畢業(yè)設計（論文）大批量定制條件下產(chǎn)品配置研究及產(chǎn)品選擇

1、本科畢業(yè)設計（論文）本科畢業(yè)設計（論文） 大批量定制條件下產(chǎn)品配置研究及產(chǎn)品選擇大批量定制條件下產(chǎn)品配置研究及產(chǎn)品選擇 學學 院院 機電工程學院機電工程學院 專專 業(yè)業(yè) 機械設計制造及其自動化機械設計制造及其自動化 （機械電子工程方向）（機械電子工程方向） 年級班別年級班別 20062006 級級(1)(1)班班 學學 號號 學生姓名學生姓名 指導教師指導教師 2010 年年 6 6 月月 1010 日日 摘要摘要 面對客戶需求的個性化、多樣化及市場的快速多變，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式已無 法適應市場的發(fā)展。而大批量定制生產(chǎn)方式，既能滿足客戶的真正需求而又不犧牲企 業(yè)效益和成本，正在成為 21 世

2、紀制造業(yè)的主流生產(chǎn)方式。本文介紹了大批量定制的背 景以及目前國內(nèi)外的研究狀況，了解了大批量定制的基本原理及其技術(shù)體系，熟悉了 大批量定制生產(chǎn)的業(yè)務流程，探討了大批量定制與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（pdm）之間的關(guān)系。 由于不同的客戶有不同的需求，當暫時無法滿足客戶的需求時，還需要對產(chǎn)品進行開 發(fā)設計或者快速設計，所以本文還介紹了產(chǎn)品開發(fā)設計及產(chǎn)品快速設計的過程。最后， 以常用減速器產(chǎn)品作為實例，對產(chǎn)品配置及產(chǎn)品選擇進行簡單的探討，通過 access 可 視化編程來實現(xiàn)客戶對產(chǎn)品進行選擇的功能。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：大批量定制，pdm，產(chǎn)品開發(fā)設計，產(chǎn)品配置，產(chǎn)品選擇 abstract the fleetnes

3、s facing individuation,diversification and marketplace that the customer needs is changeful,the tradition mass production way already has no way to adapt to development of marketplace.the mass customization approach,both to meet the real needs of customers without the expense of enterprise efficienc

4、y and cost,is becoming the mainstream of 21st century manufacturing production.this article describes the background of mass customization and the current status of domestic and foreign research,understands the basic principles of mass customization and technology system,familiar with the mass custo

5、mization of business processes,discusses the relationship between mass customization and product data management (pdm) .because different customers have different needs,when temporarily unable to meet customer demand,they also need to develop the product design or rapid design,this article also desc

6、ribes the product development and design and rapid product design process.finally,reducer products commonly used as an example of product configuration and product selection of simple,through the access visual programming to achieve our customers choose the product features. key words：mass customiza

7、tion,pdm,product development and design,product configuration,product selection 目目 錄錄 1 緒 論.1 1.1 大批量定制的背景.1 1.1.1 市場環(huán)境的變化.1 1.1.2 信息技術(shù)和先進制造技術(shù)的發(fā)展.3 1.2 大批量定制研究的重要意義.3 1.3 大批量定制生產(chǎn)的研究現(xiàn)狀.5 1.3.1 大批量定制的設計方法.5 1.3.2 常用技術(shù).6 2 大批量定制的業(yè)務流程.8 2.1 已有產(chǎn)品類型的處理方法.10 2.2 新產(chǎn)品或改進產(chǎn)品類型的處理方法.11 3 大批量定制基本原理及其技術(shù)體系.15 3.1

8、大批量定制的基本概念.15 3.2 大批量定制的分類.15 3.3 大批量定制與大批量生產(chǎn)方式的比較.16 3.2 大批量定制的基本原理.16 3.2.1 相似性原理.16 3.2.2 重用性原理.17 3.2.3 全局性原理.17 3.3 大批量定制的技術(shù)體系.17 3.3.1 面向大批量定制開發(fā)設計技術(shù).18 3.3.2 面向大批量定制的管理技術(shù).18 3.3.3 面向大批量定制的制造技術(shù).18 3.4 大批量定制的基本思路.19 3.5 pdm 原理.20 4 產(chǎn)品開發(fā)設計與快速設計.21 4.1 產(chǎn)品開發(fā)設計過程.21 4.1.1 建立編碼體系.22 4.1.2 零部件的 abc 分析

9、.23 4.1.3 零部件分類.24 4.1.4 零部件名稱分析.24 4.1.5 零件幾何形狀分析.25 4.1.6 零件參數(shù)分析.25 4.1.7 建立零部件主模型.26 4.1.8 建立零部件主文檔.26 4.1.9 建立產(chǎn)品主結(jié)構(gòu).27 4.2 快速產(chǎn)品設計過程.27 5 產(chǎn)品選擇實例.28 5.1 產(chǎn)品實例.28 5.2 產(chǎn)品選擇功能的實現(xiàn).28 5.2.1 編程語言的選擇.29 5.2.2 產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標準.30 5.2.3 產(chǎn)品選擇系統(tǒng)設計.31 結(jié)論.33 參考文獻.34 致謝.35 附錄 程序代碼.36 1 緒緒 論論 1.1 大批量定制的背景大批量定制的背景 20 世紀初，

10、福特和斯隆創(chuàng)立了大批量生產(chǎn)方式。1908 年第一輛售價 950 美元的福 特 t 型車投放市場，至 1927 年共生產(chǎn)了 1500 萬輛 t 型車。大批量生產(chǎn)的主要特點是 采用標準的制造過程和標準化的零部件，進行高效率的自動化作業(yè)，通過規(guī)模經(jīng)濟效 應，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 當前，制造業(yè)競爭的全球化和客戶需求的多樣化對企業(yè)提出了新的要求：更多的 產(chǎn)品個性化，更短的產(chǎn)品生命周期，更低的產(chǎn)品價格和更高的產(chǎn)品質(zhì)量。派恩曾經(jīng)從 市場需求、競爭強度、市場特點、產(chǎn)品替代品、產(chǎn)品生命周期、技術(shù)發(fā)展、客戶主動 性、時尚意識等方面對市場的變化做過詳細的分析。顯然，大批量生產(chǎn)方式已經(jīng)不能 滿足目前的市場需求

11、。 企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營的活動已經(jīng)從原先以產(chǎn)品為中心和以市場為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥蛻粜?求為中心。按照客戶的個性化需求提供一對一的產(chǎn)品和服務，成為企業(yè)在激烈的競爭 中生存和發(fā)展的主要手段。 在這種背景下，大批量定制得到了迅速的發(fā)展，正在成為 21 世紀制造業(yè)的主流生 產(chǎn)方式。美國喬治華盛頓大學的一個專家小組對新興技術(shù)發(fā)展作了預測，提出了世 界未來的 85 項新興技術(shù)，其中就包括大批量定制技術(shù)。預測專家小組認為，到 2015 年美國大約有 30%的產(chǎn)品可以進行大批量定制1。 1.1.1 市場環(huán)境的變化 從總體上看，當前的國內(nèi)外市場主要是買方市場，市場相對飽和。各國、各企業(yè) 為爭奪市場而展開激烈的競爭。 我國

