先進(jìn)制造模式講稿資料

1、現(xiàn)代制造系統(tǒng)第 1 章 制造系統(tǒng)總論第 2 章 制造系統(tǒng)基本原理第 3 章 先進(jìn)制造模式 第 4 章 先進(jìn)設(shè)計技術(shù)第 5 章 先進(jìn)制造裝備及技術(shù) 第 6 章 先進(jìn)制造工藝技術(shù) 第 7 章 綠色設(shè)計與制造第 8 章 典型產(chǎn)品的制造系統(tǒng) 第 9 章 制造系統(tǒng)展望 第 3 章 先進(jìn)制造模式3.1 制造模式的類型與作用3.2 并行工程（CE）3.3 敏捷制造（AM）3.4 可重構(gòu)制造（RM）3.5 大量定制（MC）3.6 成組技術(shù)（GT）3.7 精益生產(chǎn)（LP） 3.8 計算機(jī)集成制造（CIM）3.9 虛擬制造（VM）3.10 網(wǎng)絡(luò)化制造（NM）3.11 智能制造（IM）3.12 幾種制造模式的比較3

2、.4.1 RM的發(fā)展 3.4.2 RM的原理3.4.3 案例：RM使老企業(yè) 舊貌換新顏 3.4 可重構(gòu)制造（RM）3.4.1 RM的發(fā)展 可重構(gòu)制造系統(tǒng)的發(fā)展可以追溯到1916年汽車制造商在發(fā)動機(jī)中采用的模塊元件。 1977年日本開始研制柔性加工單元（FMC），明確地引進(jìn)了“模塊結(jié)構(gòu)”（Modular construction）的新概念?？芍貥?gòu)技術(shù)最開始應(yīng)用于電子硬件、計算機(jī)超大規(guī)模集成電路和計算機(jī)軟件設(shè)計，構(gòu)筑了基于計算機(jī)硬件和軟件的可重構(gòu)結(jié)構(gòu)體系。 1991年福特提出了模塊化轎車概念，這些都是可重構(gòu)制造系統(tǒng)中模塊化思想的初步應(yīng)用，但沒有形成比較完整的體系和概念。 20世紀(jì)90年代，制造業(yè)受

3、到一系列因素的挑戰(zhàn)，企業(yè)只有具有快速、有效和低成本地適應(yīng)各種變化的能力才能在新的環(huán)境中生存。 3.4.1 RM的發(fā)展 制造系統(tǒng)研制周期長已成為制造系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。系統(tǒng)研制周期的縮短可通過對其模塊化的構(gòu)件進(jìn)行快速設(shè)計和對已有制造系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)來實現(xiàn)。1996年，美國密執(zhí)安（Michigan）大學(xué)工程研究中心（ERC）在美國國家科學(xué)基金會（NSF）和25家公司資助下開展了有關(guān)可重構(gòu)制造系統(tǒng)（Reconfigurable Manufacturing System，RMS）的研究。1997年，Y. Koren、U. Heisel等人首次正式提出RMS的概念。美國國家研究委員會（NRC）于1998年在20

4、20年制造挑戰(zhàn)的設(shè)想的報告中明確地將RMS列入6大挑戰(zhàn)與10大關(guān)鍵技術(shù)中，而且RMS名列10大關(guān)鍵技術(shù)之首。 3.4.1 RM的發(fā)展從1997年起，我國在國家自然科學(xué)基金和“十五”863計劃基金資助下，對RMS的理論及方法進(jìn)行了研究。我國在跟蹤學(xué)習(xí)國外先進(jìn)制造模式研究成果的基礎(chǔ)上，取得了一定研究成果。清華大學(xué)及北京機(jī)床研究所研究了快速可重構(gòu)制造系統(tǒng)的科學(xué)原理和建模；中科院沈陽自動化研究所研究了重構(gòu)理論與方法；華中科技大學(xué)研究了可重構(gòu)制造系統(tǒng)資源；南京航空航天大學(xué)研究了可重構(gòu)制造機(jī)床 。許多企業(yè)失敗破產(chǎn)的原因就是其內(nèi)部變革的步伐跟不上環(huán)境的變化。我國機(jī)械工廠于1996年開始實施重構(gòu)：山東某廠每年

5、按訂單重構(gòu)生產(chǎn)線8次。江蘇某計算機(jī)組件制造廠根據(jù)周計劃可以隨時在8小時內(nèi)完成CNC加工中心組成的制造系統(tǒng)重構(gòu)，最短的重構(gòu)周期達(dá)到24小時或更短。 3.4.2 RM的原理1. 重構(gòu)的概念2. 制造系統(tǒng)的可重構(gòu)性 3. RMS的定義與特性 4. RMS的組成與類型 5. RMS的支撐技術(shù) 3.4.2 RM的原理1. 重構(gòu)的概念 系統(tǒng)構(gòu)形：是指系統(tǒng)在給定條件下的一個確定的物理形態(tài)或抽象概念模式。任何系統(tǒng)都呈現(xiàn)一個臨時性固定狀態(tài)，即表現(xiàn)出一種構(gòu)形。構(gòu)形是系統(tǒng)進(jìn)化軌跡上的一個突變點(diǎn)。構(gòu)形包括由其所有構(gòu)件組成的整體集合、構(gòu)件的屬性和構(gòu)件間的空間、時間、功能和邏輯關(guān)系等內(nèi)容。 系統(tǒng)重構(gòu)（Reconfigur

6、ation）：也稱為重組或重配置，是系統(tǒng)從一種構(gòu)形向另一種構(gòu)形的轉(zhuǎn)移。它是系統(tǒng)生存和發(fā)展的基本手段。能夠進(jìn)行構(gòu)形變化的系統(tǒng)稱為可重構(gòu)系統(tǒng)，而系統(tǒng)進(jìn)行可重構(gòu)的能力稱為可重構(gòu)性（Reconfigurability）。3.4.2 RM的原理 “重構(gòu)”與“重組” ：嚴(yán)格地說，“重構(gòu)”的內(nèi)涵比“重組”寬泛一些。重構(gòu)指重新構(gòu)造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及重新組合系統(tǒng)的功能，可能需要從系統(tǒng)外引入新的構(gòu)件，或從系統(tǒng)中移出已有構(gòu)件，或用一個構(gòu)件替換另一個構(gòu)件（物理重構(gòu)），或保持己有系統(tǒng)構(gòu)件不變而改變生產(chǎn)作業(yè)計劃（邏輯重構(gòu)）；而重組指重新組合，一般僅在系統(tǒng)原有構(gòu)件的基礎(chǔ)上進(jìn)行，不必從系統(tǒng)外引入新的構(gòu)件。另外，把“重構(gòu)”稱為“重組

7、”時，相應(yīng)地應(yīng)將相關(guān)概念如“構(gòu)形”、“構(gòu)件”分別稱為“組態(tài)”、“組元”。 1. 重構(gòu)的概念 3.4.2 RM的原理2. 制造系統(tǒng)的可重構(gòu)性 制造系統(tǒng)的可重構(gòu)性是指一種可以按照規(guī)劃和設(shè)計規(guī)定的變化，利用子系統(tǒng)、模塊或構(gòu)件的重排、更替、剪裁和革新等手段對系統(tǒng)進(jìn)行重新構(gòu)形、更新過程、變換功能或改變系統(tǒng)的輸出量以快速響應(yīng)市場變化的能力?？芍貥?gòu)性與組合性有本質(zhì)的區(qū)別：可重構(gòu)性不僅考慮了物理、幾何相似性，而且考慮了生物學(xué)相似性。按照生物制造的觀點(diǎn)，制造系統(tǒng)的可重構(gòu)與自然界中生物的進(jìn)化有共同特征：內(nèi)部均具有層次狀的實體結(jié)構(gòu)，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化原有功能不能適應(yīng)需求時，通過“遺傳與變異”的“自組織”方式，集成合適的

