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大规模定制生产与协同产品商务

大规模定制生产与协同产品商务 2011年12月04日 来源： 制造业是国民经济的核心，尤其是装备制造业关系到所有制造业的水平与国防的现代化，我国装备制造业在近20多年有了长足的发展，但与国际先进水平还有很大差距，表1是2000年统计数据。如何缩小差距，按照世界先进生产模式改造我国制造业是必由之路。

图1 成本与批量的关系

1. 生产模式对机械制造企业及其车间生产活动的技术经济指标有显著的影响，图1说明了成本与批量的关系。在单件生产中，由于大量采用通用的机床和工艺装备，手工操作占相当大的比重，生产的自动化水平低，加工制造产品的劳动量大，劳动生产率低。即使使用NC机床和加工中心,劳动生产率也无法与成批生产和大量生产相比,此外，由于车间、工段、小组多采取工艺专业化的生产组织形式，生产过程的平均性和连续性很差，同时，生产过程的各个环节的比例关系则是按照企业总的生产任务确定的，没有经过细致的能力核算与平衡，所以生产中间断时间也较多。所有这些因素，都影响到产品制造的生产周期延长，流动资金的周转次数迟缓，从而使产品成本提高。在成批生产条件下，由于产量较大，产品品种较少，生产较稳定，有可能采用部分自动化设备、专用设备和专用工、夹、量具，手工操作的比重较单件生产为小，因此降低了产品的劳动量，提高了劳动生产率。同时由于某些生产环节是按对象原则组织生产，设备按工艺过程的流向进行排列，生产的连续性和平行性较高，各种环节的生产能力是依据主要的重复生产的产品来计算，所以它们之间的比例关系也比较合理，生产过程的间断时间相应地减少，所有这些，都为缩短产品的生产周期，加速流动资金周转和降低产品成本创造了一定的条件，成批生产的经济技术指标要高于单件生产。在大量生产中，由于广泛地采用高效率的自动化、半自动化设备、专用机床和专用工艺装备，生产的自动化水平高手工操作的比重减少到最低限度，为提高劳动生产率和降低产品劳动量创造了有利条件。2. 大批量生产的分析大批量生产使得美国在20世纪的大部分时间内取得了制造业的垄断地位，这种生产方式是建立在单一产品、稳定的市场需求、长的产品生命周期和长的产品开发周期，其中的任何一个因素的变化将直接影响到这个生产循环的顺利进行，影响到大批量生产方式的成功与否。随着社会的发展，企业面临的市场已经发生了很大变化。那个维持大批量生产方式的动态循环已被目前的动荡市场所打破。因此这种生产方式必将被新的生产方式所替代。大规模定制生产正是在这种情况下产生的。作为一种生产方式的设想，阿尔文. 托夫勒早在1970年在他的著作《未来的冲击》中预见了大规模定制生产这种新的生产方式。这种能满足顾客的真正需求而又不牺牲效益和成本的新的生产方式就这样产生了，它作为一种有效的竞争手段将逐渐被企业采纳。表2 是大规模定制生产与大批量生产的比较,从表中的比较和目前动荡市场的现实来看，MC很好地迎合了市场变化的需要，作为一种新的制造方法具有很强的生命力。

表2 大规模定制生产(MC)与大批量生产的比较

3. 大规模定制生产的基本理论和方法大规模定制生产是把多品种单件小批生产与大批量生产的优点集中起来，解决多品种单件小批生产与大批量生产的缺点，适应现代市场经济的发展。大体上说，大规模定制生产主要是基于以下理论和方法得以实现其目标的如图2

图2 大规模定制生产的基本理论和方法

图2说明了大规模定制生产是把大批量生产中的优点和单件、小批生产中的优点结合起来，采用：（1）产品设计模块化。充分利用多种的模块技术，包括部件共享模块技术(Component－sharing modularity )，部件交换模块技术 ( Component－swapping modularity)，主件适应模块技术(Cut－to－fit modularity)，添加模块技术(Bus modularity)，组合模块技术(Sectional modularity )。模块间的高度自组织性，在产品模块化基础上，容易实现标准功能模块的快速配置，实现产品的快速重构，快速得到一系列适应市场需求的全新产品。（2）零件的高度标准化。通过零件的高度标准化，可以使零件的外协变得容易，自制的专用件大大减少，加速新产品的开发。（3）产品信息的继承性。尽管不同定制产品在外形和功能上有一定的差异，但它们中的某些部件具有一定的相似性，这样就可以充分利用成组技术的原理与方法，对已经经过生产实践考验的产品信息，继承以往的产品信息、制造工艺信息，提高产品的一次成熟性；同时，一个新产品的设计不再需要从零开始，大大缩短了产品设计周期。（4）开发设计过程重组。一般的普遍被设计人员接受的设计方法，是基于功能的设计方法，并且每设计一个新产品将是独立和全新的，而大量定制强调的不是设计新零件而是组合新产品，它对关键的过程进行分析和重组，以便将以前被人为隔开但又相互关联的活动组合起来。大规模定制生产的产品设计包括两个大的部分：全新产品开发和定制产品开发。全新产品开发根据对市场的预测和工厂的实际能力的分析，进行新产品和标准模块的设计，这一过程需要有长远的预见性和创新性，同时也有一定的风险性，它的成败将很大地影响企业的命运；定制产品设计则是一种常规设计和组合，主要根据合同中顾客需要的具体需求 选择适当的组合产品，并按具体的参数对标准模块进行变型设计。（5）生产组织上充分利用产品信息的模块化。对产品按照其功能层层分解，分解成一些独立的而又相互关联的功能模块，这样，不同的功能模块可由不同的厂家进行设计和制造，并易于集成。图3描述了轿车的模块化设计例子(图中的XOR表示异或)。

