面向大规模定制的生产计划研究

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2010年第1期总第37卷现代管理技术·59·面向大规模定制的生产计划研究徐建萍，罗妤，。(1．贵州大学管理学院，贵州贵阳550025；2．重庆大学机械工程学院，重庆400033；3．重庆科技学院电子信息学院，重庆400050)摘要：激烈的市场竞争要求企业能快速响应客户的个性化产品需求，为单个客户或小批量多品种的市场定制生产产品。大规模定制能以大规模生产的成本和速度，为客户提供个性化设计的产品和服务。从大规模定制生产模式的特点出发，分析模块化制造物料清单(MBOM，ManufacturingBillofMateria1)的基本构成。在MBOM模块化的基础上，基于延迟区分(PostrlonementDifferentiation)策略建立大规模定制模式下的双重MPS计划管理模式，针对零部件的通用需求和定制需求分别制定计划，充分保证客户订单交货期，同时也提高了生产过程的柔性。关键词：大规模定制；模块化制造物料清单；延迟区分中图分类号：TH166文献标识码：A文章编号：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大规模定制生产模式把产品定制和大批量生产迟制造策略在MRPII基础上对生产计划模式进行改结合起来，达到产品低成本和品种多样化的目的。进，建立双重的主生产计划(MPS，MasterProduction大规模定制的思想最早是1970年AlvinTofior在Schedule)模式，适应大规模定制生产过程的特点，《未来的冲击》中提出。简言之，大规模定制模式以大规模生产的成本和速度实现对个性化市场需求是指对定制的产品和服务进行个别的大规模生产的快速响应。⋯。实现大规模定制的关键技术之一就是模块化设1大规模定制的特征计技术，建立能配置成多种最终产品和服务的模块化构件，以此实现最低的成本、最高的个性化定制大规模定制是在相似性、重用性和整体性的基水平的目标。本文分析了大规模定制生产模式的特本原理指导下，根据客户的个性化需求，以大批量征，以及模块化制造物料清单的转换过程，利用延生产的低成本、高质量和高效率提供定制产品和服收稿日期：2009—11—24基金项目：“十一五”国家科技支撑计划资助项目(2006BAF01A41)作者简介：徐建萍(1974一)，女，贵州贵阳人，博士研究生，讲师，主要研究方向为产品生命周期管理、生产运作管理理论研究与实践。 ·60·现代管理技术2010年第1期总第37卷务的生产方式[2]。主要特点是：但发动机可以根据排量、启动方式、供应商等特征(I)以客户需求为导向，面向订单生产；的不同由客户进行选择。(2)以产品族为对象进行产品数据管理，在产(3)可选件。指那些在成套产品中可以包括、品平台上实现客户产品的定制；也可以不包括的物料。如汽车上的空调或是一些音(3)采用模块化方法进行产品族的规划；响设备等。(4)根据客户订单分离点实现大批量生产与定2_2虚拟件的应用制生产的分离；(5)以敏捷为标志，要求基于模块化方法的产虚拟件的原始含义是指出现在图纸上，但不出品快速重构及制造。现在实际加工过程中的组件[，也可以说是为了处理设计图纸和制造工艺之间的差异而形成的。这种2模块化MBOM的应用类型的虚拟件提前期为零，一般无须存储，只有虚在产品的整个生命周期中，主要存在三种拟件下属的子件才有出入库事务。BOM：EBOM(EngineeringBOM)、PBOM(Process大规模定制生产模式下的模块化MBOM中，具BOM)和MBOM(ManufacturingBOM)。EBOM有一系列多选择性质的基本组件，实际上就具有虚是设计人员根据客户订单或功能要求进行产品设计拟件的性质。为了提高最终产品装配过程中MBOM所形成的工程设计阶段的结构形式。PBOM是在扁平化程度，简化生产过程，模块化MBOM将这类EBOM的基础上，工艺人员根据企业_I艺装备特点，基本组件转变为虚拟件来进行描述。编制产品的装配件、零部件和最终产品制造的工艺2-3客户定制BOM的建立规程。MBOM则在PBOM的基础上，添加详细工艺、工装、材料和虚拟件等信息，反映了零件、装产品结构首先需要从EBOM转换为通用MBOM~曲】配件和最终产品的制造方法和装配顺序。。