面向大規(guī)模定制的生產計劃研究

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2010年第1期總第37卷現代管理技術·59·面向大規(guī)模定制的生產計劃研究徐建萍，羅妤，。(1．貴州大學管理學院，貴州貴陽550025；2．重慶大學機械工程學院，重慶400033；3．重慶科技學院電子信息學院，重慶400050)摘要：激烈的市場競爭要求企業(yè)能快速響應客戶的個性化產品需求，為單個客戶或小批量多品種的市場定制生產產品。大規(guī)模定制能以大規(guī)模生產的成本和速度，為客戶提供個性化設計的產品和服務。從大規(guī)模定制生產模式的特點出發(fā)，分析模塊化制造物料清單(MBOM，ManufacturingBillofMateria1)的基本構成。在MBOM模塊化的基礎上，基于延遲區(qū)分(PostrlonementDifferentiation)策略建立大規(guī)模定制模式下的雙重MPS計劃管理模式，針對零部件的通用需求和定制需求分別制定計劃，充分保證客戶訂單交貨期，同時也提高了生產過程的柔性。關鍵詞：大規(guī)模定制；模塊化制造物料清單；延遲區(qū)分中圖分類號：TH166文獻標識碼：A文章編號：1006—0316(2010)01—0059—04ResearchonproductionplanningbasedonmasscustomizationXUJian—ping．LUOYu’(1．SchoolofManagement，GuizhouUniversity，Guiyang550025，China；2．FacultyofMechanical&ScienceEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China；3．SchoolofElectronic&InformationEngineering，ChongqingUniversityofScienceandTechnology，Chongqing400050，China)Abstract：Intensemarketcompetitionrequiresthatacompanycanfastrespondtoindividualizedrequirementssothattocustomizeproductsforsinglecustomerorsmall—batchandnumerousvarietymarket．Masscustomizationcouldprovideindividualizedproductsandserviceforcustomersbythecostandspeedofmassproduction．Thebasicformofmodularmanufacturingbillofmaterial(MBOM)isanalyzedaccordingtothecharacteristicsofmasscustomization．Adualmasterproductionschedule(MPS)modelisproposedbasedonmodularMBOMandpostl：Ionementdifferentiationstrategy．TheplanningmodelCallruntowardscommonrequirementsofpartsandcustomizedrequirementsofcustomer’sproductsrespectively，sothatthedeliverytimewillbeguaranteedandtheflexibilityofproductionprocessincreases．}Keywords：masscustomization；modularmanufacturingbillofmaterial；postponementdifferentiation大規(guī)模定制生產模式把產品定制和大批量生產遲制造策略在MRPII基礎上對生產計劃模式進行改結合起來，達到產品低成本和品種多樣化的目的。