从大规模生产到大规模定制生产培训教材

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1从大规模生产到大规模定制生产企业竞争的新前沿清华大学制造工程研究所郁鼎文研究生课程：先进制造技术专题

12从大规模生产到大规模定制生产大规模定制的根本原理和技术体系大规模定制产品和效劳2134大规模定制的案例大规模生产模式历史的回忆5大规模定制生产的形成6

2319世纪上半叶，英国占据了制造业的主导19世纪下半叶，美国开始逐渐赶超英国历史的回忆英国，尽管许多企业家付出了努力，但不能完全理解制造业的新模式变化，探索一种老式的企业竞争的新前沿美国，探索一种新式的企业竞争的新前沿，以生产过程为核心，开发互换的零部件，强调工人的柔性和灵活性。美国超过英国19世纪80年代美国的工业产品是英国的1.5倍受过良好教育、高熟练的工人高质量的产品、低廉的本钱快速创新和技术

3420世纪，亨利福特等人，制造业模式进行了革命性的改造－－大规模生产历史的回忆通畅的运作流和装配线上的操作效率专用的机器设备和专业化分工标准化产品获得规模经济稳固了美国制造业的领先地位，使其成为世界上占统治地位的制造强国、经济大国、政治大国和军事大国。

4521世纪，开始进入企业竞争的另一个新前沿－－大规模定制生产历史的回忆不能在期望客户对庞大的单一市场感兴趣，要满足客户的个性化需求；缩短产品生命周期、满足细分需求，主动引起变化将获得强大的优势；不仅可以提高产品质量，降低产品本钱，还可以增加产品品种；

56领先的企业已经建立了低本钱、多品种、大量生产的生产过程，甚至建立了面向个性化定制产品和效劳的生产过程历史的回忆汽车工业：全轮驱动和全轮驾驶、平安气囊、ABS、涡轮增压发动机、自动加速传动器、微处理器控制、GPS、传感器；可控显示器、电动汽车、红外夜视仪；福特：立体声音响使汽车成为小型音乐厅；别克：汽车悬浮系统使客户在“轻柔〞和“运动〞中选择；奔驰：13种不同的调节装置，客户可根据爱好调节汽车的环境

67历史的回忆信息技术产业：1964年，IBM推出System/360,形成大规模生产；巨型机、小型大型机、商业小型机、超级小型机、效劳器、工作站、便携机、台式机、掌上机、平板电脑….软件：标准化多样化

78历史的回忆电信产业：20世纪，大多数电信企业，具有“大规模生产〞效劳业务；用户的选择范围极小，电信设备生命周期数十年。选择范围和定制能力提高：呼叫转移、呼叫等待、来电显示、通话人员身份识别、可视、移动、彩信业务、飞信、移动网络、QQ、银行中国移动通信：全球通神州行移动互联网梦网方案中国联通：

89历史的回忆保险业：曾经总是以“工厂方式〞来处理业务，第一侨民人寿保险公司总裁：“我们的策略是从人寿保险和养老保险两种‘产品’中选择能满足市场需求的一种加以‘制造’。〞现在正在从标准化产品和大规模的市场向柔性、可剪裁的产品和微小的细分市场转变。是一个由信息、教育、建议、意见、效劳、消费者评估的实际产品组成的完整的集合体。中国人寿保险公司个人保险保障保险健康保险意外保险养老保险少儿保险分红保险养老保险国寿养老年金保险国寿金色夕阳养老年金保险国寿松鹤养老金保险国寿鸿寿年金保险

910大规模定制生产企业竞争的新前沿大规模定制的根本原理和技术体系大规模定制产品和效劳2134大规模定制的案例大规模生产模式历史的回忆5大规模定制生产的形成6

1011早期的生产方式：使用手工工具，以手工劳动和手工技艺为主。工业革命开始的生产方式机器全面取代了手工工具。机器的使用将导致两种截然不同的方式：大规模生产模式手工生产的基本思想的延续机器和工艺可以提高手工工匠的技能，机器越灵活，工艺的应用越广泛，就越能扩展手工工匠的生产表达能力大规模生产如果机器代替了人的技能，生产任何产品的本钱都可能大大地降低