在客户订单分离点(CODP，CustomerMBOM全面地列出了在产品生产过程中需要OrderDecouplingPoint)之前，首先在通用MBOM控制和管理的物料项，表明了物料项之间的数量关上预测各零部件需求比例；一旦客户订单确定，则系，更重要的是表达了这些物料项之间的制造装配形成客户订单的MBOM。大规模定制生产模式的一核心顺序关系l3】。个典型特点就是产品的多样化，即系列产品存在多大规模定制策略是定制化和标准化的组合，实种零部件的组合，在CODP之前，需要为可定制产现大规模定制的最好方法就是建立能配置成多种最品的最终装配进行零部件预备，因此可根据通用终产品和服务的模块化构件。模块化设计通过对产MBOM中虚拟件所包含的各种可选物料的百分比品系统的分析研究，把其中具有相同或相似功能的构成进行MPS处理，例如部件总成B包含两个可能单元分离出来，用标准化原理进行统一、归并和简的选择件：部件总成B和2，根据相关需求的计算，化，以通用单元即模块的形式独立保存下来，最后确定部件总成B的需求数量；再根据和B的需根据客户要求并基于不同组合“规则”约束将模块求百分比进行分配。组合成多种新产品。客户订单获取后，按照客户订单的要求配置定制的物料清单，即进行产品MBOM的配置。例如，2．1MB0M中的部件划分客户订单要求部件总成采用B；其子件零件采大规模定制生产模式下，系列产品的MBOM通用E2；可选件F包中只选择安装和；部件总常由三种类型的物料组成。成C采用C2；可选件组D中只选择了零件Dl。由(1)通用件。所有产品都必须用到的相同物料。此，面向具体客户订单的模块化BOM就建立了。(2)基本组件。作为一个基本组件是所有产品这种模块化BOM上所反应的父项与子项之间的关都不可缺少的，但是组件中有多种选择件，必须任联关系，并不是传统BOM所表示的从属关系，实选其一。例如汽车上的发动机，每台汽车都需要，际上是一种潜在的工艺装配关系。例如，在客户化 2010年第1期总第37卷现代管理技术·61·后的产品尸中，部件总成B。是由哪些零部件构成需子件：、F1和实际上是受到选择。后产生的要通过标准零部件库来确定；模块化BOM中B。的规则约束影响而关联到上的。如图1所示。产品零件II部件总成占II部件总成CI阿选件组Dl(虚拟件)ll(虚拟件)lI(虚拟件)件E(虚拟件)J阿选件F(虚拟件)衄MB0M一产品JD+客户订单号Er_-竺璧．曼广零件譬爱成-十L哥釜蘧L可选件D⋯⋯图1模块化MBOM客户化配置户的订单。通过延迟制造，产品装配由客户订单驱3基于延迟区分策略的生产计划模型动，企业可以取得预测驱动的大批量制造和订单驱面向订单组装(ATO，AssemblytoOrder)是大动的柔性化最终制造，并同时获得局部响应和整体规模定制生产的一般形式。ATO将预测生产的库存效益。零部件装配成客户需要的定制产品。它是在企业产3．2面向模块化BOM的双重MPS计划品族的可选范围内选择配置，有一定限制，但交货传统基于MRPII的生产计划模式通过MPS来期短是它的一个重要优势。规划最终产品的需求时间和需求数量，是展开物料3．1延迟区分策略的应用需求计划(MRP，MaterialRequirementsPlanning)延迟区分策略的核心内容是：企业在整个生产运算的主要依据。在大规模定制环境下，首先是将流程中将不同产品需求中的相同程序处理过程尽可大规模定制企业产品模块化，并划分为通用模块、能最大化，而对定制需求或最终需求的差异化处理专用模块和可选件，形成产品族及产品的通用结构；过程尽可能进行延迟川。建立基于延迟制造技术的然后根据延迟区分策略，采用CODP将大规模定制大规模定制需要通过对产品构造差异点进行分析，生产过程分成两大阶段。在CODP以前，其生产过将产品构成单元分为通用的和可定制的部分，确定程利用计划推动，按预测生产，获得“规模生产”客户订单分离点，由此延迟产品差异点部分的生产效益；而在CODP之后，生产过程由客户订单驱动，和延迟在制品向下一阶段的移动，直到获得足够的以CODP为分界点所形成的两个阶段的汁划模式不市场信息，并形成最终产品。相同，因此需要根据计划对象采用相应的计划方式。所谓客户订单分离点是指企业生产活动中由基由此，提出基于模块化MBOM的双重MPS计划模于预测的库存生产转向响应客户需求的定制生产的型，如图2所示。