12、在 20 世紀 90 年代以前，大多數(shù)工業(yè)品處于短缺狀態(tài)。在這種嚴重供不應求 的 市場狀況下，各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式基本上都是粗放型的總量快速擴張，在較短的時間 內(nèi)形成了相當可觀的生產(chǎn)能力。但進入 90 年代、尤其是 90 年代中期之后，許多產(chǎn)業(yè) 陸續(xù)出現(xiàn)了生產(chǎn)能力過剩的情況，各產(chǎn)業(yè)供大于求的局面已經(jīng)基本形成，買方市場的 格局得到了鞏固。根據(jù)對 613 種典型商品的調(diào)查統(tǒng)計，1997 年下半年供過于求的有 195 種，占總數(shù)的 31.8%，供求平衡的是 408 種，占總數(shù)的 66.6%，而供不應求的僅為 10 種，占總數(shù)的 1.6%。 我國出現(xiàn)買方市場的主要原因是：市場國際化，國內(nèi)企業(yè)發(fā)展迅速和國內(nèi)

13、市場進 一步細分。 賣方市場買方市場的對稱,是指供給小于需求、商品價格有上漲趨勢，賣方在 交易上處于有利地位的市場。 在賣方市場上，商品供給量少，由于供不應求而不能滿足市場的需求，即使商品 質(zhì)次價高也能被銷售出去，商品價格呈上漲趨勢。這時，買方對商品沒有選擇的主動 權(quán)，賣方只關(guān)心產(chǎn)品數(shù)量，很少考慮市場需求。賣方在交易上處于主動地位。賣方市 場的存在，意味著商品交換中買賣雙方之間的平等關(guān)系，已被商品的供不應求所打破。 賣方市場是商品經(jīng)濟特有的現(xiàn)象。資本主義商品經(jīng)濟中的賣方市場是在價值規(guī)律的自 發(fā)調(diào)節(jié)之下，伴隨著資本主義再生產(chǎn)周期中的復蘇階段和繁榮階段出現(xiàn)的；社會主義 商品經(jīng)濟發(fā)展的一定時期，也會

14、出現(xiàn)賣方市場，這也是社會總供給和社會總需求比例 失衡時出現(xiàn)的一種市場狀況。 買方市場賣方市場的對稱，是指供給大于需求、商品價格有下降趨勢，買方 在交易上處于有利地位的市場趨勢。 在買方市場上，商品供給過剩，賣方之間競相拋售，價格呈下降趨勢，買方在交 易上處于主動地位，有任意選擇商品的主動權(quán)。買方市場意味著商品交換中買賣雙方 之間的平等關(guān)系，由于商品的供大于求而被打破。買方市場是商品經(jīng)濟特有的現(xiàn)象， 但是，在不同的社會制度下，形成買方市場的社會原因和性質(zhì)有著本質(zhì)的區(qū)別。資本 主義商品經(jīng)濟中的買方市場是在價值規(guī)律的自發(fā)調(diào)節(jié)之下，伴隨著資本主義再生產(chǎn)周 期中的蕭條和危機階段出現(xiàn)的，供求關(guān)系不僅反映了

15、資產(chǎn)階級和無產(chǎn)階級之間剝削與 被剝削的關(guān)系，同時還反映了資產(chǎn)階級內(nèi)部的矛盾和斗爭。社會主義商品經(jīng)濟中的買 方市場是在價值規(guī)律的自覺調(diào)節(jié)之下，為經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造一個寬松環(huán)境，并建立預防不 測事故的后備及經(jīng)常性的調(diào)劑余缺的周轉(zhuǎn)性儲備而出現(xiàn)的，供求關(guān)系反映的是生產(chǎn)者 和消費者之間根本利益的一致性，供求矛盾具有非對抗性2。 在買方市場條件下，信息是不對稱的，掌握信息的是客戶，缺乏信息的是商家。 由于科學技術(shù)的進步和財富的增加，人們的消費觀念發(fā)生了很大的變化，他們希望得 到個性化和多樣化的產(chǎn)品與服務，同時也對產(chǎn)品的價格、質(zhì)量和交貨期提出了更加苛 刻的要求。因此市場的需求變得更加難以琢磨，企業(yè)的生存壓力變得更

16、大。 1.1.2 信息技術(shù)和先進制造技術(shù)的發(fā)展 信息技術(shù)是推動大批量定制發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)因素之一。20 世紀 60 年代末，因特網(wǎng) 一直作為美國國防和科技界使用的工具。直到 1991 年，美國全國科學技術(shù)基金會才取 消了對因特網(wǎng)商業(yè)應用的限制。短短的十幾年間，因特網(wǎng)的應用和發(fā)展涉及到社會、 政治、經(jīng)濟和生活的各個方面。因特網(wǎng)采用 tcp/ip 通訊協(xié)議，客戶只需要簡單的鼠標 操作便可以瀏覽因特網(wǎng)上的各種內(nèi)容。因特網(wǎng)是全球最大的、開放的計算機網(wǎng)絡。通 過計算機網(wǎng)絡，可以跨地區(qū)、跨國界地實現(xiàn)網(wǎng)上資源的共享。 因特網(wǎng)對大批量定制的影響表現(xiàn)在以下兩個方面：密切了企業(yè)與客戶的關(guān)系、密 切了企業(yè)與企業(yè)的關(guān)系

17、。 （1） 密切了企業(yè)與客戶的關(guān)系 因特網(wǎng)使企業(yè)很容易地與每一位客戶進行一對一的對話，確切了解他們的愛好和 需求，并對此迅速做出反應。反過來，因特網(wǎng)也常常是客戶了解企業(yè)、進而知道哪家 企業(yè)能為其提供最佳的產(chǎn)品和服務的有效途徑。 （2） 密切了企業(yè)與企業(yè)的關(guān)系 因特網(wǎng)使企業(yè)間的合作變得非常方便，這樣可以實現(xiàn)企業(yè)間的資源共享，將定制 產(chǎn)品設計和制造中的各項任務分解到相關(guān)專業(yè)化企業(yè)中去，以達到降低產(chǎn)品成本、縮 短產(chǎn)品交貨期的目的。 先進制造技術(shù)也是推動大批量定制發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)因素之一。先進制造技術(shù)是傳 統(tǒng)制造業(yè)不斷吸收機械、信息、材料及現(xiàn)代管理技術(shù)等方面最新的成果，并將其綜合 應用于產(chǎn)品開發(fā)與設計、

18、制造、檢測、管理及售后服務的制造全過程，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高 效、低耗、清潔、敏捷制造，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟效果的前沿制造技術(shù)的總稱。從本 質(zhì)上可以說，先進制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù) 等的有機融合。 先進制造技術(shù)包括先進產(chǎn)品開發(fā)設計技術(shù)、先進管理技術(shù)以及先進制造工藝與裝 備技術(shù)，是實現(xiàn)面向大批量定制設計、管理和制造的技術(shù)基礎2。 1.2 大批量定制研究的重要意義大批量定制研究的重要意義 當前世界發(fā)達國家的制造業(yè)正醞釀著向大批量定制生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，當今的市場環(huán)境是， 客戶需求的多樣化、產(chǎn)品生命周期縮短、大市場和大競爭、交貨期成為主要的競爭因 素、多品種小批量生產(chǎn)比例增大、可持續(xù)發(fā)