1112大规模生产模式

1213特征与原那么大规模生产模式可互换的零件专用的机器以生产过程为中心劳动分工流水线生产以低本钱/低价格为目标规模经济产品标准化专业化程度以工作效率为中心由专业管理人员组成的分层组织机构垂直集成

1314商业史学家(Davidhounshell)大规模生产模式“把工件送到工人面前〞是装配线的灵魂。在装配线生产中，福特公司的工程师们找到了使动作慢的工人快起来和使动作快的工人慢下来的方法。这种装配线使福特工厂的生产变得就像日出日落一样有规律。随着装配线的安装及其在生产作业所有阶段的广泛推广，福特的工程师们真正实现了大规模生产。1913年10月，引入T型车装配线时，一辆汽车12小时8分2小时35分1914年3月，1小时30分每天1000辆T型车走下装配线。

1415福特公司T型车生产规模和价格(1908-1916)大规模生产模式年份零售价(旅游车)(美元)T型车产品销售量190885059861909950122921910780192931911690404021912600786111913550182809191449026072019154403552761916360577036资料来源:DavidHounshell,FromtheSystemtoMassProduction1800-1932

1516大规模生产的目标：以大家都能买的起的低价来进行开发、生产、销售、交货和效劳等活动。大规模生产模式大规模生产过程低成本、质量稳定的标准产品统一的市场稳定的需求产品生命周期长产品开发周期长新产品

1617大规模生产模式获得最大的利润卖出更多的产品增加产量降低本钱降低价格、增加收入市场扩大忽略细分市场生产过程自动化保持生产过程效率输入稳定：调控员工工资和供给商价格生产过程稳定：产品标准，工人和机器专业化产量稳定：保持一定的库存，忽略细分市场需求。产品生命周期尽量延长，降低单位开发本钱运行产品开发周期长

1718大规模生产模式大规模生产过程低成本、质量稳定的标准产品统一的市场稳定的需求产品生命周期长产品开发周期长新产品产品技术变化的需求输入稳定性忽略细分市场变化的人口库存调整市场饱和程度经济周期冲击不确定性产品和过程技术冲击

1819大规模定制生产企业竞争的新前沿大规模定制的根本原理和技术体系大规模定制产品和效劳2134大规模定制的案例大规模生产模式历史的回忆5大规模定制生产的形成6

1920大规模生产在20世纪60年代开始衰退，70年代衰退的速度更快，最终在80年代开始形成新的管理思想。大规模定制生产模式的形成基于时间的竞争产品品种激剧增加及时生产区域经营持续改进产品生命周期缩短市场驱动的质量全球化网络组织微型市场定制化的提高精益生产周期缩短全面质量管理层次扁平化计算机集成制造过程重组服务重要性的提高分化的市场快速响应柔性制造系统数据资源经营20世纪90年代竞争形势的特征

2021大规模定制生产的形成大规模定制过程低成本、高质量的定制产品多元化细分市场需求分化产品生命周期短产品开发周期短新产品产品技术过程技术大规模生产模式的目标：以人人都买得起的低价格开发、生产、销售、交付产品和效劳。大规模定制生产的目标：开发、生产、销售和交付人人都买得起的，具有足够的多样性和定制化，自己所想要的产品和效劳。

2122大规模定制生产的形成正在形成的管理模式的原那么详细描述：个性化产品的需求是不稳定的；由于需求的分化，统一的大市场已日益多元化；按以前的方式已不能保持原有的利润，需细分市场；实现产品多样化，需要制造过程的灵活性和适应性；生产模式必须改变；由于新产品极大程度满足了客户的需求，可以索取一些额外的费用；细分市场规模越来越小且不断变化，产品开发速度日益加快；产品生命周期缩短

