商務(wù)智能主要實(shí)現(xiàn)訂單統(tǒng)計(jì)和分析、供應(yīng)商能力分析、用戶需求和偏好分析和個(gè)性化推薦等。

圖1 平臺(tái)總體功能架構(gòu)

7）供應(yīng)商產(chǎn)品管理主要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品發(fā)布和下架、發(fā)貨與退換貨等。

8）物流管理主要實(shí)現(xiàn)物流服務(wù)錄入和更新、物流狀態(tài)追蹤、物流服務(wù)選擇和調(diào)度等。

9）模塊化配置主要實(shí)現(xiàn)按已有架構(gòu)進(jìn)行模塊化配置、顧客完全自定制的模塊化配置、機(jī)器人模擬仿真和個(gè)性化需求定制等。

3 平臺(tái)運(yùn)營(yíng)的邏輯方案

利益相關(guān)者通過與平臺(tái)的交互提供或獲取相應(yīng)的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)各自的利益[6]，平臺(tái)邏輯方案用例圖如圖2所示。具體實(shí)現(xiàn)過程如下：

3.1 顧客與平臺(tái)的交互

1）顧客通過與平臺(tái)交互進(jìn)行模塊化工業(yè)機(jī)器人自配置。配置完成后通過交易管理模塊實(shí)現(xiàn)配置機(jī)器人的購(gòu)買和合同管理。平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商依據(jù)訂單信息選擇模塊提供商提供相應(yīng)模塊。待機(jī)器人配置完成后，由物流商將機(jī)器人運(yùn)送至顧客。

2）顧客通過機(jī)器人或者模塊的產(chǎn)品列表進(jìn)行相應(yīng)地搜索。待確定所需機(jī)器人或模塊后，通過交易管理模塊實(shí)現(xiàn)配置機(jī)器人或模塊的購(gòu)買和合同管理。由物流商將機(jī)器人或模塊運(yùn)送至顧客。

3）顧客在模塊化配置未滿足需求的情況下，發(fā)布個(gè)性化需求，運(yùn)營(yíng)商和供應(yīng)商做出相應(yīng)處理。

4）顧客通過用戶管理模塊進(jìn)行注冊(cè)，并管理相關(guān)個(gè)人信息。交易管理模塊將訂單信息更新到用戶管理模塊，使用戶能夠進(jìn)行訂單的相關(guān)查詢。

5）顧客通過平臺(tái)查看論文和國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)等。

圖2 平臺(tái)邏輯方案用例圖

3.2 供應(yīng)商與平臺(tái)的交互

1）供應(yīng)商通過用戶管理模塊進(jìn)行注冊(cè)，并管理相關(guān)信息。

2）供應(yīng)商在供應(yīng)商產(chǎn)品管理模塊中輸入、更新相關(guān)供應(yīng)模塊的信息，發(fā)貨和退訂貨管理。產(chǎn)品列表模塊依據(jù)供應(yīng)商在用戶系統(tǒng)中提供的相關(guān)機(jī)器人和模塊信息（需要通過平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商的審核）更新機(jī)器人和模塊的產(chǎn)品列表。

3）供應(yīng)商通過平臺(tái)查看論文和國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)等。

3.3 物流提供商與平臺(tái)的交互

1）物流提供商通過用戶管理模塊進(jìn)行注冊(cè)，并管理相關(guān)信息。

2）物流提供商通過物流管理模塊輸入、更新提供的物流服務(wù)信息，進(jìn)行物流追蹤和調(diào)度管理。交易管理模塊依賴于物流供應(yīng)商提供的服務(wù)信息。

3.4 運(yùn)營(yíng)商與平臺(tái)的交互

1）運(yùn)營(yíng)商通過交易管理模塊進(jìn)行合同管理、退換貨管理、訂單查詢和處理。

2）運(yùn)營(yíng)商通過商務(wù)智能進(jìn)行訂單統(tǒng)計(jì)和分析、供應(yīng)商能力分析、用戶需求和偏好分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)顧客進(jìn)行主動(dòng)地個(gè)性化信息推送。

3）運(yùn)營(yíng)商通過后臺(tái)管理進(jìn)行平臺(tái)信息更新與維護(hù)、友情鏈接設(shè)置和在線咨詢等活動(dòng)。

4）運(yùn)營(yíng)商通過用戶管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶注冊(cè)的審核、用戶權(quán)限管理和用戶信譽(yù)和等級(jí)評(píng)價(jià)。

5）運(yùn)營(yíng)商通過機(jī)器人和模塊的產(chǎn)品列表更新機(jī)器人和模塊的信息。

6）運(yùn)營(yíng)商對(duì)資料管理模塊進(jìn)行相應(yīng)管理。

4 平臺(tái)運(yùn)營(yíng)的業(yè)務(wù)流程

根據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)構(gòu)想，對(duì)在平臺(tái)上進(jìn)行的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了分析，下面以顧客通過平臺(tái)配置、購(gòu)買產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人為例進(jìn)行說明，流程圖如圖3所示。其流程如下：

第1步：顧客注冊(cè)并登陸平臺(tái)，進(jìn)入下一步；

第2步：顧客根據(jù)自己的需求查找、搜索機(jī)器人，如果在結(jié)果中有滿意的產(chǎn)品，則進(jìn)入下一步，否則進(jìn)入第5步；

第3步：在查找、搜索結(jié)果中挑選滿意的產(chǎn)品進(jìn)行模擬仿真，并判斷模擬仿真結(jié)果是否滿足需求，如果滿足需求，則進(jìn)入下一步，否則進(jìn)入第5步或者第8步；