進，建立雙重的主生產計劃(MPS，MasterProduction大規(guī)模定制的思想最早是1970年AlvinTofior在Schedule)模式，適應大規(guī)模定制生產過程的特點，《未來的沖擊》中提出。簡言之，大規(guī)模定制模式以大規(guī)模生產的成本和速度實現對個性化市場需求是指對定制的產品和服務進行個別的大規(guī)模生產的快速響應。?。實現大規(guī)模定制的關鍵技術之一就是模塊化設1大規(guī)模定制的特征計技術，建立能配置成多種最終產品和服務的模塊化構件，以此實現最低的成本、最高的個性化定制大規(guī)模定制是在相似性、重用性和整體性的基水平的目標。本文分析了大規(guī)模定制生產模式的特本原理指導下，根據客戶的個性化需求，以大批量征，以及模塊化制造物料清單的轉換過程，利用延生產的低成本、高質量和高效率提供定制產品和服收稿日期：2009—11—24基金項目：“十一五”國家科技支撐計劃資助項目(2006BAF01A41)作者簡介：徐建萍(1974一)，女，貴州貴陽人，博士研究生，講師，主要研究方向為產品生命周期管理、生產運作管理理論研究與實踐。 ·60·現代管理技術2010年第1期總第37卷務的生產方式[2]。主要特點是：但發(fā)動機可以根據排量、啟動方式、供應商等特征(I)以客戶需求為導向，面向訂單生產；的不同由客戶進行選擇。(2)以產品族為對象進行產品數據管理，在產(3)可選件。指那些在成套產品中可以包括、品平臺上實現客戶產品的定制；也可以不包括的物料。如汽車上的空調或是一些音(3)采用模塊化方法進行產品族的規(guī)劃；響設備等。(4)根據客戶訂單分離點實現大批量生產與定2_2虛擬件的應用制生產的分離；(5)以敏捷為標志，要求基于模塊化方法的產虛擬件的原始含義是指出現在圖紙上，但不出品快速重構及制造?，F在實際加工過程中的組件[，也可以說是為了處理設計圖紙和制造工藝之間的差異而形成的。這種2模塊化MBOM的應用類型的虛擬件提前期為零，一般無須存儲，只有虛在產品的整個生命周期中，主要存在三種擬件下屬的子件才有出入庫事務。BOM：EBOM(EngineeringBOM)、PBOM(Process大規(guī)模定制生產模式下的模塊化MBOM中，具BOM)和MBOM(ManufacturingBOM)。EBOM有一系列多選擇性質的基本組件，實際上就具有虛是設計人員根據客戶訂單或功能要求進行產品設計擬件的性質。為了提高最終產品裝配過程中MBOM所形成的工程設計階段的結構形式。PBOM是在扁平化程度，簡化生產過程，模塊化MBOM將這類EBOM的基礎上，工藝人員根據企業(yè)_I藝裝備特點，基本組件轉變?yōu)樘摂M件來進行描述。編制產品的裝配件、零部件和最終產品制造的工藝2-3客戶定制BOM的建立規(guī)程。MBOM則在PBOM的基礎上，添加詳細工藝、工裝、材料和虛擬件等信息，反映了零件、裝產品結構首先需要從EBOM轉換為通用MBOM~曲】配件和最終產品的制造方法和裝配順序。。在客戶訂單分離點(CODP，CustomerMBOM全面地列出了在產品生產過程中需要OrderDecouplingPoint)之前，首先在通用MBOM控制和管理的物料項，表明了物料項之間的數量關上預測各零部件需求比例；一旦客戶訂單確定，則系，更重要的是表達了這些物料項之間的制造裝配形成客戶訂單的MBOM。大規(guī)模定制生產模式的一核心順序關系l3】。個典型特點就是產品的多樣化，即系列產品存在多大規(guī)模定制策略是定制化和標準化的組合，實種零部件的組合，在CODP之前，需要為可定制產現大規(guī)模定制的最好方法就是建立能配置成多種最品的最終裝配進行零部件預備，因此可根據通用終產品和服務的模塊化構件。