8、基本單元，重新構(gòu)成新的功能。 3.4.2 RM的原理定義一 可重構(gòu)制造系統(tǒng)是一種為響應(yīng)市場或客戶需求的突然變化，快速調(diào)整在一個零件族內(nèi)的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)功能，在最初就設(shè)計成為可快速改變結(jié)構(gòu)、由硬件與軟件的構(gòu)件組成的制造系統(tǒng)。定義二 可重構(gòu)制造系統(tǒng)是一種能按市場需求變化和系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計的規(guī)定，以重排（重新組態(tài)）、重復(fù)利用和更新系統(tǒng)或子系統(tǒng)組態(tài)的方式，實現(xiàn)低的重組成本、短的系統(tǒng)研制周期和斜升時間、高的質(zhì)量和投資效益、快速調(diào)整制造過程、制造功能和制造生產(chǎn)能力的可變制造系統(tǒng)。3. RMS的定義與特性 3.4.2 RM的原理定義三 可重構(gòu)制造系統(tǒng)是一種對環(huán)境變化具有快速響應(yīng)能力的、可重新實現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)形的、滿

9、足系統(tǒng)決策要素要求的制造系統(tǒng)。由制造系統(tǒng)的層次性，也可給出在不同層次上具有不同內(nèi)涵的RMS的定義。 定義四 對單元級制造系統(tǒng)，如加工作業(yè)層，RMS是一種由可重構(gòu)設(shè)備及調(diào)度控制軟件等構(gòu)成的可重構(gòu)加工系統(tǒng)（Reconfigurable machining system），相應(yīng)的可重構(gòu)物流系統(tǒng)和可重構(gòu)控制系統(tǒng)組成的制造系統(tǒng)。這是狹義RMS。3. RMS的定義與特性 而廣義RMS包括以下兩級： 3.4.2 RM的原理定義五 對企業(yè)級制造系統(tǒng)，即企業(yè)層，RMS是一種包含企業(yè)組織、產(chǎn)品、過程和加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、控制系統(tǒng)重構(gòu)等多個方面的可變制造系統(tǒng)。其構(gòu)件不只局限在機(jī)床和調(diào)度控制軟件上，種類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)更

10、加龐大和復(fù)雜化。定義六 對全球制造系統(tǒng)，即企業(yè)外層，RMS是一種基于計算機(jī)廣域網(wǎng)絡(luò)和敏捷制造的快速響應(yīng)制造系統(tǒng)（Rapidly Responsive Manufacturing System），又稱為快速重構(gòu)制造系統(tǒng)（Rapidly RMS，簡稱RRMS）。3. RMS的定義與特性 3.4.2 RM的原理表3-2 可重構(gòu)制造系統(tǒng)的特性特性特性的說明可重構(gòu)性由一個生產(chǎn)需求期轉(zhuǎn)向下一生產(chǎn)需求期而使所要加工的產(chǎn)品集發(fā)生變化時，按照變化了的生產(chǎn)要求準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)性地由一種構(gòu)形向另一種構(gòu)形轉(zhuǎn)換的能力。模塊性所有部件采用模塊化設(shè)計，包括系統(tǒng)的各種硬件和軟件，如結(jié)構(gòu)件、動力頭、控制器件、控制軟件、組合夾具、刀具

11、和工具等?？杉尚韵到y(tǒng)所有部件和和控制模塊等構(gòu)件具有與其他構(gòu)件進(jìn)行集成的接口以及易于新技術(shù)引入的性能。RMS的主要特性3.4.2 RM的原理表3-2 可重構(gòu)制造系統(tǒng)的特性特性特性的說明可定制性利用已有的生產(chǎn)線來生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，同時品種更換時系統(tǒng)調(diào)整所需的時間較短。包括：柔性定制指基于制造加工的零件族及具體零件加工所需的柔性來選擇加工設(shè)備和構(gòu)造系統(tǒng)；控制定制指基于開放性結(jié)構(gòu)技術(shù)，通過與控制模塊進(jìn)行集成而提供所需的附加控制功能?？赊D(zhuǎn)換性在優(yōu)化作業(yè)模式下和一定作業(yè)時間（通常為一天）內(nèi)，一批作業(yè)完成、下批作業(yè)開始之間快速平穩(wěn)過渡轉(zhuǎn)換的性能，在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)盡快完成必要的操作，如更換工藝裝備和CNC程序及

12、進(jìn)行其他的手工操作?？稍\斷性快速地診斷（辨識和探測）影響產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性（故障產(chǎn)生）的原因，具有相應(yīng)的修正和微調(diào)能力?？芍赜眯栽跐M足相同生產(chǎn)需求的前提下，用對已有系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)的方式構(gòu)建制造系統(tǒng)的成本要低于用首次構(gòu)建的方式構(gòu)建制造系統(tǒng)的成本的性能。RMS的主要特性3.4.2 RM的原理4. RMS的組成與類型 (1)單元級RMS 一般由三個子系統(tǒng)組成：1)可重構(gòu)加工系統(tǒng)2)可重構(gòu)物流系統(tǒng)3)可重構(gòu)控制系統(tǒng)如圖3-12所示?？芍貥?gòu)制造系統(tǒng)（RMS）圖3-12 單元級RMS結(jié)構(gòu)和組成可重構(gòu)加工系統(tǒng)可重構(gòu)加工設(shè)備普通加工設(shè)備輔助設(shè)備檢測設(shè)備清洗設(shè)備可重構(gòu)物流系統(tǒng)儲存系統(tǒng)輸送系統(tǒng)操作系統(tǒng)工件流刀具流配套

13、流可重構(gòu)控制系統(tǒng)過程控制過程調(diào)度過程監(jiān)控毛坯產(chǎn)品3.4.2 RM的原理企業(yè)級RMS如圖3-13所示。這些組成部分源于制造系統(tǒng)的層次性，也表明它的可重構(gòu)性具有層次性。圖3-13 企業(yè)級可重構(gòu)制造系統(tǒng)的組成信息集成技術(shù)平臺 組織結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)過程產(chǎn)品開發(fā)加工系統(tǒng)制造戰(zhàn)略4. RMS的組成與類型 (2)企業(yè)級RMS 3.4.2 RM的原理1)制造戰(zhàn)略是企業(yè)進(jìn)行各種決策時的依據(jù)和指導(dǎo)原則。一般常見的有：快速市場響應(yīng)戰(zhàn)略、低成本戰(zhàn)略、高質(zhì)量和高性能的產(chǎn)品戰(zhàn)略、創(chuàng)新戰(zhàn)略、產(chǎn)品獨(dú)創(chuàng)戰(zhàn)略、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、產(chǎn)品分線戰(zhàn)略、競爭與合作戰(zhàn)略等。RMS運(yùn)行是機(jī)遇驅(qū)動的，必須重視創(chuàng)新戰(zhàn)略。 制造戰(zhàn)略涉及到外部組織重構(gòu)。外部組織