圖3 顧客配置、購(gòu)買機(jī)器人流程圖

第4步：對(duì)滿意的產(chǎn)品下單購(gòu)買，并等待平臺(tái)運(yùn)營(yíng)方處理，結(jié)束；

第5步：判斷是否進(jìn)行重新查找，如果選擇重新查找，則進(jìn)入第2步，否則進(jìn)入第6步或者第7步；

第6步：根據(jù)自己的需求提出機(jī)器人設(shè)計(jì)方案，或者提出自己的需求，提交至平臺(tái)，等待平臺(tái)反饋結(jié)果，結(jié)束；

第7步：根據(jù)自己的需求，利用平臺(tái)提供的功能自行設(shè)計(jì)機(jī)器人架構(gòu)，然后進(jìn)入第10步；

第8步：顧客根據(jù)自己的需求查找、搜索機(jī)器人配置架構(gòu)，并判斷查找結(jié)果是否能夠滿足需求，如果能夠滿足需求，則挑選出合適的架構(gòu)，進(jìn)入第10步，否則進(jìn)入下一步；

第9步：判斷是否進(jìn)行重新查找，如果選擇重新查找，則進(jìn)入第8步，否則進(jìn)入第6步或者第7步；

第10步：根據(jù)架構(gòu)挑選模塊，進(jìn)行機(jī)器人在線配置，并模擬仿真，判斷模擬仿真結(jié)果是否滿足需求，如果滿足需求，則進(jìn)入第4步，否則進(jìn)入下一步；

第11步：判斷是否進(jìn)行重新查找，如果選擇重新查找，則進(jìn)入第10步，否則進(jìn)入第6步或者第7步。

5 頁面設(shè)計(jì)

頁面設(shè)計(jì)的好壞是平臺(tái)能否成功吸引顧客的關(guān)鍵，其設(shè)計(jì)原則應(yīng)該是通過合理的排版布局[7]，使顧客在最短的時(shí)間內(nèi)精確地找到自己的需求產(chǎn)品，并通過便捷的購(gòu)物流程購(gòu)買到手。這樣既有效地縮短了顧客的購(gòu)買時(shí)間，又提高了購(gòu)買準(zhǔn)確度，從而大大提高顧客的滿意度，達(dá)到吸引顧客的目的。下面以平臺(tái)主頁設(shè)計(jì)為例進(jìn)行說明，平臺(tái)主頁設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 平臺(tái)主頁

平臺(tái)主頁最上沿包括企業(yè)商標(biāo)、名稱與“登錄”、“新用戶注冊(cè)”按鈕。下面則提供了“關(guān)鍵字搜索”和“型號(hào)搜索”兩種搜索功能，方便顧客快捷的找到自己的需求產(chǎn)品。

平臺(tái)主頁的主體部分包括“按類別/行業(yè)搜索”、“廠家名稱搜索”、“按類別/行業(yè)配置”三大塊，其實(shí)現(xiàn)的是產(chǎn)品列表的功能，目的是為了方便顧客快捷的查找或者配置自己的需求產(chǎn)品，提高產(chǎn)品準(zhǔn)確度，有效的減少顧客產(chǎn)品挑選時(shí)間。其右側(cè)包括“平臺(tái)使用指南”——詳細(xì)介紹平臺(tái)的使用方法，解除顧客因不了解平臺(tái)使用帶來的困擾；“完全自配置系統(tǒng)”——連接到完全自配置系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)顧客完全自配置功能；“廣告區(qū)”——提供小幅廣告功能；“代碼搜索”、“型號(hào)確認(rèn)”、“技術(shù)信息”、“服務(wù)”、“推薦商品”、“目錄申請(qǐng)”等按鈕，分別實(shí)現(xiàn)其各自功能。

平臺(tái)主頁主體下面舉證說明了選擇該平臺(tái)的理由；介紹了“何謂按模板配置”、“何謂完全自配置”；其右邊提供了配置模板與CAD數(shù)據(jù)下載功能；下面則提供了“最新消息”與“最新商品”功能。

平臺(tái)主頁底部提供了“咨詢”功能——包括關(guān)于訂購(gòu)、交易的咨詢和關(guān)于商品、技術(shù)的咨詢；最下面包括“關(guān)于本網(wǎng)站——常見問題、網(wǎng)站地圖、使用方法指南”；“關(guān)于本公司——公司概要、招聘信息、環(huán)保信息”；“關(guān)聯(lián)網(wǎng)站——機(jī)器人論壇、平臺(tái)總公司”；“資料下載——交易合同、物流配送方案、商品價(jià)格一覽表”等功能。

6 結(jié)束語

模塊化工業(yè)機(jī)器人自配置平臺(tái)設(shè)計(jì)為下一步的平臺(tái)詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)的平臺(tái)將為顧客提供更加便捷的產(chǎn)品列表與基于平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)訂購(gòu)功能；實(shí)現(xiàn)基于顧客需求的模塊化工業(yè)機(jī)器人自配置；減少工業(yè)機(jī)器人的采購(gòu)成本和時(shí)間，提高顧客的滿意度；促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品的模塊化開發(fā)和接口標(biāo)準(zhǔn)化，從而擴(kuò)大我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)份額，提升我國(guó)工業(yè)機(jī)器人在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

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