模塊化設計通過對產MBOM中虛擬件所包含的各種可選物料的百分比品系統(tǒng)的分析研究，把其中具有相同或相似功能的構成進行MPS處理，例如部件總成B包含兩個可能單元分離出來，用標準化原理進行統(tǒng)一、歸并和簡的選擇件：部件總成B和2，根據相關需求的計算，化，以通用單元即模塊的形式獨立保存下來，最后確定部件總成B的需求數量；再根據和B的需根據客戶要求并基于不同組合“規(guī)則”約束將模塊求百分比進行分配。組合成多種新產品?？蛻粲唵潍@取后，按照客戶訂單的要求配置定制的物料清單，即進行產品MBOM的配置。例如，2．1MB0M中的部件劃分客戶訂單要求部件總成采用B；其子件零件采大規(guī)模定制生產模式下，系列產品的MBOM通用E2；可選件F包中只選擇安裝和；部件總常由三種類型的物料組成。成C采用C2；可選件組D中只選擇了零件Dl。由(1)通用件。所有產品都必須用到的相同物料。此，面向具體客戶訂單的模塊化BOM就建立了。(2)基本組件。作為一個基本組件是所有產品這種模塊化BOM上所反應的父項與子項之間的關都不可缺少的，但是組件中有多種選擇件，必須任聯關系，并不是傳統(tǒng)BOM所表示的從屬關系，實選其一。例如汽車上的發(fā)動機，每臺汽車都需要，際上是一種潛在的工藝裝配關系。例如，在客戶化 2010年第1期總第37卷現代管理技術·61·后的產品尸中，部件總成B。是由哪些零部件構成需子件：、F1和實際上是受到選擇。后產生的要通過標準零部件庫來確定；模塊化BOM中B。的規(guī)則約束影響而關聯到上的。如圖1所示。產品零件II部件總成占II部件總成CI阿選件組Dl(虛擬件)ll(虛擬件)lI(虛擬件)件E(虛擬件)J阿選件F(虛擬件)衄MB0M一產品JD+客戶訂單號Er_-竺璧．曼廣零件譬愛成-十L哥釜蘧L可選件D??圖1模塊化MBOM客戶化配置戶的訂單。通過延遲制造，產品裝配由客戶訂單驅3基于延遲區(qū)分策略的生產計劃模型動，企業(yè)可以取得預測驅動的大批量制造和訂單驅面向訂單組裝(ATO，AssemblytoOrder)是大動的柔性化最終制造，并同時獲得局部響應和整體規(guī)模定制生產的一般形式。ATO將預測生產的庫存效益。零部件裝配成客戶需要的定制產品。它是在企業(yè)產3．2面向模塊化BOM的雙重MPS計劃品族的可選范圍內選擇配置，有一定限制，但交貨傳統(tǒng)基于MRPII的生產計劃模式通過MPS來期短是它的一個重要優(yōu)勢。規(guī)劃最終產品的需求時間和需求數量，是展開物料3．1延遲區(qū)分策略的應用需求計劃(MRP，MaterialRequirementsPlanning)延遲區(qū)分策略的核心內容是：企業(yè)在整個生產運算的主要依據。在大規(guī)模定制環(huán)境下，首先是將流程中將不同產品需求中的相同程序處理過程盡可大規(guī)模定制企業(yè)產品模塊化，并劃分為通用模塊、能最大化，而對定制需求或最終需求的差異化處理專用模塊和可選件，形成產品族及產品的通用結構；過程盡可能進行延遲川。建立基于延遲制造技術的然后根據延遲區(qū)分策略，采用CODP將大規(guī)模定制大規(guī)模定制需要通過對產品構造差異點進行分析，生產過程分成兩大階段。在CODP以前，其生產過將產品構成單元分為通用的和可定制的部分，確定程利用計劃推動，按預測生產，獲得“規(guī)模生產”客戶訂單分離點，由此延遲產品差異點部分的生產效益；而在CODP之后，生產過程由客戶訂單驅動，和延遲在制品向下一階段的移動，直到獲得足夠的以CODP為分界點所形成的兩個階段的汁劃模式不市場信息，并形成最終產品。相同，因此需要根據計劃對象采用相應的計劃方式。所謂客戶訂單分離點是指企業(yè)生產活動中由基由此，提出基于模塊化MBOM的雙重MPS計劃模于預測的庫存生產轉向響應客戶需求的定制生產的型，如圖2所示。轉換點。核心制造企業(yè)將CODP點確定在產品裝配最終裝配計劃(FAS，FinalAssemblySchedule)之前，在CODP之前的生產階段主要完成零部件的同主生產汁劃實際上沒有本質的區(qū)別，FAS是MPS準備；在CODP之后根據客戶訂單差異完成產成品的一種特定形式，它的計劃期僅限于總裝提前期。