14、重構(gòu)是指不同企業(yè)間的組織重構(gòu)。它分為兩種形式：靜態(tài)重構(gòu)和動態(tài)重構(gòu)。4. RMS的組成與類型 (2)企業(yè)級RMS 3.4.2 RM的原理內(nèi)部組織重構(gòu)是指企業(yè)內(nèi)部不同組織單元間以及同一組織單元內(nèi)部的重構(gòu)。重構(gòu)時每個組織單元根據(jù)內(nèi)外部要求通過自組織和自優(yōu)化對結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)。常見的組織結(jié)構(gòu)有遞階結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)和動態(tài)結(jié)構(gòu)，其中遞階式靜態(tài)企業(yè)結(jié)構(gòu)已不能適應(yīng)快速多變的市場環(huán)境；分布式結(jié)構(gòu)與中國的文化和社會價值觀有顯著沖突，因此不宜采用。從嚴(yán)格的多級遞階結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蜻^程的扁平化的動態(tài)合作式結(jié)構(gòu)，比較符合中國國情。因為它吸收遞階和分布式的優(yōu)點(diǎn)。4. RMS的組成與類型 2)組織結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述三方面的關(guān)系和約

15、束：系統(tǒng)和環(huán)境相關(guān)的方式和強(qiáng)度；系統(tǒng)內(nèi)部各組織單元之間的關(guān)系和強(qiáng)度；系統(tǒng)的組織單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 (2)企業(yè)級RMS 3.4.2 RM的原理3)業(yè)務(wù)過程 RMS更加面向過程，其運(yùn)作可分為若干業(yè)務(wù)流過程。典型的企業(yè)業(yè)務(wù)過程包括經(jīng)營規(guī)劃、市場銷售、采購供應(yīng)、生產(chǎn)計劃調(diào)度、庫存控制和售后服務(wù)等。與有機(jī)體一樣，企業(yè)在對環(huán)境變化做出反應(yīng)并適應(yīng)這種變化的過程中，不斷地發(fā)展變化，必須對業(yè)務(wù)過程進(jìn)行重構(gòu)。業(yè)務(wù)過程重構(gòu) 是針對制造過程的可變性，對制造系統(tǒng)業(yè)務(wù)過程的功能性活動及由相關(guān)活動組成的有機(jī)序列進(jìn)行分析、分類、整理和重構(gòu)，動態(tài)改變由系統(tǒng)設(shè)備布局、作業(yè)計劃等確定的人、加工設(shè)備等的操作時序及物流路徑，構(gòu)造定義

16、明確的具有針對性的業(yè)務(wù)過程。業(yè)務(wù)過程重構(gòu)可以分為三個階段：過程建模、過程分析及過程重構(gòu)。4. RMS的組成與類型 (2)企業(yè)級RMS 3.4.2 RM的原理4)產(chǎn)品開發(fā)產(chǎn)品重構(gòu)是指在設(shè)計初期由用戶需求變化、材料節(jié)約和環(huán)境保護(hù)等因素驅(qū)使而進(jìn)行的涉及產(chǎn)品全生命周期的重構(gòu)。b. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計階段盡可能利用現(xiàn)有的零部件設(shè)計 產(chǎn)品方案設(shè)計階段按多種構(gòu)形設(shè)計開發(fā)和管理產(chǎn)品 c. 采用面向環(huán)境的設(shè)計技術(shù)，考慮產(chǎn)品再利用和環(huán)境保護(hù)等因素，減少生態(tài)影響，對舊零件進(jìn)行回收利用。 產(chǎn)品可重構(gòu)性包含三層意義： 4. RMS的組成與類型 (2)企業(yè)級RMS 3.4.2 RM的原理5)加工系統(tǒng)主要指產(chǎn)品加工與裝配設(shè)備

17、的重構(gòu)。加工系統(tǒng)重構(gòu)是指按照業(yè)務(wù)過程重構(gòu)動態(tài)地改變加工系統(tǒng)（如制造單元、生產(chǎn)線和加工中心）中的構(gòu)件及其之間的聯(lián)系，從而改變系統(tǒng)的生產(chǎn)功能和生產(chǎn)能力。設(shè)備的可重構(gòu)性是整個企業(yè)可重構(gòu)性的基石，關(guān)鍵問題是模塊化組件，模塊化控制軟件和標(biāo)準(zhǔn)化接口。 4. RMS的組成與類型 (2)企業(yè)級RMS 3.4.2 RM的原理 按重構(gòu)的加工系統(tǒng)層次分類：系統(tǒng)級的快速重構(gòu)。包括生產(chǎn)線、物流系統(tǒng)或者制造單元的生產(chǎn)能力、制造過程和功能的快速重構(gòu)；設(shè)備級的快速重構(gòu)。包含組成制造系統(tǒng)的各種設(shè)備的快速重構(gòu)；部件級的快速重構(gòu)。包含各種功能部件、組件與工具、其他刀具與輔助系統(tǒng)的快速重構(gòu)。4. RMS的組成與類型 5)加工系統(tǒng)加工

18、系統(tǒng)重構(gòu)的主要內(nèi)容：在變化的環(huán)境中較為平穩(wěn)地在系統(tǒng)級上添加、更換和減少設(shè)備，進(jìn)行系統(tǒng)物理重構(gòu)。在變化的環(huán)境中動態(tài)地完成軟件、控制系統(tǒng)重構(gòu)，進(jìn)行系統(tǒng)邏輯重構(gòu)。根據(jù)變化動態(tài)改變設(shè)備的功能和結(jié)構(gòu)，靈活性地完成多種任務(wù)。 (2)企業(yè)級RMS 3.4.2 RM的原理 信息平臺重構(gòu)是指為實現(xiàn)制造系統(tǒng)的可重構(gòu)性，構(gòu)建具有可重構(gòu)性的由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、硬件平臺和應(yīng)用軟件等構(gòu)成信息集成框架，實現(xiàn)各種模塊的“即插即用”。 按軟硬件分為：硬件系統(tǒng)及其構(gòu)件的快速重構(gòu)； 軟件系統(tǒng)及其構(gòu)件的快速重構(gòu)。4. RMS的組成與類型 6)信息集成技術(shù)平臺 制造系統(tǒng)中信息平臺的可重構(gòu)性，是由應(yīng)用軟件、集成框架（中間件）和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)三方面

19、的可重構(gòu)性組成。 (2)企業(yè)級RMS 3.4.2 RM的原理5. RMS的支撐技術(shù) RMS涉及先進(jìn)的制造戰(zhàn)略、營銷、新產(chǎn)品創(chuàng)新與改進(jìn)的設(shè)計與開發(fā)、系統(tǒng)工程與分析、隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃與決策、質(zhì)量工程、系統(tǒng)可靠性和運(yùn)行跟蹤與診斷、計算機(jī)技術(shù)、自治與協(xié)同控制、硬軟件接口與協(xié)議技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可承受性、系統(tǒng)集成管理和生產(chǎn)運(yùn)作管理等多學(xué)科、多種技術(shù)的交叉融合，因此為了實現(xiàn)RMS的構(gòu)建和重構(gòu)，需要研究RMS的設(shè)計原理、開放式控制系統(tǒng)、模塊化設(shè)計方法以及可重構(gòu)設(shè)備方面等關(guān)鍵技術(shù)，見表3-3。 3.4.2 RM的原理表3-3 可重構(gòu)制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)研究項目研究內(nèi)容設(shè)計原理指導(dǎo)思想并行工程協(xié)同設(shè)計、智能制造、敏捷