19、展的呼聲越來越高等。制造業(yè)競爭的全球 化和客戶需求的多樣化對制造業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品提出了更高的要求：更多的產(chǎn)品變化，更 短的交貨期，更低的產(chǎn)品成本和更高的產(chǎn)品質(zhì)量。 隨著競爭日益激烈，相對穩(wěn)定的傳統(tǒng)市場正在逐步成為動態(tài)多變的市場，產(chǎn)品更 新?lián)Q代加快、產(chǎn)品技術(shù)含量提高和多品種小批量的生產(chǎn)所占比例增多，產(chǎn)品的成功需 要價格的降低和交貨期的縮短。目前競爭的模式已經(jīng)從公式：價格成本利潤轉(zhuǎn)化 為公式：利潤價格成本。這種競爭模式要求企業(yè)能夠從各個方面來降低成本，尋 求新的競爭手段。在這樣的條件下，不論是以汽車行業(yè)為代表的大批量生產(chǎn)（ mass production ）模式，還是以航空行業(yè)、重工行業(yè)為代表的定制（

20、 customization ）模式 都不能適應市場上日益增加的擾動，而受到了嚴峻的挑戰(zhàn)。尤其是定制生產(chǎn)方式，由 于其成本高、交貨期長，更加不能夠及時、優(yōu)惠地滿足客戶定制產(chǎn)品的要求，并在市 場競爭中取得優(yōu)勢。 大批量定制（ mass customization ）是一種觀察和思考問題的新思路，也為企業(yè) 迎接挑戰(zhàn)，組織設計、生產(chǎn)、服務提供了一種新模式。它在一定程度上為重型機械行 業(yè)提高競爭力提供了一種參考，為解決困擾定制生產(chǎn)的困境提供了一定程度的幫助。 傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式適合于單一的產(chǎn)品市場、穩(wěn)定的市場需求、較長的產(chǎn)品生 命周期和產(chǎn)品開發(fā)周期，從而對當今企業(yè)環(huán)境的適應性越來越差。傳統(tǒng)定制生產(chǎn)方

21、式 由于開發(fā)周期長、成本高、質(zhì)量不穩(wěn)定等原因，也不適應當今的企業(yè)環(huán)境。大批量定 制是在大批量生產(chǎn)和傳統(tǒng)的定制生產(chǎn)基礎上的進一步發(fā)展，是對大批量生產(chǎn)和傳統(tǒng)定 制生產(chǎn)特點的綜合和揚棄，為解決大批量生產(chǎn)與定制生產(chǎn)之間的看似不可調(diào)和的矛盾 提供了方案。 大批量定制方式對我國制造業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。雖然我國消費水平還遠不 如發(fā)達國家，但我國要與發(fā)達國家面對共同的市場，就必須采取大批量定制方式。而 且，目前我國的市場環(huán)境在全球處于快速發(fā)展和積極的狀態(tài)，這對于我國經(jīng)濟來說是 一個飛速發(fā)展的機遇，并且城鄉(xiāng)居民的購買力將會進一步提高，定制產(chǎn)品的需求會不 斷擴大，大批量定制的發(fā)展更體現(xiàn)出其重要性4。 所以，我

22、國制造業(yè)應在發(fā)展大批量生產(chǎn)的同時，加快發(fā)展大批量定制生產(chǎn)，實現(xiàn) 跨越式發(fā)展。 1.3 大批量定制生產(chǎn)的研究現(xiàn)狀大批量定制生產(chǎn)的研究現(xiàn)狀 從常用設計方法，設計實施的支持環(huán)境等方面對目前大批量定制設計的研究現(xiàn)狀 進行了介紹和分析。大批量定制是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，將隨著技術(shù)的發(fā)展，逐漸 取代大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)方式。大批量定制設計作為實現(xiàn)大批量定制生產(chǎn)方式的關(guān)鍵， 目前仍然存在許多不足，需要在各個方面進行深入研究，為實現(xiàn)大批量定制，解決好 它面臨的挑戰(zhàn)速度和成本，提供更好的技術(shù)支持。 1.3.1 大批量定制的設計方法 大批量定制設計方法概括起來就是要實現(xiàn)產(chǎn)品零部件的標準化和模塊化。下面介 紹常用的設計

23、方法。 1、標準化、規(guī)范化 產(chǎn)品中大量使用標準零部件有利于降低成本。企業(yè)應將對產(chǎn)品成本影響較大的零 部件進行標準化，而通過其它零部件的變型來滿足定制的需求。為了提高速度、降低 成本，還應考慮對原材料、加工代碼等進行標準化。 規(guī)范化是指分析企業(yè)零件，合并 相似件，減少零件數(shù)量提高零件使用頻率，從而降低零件管理費用的方法。實現(xiàn)標 準化、規(guī)范化的方法包括 abc 分析、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析、零件分析、參數(shù)分析、編碼技術(shù) 等，對零件的使用頻譜進行分析。標準化使用頻譜高的零件。規(guī)范化使用頻譜較低的 零件，合理分布企業(yè)零件。 2、面向產(chǎn)品族設計 面向產(chǎn)品族設計指結(jié)合預測分析已有顧客需求，根據(jù)產(chǎn)品擬采用的定制方法提

24、取 變型參數(shù)，同時設計一族產(chǎn)品的設計方法。其目標是提供可變型的產(chǎn)品模型，為針對 單個客戶需求進行產(chǎn)品配置和快速設計提供基礎。其產(chǎn)品模型具有如下特征：產(chǎn)品結(jié) 構(gòu)的組成模塊能夠為特定客戶配置出最終產(chǎn)品；模塊組織能夠讓銷售、設計、制造和 服務部門采用一致的方式反映企業(yè)能力和顧客需求；能夠作為信息集成平臺實現(xiàn)產(chǎn)品 設計全過程的集成；能夠用來評價產(chǎn)品生命周期中決策的經(jīng)濟性。 3、模塊化設計 模塊化設計是對一定范圍內(nèi)的不同功能或相同現(xiàn)能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進 行功能分析，劃分并設計一系列功能模塊。通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品， 以滿足市場的不同需求。雖然定制是提供滿足客戶特定需求的最終產(chǎn)品，但它

25、仍依賴 于零部件的加工與制造，采用規(guī)劃好或標準化或易于變型的零部件模塊可以降低成本， 提高速度。模塊劃分可以參考如下原則： (1)產(chǎn)品族的劃分：根據(jù)擬設計的產(chǎn)品族和相應的定制方法，劃分構(gòu)成產(chǎn)品的模 塊，使通過不同模塊進行配置，組合變型得到產(chǎn)品族成為可能； (2)設計制造中的重復性：只有模塊具有一定的數(shù)量的重用性時，劃分出的模塊 才具有普遍性，才能夠形成批量經(jīng)濟性，而獲得低成本； (3)劃分粒度：模塊劃分的粒度太大不利于進行組合變形，不能很好地發(fā)揮模塊 化設計的優(yōu)點；而粒度太小不利于進行產(chǎn)品配置，并帶來工作量的增加； (4)產(chǎn)品的全生命周期：模塊劃分時不能只考慮產(chǎn)品設計階段的成本，而應該考 慮到