图3 轿车的功能模块分解

（6）组织大规模定制生产应具有以下条件：先进技术和设备；扁平的、合理的企业结构；全面支持产品开发和制造的集成信息系统；协同产品商务(CPC)环境；高素质的员工。5．协同产品商务(CPC)综上所述, 大规模定制生产是解决现代市场经纪条件下多品种生产最佳模式,但是从它实施的必要条件是具有协同产品商务(CPC)环境, 为了解协同产品商务(CPC),作如下介绍。1) 协同控制(Heterarchical Control)又称为非递阶控制或分布控制，其特点是系统中各实体之间不存在主从关系，它们通过相互间的通讯来进行协调，以实现系统的目标。协同控制的形式在自然界是经常可以见到的。协同控制的组织是扁平的，是一个围绕组织目标而组成的面集合体，强调按业务导向组织管理。协同控制没有主从关系。各子系统有高度的独立自主权，它们通过通讯和协商，共同完成任务。协同控制的结构如图4所示。

协同控制的组织也可以是地域上分布的自治单元。这种自治单元不强调系统的全能，也不强调一个产品从头到尾都是自己去开发、制造。各个专业化的自治单元通过计算机网络，组成完成某一新产品的开发研究、设计、制造、装配、销售和维护全过程的动态集合体(或称“虚拟”企业)。当新产品的生命周期结束时，这一动态结合体也宣告解散。当然，协同控制在制造系统的应用是一个渐变的过程，它不能替代集中控制和递阶控制。协同控制的形式将与集中控制和递阶控制的形式并存。如炼钢厂就不可能完全采用协同控制的形式。协同控制的发展，从技术上说，除了要有互联网外，还要求发展能大规模修改软件的技术，发展可重组的软、硬件设备，发展适用于远距离分布自治单元并行工作的群件(Groupware)。协同控制的理论和方法正在发展之中。分布式人工智能技术(DAI)中多施主系统(Multi─Agent System)理论、现代组织理论和成组技术等的发展将丰富协同控制的理论和方法。协同控制的实施将对产品的模块化设计提出更高的要求。协同控制的现实意义是：(1) 协同控制是一种世界范围内的发展趋势。未来企业的规模比现在要小，职工比现在要少，组织层次更少，形成一种“交响乐团式”的组织结构。(2) 中国的工厂主要采用上级部门集中控制或递阶控制的形式。随着社会主义市场经济在中国确立，各企业之间的关系不再需要由上级部门进行协调，因为大多数企业不再受上级部门的直接控制，而且有较大的自主权。企业朝专业化方向发展，已有不少大中型企业力图简化系统，将大量的一般的加工任务扩散出去，自己集中精力抓装配和关键件的生产。(3) 随着中国经济改革的深入发展，企业内部的生产责任制将进一步推广，工厂层制造系统的分布化结构将会越来越普遍。具有较大独立自主权的项目组、生产小组、单元、独立制造岛等模式将会受到人们越来越高的重视。划小核算单位、建立以部门承包为基础的模拟市场等设想在许多大中型企业中已经开始实施，并取得了明显的经济效益。图5是现代先进生产模式--协同产品商务的示意图,从图中可以看出协同产品商务（CPC）是建立在企业信息化基础上,没有完整的企业信息化,就不可能实施协同产品商务。

图5 协同产品商务的示意图

6.大规模定制生产与协同产品商务是我国制造业发展的方向中央提出用科学发展观指导经济工作，产业结构的改变不但要发展高科技产业、附加值高的产业，对传统产业的改造和提高也是重要和必须的，目前大量的单件、中小批量企业，处于低效益、高成本运行状态，在国民生产总值中占相当大的比例，这种产业结构的改造，不是一家一户能进行的，如何既运用市场规律，又发挥各级政府宏观调控的机制，促进大量的单件、中小批量企业改变落后的生产模式。目前正各级政府、大企业集团正在制订“十一五规划”，对传统产业的产业结构的改造应引起充分的重视。(end)

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