的裝配。FAS的完成必須要有MPS按時按量按期地向其提延遲制造的目的是以大批量制造標準或基礎產供所需的裝配件。品來提高規(guī)模經濟．而推遲最后的裝配直到接到用企業(yè)產品平臺表現為一系列具有模塊化產品結 ·62·現代管理技術2010年第1期總第37卷構的產品族。每一產品族根據歷史數據和市場預測卻又有明顯區(qū)別的產品或服務，都會產生較好的性確定零件族被客戶選用的比例，由此構成產品族的能和較低的成本。針對零部件批量生產和最終產品計劃MBOM，實現零部件庫存預備的MPS和MRP客戶化定制的特點，利用延遲區(qū)分策略建立組件級的制定，而將最終產品的裝配過程延遲到客戶訂單和產品級的雙重計劃處理模式，具有滿足客戶多樣確定之后進行。客戶訂單接收后，根據客戶訂單交化需求和降低成本的雙重意義。貨期，安排產品的FAS；同時根據訂單的產品要求，進行產品配置，從可選件中選擇所需要的零部件，參考文獻：[1](美)安德森．21世紀企業(yè)競爭前沿一大規(guī)模定帶0模式下的敏捷產構建面向客戶訂單的MBOM；利用MRP確定最終品開發(fā)(M]．北京：機械工業(yè)出版社，1999．產品裝配所需要的零部件及數量。[2]祁國寧，楊青海．大批量定制生產模式綜述fJ1l中國機械工程，2004．15(14)：1240—1245．[3】曾秀蓉，張玉林．汽車柔性制造中模塊化MBOM實現技術的研究[EB／OL]．WWW．e—works．net．cn，2002．】][4]陳啟申．ERP一從內部集成起步(第2版)[M】．北京：電子工業(yè)出版社，2005．[5]XuH．C，XuX．F，HeT．ResearchonTransformationEngineeringBOMintoManufactoringBOMBasedonBOP[C]．AppliedMechanicsandMaterials，vl0-12，e—EngineeringandDigitalEnterpriseTechnology，2008．[6]Shubiao，ChenZhiquo．StudyofProductModelandConfiguration圖2大規(guī)模定制下雙重MPS計劃模型BasedonMassCustomization[C]．IETConferencePublications，n524，4結論InternationalTechnologyandInnovationConference2006．[717J~安平，陳堅紅，李蔚，盛德仁．大批量定制中銑削刀具庫平臺的激烈的市場競爭要求企業(yè)能快速響應客戶的個沒汁研究【JJ．機電工程，2008，25(9)：58—61．性化產品需求，同時實現產品的低成本和高質量要[81李曉艷，樊雪峰，郭鋼．基于單層BOM的產品族配置管理研究[Jj．求。通過模塊化MBOM實現的大規(guī)模定制，具有低機械，2009，36(3)：59—62成本和多樣化雙重中心，無論何時要生產大量相似(上接第48頁)圖5為Marx發(fā)生器油箱及其各主要接口的結構圖。裝置的設計起到了極大的預估作用，為決策提供了依據。參考文獻：[1】楊拴偶，張文建，等基于虛擬現實環(huán)境下的裝配技術探討重型機械科技，2006，6(2)：47—49．[2]甘屹，齊從謙．基于頂層基本骨架裝配模型的產品并行設計機圖5Marx發(fā)生器油箱及各主要接口的結構械設計，2006，23(5)：5—7．4小結[3]柯常忠，謝少波．基于參數化技術的自頂向下設汁[J】．中國制造業(yè)信息化，2007，36(3)：50—53．基于Pro／Engineer的虛擬設計方法能夠在設計[4】林清安．Pro／Engineer零件設汁高級篇[M]．北京：清華大學出版社，的過程中直觀的看到零部件在空間的裝配和干涉情2003．況，使設計人員及時的發(fā)現和解決問題，將錯誤消[5]林清安．Pro／Engineer零件裝配與產品設計[M]．北京：清華大學出滅在設計的初期，提高設計的質量和效率，對整個版社，2003