26、產(chǎn)品的制造、銷售、維護等階段的經(jīng)濟性和便利性。 1.3.2 常用技術(shù) 根據(jù)大批量定制設計的要求，下列技術(shù)可用來構(gòu)建其支持環(huán)境： 1、 創(chuàng)成式 bom bom 是表示產(chǎn)品零部件裝配關(guān)系的一種形式。創(chuàng)成式 bom 使用變量條件管理表 中條目的有效性，使統(tǒng)一產(chǎn)品族中不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)成為可能，是實現(xiàn)產(chǎn)品配置的關(guān)鍵。 創(chuàng)成式 bom 的研究開始于 9o 年代初期，目前有面向過程的創(chuàng)成式 bom 、面向?qū)ο?的創(chuàng)成式 bom 等，要解決的問題是如何合理安排組織方式，以便更有效地統(tǒng)一產(chǎn)品結(jié) 構(gòu)，更快速地獲取信息。 2、 拼裝 快速設計結(jié)果需要進行預裝配來檢驗模塊之間的關(guān)系，需要參數(shù)化 cad 軟件的支 持。由

27、于不同 cad 軟件描述的零部件不易實現(xiàn)預裝配，cad 軟件管理零件的裝配關(guān) 系也不方便，這時拼裝就比較有用。它使用 pdm 軟件管理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，通過將 cad 文 件按照統(tǒng)一的標準，如 step 標準等，轉(zhuǎn)化為一致的形式，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的預裝配。 拼裝常常同配置器一起提供給客戶使用。 3、 模塊化流程和智能體 將流程劃分為能夠重用的模塊能夠更好的管理和重用流程，并增加流程靈活性， 更好地滿足工程管理的需要。由于管理模式的不同、企業(yè)機密的限制，不同企業(yè)流程 的合作不能得到滿意的進行，成為實現(xiàn)企業(yè)合作的障礙。智能體作為信息技術(shù)和人工 智能技術(shù)的結(jié)合，由于具有自治性、學習性和合作性，能夠自主的完成一些

28、任務。不 少學者主張采用智能體來解決這些問題。 4、 智能設計 智能設計是近來討論較多的技術(shù)，一般常采用專家系統(tǒng)輔助設計人員進行設計， 其中基于實例的推理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳函數(shù)等方法得到了廣泛的重視。在大批量 定制設計中有人提出采用基于實例的進化設計來實現(xiàn)，可在一定程度上促進設計的重 用，加快設計的速度。此外，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、質(zhì)量功能配置技術(shù)、 成本估算等也是實現(xiàn)大批量定制設計的關(guān)鍵6。 2 大批量定制的業(yè)務流程大批量定制的業(yè)務流程 論文討論的大批量定制條件下產(chǎn)品配置研究及產(chǎn)品選擇，是從一個企業(yè)接受訂單 開始的。訂單處理的第一步，是要判斷訂單中要求產(chǎn)品的類型，把訂購商訂購的產(chǎn)

29、品 分為兩種類型，一種是已有的產(chǎn)品類型，第二種是新產(chǎn)品或需要改進的產(chǎn)品類型。之 所以這樣分類，是因為兩種不同類型的產(chǎn)品，在訂單處理過程中有不同的處理內(nèi)容。 （1）如果產(chǎn)品是已有的產(chǎn)品，企業(yè)就可以省略對自身制造能力的評估以及設計， 策劃及試產(chǎn)等需要耗時比較長的工作，因為企業(yè)自身有制造產(chǎn)品的經(jīng)驗，不需要再去 考慮制造能力，品質(zhì)的問題。企業(yè)只需要對生產(chǎn)組織能力進行評估。然后通過以往訂 單的參考數(shù)據(jù)以及對現(xiàn)有的原料、設備和人工成本的考慮，提供報價，最后完成訂單 處理。 （2）如果產(chǎn)品是新產(chǎn)品或需要改進的產(chǎn)品，則企業(yè)需要對自身的制造能力作評估， 自己擁有的資源，設備，研發(fā)人員的知識水平所構(gòu)成的制造能力是

30、否能夠有足夠接受 此訂單的能力。在制造能力允許的條件下，企業(yè)繼而要對生產(chǎn)組織能力進行評估，是 否能夠有生產(chǎn)期去生產(chǎn)訂單產(chǎn)品，涉及到設備的排期，人員的排期等，訂購的數(shù)量是 否能達到企業(yè)自身的標準等。然后對新產(chǎn)品進行設計，策劃及試產(chǎn)，對于新產(chǎn)品或需 要改進的產(chǎn)品，企業(yè)自身并沒有生產(chǎn)這類產(chǎn)品的經(jīng)驗，所以即使企業(yè)自身的制造能力 已經(jīng)達到新產(chǎn)品的要求，但是在訂單報價方面，沒有足夠可參考的數(shù)據(jù)。另外，產(chǎn)品 的品質(zhì)也需要得到訂購商的認可。所以，對新產(chǎn)品進行設計，策劃及試產(chǎn)是新產(chǎn)品訂 單處理過程中不可或缺的重要一環(huán)，通過設計策劃，對以后進行批量生產(chǎn)所需要的原 料，設備，人員成本進行評估，對生產(chǎn)過程進行模擬，可

31、以對產(chǎn)品訂單進行合理的報 價。試產(chǎn)的樣品通過質(zhì)量檢驗以確定是否達到訂購商的認可，最后確定訂單的接收與 否。 對訂單處理的兩種情況，將訂單管理整理成一個流程圖，如圖 2.1 所示。 訂單接收 新產(chǎn)品設計 策劃試產(chǎn) 訂單處理完成 以往訂單對比 綜合現(xiàn)期因素 不接受 是否為新產(chǎn)品 是否具有足夠 生產(chǎn)組織能力 是否具有足夠 制造能力 是否具有足夠 生產(chǎn)組織能力 產(chǎn)品檢驗是否合格 訂單報價是否合理 訂單報價是否合理 ny y y y y y nn n n n n y 圖 2.1 訂單管理流程圖 2.1 已有產(chǎn)品類型的處理方法已有產(chǎn)品類型的處理方法 對于可以直接在成品庫里查找產(chǎn)品的情況，必須先建立產(chǎn)品信息

32、庫，以便提供給 客戶參考。這里以常用減速器產(chǎn)品作為實例，建立一個簡單的產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫。如圖 2.2 和圖 2.3 所示。 圖 2.2 產(chǎn)品信息表 圖 2.3 產(chǎn)品代碼表 通過計算機編程技術(shù)可以將產(chǎn)品信息表和產(chǎn)品代碼表里的信息更加人性化，讓客 戶可以直觀、明了地直接選取所需的產(chǎn)品。后面的章節(jié)將對這方面詳細闡述。 2.2 新產(chǎn)品或改進產(chǎn)品類型的處理方法新產(chǎn)品或改進產(chǎn)品類型的處理方法 對于新產(chǎn)品或改進產(chǎn)品的類型，一種是可以通過產(chǎn)品零部件的配置來實現(xiàn)客戶的 不同需求，另外一種就是必須對產(chǎn)品的個別零部件進行開發(fā)設計或者快速設計。 大規(guī)模定制的產(chǎn)品配置技術(shù)是指一個或若干個能覆蓋產(chǎn)品類中既定型號和規(guī)格變 化