20、生產(chǎn)等先進(jìn)制造技術(shù)思想和哲理設(shè)計理論創(chuàng)新設(shè)計、離散隨機(jī)過程系統(tǒng)控制決策、基于突變流理論系統(tǒng)規(guī)劃、開放式控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計方法模塊化設(shè)計方法、可制造性設(shè)計、可診斷性設(shè)計、經(jīng)濟(jì)可承受性設(shè)計、系統(tǒng)運(yùn)行決策優(yōu)化設(shè)計信息集成與CAD、CAPP、CAM、PDM、MRP、MRP 11、ERP、CRM、SCM、CPC等信息系統(tǒng)的集成5. RMS的支撐技術(shù) 3.4.2 RM的原理開放式控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范系統(tǒng)封裝及集成、基于 CORBA的對象封裝機(jī)制、COM/DCOM標(biāo)準(zhǔn)、STEP標(biāo)準(zhǔn)、接口技術(shù)和基于總線的分布式控制結(jié)構(gòu)高速化和高精度化高加減速度和高精度的位置檢測系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)控制系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償技術(shù)智能化控制系

21、統(tǒng)的自適應(yīng)控制、專家系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)等智能技術(shù)5. RMS的支撐技術(shù) 關(guān)鍵技術(shù)研究項目研究內(nèi)容可重構(gòu)制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)3.4.2 RM的原理5. RMS的支撐技術(shù) 關(guān)鍵技術(shù)研究項目研究內(nèi)容硬件模塊化設(shè)計系統(tǒng)布局按形狀、接口、運(yùn)動和剛性等方式定義硬件子模塊集合、定義硬件子模塊間的約束、按運(yùn)動和過程等定義硬件設(shè)備的集合、零件加工過程順序的描述、定義合理的系統(tǒng)布局模塊化結(jié)構(gòu)機(jī)械界面的標(biāo)準(zhǔn)化、控制系統(tǒng)接口的標(biāo)準(zhǔn)化、軟件系統(tǒng)的模塊化、管理系統(tǒng)的模塊化、物流系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)化、工裝夾具接口標(biāo)準(zhǔn)化模塊接口系統(tǒng)接口（系統(tǒng)間連接的標(biāo)準(zhǔn)化）、模塊接口（模塊間連接的標(biāo)準(zhǔn)化）、子模塊接口（模塊內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)化）、功能接口標(biāo)

22、準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化、能量接口標(biāo)準(zhǔn)化可重構(gòu)制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)3.4.2 RM的原理5. RMS的支撐技術(shù) 關(guān)鍵技術(shù)研究項目研究內(nèi)容軟件模塊化設(shè)計設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)CORBA規(guī)范、COM/DCOM標(biāo)準(zhǔn)、STEP數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計方法中間件技術(shù)的軟件設(shè)計方法、面向?qū)ο蠹夹g(shù)的設(shè)計方法科學(xué)的軟件系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃及描述3.4.2 RM的原理可重構(gòu)設(shè)備設(shè)計設(shè)計內(nèi)容產(chǎn)品的變化、工件規(guī)格的可重構(gòu)性、零件的幾何可重構(gòu)性、機(jī)械加工精度的可重構(gòu)性、批量與生產(chǎn)率的可重構(gòu)性、加工過程變化的可重構(gòu)性、平行運(yùn)動學(xué)設(shè)計理論基于系統(tǒng)性的廣義相似性理論及其與用戶需求的關(guān)系、基于接口界面靜動態(tài)力學(xué)與熱物理性能基礎(chǔ)的靜動態(tài)綜合誤差和誤差流理論、基于振動

23、測量的刀具/工件相對振動振幅測量、設(shè)備可診斷性設(shè)計及其可診斷設(shè)計的測量參數(shù)集合、重心分布的設(shè)計設(shè)計原則基于廣義相似性的模塊劃分和整合集成、基于模塊間性能測試和分析、模塊間的物理/幾何性能分析與預(yù)測、整機(jī)物理、幾何和誤差性能的系統(tǒng)測試、預(yù)測和控制、設(shè)備的可移動性原則可重構(gòu)生產(chǎn)線設(shè)計設(shè)計內(nèi)容生產(chǎn)線（PL）平衡、PL工藝流程設(shè)計和工序分析、PL節(jié)拍計算、PL設(shè)備選型、PL物流系統(tǒng)設(shè)計、PL夾具設(shè)計、PL刀具和量具設(shè)計、PL布局優(yōu)化、PL成本估算、PL作業(yè)調(diào)度、PL緩沖區(qū)數(shù)量設(shè)置及優(yōu)化、PL控制系統(tǒng)研究、PL設(shè)備系統(tǒng)、PL檢測系統(tǒng)、PL可靠性等。5. RMS的支撐技術(shù) 3.4.3 案例：RM使老企業(yè)舊

24、貌換新顏 無錫機(jī)床股份有限公司 存在的問題:設(shè)備的柔性功能差，產(chǎn)品品種多、批量小等因素已嚴(yán)重影響產(chǎn)品的出產(chǎn)周期和產(chǎn)品質(zhì)量，大而全的生產(chǎn)模式制約了公司的發(fā)展。因此，對企業(yè)制造體系的重構(gòu)，已成為企業(yè)迫切需要解決的問題。3.4.3 案例：RM使老企業(yè)舊貌換新顏 無錫機(jī)床股份有限公司 解決的方法：首先對目前“紡錘形”制造體系進(jìn)行了重構(gòu)，對機(jī)械加工零件實施“擴(kuò)粗存精”戰(zhàn)略，并通過邏輯重構(gòu)，通過調(diào)整數(shù)控加工程序來適應(yīng)產(chǎn)品的變化。其次用高精、高效的數(shù)控設(shè)備替代陳舊設(shè)備。3.4 END3.5.1 MC的發(fā)展 3.5.2 MC的原理3.5.3 MC的優(yōu)勢與應(yīng)用 3.5.4 案例：戴爾與海爾的MC應(yīng)用 3.5 大

25、量定制（MC） 1970年阿爾文托夫勒（A1vin Toffler）在未來的沖擊一書中提出了一個設(shè)想：以類似于標(biāo)準(zhǔn)化或大量生產(chǎn)的成本和時間，提供滿足顧客特定需求的產(chǎn)品和服務(wù)。1987年斯坦達(dá)維斯（Stan Davis）在完美的未來一書中將這種生產(chǎn)方式稱為大量定制（Mass Customization，MC）。它又稱為大批量定制或大規(guī)模定制或大規(guī)模顧客化生產(chǎn)。1988年歐洲開始的ESPRIT的擴(kuò)展FOF（Factory of future，未來工廠）研究，主要進(jìn)行顧客驅(qū)動的制造（Customer driver manufacturing）方面的基礎(chǔ)研究。1993年約瑟夫派恩二世（Joseph P

26、ine ）在大量定制商業(yè)競爭的新前線中進(jìn)行了完整地描述，并將它與大量生產(chǎn)模式進(jìn)行了比較，從而確定了它的模式概念。 3.5.1 MC的發(fā)展目前，國內(nèi)外的學(xué)術(shù)界和企業(yè)界對MC生產(chǎn)進(jìn)行了廣泛的理論研究和實際應(yīng)用。例如，美國Motoro1a公司的傳真機(jī)、日本松下公司的自行車、英國Ra1eigh公司的山地車、德國Benz公司的轎車、意大利Levi公司的牛仔褲、我國青島海爾公司的家用電器等都不同程度地采用了MC生產(chǎn)方式。中國科學(xué)院軟件研究所工業(yè)管理與設(shè)計工程研究中心在1998年開始了MC設(shè)計技術(shù)的研究。我國863計劃CIMS主題專家組在“九五”和“十五”期間也有計劃地部署了一系列課題，對MC的理論、方法和