转换点。核心制造企业将CODP点确定在产品装配最终装配计划(FAS，FinalAssemblySchedule)之前，在CODP之前的生产阶段主要完成零部件的同主生产汁划实际上没有本质的区别，FAS是MPS准备；在CODP之后根据客户订单差异完成产成品的一种特定形式，它的计划期仅限于总装提前期。的装配。FAS的完成必须要有MPS按时按量按期地向其提延迟制造的目的是以大批量制造标准或基础产供所需的装配件。品来提高规模经济．而推迟最后的装配直到接到用企业产品平台表现为一系列具有模块化产品结 ·62·现代管理技术2010年第1期总第37卷构的产品族。每一产品族根据历史数据和市场预测却又有明显区别的产品或服务，都会产生较好的性确定零件族被客户选用的比例，由此构成产品族的能和较低的成本。针对零部件批量生产和最终产品计划MBOM，实现零部件库存预备的MPS和MRP客户化定制的特点，利用延迟区分策略建立组件级的制定，而将最终产品的装配过程延迟到客户订单和产品级的双重计划处理模式，具有满足客户多样确定之后进行。客户订单接收后，根据客户订单交化需求和降低成本的双重意义。货期，安排产品的FAS；同时根据订单的产品要求，进行产品配置，从可选件中选择所需要的零部件，参考文献：[1](美)安德森．21世纪企业竞争前沿一大规模定带0模式下的敏捷产构建面向客户订单的MBOM；利用MRP确定最终品开发(M]．北京：机械工业出版社，1999．产品装配所需要的零部件及数量。[2]祁国宁，杨青海．大批量定制生产模式综述fJ1l中国机械工程，2004．15(14)：1240—1245．[3】曾秀蓉，张玉林．汽车柔性制造中模块化MBOM实现技术的研究[EB／OL]．WWW．e—works．net．cn，2002．】][4]陈启申．ERP一从内部集成起步(第2版)[M】．北京：电子工业出版社，2005．[5]XuH．C，XuX．F，HeT．ResearchonTransformationEngineeringBOMintoManufactoringBOMBasedonBOP[C]．AppliedMechanicsandMaterials，vl0-12，e—EngineeringandDigitalEnterpriseTechnology，2008．[6]Shubiao，ChenZhiquo．StudyofProductModelandConfiguration图2大规模定制下双重MPS计划模型BasedonMassCustomization[C]．IETConferencePublications，n524，4结论InternationalTechnologyandInnovationConference2006．[717J~安平，陈坚红，李蔚，盛德仁．大批量定制中铣削刀具库平台的激烈的市场竞争要求企业能快速响应客户的个没汁研究【JJ．机电工程，2008，25(9)：58—61．性化产品需求，同时实现产品的低成本和高质量要[81李晓艳，樊雪峰，郭钢．基于单层BOM的产品族配置管理研究[Jj．求。通过模块化MBOM实现的大规模定制，具有低机械，2009，36(3)：59—62成本和多样化双重中心，无论何时要生产大量相似(上接第48页)图5为Marx发生器油箱及其各主要接口的结构图。装置的设计起到了极大的预估作用，为决策提供了依据。参考文献：[1】杨拴偶，张文建，等基于虚拟现实环境下的装配技术探讨重型机械科技，2006，6(2)：47—49．[2]甘屹，齐从谦．基于顶层基本骨架装配模型的产品并行设计机图5Marx发生器油箱及各主要接口的结构械设计，2006，23(5)：5—7．4小结[3]柯常忠，谢少波．基于参数化技术的自顶向下设汁[J】．中国制造业信息化，2007，36(3)：50—53．基于Pro／Engineer的虚拟设计方法能够在设计[4】林清安．Pro／Engineer零件设汁高级篇[M]．北京：清华大学出版社，的过程中直观的看到零部件在空间的装配和干涉情2003．况，使设计人员及时的发现和解决问题，将错误消[5]林清安．Pro／Engineer零件装配与产品设计[M]．北京：清华大学出灭在设计的初期，提高设计的质量和效率，对整个版社，2003