2223大规模定制生产模式的形成通过稳定性和控制力取得高效率通过灵活性和快速响应来实现多样化和定制化大规模定制模式与大规模生产模式的比照大规模生产大规模定制以几乎人人买得起的低价格开发、生产、销售、交付产品和效劳稳定的需求统一的大市场低本钱、质量稳定、标准化的产品和效劳产品开发周期长产品生命周期长开发、生产、销售、交付买得起的产品和效劳，具有足够得多样化和定制化，差不多人人都买得到自己所想要得产品分化得需求多元化得细分市场低本钱、高质量、定制化得产品和效劳产品开发周期短产品生命周期短焦点目标关键特征

2324大规模定制生产企业竞争的新前沿大规模定制的根本原理和技术体系大规模定制产品和效劳2134大规模定制的案例大规模生产模式历史的回忆5大规模定制生产的形成6

2425一、根本概念二、技术体系三、根本原理四、机理分析与模型讨论大规模定制的根本原理和技术体系

2526大规模生产在20世纪60年代开始衰退，70年代衰退的速度更快，最终在80年代开始形成新的管理思想。1970年，托夫勒(AlvinToffler)在其?FUTURESHOCK?〔未来的冲击〕提出了一种全新的生产方式设想：以类似于标准化或大批量生产的本钱和时间，提供满足客户个性化需求的产品和效劳。1987年，达维斯〔StanDavis)在?FuturePerfect?〔未来的理想生产方式〕，首次将这种生产方式称为“MassCustomization〞，大规模定制〔MC)。根本概念1、大规模定制的由来

2627根本概念客户的满意程度企业生存和开展能力产品的价格低产品的质量高在满足客户个性化方面胜人一筹，价格低，交货快在研发同一产品时，能够比竞争对手早上市不断推出新产品，竞争中始终处于领先位置

2728案例：1997年开始，牛仔服制造商莱维·斯特劳斯〔LeviStrauss〕按用户的体形和需求制作牛仔裤。根本概念量体裁衣近千种不同款式。花色客户满意如意的牛仔裤$10营业额上升3成库存急剧减少

2829案例：Dell计算机、宝洁、眼镜巧匠根本概念

29302、产品的外部多样化和内部多样化尽量减少产品内部多样化，增加产品外部多样化。根本概念产品结构组织结构过程结构内部多样化案例：1993年尼桑公司发现，其生产的零部件有很大一局部使用频率较低。87种方向盘，其中70种安装在5％的车上；2000多种消声器，其中多数每年只安装在少数车上。

30312、产品的外部多样化和内部多样化尽量减少产品内部多样化，增加产品外部多样化。根本概念座椅布质皮质车顶敝篷硬顶换档自动手动其他ABSGPS防盗装置发动机V6V12普通颜色蓝色黑色红色车轮铝合金铬合金钢车身式样三厢两厢SUV外部多样化

3132根本概念3、定义大规模定制：一种集企业、客户、供给商和环境等一体，在系统思想指导下，用整体优化的观点，充分利用企业已有的各种资源，在标准化技术、现代设计方法学、信息技术和先进制造技术等的支持下，根据客户的个性化需求，以大批量生产的低本钱、高质量和高效率提供定制产品和效劳的生产方式。根本思想：基于相似性原理、重用性原理和全局性原理。一种指导企业参与市场竞争的哲理；一种企业组织和管理模式；一种指导企业进行客户定制产品设计和制造准那么；一种营造优秀企业文化的依据。

3233根本概念大规模定制优点：使企业生产的真正是客户所需要的产品使企业能更好地适应市场的快速变化有利于较低生产本钱有利于过程和产品的连续改善有利于企业的生存和开展

3334根本概念大规模定制分类定制产品定制范围客户导向型企业导向型客户和企业导向结合定制原理组合装配内部处理信息内容定制客户订单分离点按订单销售按订单装配按订单制造按订单设计按订单研制产品性质功能型产品创新型产品客户需求高价定制低价定制4、大规模定制的分类