27、技術(shù)等進(jìn)行了深入的研究。3.5.1 MC的發(fā)展1. MC的內(nèi)涵 2. MC與大量生產(chǎn)的比較3. 定制方法分類4. MC的相關(guān)技術(shù)5. MC的實施策略3.5.2 MC的原理大量定制（MC）：是一種在系統(tǒng)整體優(yōu)化的思想指導(dǎo)下，集企業(yè)、顧客、供應(yīng)商和環(huán)境于一體，充分利用企業(yè)已有的各種資源，根據(jù)顧客的個性化需求，以大量生產(chǎn)的低成本、高質(zhì)量和高效率提供定制產(chǎn)品和服務(wù)的生產(chǎn)模式。 3.5.2 MC的原理1. MC的內(nèi)涵 MC的指導(dǎo)思想是系統(tǒng)整體優(yōu)化；MC的產(chǎn)品能夠滿足顧客的個性化需求，即定制；MC的成本、質(zhì)量和效率同大量生產(chǎn)的產(chǎn)品一致；MC是對企業(yè)的設(shè)計、制造、銷售、服務(wù)等活動以顧客為中心進(jìn)行思考的一種哲

28、理，是考慮問題的思想方法。 基本思想：通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和制造過程重構(gòu)，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)、新材料技術(shù)、柔性制造技術(shù)等一系列高新技術(shù)，把產(chǎn)品的定制生產(chǎn)問題全部或部分轉(zhuǎn)化為規(guī)模生產(chǎn)，以大量生產(chǎn)的成本和速度，為單個顧客或小批量多品種市場定制任意數(shù)量產(chǎn)品。 3.5.2 MC的原理產(chǎn)品多樣化有兩種情況：顧客可以感受到的產(chǎn)品外部多樣化；在產(chǎn)品的設(shè)計、制造、銷售和服務(wù)過程中企業(yè)可以感受到的產(chǎn)品內(nèi)部多樣化。為了支持企業(yè)以大量生產(chǎn)的效益生產(chǎn)滿足顧客個性化需求的定制產(chǎn)品，歸根結(jié)底是應(yīng)該盡可能減少產(chǎn)品內(nèi)部多樣化、增加產(chǎn)品外部多樣化，這是MC的核心。 1. MC的內(nèi)涵 MC是一種將相似性原理、重用性原理和全局性原理與應(yīng)用實

29、踐相結(jié)合的生產(chǎn)方式，以減少產(chǎn)品內(nèi)部多樣化、增加產(chǎn)品外部多樣化為目的，在空間上對整個產(chǎn)品族、在時間上對產(chǎn)品全生命周期進(jìn)行全方位的優(yōu)化，低成本、快速地生產(chǎn)定制產(chǎn)品。 3.5.2 MC的原理1. MC的內(nèi)涵 MC的重點(diǎn)是如何減少定制的成本，縮短定制的時間，使定制產(chǎn)品能同大量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品相抗衡。表3-4對MC生產(chǎn)與大量生產(chǎn)方式進(jìn)行了比較。MC生產(chǎn)與大量生產(chǎn)方式的主要差別在于重點(diǎn)、目標(biāo)、特征等方面。 3.5.2 MC的原理2. MC與大量生產(chǎn)的比較3.5.2 MC的原理表3-4 大量定制和大量生產(chǎn)的比較大量生產(chǎn)大量定制重點(diǎn)通過穩(wěn)定和控制取得效率通過柔性和快速反應(yīng)取得品種和定制目標(biāo)以使幾乎每個顧客都能承

30、受的低成本和低價格來開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和運(yùn)送商品和服務(wù)以使幾乎每個顧客足夠找到可支付的、確切滿足自己需要的品種和定制來開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和運(yùn)送商品和服務(wù)特征穩(wěn)定的需求，統(tǒng)一的大市場低成本、穩(wěn)定的質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品和服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)周期長，產(chǎn)品生命周期長動態(tài)的需求，分散的小市場低成本、高質(zhì)量、定制的產(chǎn)品和服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)周期短，產(chǎn)品生命周期短2. MC與大量生產(chǎn)的比較3.5.2 MC的原理產(chǎn)品單價圖3-14 大量定制的經(jīng)濟(jì)性1大量生產(chǎn)成本曲線成 2大量定制成本曲線3客戶愿支付的價格 4大量生產(chǎn)凈利潤（規(guī)模經(jīng)濟(jì)性） 5大量定制凈利潤（范圍經(jīng)濟(jì)性）小 中 大生產(chǎn)批量2. MC與大量生產(chǎn)的比較隨著市場的越來越分散

31、，大量生產(chǎn)的機(jī)會將越來越少。但這并不說明大量生產(chǎn)獲得低成本的方法已經(jīng)失效。大量生產(chǎn)獲得低成本的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，雖然造成產(chǎn)品種類單一，但在設(shè)計、生產(chǎn)、制造沒有做到完全柔性之前，由于減少了工裝準(zhǔn)備和更換加工件等所需要的消耗，確實能夠降低單位成本，從而降低產(chǎn)品價格。MC通過范圍經(jīng)濟(jì)，即根據(jù)不同產(chǎn)品間設(shè)計流程、功能實現(xiàn)等的相似性，使用統(tǒng)一的開發(fā)流程、產(chǎn)品組成模塊等，利用范圍的擴(kuò)大實現(xiàn)小批量的大型化，降低成本，獲得經(jīng)濟(jì)效益，如應(yīng)用單一流程，更便宜、更快速地生產(chǎn)多種產(chǎn)品或提供多種服務(wù)，也繼承了規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。同時MC要求制造柔性的發(fā)展，最終實現(xiàn)生產(chǎn)成本與批量無關(guān)。 3.5.2 MC的原理2. MC與大量生產(chǎn)的比

32、較按對產(chǎn)品功能及其附加屬性設(shè)計的不同影響分 按顧客需求對企業(yè)生產(chǎn)活動影響程度不同分 3.5.2 MC的原理3. 定制方法分類合作定制：是指定制企業(yè)通過與顧客交流，幫助顧客澄清其需要，準(zhǔn)確設(shè)計并制造出能夠滿足顧客需要的個性化產(chǎn)品。透明定制：是指企業(yè)為顧客提供定制化的商品或服務(wù)，而顧客并沒有清楚地意識到這些產(chǎn)品和服務(wù)是為其定制的。裝飾定制：是指企業(yè)以不同的包裝把同樣的產(chǎn)品提供給不同的顧客。適應(yīng)定制：是指企業(yè)提供標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，但產(chǎn)品本身是可顧客化的，顧客可根據(jù)自身需要對產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整。 3.5.2 MC的原理(1)按對產(chǎn)品功能及其附加屬性設(shè)計的不同影響分按訂單銷售：是指企業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品加上特定的附件形成

33、有個性的產(chǎn)品，它由銷售部門或者配送機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)定制以滿足不同顧客的需求。是一種大量生產(chǎn)方式，只有銷售活動是由顧客驅(qū)動的，如日常生活用品等。按訂單裝配：是指接到顧客訂單后，將企業(yè)中已有的零部件經(jīng)過再配置后向顧客提供定制產(chǎn)品。其裝配及下游的活動都由顧客訂單驅(qū)動，如個人計算機(jī)等。3.5.2 MC的原理(2)按顧客需求對企業(yè)生產(chǎn)活動影響程度不同分按訂單制造：是指接到顧客訂單后，在已有零部件的基礎(chǔ)上進(jìn)行變型設(shè)計、制造和裝配，最終向顧客提供定制產(chǎn)品。它的變型設(shè)計及其下游的活動都由顧客訂單驅(qū)動，如低壓電器開關(guān)等。按訂單裝配和按訂單制造其本質(zhì)上都是強(qiáng)調(diào)某一產(chǎn)品族的產(chǎn)品配置。按訂單設(shè)計：是指根據(jù)顧客訂單中的特殊要