33、的動態(tài)產(chǎn)品族模型的支持下，根據(jù)客戶定制產(chǎn)品的要求，通過對產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)樹中的 零部件進行選配，以及對局部零部件功能、結(jié)構(gòu)和尺寸的相應變化來快速設計出滿足 客戶需求的定制產(chǎn)品。圖 2.4 中與訂單無關(guān)的產(chǎn)品族 gbom 是在產(chǎn)品族建模的基礎上 建立的。與訂單相關(guān)的產(chǎn)品實例 bom 則是產(chǎn)品配置的結(jié)果，而配置器的作用是實現(xiàn)兩 者的轉(zhuǎn)變。 a1 a2 a3 r2 g1 x x x x x x x p1c5 a4g3c2 a5c1 產(chǎn)品配置器 g1 g2g3p1 a3g4 c1p4a4 p2p3 用戶需求 (a)與訂單無關(guān)的產(chǎn)品族 gbom(b)與訂單相關(guān)的產(chǎn)品實例 bom 圖2.4 產(chǎn)品配置設計原理 產(chǎn)

34、品配置器是借助計算機應用技術(shù)完成產(chǎn)品配置任務的計算機系統(tǒng)，它將產(chǎn)品配 置建模和配置問題求解相結(jié)合，基于產(chǎn)品配置模型和用戶的定制要求完成變型配置。 產(chǎn)品配置器是制造企業(yè)實現(xiàn) mc(mass customization，大批量定制)不可缺少的工具。 產(chǎn)品配置器是利用自動化和人機交互配置實現(xiàn)既能滿足客戶需要又符合產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)范 要求的決策支持系統(tǒng)。產(chǎn)品配置器有利于提高用戶在產(chǎn)品個性化配置過程中的參與程 度，提高用戶購買產(chǎn)品的熱情，通過為制造企業(yè)帶來更多訂單而提高企業(yè)競爭能力。 產(chǎn)品配置器是大批量定制生產(chǎn)方式成功應用的基石，是現(xiàn)代信息技術(shù)實現(xiàn)用戶的個性 化和大批量生產(chǎn)有機結(jié)合而產(chǎn)生的智能軟件8。 產(chǎn)品配

35、置器由產(chǎn)品構(gòu)模器、產(chǎn)品定制器、產(chǎn)品管理器三大部分組成。而整個系統(tǒng) 又分成如下 5 層：數(shù)據(jù)庫層、表示層、業(yè)務邏輯層、配置器應用組件層和應用層。 1、產(chǎn)品配置器應用層 應用層由產(chǎn)品構(gòu)模器界面、產(chǎn)品訂制器界面和產(chǎn)品管理器界面三部分組成。產(chǎn)品 構(gòu)模器是領(lǐng)域?qū)＜夜芾懋a(chǎn)品模型和設置產(chǎn)品訂制器界面的工具；產(chǎn)品訂制器是用戶或 銷售人員根據(jù)產(chǎn)品訂制器界面顯示的內(nèi)容生成配置產(chǎn)品，并對配置產(chǎn)品進行驗證求解， 最后提交用戶訂單給企業(yè)的工具；產(chǎn)品管理器是企業(yè)將用戶訂單注冊成產(chǎn)品并對產(chǎn)品 進行管理的工具，根據(jù)子系統(tǒng)的不同功能設計其相應的界面。 2、產(chǎn)品配置器組件應用層 每個應用組件都具有特定的應用功能，各組件間相互協(xié)作

36、完成產(chǎn)品配置系統(tǒng)的全 部應用功能。系統(tǒng)的組件由產(chǎn)品構(gòu)模器、產(chǎn)品訂制器和產(chǎn)品管理器三部分組成。產(chǎn)品 構(gòu)模器由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型管理、產(chǎn)品零部件管理、產(chǎn)品零部件參數(shù)包管理、約束關(guān)系管 理、產(chǎn)品訂制器界面管理和產(chǎn)品模型檢測等應用組件組成；產(chǎn)品訂制器由用戶權(quán)限登 錄、用戶信息管理、用戶訂單管理、用戶訂單提交、配置求解和沖突解釋等應用組件 組成；產(chǎn)品管理器包括用戶訂單注冊、用戶訂單庫管理和產(chǎn)品視圖管理等應用組件組 成。 3、業(yè)務邏輯層 業(yè)務邏輯層主要由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型管理模塊、產(chǎn)品訂制器模塊、產(chǎn)品管理模塊、配 置求解模塊和配置解釋模塊組成。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型管理模塊將管理產(chǎn)品模型存儲到數(shù)據(jù) 庫中并將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型從數(shù)據(jù)庫

37、中提取出并顯示給這個領(lǐng)域?qū)＜?，包括生成產(chǎn)品模型 并調(diào)用表示層把產(chǎn)品模型存儲到數(shù)據(jù)庫中的過程，及將專家描述的約束規(guī)則轉(zhuǎn)換為滿 足約束問題求解引擎識別的腳本的過程、調(diào)用表示層將產(chǎn)品模型從數(shù)據(jù)庫中提取并顯 示的過程、檢測產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型的過程和設置產(chǎn)品訂制器界面顯示內(nèi)容的過程，再生成 產(chǎn)品訂制器界面生成器可以識別的格式。產(chǎn)品訂制器模塊最終目的是生成一個用戶訂 單，并提交到企業(yè)產(chǎn)品模型模塊中。配置求解模塊根據(jù)客戶輸入的數(shù)據(jù)和領(lǐng)域?qū)＜医?立的產(chǎn)品規(guī)范進行求解，如果求解成功則返回可配置的產(chǎn)品，如果不成功則調(diào)用配置 解釋模塊配置解釋模塊根據(jù)配置求解提交的求解情況，查找產(chǎn)生沖突的原因，并給 出合理解釋。 4、表示

38、層 表示層由一組對象模型組成，主要完成向下連接操縱數(shù)據(jù)庫，向上為業(yè)務邏輯層 提供基本的表示對象模型和其他基本服務。根據(jù)表示層的功能，表示層又分為業(yè)務邏 輯表示層和配置表示層。業(yè)務邏輯表示層根據(jù)業(yè)務邏輯保存和處理數(shù)據(jù)信息；配置表 示層用于描述一個配置問題所需的基本單元和相關(guān)知識。 5、數(shù)據(jù)庫層 數(shù)據(jù)庫層主要實現(xiàn)對系統(tǒng)文件和數(shù)據(jù)庫文件的管理，包括對底層數(shù)據(jù)庫的操作、 對系統(tǒng)配置文件的操作和對 xml 文件的操作。底層數(shù)據(jù)庫采用 sql server2000 存 儲產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件信息、約束關(guān)系等。 對于產(chǎn)品的個別零部件進行開發(fā)設計或者快速設計的情況，下面詳細介紹這種情 況的處理方法。 統(tǒng)計資料表明