3435根本概念定制产品分类〔一〕产品研发设计制造装配销售案例汽车不同公司的零部件通用化组合设计大规模预制模块化的零部件混流型流水线按功能和结构进行定制福特公司发动机模块化、网上定制家电从方便定制的角度进行新产品研发组合设计大规模预制模块化的零部件、个别零部件定制混流型流水线按结构进行定制海尔、伊莱克斯的冰箱定制计算机模块化、标准化组合设计大规模预制模块化的零部件混流型流水线按结构进行定制DELL计算机网上定制服装样片设计、面料图案设计变型设计面料图案设计面料定制、自动化剪裁混流型流水线、专业化分工专门店定制、网上定制雅戈尔的西服定制

3536产品研发设计制造装配销售案例机床模块化变型设计组合设计批量预制模块化的零部件、部分零部件定制单件装配按结构进行定制德国SHW全系列化模块化工具铣床飞机区分基础件、可选件和特定件变型设计批量预制基础件和可选件，定制特定件单件装配协同设计、确定设计方案波音777飞机开发船舶模块化变型设计组合设计基于中间产品导向作业分解原理预相似性原理分道生产线协同设计、确定设计方案美国海狼级潜艇的模块化设计和制造工业汽轮机模块化变型设计组合设计批量预制通用件，定制特定件单件装配协同设计、确定设计方案德国西门子公司汽轮机设计和制造根本概念定制产品分类〔二〕

3637根本概念定制范围分类客户导向型定制：根本上根据客户的特殊需求进行定制〔时装〕；企业导向型定制：由企业提供产品目录，客户根据需要选择适宜产品〔轿车〕；客户和企业导向型结合定制：客户和企业共同确定定制方案〔发电机、汽轮机〕。客户角度，完全定制企业角度，大局部零部件通用，少局部定制

3738根本概念定制原理分类组合装配：通过不同的组合装配满足客户的特殊需求。内部处理：采用柔性加工的工艺，进行零部件的定制过程〔PanasonicBicycle通过数控技术进行定制加工自行车〕。信息内容定制：但凡采用数字技术进行处理的内容，都可以方便定制〔软件〕。

3839根本概念客户订单别离点分类基于预测的库存生产响应客户需求的定制/订单生产供给商客户大规模生产大规模定制客户订单别离点推拉在客户订单别离点之前的生产经营活动是根据预测进行的，是一个“推〞的过程在客户订单别离点之后的生产经营活动需要根据客户订单的实际要求而定，是一个“拉〞的过程

3940根本概念客户订单别离点分类A、按订单销售〔Sale-to-OrderSTO〕大批量生产方式，对市场预测，销售库存产品，销售活动是客户驱动，如：家电、日用品；B、按订单装配〔Assemble-to-OrderATO〕利用库存零部件装配成客户需要定制的产品，装配和销售活动是客户驱动，如：计算机、轿车；C、按订单制造〔Make-to-OrderMTO〕利用已有零部件图纸，对少数零部件进行变异设计，采购、零部件制造、装配和销售活动是客户驱动，如：服装定制；D、按订单设计〔Engineer-to-OrderETO〕根据客户需求设计新的零部件，其他变异设计，全部或局部产品设计、采购、零部件制造、装配和销售活动是客户驱动，如：汽轮机；E、按订单研发〔Research-to-OrderRTO〕根据客户需求进行产品研发，如：航天飞机、卫星；

4041根本概念客户订单别离点分类大规模生产按订单销售STO供应商客户大规模生产大规模生产大规模生产大规模生产按订单装配ATO按订单制造MTO按订单设计ETO按订单研制RTO销售装配制造设计研发当前状态目标状态理想状态

4142根本概念产品性质分类功能型产品：满足客户根本需要，市场需求稳定，单位利润较低，以多样化满足细分生产的需求〔日用品〕创新型产品：需求不稳定，一旦畅销，单位利润高，模仿的风险、市场寿命短的风险。客户需求分类高价定制：已经大规模生产的低价产品，根据客户需求进行高价定制。如：美国七轮〔SevenCycles〕公司为客户定制完全个性化的自行车。低价定制：范围更宽。