34、求，重新設(shè)計能滿足特殊需求的新零部件或整個產(chǎn)品，在此基礎(chǔ)上，向顧客提供定制產(chǎn)品。它在產(chǎn)品設(shè)計、制造、裝配和銷售配送階段都是定制的，如大型設(shè)備的制造。 3.5.2 MC的原理(2)按顧客需求對企業(yè)生產(chǎn)活動影響程度不同分對于不同的企業(yè)，MC的實現(xiàn)有不同的層次。根據(jù)變化的性質(zhì)和程度將其區(qū)別表示為表3-5。企業(yè)采用不同的定制方法，在設(shè)計產(chǎn)品時就會考慮相應(yīng)的實現(xiàn)方法，而達(dá)到不同的效果。3.5.2 MC的原理3. 定制方法分類3.5.2 MC的原理表3-5 提供顧客大量定制的程度定制程度小較小中大定制范圍沒有小范圍大范圍全范圍價 格很高同標(biāo)準(zhǔn)件領(lǐng)先時間同單獨(dú)定制同大量產(chǎn)品發(fā) 放庫存件及時裝配變化性質(zhì)沒有外

35、觀定制功能選擇核心定制變化程度沒有顧客詳細(xì)定制3. 定制方法分類MC的設(shè)計技術(shù)MC的制造技術(shù) MC的管理技術(shù) MC的信息技術(shù) 3.5.2 MC的原理4. MC的相關(guān)技術(shù)在上述4個方面的相關(guān)技術(shù)中，MC的設(shè)計與制造是實現(xiàn)MC生產(chǎn)的途徑；MC的管理是MC哲理在企業(yè)經(jīng)營管理方面的運(yùn)用；而MC的信息技術(shù)是其他3個方面的基礎(chǔ)和手。只有充分利用計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)，MC的目標(biāo)才有可能真正實現(xiàn)。 3.5.2 MC的原理(1) MC的設(shè)計技術(shù)是實現(xiàn)MC的核心和源頭。它包括產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)與工藝設(shè)計技術(shù)，前者的對象是產(chǎn)品，而后者的對象則是產(chǎn)品的加工或裝配過程。MC的設(shè)計技術(shù)強(qiáng)調(diào)基于相似性的“簡化”和“重用”。這里

36、“簡化”和“重用”既是目的，又是手段，其包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的簡化、生產(chǎn)過程的簡化和組織機(jī)構(gòu)的簡化等一系列內(nèi)容。MC將產(chǎn)品設(shè)計分成產(chǎn)品開發(fā)和快速設(shè)計兩個階段。圖3-15表示了一種比較典型的大量定制的設(shè)計過程。MC的設(shè)計技術(shù)賦予產(chǎn)品零部件及其工藝過程和工藝裝備以更高的相似性，從而為在后續(xù)生產(chǎn)活動中重用這些相似性奠定了良好的基礎(chǔ)。 3.5.2 MC的原理圖3-15 大量定制的設(shè)計過程大量定制的產(chǎn)品開發(fā)階段確定產(chǎn)品的工作原理進(jìn)行新產(chǎn)品的概念設(shè)計進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化建立產(chǎn)品模型和過程模型大量定制的快速設(shè)計階段迅速向顧客提供正確的報價快速設(shè)計產(chǎn)品和制造過程前期工作建立MC編碼體系零部件ABC分析零部件分類零部件名

37、稱分析產(chǎn)品建模幾何形狀分析參數(shù)分析建立主模型建立主文檔建立主結(jié)構(gòu)主模型主文檔主結(jié)構(gòu)產(chǎn)品配置設(shè)計產(chǎn)品變型設(shè)計顧 客 需 求(1) MC的設(shè)計技術(shù)3.5.2 MC的原理(2) MC的制造技術(shù)主要包括制造信息資源的有序化技術(shù)、可重組的制造系統(tǒng)與過程技術(shù)、模塊化制造技術(shù)以及模塊化裝配技術(shù)等方面。為了全面實現(xiàn)MC，對底層的制造技術(shù)和系統(tǒng)也提出了較高的要求。MC的制造技術(shù)應(yīng)具有足夠的物理和邏輯的靈活性，能夠根據(jù)被加工對象的特點(diǎn)，方便、高效、低成本地改變系統(tǒng)的布局、控制結(jié)構(gòu)、制造過程和生產(chǎn)批量等，有效地支持MC。當(dāng)然，為了有效地實現(xiàn)MC的制造，在制造過程的上游還必須提供一定的條件。例如，產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計必

38、須做到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和通用化，以便在制造過程中可以利用標(biāo)準(zhǔn)的制造方法和標(biāo)準(zhǔn)的制造工具，優(yōu)質(zhì)、高效、快速地制造出顧客定制的產(chǎn)品。 3.5.2 MC的原理(3) MC的管理技術(shù)是實現(xiàn)MC的關(guān)鍵技術(shù)。主要包括MC的企業(yè)資源管理技術(shù)、MC的業(yè)務(wù)過程重組技術(shù)、MC的過程管理技術(shù)、各種顧客需求獲取技術(shù)、MC的企業(yè)協(xié)同技術(shù)、MC的知識管理和企業(yè)文化等。 (4) MC的信息技術(shù)主要包括MC的產(chǎn)品信息標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化技術(shù)、MC的信息分類編碼技術(shù)、MC的數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、MC的信息系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)以及MC的信息系統(tǒng)集成技術(shù)等。 3.5.2 MC的原理5. MC的實施策略MC模式是通過把大量生產(chǎn)和定制生產(chǎn)這兩種生產(chǎn)模式的優(yōu)勢

39、有機(jī)結(jié)合起來，在不犧牲企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的前提下，了解并滿足單個顧客的需要。圖3-16描述了MC中的產(chǎn)品優(yōu)化和過程優(yōu)化的基本原理。企業(yè)產(chǎn)品中的各種零部件可分為通用零部件和定制零部件兩大類。產(chǎn)品優(yōu)化方向是減少定制零部件數(shù)。將產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)分成大量生產(chǎn)環(huán)節(jié)和定制生產(chǎn)環(huán)節(jié)兩部分。過程優(yōu)化方向是減少定制生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)。MC的實質(zhì)是要減少圖中的小矩形面積。產(chǎn)品優(yōu)化的一般方法是采用模塊化設(shè)計技術(shù)。過程優(yōu)化的一般方法是采用延遲制造策略。只有將這兩大策略結(jié)合在一起，才能充分發(fā)揮MC的優(yōu)勢。 3.5.2 MC的原理產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)（過程優(yōu)化）產(chǎn)品零部件數(shù)（產(chǎn)品優(yōu)化）通用零部件數(shù)定制零部件數(shù)定制生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)圖3

