大批量定制原理及关键技术研究

    3.2 重用性原理

    在定制产品和服务中存在着大量可重新组合和可重复使用的单元(包括可重复使用的零部件和可重复使用的生产过程)。通过采用标准化、模块化和系列化等方法，充分挖掘和利用这些单元，将定制产品的生产问题通过产品重组和过程重组，全部或部分转化为批量生产问题，从而以较低的成本、较高的质量和较快的速度生产出个性化的产品。

    3.3 全局性原理

    实施大批量定制，不仅与制造技术和管理技术有关，还与人们的思维方式和价值观念有关。除了从精益生产、敏捷制造、现代集成制造和成组技术等方式中吸取有益的思想以外，还要吸取一些特别重要的基本思想和方法，即定制点后移方法、总成本思想和产品全生命周期管理等。

4 大批量定制的关键技术

    大批量定制的关键技术，包括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，这些技术覆盖了产品的整个生命周期。

    4.1 面向大批量定制的开发设计技术

    面向大批量定制的开发设计技术是实现大批量定制的核心和源头。它包括产品的开发设计技术与过程的开发设计技术，前者的对象是产品，后者的对象则是产品的制造或装配过程。完整的面向大批量定制的开发设计过程由面向大批量定制开发，以及面向大批量定制设计两个过程组成，这两个过程的目的和任务虽然不同，但却具有十分紧密的联系。

    图5表示面向大批量定制的开发设计的原理。从图5可以看到，整个过程是在PDM/ERP系统的支持下完成的。

图5 面向大批量定制的开发设计的原理

    根据不同的产品特征和不同的大批量定制形式(按订单装配ATO、按订单制造MTO和按订单设计ETO)，可以采用不同的开发设计技术。图6反映了一种比较典型的面向大批量定制的开发设计过程，这一过程特别适用于MTO或ETO的机械产品。在整个设计过程中，充分考虑了定制点后移的问题。

图6 一种面向大批量定制的开发设计过程

    从图6可见，面向大批量定制的开发和面向大批量定制的设计是建立在产品主结构、零部件主模型和主文档基础上的。产品主结构、零部件主模型和主文档是标准化和规范化的结果，也是实现产品资源重用的基础和实现产品配置设计和变型设计的关键。

    (1)产品主结构   描述了一个可配置的，包括所有标准构件的模块化产品系统的组成情况，可根据不同客户的需求，从产品主结构中派生出客户定制产品的结构。

    (2)零部件主模型   或称原始模型，利用一些关键的参数，来描述零部件外型和尺寸之间的联系，只需在主模型中输入一组数值，就可自动派生出零部件的一个变型(如图4)。

    (3)零部件主文档   在变型设计中，所谓主文档就是各种模板的总称。利用不同的模板可以派生出不同类型的文档。例如，为了派生某个零件或部件的工程图，需要建立该零件或部件的工程图模板，称其为主图；为了派生某个零件或部件的工艺过程规划，需要建立该零件或部件的工艺过程规划模板，称其为主工艺过程规划；为了派生加工某个零件或部件的NC程序，需要建立该零件或部件的NC程序模板，称其为主NC程序，等等。

    面向大批量定制开发是一个创造性的过程，其主要任务是：确定新产品的工作原理；进行新产品的概念设计；进行零部件的标准化和规范化；建立面向大批量定制的产品模型和过程模型。根据工作内容的不同，面向大批量定制开发过程又可以进一步分为前期工作阶段和产品建模阶段。

    前期工作阶段的主要任务是做一些基础性的准备工作，这些工作虽然十分琐碎、数量大，但很重要，没有这些基础性的工作就无法顺利实施大批量定制。前期工作阶段的主要内容有：建立面向大批量定制的编码体系、零部件ABC分析、零部件分类和零部件名称分析等。

    产品建模阶段的主要任务是在前期工作的基础上建立零部件主模型、主文档和产品主结构，主要内容有：零件几何形状分析、零件参数分析、建立零部件主模型、建立零部件主文档和建立产品主结构。