39、，在典型訂單產(chǎn)品的零部件構(gòu)成中，50%左右的零部件屬于標準件 與外購件（稱為 c 類件），40%左右的零部件屬于典型的變型零部件（稱為 b 類件）， 而 10%左右的零部件屬于全新零部件（稱為 a 類件）。這一結(jié)果表明，企業(yè)中必然存 在不同的設計過程以完成這些不同類型零部件的設計工作。計算機集成產(chǎn)品工程 （cipe）主張將產(chǎn)品設計分為兩個部分，即新零部件開發(fā)和已有零部件變型設計。 長期以來，在按功能部門組織生產(chǎn)的企業(yè)中，由于缺少可變型產(chǎn)品模型和產(chǎn)品數(shù) 據(jù)管理（pdm）系統(tǒng)、無法利用已有的設計成果等原因，使得訂單產(chǎn)品制造過程中的 變型設計活動往往按照新產(chǎn)品形成過程中的全新設計流程進行。 生產(chǎn)管理

40、 采購 生產(chǎn)技術(shù)準備 全新設計 變型設計 市場預測 市場客戶 合同管理簽訂合同 交貨、服 務 制造、裝配、檢驗 圖2.5 未重組的企業(yè)業(yè)務流程 計算機集成產(chǎn)品工程（cipe）強調(diào)通過產(chǎn)品設計過程重組盡可能使上述兩個循環(huán) 相互分離。重組后的企業(yè)業(yè)務流程如圖 2.4 所示。新產(chǎn)品的形成過程根據(jù)市場預測，組 織企業(yè)的全部資源完成新產(chǎn)品的開發(fā)設計、工裝夾具、加工制造、測試優(yōu)化等工作， 最終建立可變型的產(chǎn)品模型。訂單產(chǎn)品制造過程根據(jù)客戶訂單的具體要求，在新產(chǎn)品 形成過程產(chǎn)生的產(chǎn)品模型的基礎上，通過結(jié)構(gòu)形式和尺寸參數(shù)等方面的變型滿足客戶 的個性化需求?？勺冃彤a(chǎn)品模型是連接兩個循環(huán)的關(guān)鍵，pdm 集成環(huán)境為

41、企業(yè)生產(chǎn)活 動提供支持。由于在產(chǎn)品模型的構(gòu)建過程中已經(jīng)對企業(yè)中各種相關(guān)資源進行了組織， 因此，在進行具體的變型工作時可以基于這些成熟的企業(yè)資源組織生產(chǎn)，從而使企業(yè) 適應市場在時間、成本及質(zhì)量等方面的要求3。 生產(chǎn)技術(shù)準備 pdm erp 生產(chǎn)管理制造、裝配、檢 驗 交貨、服務 采購變型設計合同管理簽訂合同 市場客戶 市場預測全新設計 圖2.6 重組后的企業(yè)業(yè)務流程 3 大批量定制基本原理及其技術(shù)體系大批量定制基本原理及其技術(shù)體系 3.1 大批量定制的基本概念大批量定制的基本概念 大批量定制又稱大規(guī)模定制、批量定制、批量客戶化等，簡稱 mc。大批量定制 是一種集企業(yè)、客戶、供應商和環(huán)境等于一體，

42、在系統(tǒng)思想指導下，用整體優(yōu)化的觀 點，充分利用企業(yè)已有的各種資源，在標準化技術(shù)、現(xiàn)代設計方法學、信息技術(shù)和先 進制造技術(shù)等的支持下，面向客戶的個性化需求，以大批量生產(chǎn)的低成本、高質(zhì)量和 高效率提供定制產(chǎn)品和服務的生產(chǎn)方式2。 3.2 大批量定制的分類大批量定制的分類 大批 量定 制 根據(jù)客 戶參與 定制程 度 根據(jù) 定制 產(chǎn)品 種 類 根據(jù) 客戶 訂單 分離 點 根據(jù) 產(chǎn)品 性質(zhì) 客戶 導向 型 企業(yè) 導向 型 按訂 單銷 售 按訂 單裝 配 按訂 單制 造 按訂 單設 計 功能 型產(chǎn) 品 創(chuàng)新 型產(chǎn) 品 客戶 企業(yè) 結(jié)合 型 按訂 單研 制 圖 3.1 大批量定制的分類框架圖 3.3 大批量

43、定制與大批量生產(chǎn)方式的比較大批量定制與大批量生產(chǎn)方式的比較 表 3.1 從核心思想、主要目標和關(guān)鍵特征等幾個方面對大批量定制與大批量生產(chǎn)方 式進行了比較。 表表 3.1 大批量定制與大批量生產(chǎn)方式的比較大批量定制與大批量生產(chǎn)方式的比較 生產(chǎn)方式大批量生產(chǎn)大批量定制生產(chǎn) 核心思想通過穩(wěn)定性和控制取得效率 通過柔性和快速反應實現(xiàn) 產(chǎn)品變型和客戶化 主要目標以幾乎每一位客戶都能承受的以足夠的變異性和客戶化 低成本和低價格開發(fā)、生產(chǎn)、 銷售、運送商品和服務 程度開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和 運送，幾乎是每一位客戶 正想要的商品和服務 關(guān)鍵特征 穩(wěn)定的需求 大而統(tǒng)一的市場 低成本、一致的質(zhì)量、標 準化的商品和服務

44、 產(chǎn)品開發(fā)周期長 產(chǎn)品生命周期長 動態(tài)的需求 分散的市場 低成本、高質(zhì)量、定 制的產(chǎn)品和服務 產(chǎn)品開發(fā)周期短 產(chǎn)品生命周期短 3.2 大批量定制的基本原理大批量定制的基本原理 大批量定制的基本原理包括相似性原理、重用性原理和全局性原理。這些原理緊 緊圍繞減少產(chǎn)品內(nèi)部多樣化，增加產(chǎn)品外部多樣化而提出，相互間存在著十分密切的 聯(lián)系，為面向大批量定制的設計、管理和制造指出了解決問題的思路和方法，使企業(yè) 能高效率地設計和制造按客戶需求定制的產(chǎn)品，避免為滿足客戶的個性化需求耗費過 多的成本和時間。 3.2.1 相似性原理 大批量定制的關(guān)鍵是識別和利用大量不同產(chǎn)品和過程中的相似性。通過充分識別 和挖掘存在

45、于產(chǎn)品和過程中的幾何相似性、結(jié)構(gòu)相似性、功能相似性和過程相似性， 利用標準化、模塊化和系列化等方法，減少產(chǎn)品的內(nèi)部多樣化，提高零部件和生產(chǎn)過 程的可重用性。 在不同產(chǎn)品和過程中，存在大量相似的信息和活動，需要對這些相似的信息和活 動進行歸納和統(tǒng)一處理。例如，通過采用標準化、模塊化和系列化等方法，建立典型 產(chǎn)品模型和典型工藝文件等。這樣，在向客戶提供個性化的產(chǎn)品和服務時，就可以方 便地參考已有的相似信息和活動。 產(chǎn)品和過程中的相似性有各種不同的形式。例如，有零件的幾何形狀之間的相似 性，稱為幾何相似性；有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)之間的相似性，稱為結(jié)構(gòu)相似性；有部件或產(chǎn)品功 能之間的相似性，稱為功能相似性；有事務