40、-16 大量定制中的產(chǎn)品優(yōu)化和過程優(yōu)化5. MC的實施策略3.5.2 MC的原理推動式（push）供應(yīng)鏈拉動式（pull）供應(yīng)鏈 MC模式是推動式和拉動式供應(yīng)鏈的整合，集成了結(jié)兩種供應(yīng)鏈構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。圖3-17是一種典型的推拉整合的MC模式，它是對推動式和拉動式的兩種供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行整合，將整個生產(chǎn)流程分為推動階段（通用化過程）和拉動階段（定制化過程），兩個階段的結(jié)合面稱之為延遲邊界。 5. MC的實施策略3.5.2 MC的原理圖3-17 推拉整合的大量定制模式定制化過程拉動階段需求拉動通用化過程推動階段延遲邊界（緩沖地帶）產(chǎn)品推動生產(chǎn)、裝配、包裝過程（）供應(yīng)商P1P2P3P4P5A1A2A3生產(chǎn)、

41、裝配、包裝過程（）顧 客M1M2M3D1M4M5M6D2零部件 部件組裝 通用模塊組裝配送中心或第三方物流公司特殊模塊組裝 目標(biāo)市場5. MC的實施策略3.5.2 MC的原理 推動式供應(yīng)鏈推動式供應(yīng)鏈：鏈上的企業(yè)通常按預(yù)測生產(chǎn)，依靠產(chǎn)成品多少來滿足顧客需求。該運(yùn)作方式以制造商為核心，產(chǎn)品生產(chǎn)出來以后從分銷商逐級推向市場，分銷商和零售商處于被動接受地位，會產(chǎn)生牛鞭效應(yīng)。企業(yè)間集成度低、庫存量高、提前期長、快速響應(yīng)市場能力差。但能利用制造和運(yùn)輸?shù)囊?guī)模性，為供應(yīng)鏈上的企業(yè)帶來規(guī)模經(jīng)濟(jì)的利益。 3.5.2 MC的原理拉動式供應(yīng)鏈拉動式供應(yīng)鏈：鏈上的企業(yè)通常按訂單生產(chǎn)，顧客需求激發(fā)最終產(chǎn)品供給，生產(chǎn)是由

42、需求驅(qū)動，生產(chǎn)是根據(jù)實際顧客需求信息傳遞給制造機(jī)構(gòu)，供應(yīng)鏈集成度高，可以根據(jù)用戶需求實現(xiàn)定制化服務(wù)，這種運(yùn)作方式與推動式相比，減輕了牛鞭效應(yīng)，縮短了提前期，降低了庫存量，以至提高市場占有率和服務(wù)水平，發(fā)揮范圍經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，但難以形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。 3.5.2 MC的原理 供應(yīng)鏈上的推動階段推動階段是第一階段，指所有顧客需求的產(chǎn)品都要經(jīng)過這部分流程，按照長期預(yù)測進(jìn)行生產(chǎn)和運(yùn)送基本功能單元（產(chǎn)品通用部件），以推動方式經(jīng)營為主。為確保實施該模型的效果，對產(chǎn)品流程設(shè)計借助于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用化等技術(shù)，在產(chǎn)品到達(dá)延遲邊界之前，盡量減少產(chǎn)品構(gòu)造的差異性，延長通用化過程，形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。3.5.2 MC的原理 供應(yīng)

43、鏈上的拉動階段拉動階段是第二階段，指產(chǎn)品個性化的差異化過程，對產(chǎn)品特殊功能單元（體現(xiàn)顧客個性化的部件）進(jìn)行生產(chǎn)、裝配、包裝及運(yùn)送，以拉動方式經(jīng)營為主。該階段為延遲邊界之后的流程，根據(jù)確實掌握的訂單信息，可以快速靈活地執(zhí)行，保證產(chǎn)品高質(zhì)量與精確度，實現(xiàn)定制化服務(wù)，滿足用戶個性化需求。延遲邊界形成一個緩沖地帶，到達(dá)這里的由產(chǎn)品共同部分形成的在制品是較通用的在制品，到這里并不立即下單制造或往下游移動，而是利用DM，等到確實掌握訂單的信息，根據(jù)訂單需求，將在制品或根據(jù)個性化需求加以修改的在制品與特殊的部件和模塊進(jìn)行有效的組合實現(xiàn)定制化服務(wù)。 1. MC模式的優(yōu)勢 2. MC的應(yīng)用條件 3. MC的應(yīng)用

44、要求 3.5.3 MC的優(yōu)勢與應(yīng)用 3.5.3 MC的優(yōu)勢與應(yīng)用 1. MC模式的優(yōu)勢 能夠降低產(chǎn)品的多樣化成本，提高利潤使生產(chǎn)者和消費(fèi)者達(dá)到雙贏的結(jié)果 增強(qiáng)了企業(yè)快速反應(yīng)市場需求的能力 增加了供應(yīng)鏈系統(tǒng)的敏捷性和協(xié)調(diào)性 3.5.3 MC的優(yōu)勢與應(yīng)用2. MC的應(yīng)用條件 可分離性產(chǎn)品可模塊化最終加工過程的易執(zhí)行性 產(chǎn)品的重量、體積和品種 適當(dāng)?shù)慕回浱崆捌?市場的不確定程度高 3.5.3 MC的優(yōu)勢與應(yīng)用3. MC的應(yīng)用要求 對生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性要求高 對整體供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新構(gòu)造 需要成熟和高效的供應(yīng)鏈支撐 戴爾公司的訂單定制和網(wǎng)上直銷 Dell通過電話或Internet與顧客直接交互，并生產(chǎn)出顧

45、客自己定制的產(chǎn)品。“每臺計算機(jī)都是按訂單生產(chǎn)，但從打電話到裝上車只需36h?！边@就是Dell最后為自己找到的競爭法寶。Dell通過電話及其網(wǎng)站（包括44個國家的專門站點(diǎn)）向全世界的顧客提供訂單定制和向PC用戶直銷。Dell有34400名雇員，這些雇員與顧客保持著緊密的聯(lián)系，其生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠滿足每個顧客的獨(dú)特需求。Dell的制造設(shè)備非常高效，能夠在一天中生產(chǎn)出超過2萬臺顧客定制的計算機(jī)，并且價格要低于其他同行業(yè)的競爭者。 3.5.4 案例：戴爾與海爾的MC應(yīng)用顧客在向Dell下訂單的時候，可根據(jù)需要自由組合各種配置，如CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)、顯示器等單元，從而裝配出完全符合自己需要的計算機(jī)系統(tǒng)

46、。假設(shè)公司有12種主板，5種CPU，3種機(jī)箱，5種硬盤，20種顯示器，8種調(diào)制解調(diào)器，4種聲卡，其基本模塊是57種（12+5+3+5+20+8+457），若將這些模塊按不同的組合方式進(jìn)行組合，則最多可形成57.6萬種產(chǎn)品。顧客不僅可以為各種配置的計算機(jī)估價，獲得最新報價，也可以獲得技術(shù)支持。 3.5.4 案例：戴爾與海爾的MC應(yīng)用戴爾公司的訂單定制和網(wǎng)上直銷 De11位于世界各地的每個工廠的每條生產(chǎn)線都以每隔兩個小時的周期進(jìn)行生產(chǎn)計劃和作業(yè)安排，因此在物料供應(yīng)上只需為工廠提供足夠兩個小時使用的物料即可。這種及時供應(yīng)的方式減少了不必要的庫存。通常Dell系統(tǒng)中的原材料和零部件庫存量大概只能維持4

