大批量定制原理及关键技术研究

2 大批量定制的技术体系

    大批量定制是一种将相似性原理、重用性原理和全局性原理与应用实践相结合的生产方式，以减少产品内部多样化、增加产品外部多样化为目的，在空间上对整个产品族、在时间上对产品全生命周期进行全方位的优化，低成本、快速地生产定制产品。图2描述了大批量定制的技术体系。该体系由四个具有密切联系的部分组成，即大批量定制的基本原理、面向大批量定制的开发设计技术、面向大批量定制的管理技术和面向大批量定制的制造技术。

图2 大批量定制的技术体系

    图3表示了大批量定制的基本思路。由于社会的进步和科学技术的发展，消费者的个性化需求日益迫切，要求企业提供满足其个性化需求的定制产品。产品的多样化，可以进一步分成客户可以感受到的、展现产品个性化的产品外部多样化，以及在产品的设计、制造、销售和服务过程中企业可以感受到的产品内部多样化。大批量定制所面临的矛盾是既要充分展现产品的外部多样化，又不能因为不必要的产品内部多样化对企业造成压力。为了解决这一矛盾，在相似性、重用性和全局性等基本原理的指导下，采用面向大批量定制的开发设计技术、面向大批量定制的管理技术和面向大批量定制的制造技术，以大批量生产的效益生产出符合客户个性化需求的产品。

图3 大批量定制的基本思路

3 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。这些原理紧紧围绕减少产品内部多样化，增加产品外部多样化而提出，相互间存在着十分密切的联系，为面向大批量定制的设计、管理和制造指出了解决问题的思路和方法，使企业能高效率地设计和制造按客户需求定制的产品，避免为满足客户的个性化需求耗费过多的成本和时间。

    3.1 相似性原理

    大批量定制的关键是识别和利用大量不同产品和过程中的相似性。通过充分识别和挖掘存在于产品和过程中的几何相似性、结构相似性、功能相似性和过程相似性，利用标准化、模块化和系列化等方法，减少产品的内部多样化，提高零部件和生产过程的可重用性。

    在不同产品和过程中，存在大量相似的信息和活动，需要对这些相似的信息和活动进行归纳和统一处理。例如，通过采用标准化、模块化和系列化等方法，建立典型产品模型和典型工艺文件等。这样，在向客户提供个性化的产品和服务时，就可以方便地参考已有的相似信息和活动。

    产品和过程中的相似性有各种不同的形式。例如，有零件的几何形状之间的相似性，称为几何相似性;有产品结构之间的相似性，称为结构相似性；有部件或产品功能之间的相似性，称为功能相似性；有事务处理过程之间的相似性，称为过程相似性。通过归纳，存在于零件几何形状之间、产品结构之间、部件或产品功能之间以及事务处理过程之间的相似性，形成标准的零部件模块、标准的产品结构和标准的事务处理过程，以供日后重用。这些归纳方法对减少产品的内部多样化具有非常重要的作用。

    图4给出一个通过分析零件几何相似性减少产品内部多样化的例子。某生产动力机械的企业在其产品中一共采用了15种形状相似的联轴器。对于客户来说，他们关心的是整个产品的功能和性能，而并不关心其有多少种不同形状的联轴器，所以这是多余的内部多样化，只会增加产品成本和管理的复杂性，应尽可能加以消除。经过设计人员和工艺人员的分析，将这15种相似形状的联轴器标准化为一种标准模块。在此基础上，利用CAD/CAPP/NC系统进行变型，以适应各种产品的需要。这种做法简化了产品的设计和制造，明显降低了产品成本，提高了质量(因为此时可以用同样的锻坯、同样的工装夹具、同样的工艺和同样的NC程序进行零件加工)。图4所示只是一个普通的实例，在实际生产中这种情况比比皆是。

图4 通过分析零件几何相似性减少产品内部多样化