46、處理過程之間的相似性，稱為過程相似性。 通過歸納，存在于零件幾何形狀之間、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)之間、部件或產(chǎn)品功能之間以及事務 處理過程之間的相似性，形成標準的零部件模塊、標準的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和標準的事務處理 過程，以供日后重用。這些歸納方法對減少產(chǎn)品的內(nèi)部多樣化具有非常重要的作用。 3.2.2 重用性原理 在定制產(chǎn)品和服務中存在著大量可重新組合和可重復使用的單元(包括可重復使用 的零部件和可重復使用的生產(chǎn)過程)。通過采用標準化、模塊化和系列化等方法，充分 挖掘和利用這些單元，將定制產(chǎn)品的生產(chǎn)問題通過產(chǎn)品重組和過程重組，全部或部分 轉(zhuǎn)化為批量生產(chǎn)問題，從而以較低的成本、較高的質(zhì)量和較快的速度生產(chǎn)出個性化的 產(chǎn)品

47、。 3.2.3 全局性原理 實施大批量定制，不僅與制造技術(shù)和管理技術(shù)有關(guān)，還與人們的思維方式和價值 觀念有關(guān)。除了從精益生產(chǎn)、敏捷制造、現(xiàn)代集成制造和成組技術(shù)等方式中吸取有益 的思想以外，還要吸取一些特別重要的基本思想和方法，即定制點后移方法、總成本 思想和二維優(yōu)化方法等。 3.3 大批量定制的技術(shù)體系大批量定制的技術(shù)體系 大批量定制的技術(shù)體系由四個具有緊密聯(lián)系的部分組成，即：大批量定制的基本 原理、面向大批量定制開發(fā)設計技術(shù)、面向大批量定制的管理技術(shù)以及面向大批量定 制的制造技術(shù)。 3.3.1 面向大批量定制開發(fā)設計技術(shù) 面向大批量定制的開發(fā)設計技術(shù)是一種綜合性的技術(shù)，其涵蓋了成組技術(shù)、并行

48、 工程、產(chǎn)品和過程集成技術(shù)等多種技術(shù)。面向大批量定制的開發(fā)設計技術(shù)是面向產(chǎn)品 族，而不僅僅是面向單個產(chǎn)品；是面向產(chǎn)品的全生命周期，而不僅僅是產(chǎn)品的設計過 程；不僅考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，還考慮了制造過程的優(yōu)化。面向大批量定制的開發(fā)設 計技術(shù)賦予產(chǎn)品零部件以更高的相似性，從而為在后繼生產(chǎn)活動中重用這些相似性奠 定了良好的基礎。 面向大批量定制的開發(fā)設計技術(shù)一方面能幫助設計人員迅速、便利地采集客戶的 需求；另一方面又能有效地約束設計人員的設計過程，使他們盡可能利用已有的標準 模塊設計出新的產(chǎn)品。設計人員的創(chuàng)造性，并不體現(xiàn)在“創(chuàng)造”出新的零部件，而是 利用已有的標準模塊“創(chuàng)造”出新的產(chǎn)品。 3.3.2

49、面向大批量定制的管理技術(shù) 面向大批量定制的管理技術(shù)是實現(xiàn)大批量定制的關(guān)鍵技術(shù)。為了獲得全面實施大 批量定制的綜合經(jīng)濟效益，除了在開發(fā)設計階段應用大批量定制的原理外，還應該針 對大批量定制在管理方面的特點，采用相應的管理技術(shù)，包括各種客戶需求獲取技術(shù)、 面向大批量定制的生產(chǎn)管理技術(shù)、面向大批量定制的企業(yè)協(xié)同技術(shù)、面向大批量定制 的知識管理和企業(yè)文化等。這些技術(shù)形成了一個完整的體系，分別在不同的階段，從 不同的層次，支持企業(yè)實現(xiàn)大批量定制。 3.3.3 面向大批量定制的制造技術(shù) 為了實現(xiàn)大批量定制，對底層的制造技術(shù)和系統(tǒng)也提出了較高的要求?？偟膩碚f， 面向大批量定制的制造技術(shù)和系統(tǒng)應該具有足夠的物

50、理和邏輯的靈活性，能夠根據(jù)被 加工對象的特點，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，有效地支持大批量定制。當然，為了有效地實現(xiàn)面向大批量定制的制造， 在制造過程的上游還必須提供一定的條件。例如，產(chǎn)品設計和工藝設計必須做到標準 化、規(guī)范化和通用化，以便在制造過程中可以利用標準的制造方法和標準的制造工具， 優(yōu)質(zhì)、高效、快速地制造出客戶定制的產(chǎn)品2。 3.4 大批量定制的基本思路大批量定制的基本思路 基本原理基本原理 社會進步 科技發(fā)展 客戶的 個性化 需求 滿足個性 化需求的 定制產(chǎn)品 產(chǎn)品的外部 多樣化 產(chǎn)品的內(nèi)部 多樣化 客戶要求增 加產(chǎn)品外部 多樣化 企業(yè)要求

51、減 少產(chǎn)品內(nèi)部 多樣化 矛盾的對立與統(tǒng)一 相似性原理 重用性原理 全局性原理 面向大批量定制 開發(fā)設計技術(shù) 面向大批量定制 管理技術(shù) 面向大批量定制 制造技術(shù) 大批量定制支撐技術(shù) 圖3.2 大批量定制的基本思路 由于社會的進步和科學技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著京津全球化和信息技術(shù)的發(fā)展， 消費者的個性化需求越來越明顯，消費者主導市場的能力越來越強，迫切要求企業(yè)提 供滿足個性化需求的定制產(chǎn)品。 產(chǎn)品的多樣化可以進一步分成客戶可以感受到的、展現(xiàn)產(chǎn)品個性化特征的產(chǎn)品外 部多樣化，以及在產(chǎn)品設計、制造和銷售的過程中企業(yè)是可以感受到的產(chǎn)品內(nèi)部多樣 化。 大批量定制多面臨的并必須處理的矛盾是，既要充分展現(xiàn)產(chǎn)品的

52、外部多樣化，又不能 因為不必要的產(chǎn)品內(nèi)部多樣化而對企業(yè)造成過大的壓力。 為了解決這一對矛盾，盡可能減少產(chǎn)品內(nèi)部多樣化，盡可能增加體現(xiàn)客戶價值的 產(chǎn)品外部多樣化，可以在相似性、重用性、全局性等基本原理的指導下，采用面向大 批量定制的開發(fā)設計技術(shù)、面向大批量定制的管理技術(shù)、面向大批量定制的制造技術(shù)， 在大批量定制支撐技術(shù)的支持下，用大批量生產(chǎn)的效益生產(chǎn)出符合客戶個性化需求的 定制產(chǎn)品。 3.5 pdm 原理 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（pdm）技術(shù)是對工程數(shù)據(jù)管理（edm） 、文檔管理（dm） 、產(chǎn)品 信息管理（pim） 、技術(shù)數(shù)據(jù)管理（tdm） 、圖像管理（im）及其他產(chǎn)品定義信息管理 技術(shù)的一種概括與擴展。