47、天的生產(chǎn)，而其同行業(yè)競爭者的庫存量大多在3040天。因此，Dell既能以當(dāng)天最低的價格買到部件和原材料，又節(jié)省了庫存成本，提高了顧客滿意度。 3.5.4 案例：戴爾與海爾的MC應(yīng)用戴爾公司的訂單定制和網(wǎng)上直銷 海爾公司的大量定制為了適應(yīng)市場環(huán)境的變化，海爾集團(tuán)從1999年開始轉(zhuǎn)變經(jīng)營思路，將定制化的思想引入家電產(chǎn)品的生產(chǎn)中，開始根據(jù)訂單實施大量定制，把經(jīng)營模式從傳統(tǒng)的“我生產(chǎn)你購買”轉(zhuǎn)變?yōu)椤澳阍O(shè)計我生產(chǎn)”，從而滿足消費(fèi)者對家電產(chǎn)品的個性化需求。 3.5.4 案例：戴爾與海爾的MC應(yīng)用海爾建立了一個可供顧客進(jìn)行個性化定制的電子商務(wù)平臺，把研制開發(fā)出的冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等58個門類9200多種基本

48、產(chǎn)品類型放到平臺上，顧客可以在這些平臺上進(jìn)行模塊化操作。這些基本產(chǎn)品類型，就相當(dāng)于提供了9200多種設(shè)計“素材”，再加上平臺提供的上千種可供顧客自由選擇的基本功能模塊，使得顧客可以根據(jù)自己的特殊需求，有針對性地進(jìn)行產(chǎn)品功能的重新組合，定制出自己喜愛的產(chǎn)品。經(jīng)過海爾電子商務(wù)平臺及功能模塊化的設(shè)計，可使海爾9200多種基本產(chǎn)品類型放大到10倍以上。 3.5.4 案例：戴爾與海爾的MC應(yīng)用海爾公司的大量定制為了推進(jìn)MC，海爾在全集團(tuán)內(nèi)實施了CIMS工程，并有針對性地開發(fā)了EOS商務(wù)系統(tǒng)、ERPM系統(tǒng)、JIT配送系統(tǒng)等六大輔助系統(tǒng)，從而使生產(chǎn)線的生產(chǎn)模式更加柔性化，可以實現(xiàn)不同型號產(chǎn)品的混流生產(chǎn)。海爾

49、ERPM系統(tǒng)可以隨時獲得用戶通過電子商務(wù)平臺提交的訂單信息和定制要求，自動地生成向生產(chǎn)線配送物料的BOM，并通過無線掃描、紅外傳輸?shù)痊F(xiàn)代物流技術(shù)的支持，實現(xiàn)定時、定量、定點(diǎn)的“三定”JIT配送。正是在前端面向用戶的電子商務(wù)平臺以及后端面向生產(chǎn)的柔性化制造系統(tǒng)的緊密集成下，海爾不但完成家電產(chǎn)品的按需生產(chǎn)，同時還保證低成本和快速交貨。 3.5.4 案例：戴爾與海爾的MC應(yīng)用海爾公司的大量定制3.5 END3.6.1 GT的發(fā)展 3.6.2 GT的原理3.6.3 案例：船用閥門的成組生產(chǎn) 3.6 成組技術(shù)（GT）成組技術(shù)（Group Technology，GT）3.6.1 GT的發(fā)展多品種中小批量生

50、產(chǎn)企業(yè)約占機(jī)械工業(yè)企業(yè)總數(shù)的75%80%，如何有效地提高這些企業(yè)的勞動生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力，是關(guān)系到這些企業(yè)的生存與發(fā)展的重大問題。為了解決這一問題，最終發(fā)展了成組技術(shù)（Group Technology，GT）。其名稱雖是“技術(shù)”，但實質(zhì)是一種制造模式，或應(yīng)準(zhǔn)確地稱其為成組生產(chǎn)（Group Production，GP）。最早提出成組技術(shù)（GT）思想的是前蘇聯(lián)科學(xué)院士米特洛凡諾夫，他在20世紀(jì)50年代出版了成組工藝科學(xué)原理一書，對機(jī)械零件的成組加工和成組工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和總結(jié)。3.6.1 GT的發(fā)展到了20世紀(jì)60年代，西歐各國對GT的研究達(dá)到了高潮，

51、以德國阿亨工業(yè)大學(xué)Opitz教授為代表，使GT成為一門完整的科學(xué)理論。德國阿亨工業(yè)大學(xué)通過大量的統(tǒng)計分析表明，任何一種機(jī)械產(chǎn)品中的組成零件都可以分為三類（圖3-18） C標(biāo)準(zhǔn)件20%25%A特殊件5%10%B相似件65%70%圖3-18 組成機(jī)械產(chǎn)品的三類零件3.6.1 GT的發(fā)展20世紀(jì)70年代以后，美國、日本等國開始接受GT思想，并與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，使其得到深入發(fā)展。80年代以后，GT作為一種制造哲理已被人們普遍接受，成為先進(jìn)制造系統(tǒng)的重要理論基礎(chǔ)之一。在制造系統(tǒng)中應(yīng)用GT就成為一種有特色的制造模式。1. GT的概念 2. 零件的分類和編碼3. 成組生產(chǎn)4. GT在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用及其效

52、益 3.6.2 GT的原理3.6.2 GT的原理成組技術(shù)是在多品種的生產(chǎn)活動中，研究和利用有關(guān)事物的相似性，將相似的問題分類成組，尋求解決這一組問題的相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案，以取得期望的經(jīng)濟(jì)效益的一門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)。這是成組技術(shù)的一般定義。1. GT的概念 成組技術(shù)，即將一組加工工藝過程相似的零件放在一起形成零件組，制定統(tǒng)一的加工工藝過程。這是成組技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的定義（又稱為成組工藝）。 成組加工是指將某一工序中加工方法、安裝方式和機(jī)床調(diào)整相近的零件組成零件組，放在一起加工，以減少機(jī)床調(diào)整工作量和提高加工效率。 3.6.2 GT的原理把與生產(chǎn)活動有關(guān)的事物（如零件、材料、工藝、產(chǎn)品等），按照一定

53、的規(guī)則進(jìn)行成組分類，是實施GT的核心和基礎(chǔ)，其理論基礎(chǔ)是相似性原理。就零件本身屬性而言，其相似性可理解為作用相似和結(jié)構(gòu)特征相似。 2. 零件的分類和編碼要實施GT必須首先建立相應(yīng)的零件分類編碼系統(tǒng)。所謂的零件分類編碼就是用數(shù)字來描繪零件的名稱、幾何形狀、工藝特征、尺寸和精度等，也就是零件特征的數(shù)字化。世界上為推廣GT已有的分類編碼系統(tǒng)達(dá)70多種，其中影響較廣的是德國研制的Opitz系統(tǒng)。 我國于1984年制定的“機(jī)械零件分類編碼系統(tǒng)（JLBM-1系統(tǒng)）” 如圖3-19所示。圖319 JLBM-1分類編碼系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)材料毛坯原始形狀熱處理零件名稱類別碼3.6.2 GT的原理2. 零件的分類和編碼3.6.2 GT的原理系統(tǒng)的特點(diǎn)零件類別按名稱類別矩陣劃分，便于設(shè)計、檢索；分類表簡單，定義明確，容易掌握；碼位適中，具有足夠描述信息的容量。其編碼示例見圖3-20。 圖320 JLBM1 分類編碼系統(tǒng)編碼示例非回轉(zhuǎn)類零件 名稱：座 材料：HT150內(nèi)回轉(zhuǎn)加工為高精度長度尺寸250500mm寬度160440mm無熱處理鑄件灰鑄鐵輔助孔為單方向、直線排列內(nèi)部無平面加工主孔為平行軸線無外形要素外部無曲面加工外部有兩側(cè)平行平面加工總體形狀無彎曲，輪廓邊緣由直線組成連接板板塊