53、它是在數(shù)據(jù)庫基礎上發(fā)展起來的一門新的工程數(shù)據(jù)管理技術(shù)， 是在激烈的市場競爭環(huán)境下，縮短產(chǎn)品上市周期、促進企業(yè)信息集成的重要信息平臺。 目前，已有的成熟的商品化 pdm 軟件，其中較為著名的有 sdrc 公司的 metaphase，eds 公司的 information manager（iman） ，computervision 公司的 optegra，hewlettpackard 公司的 work manager，ibm 公司的 product manager，sherpa 公司的 pims 等?？v觀這些 pdm 系統(tǒng)，其功能大致包括以下七個方 面：文檔管理、工作流或過程管理、產(chǎn)品配置管理、項

54、目管理、零件庫管理和集成工 具庫5。 盡管pdm的定義不盡相同，至今也沒有一個統(tǒng)一的認識和完整的定義。但大體上 可分為廣義和狹義兩種定義。從狹義上講，pdm僅管理與工程設計相關(guān)的領(lǐng)域內(nèi)的信 息；從廣義上講，它應該能覆蓋到整個企業(yè)中從產(chǎn)品的市場需求、研究開發(fā)、產(chǎn)品設 計、工程制造、銷售、服務、維護等生命周期中的信息。 總結(jié)各種不同的定義，可以得到這樣的理解：從技術(shù)的角度，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 （pdm）是一種管理技術(shù)，管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程的技術(shù)；從軟件系統(tǒng)的 角度，pdm是一種管理軟件，提供幫助工程師以及其它人員管理產(chǎn)品資料與開發(fā)步驟 的一種軟件系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)、文件、文檔的更改管理、版本管理、

55、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理和工 作流程管理等基本功能，從工具的角度，pdm是在數(shù)據(jù)庫基礎上的一軟件技術(shù)，是介 于數(shù)據(jù)庫和應用軟件之間的軟件開發(fā)平臺，可以集成或封裝多種開發(fā)環(huán)境和工具，是 企業(yè)全局信息集成的理想平臺；是支持企業(yè)過程重組、實施并行工程和cims工程的使 能技術(shù)；同時也是一個面向?qū)ο蟮碾娮淤Y料室，能夠集成產(chǎn)品生命周期內(nèi)的全部信息。 綜合上述定義和我們的理解，pdm可以定義為以軟件技術(shù)為基礎，以產(chǎn)品為核心， 實現(xiàn)對產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成管理的技術(shù)。pdm明確定位為面向制造 企業(yè)，以產(chǎn)品為管理的核心，以數(shù)據(jù)、過程和資源為管理信息的三大要素。pdm進行信 息管理的兩條主線是靜態(tài)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和

56、動態(tài)的產(chǎn)品設計流程，所有的信息組織和資源 管理都是圍繞產(chǎn)品設計展開的。 4 產(chǎn)品開發(fā)設計與快速設計產(chǎn)品開發(fā)設計與快速設計 4.1 產(chǎn)品開發(fā)設計過程產(chǎn)品開發(fā)設計過程 開發(fā)設計技術(shù)包括產(chǎn)品的開發(fā)設計技術(shù)以及過程的開發(fā)設計技術(shù)：產(chǎn)品開發(fā)設計 技術(shù)的對象是產(chǎn)品，包括產(chǎn)品及其零部件的概念設計、外形設計、結(jié)構(gòu)設計等；過程 開發(fā)設計技術(shù)的對象則是產(chǎn)品的制造或裝配過程，包括零部件的加工和裝配工藝設計、 數(shù)控程序設計等。 “產(chǎn)品與過程開發(fā)”是一個創(chuàng)造性的過程，其主要任務是：根據(jù)對市場需求的預 測，確定新產(chǎn)品的工作原理；進行新產(chǎn)品的概念設計；建立標準化、規(guī)范化的產(chǎn)品模 型和過程模型。 “產(chǎn)品與過程設計”的主要任務

57、是：根據(jù)客戶的訂單迅速提供準確的報價；利用 在開發(fā)過程中建立的產(chǎn)品模型和過程模型，選用標準零部件和標準工藝文件，快速設 計產(chǎn)品和制造過程，縮短定制產(chǎn)品的交貨周期。 市場預測 產(chǎn)品與過程的開發(fā) 產(chǎn)品模型和過程模型 pdm 客戶訂單 單 產(chǎn)品與過程的設計 圖4.1 產(chǎn)品開發(fā)設計過程 基于 pdm 的開發(fā)設計過程又可以進一步分為兩個階段：前期工作階段和產(chǎn)品建模 階段1。 開發(fā)過程的前期工作階段主要任務是做一些基礎性的準備工作，包括：建立編碼 體系；零部件的 abc 分析；零部件分類；零部件名稱分析等。 4.1.1 建立編碼體系 建立一個完整的編碼體系是成功實現(xiàn) pdm 系統(tǒng)的基礎，也是實施 pdm

58、系統(tǒng)最先 要做的工作。由于當前常用的編碼系統(tǒng)不能很好支持 pdm 系統(tǒng)的實施，使用者無法及 時、準確地查找到企業(yè)中已有的零部件及相關(guān)資源來支持當前的開發(fā)設計工作，從而 造成了零部件和文檔數(shù)量過度增長、工藝裝備數(shù)量增加、生產(chǎn)成本提高、交貨周期延 長等嚴重的后果。 完整的編碼體系包括三個組成部分：分類碼、識別碼和視圖編碼。分類碼定義了 對應產(chǎn)品和零部件的對象類，如螺釘、法蘭、聯(lián)軸器和汽缸等。每一類產(chǎn)品或零部件 有一個惟一的 sml-id。分類碼的主要作用是對產(chǎn)品和零部件進行分類，向開發(fā)設計人 員和管理人員提供有效地分類檢索手段；識別碼用來對同一對象類中的不同對象進行 區(qū)分和標識，每一個產(chǎn)品和零部件

59、有一個惟一的識別碼；在產(chǎn)品開發(fā)設計中，應該對 零部件的每一個視圖分別加以識別，以便在需要時可以分別進行檢索和使用。 1、分類碼（sml-id）由標準編號、分標準編號、分表編號和分圖編號組成。 （1） 標準編號 一個企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品中可能會包括屬于不同標準的零部件。例如，有的零部件屬 于中國國家標準 gb，有的零部件屬于德國工業(yè)標準 din，有的零部件屬于日本工業(yè)標 準 jis，等等。sml-id 中的標準編號用來區(qū)分不同的標準，用兩位數(shù)字表示。如： 00：din4000（gb/t10091）標準等。 （2） 分標準編號 一個標準可以包括不同的分標準，分標準編號對應相關(guān)標準所屬的分標準。例如， 在

60、 din4000(gb/t10091)中，編號為 2 的分標準是“螺釘和螺母”標準；編號為 8 的分 標準是“法蘭”標準；編號為 11 的分標準是“彈簧”標準，等等。 （3） 分表編號 一個分標準可以包括屬于一個大類的不同小類標準，分表編號表示檢索對象在分 標準中所屬的小類編號。例如，在 din4000(gb/t10091)中，編號為 2 的分標準是“螺 釘和螺母”標準。其下屬編號為 1.1 的分表是利用“外部工具擰緊”的“有頭螺釘”標 準，編號為 1.2 的分表是利用“內(nèi)部工具擰緊”的“有頭螺釘”標準，等等。 （4） 分圖編號 分圖編號指用圖形表示的、對分標準中小類進一步說明的編號。 2、p