4243技术体系大规模定制的根本原理相似性、重用性、全局性面向大规模定制的开发设计技术面向大规模定制的管理技术面向大规模定制的制造技术大规模定制的技术体系

4344技术体系大规模定制的根本思路社会进步科技开展客户的个性化需求满足个性化需求的定制产品产品外部多样化产品内部多样化客户要求增加产品外部多样化企业要求减少产品内部多样化面向大规模定制的开发设计技术面向大规模定制的管理技术面向大规模定制的制造技术根本原理相似性原理重用性原理全局原理性矛盾的对立与统一

4445根本原理相似性原理大规模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。几何相似性结构相似性功能相似性过程相似性标准化模块化系列化减少内部多样化提高零部件和生产过程的可重用性归纳方法

4546根本原理重用性原理重用性可重复使用的零部件可重复使用的生产过程零部件设计信息的重用零部件回收与再制造零部件的重用2002年，德国戴姆勒－克莱斯勒在汽车的整个生命周期都体现回收重用的概念；大众汽车公司已将可回收设计法应用于新一代汽车的开发；丰田、本田。马自达等公司也开展这方面研究。

4647根本原理全局性原理实施大规模定制是一项工作量很大、难度很高的系统工程，需要有一个全局的思考。定制点后移方法：大规模定制的根本思想是将定制点尽可能向生产过程的下游移动。一般情况下，随着预测点离需求发生点越接近，对需求量的预测越准确，降低过程的不确定性，提高预测精度。总本钱思想：产品价值链的各个环节是相互关联的。需对产品整个价值链进行整体优化。

4748根本原理全局性原理定制点后移方法。例如：按订单设计定制〔Engineer-to-Order，ETO〕采购生产技术准备订单管理签定订单订单产品设计生产管理制造检验交货效劳外协外购厂家市场客户产品开发设计过程重组全新产品开发PDMERP市场预测新产品形成过程订单产品制造过程

4849根本原理全局性原理总本钱思想，由于制造系统的非线性，往往减少某个环节的本钱，会增加其他环节的本钱，造成总本钱上升。如：采用廉价零部件减少采购本钱，但会造成质量本钱，带来质量损失本钱、效劳本钱、使用本钱增加。设计采购制造销售效劳设计采购制造销售效劳

4950根本原理全局性原理总本钱思想产品多样化本钱库存本钱生产准备本钱工具本钱产品改型本钱材料本钱物流本钱定制/配置本钱营销本钱质量本钱效劳本钱降低多样化成本由制造厂直接向客户提供产品，降低产品库存本钱简化产品结构，采用模块化设计技术，降低生产准备本钱、产品改型本钱以及定制/配置本钱采用客户关系管理技术和网络技术，降低营销本钱和效劳本钱采用可重构制造系统降低材料本钱和定制本钱通过供给链管理技术降低物流本钱

5051机理分析与模型讨论1、成功机理讨论具有相关性的产品组合满足客户的多样化需求提高企业的生存和竞争能力从企业产品配置优化出发范围经济效应利用产品族的相似性对客户而言的定制生产和对企业而言的批量生产产品外部的多样化和内部的标准化从不同产品间的整体优化考虑规模经济效应、经验经济效应和联合经济效应产品族和价值链的优化以取得整个产品族的最大效益为目标，进行系统的集成优化局部服从整体优化，设计和过程的集成优化从全系统和全过程集成优化考虑集成经济效应

5152机理分析与模型讨论1、成功机理讨论范围经济〔品种经济〕效应：由于企业扩大所提供产品或效劳的范围而引起经济效益增加的现象，反映了企业产品或效劳的范围与经济效益之间的关系。扩大所提供产品或效劳的范围利用生产相似产品的资源满足客户的多样化需求降低企业的市场预测风险需要独特的技术和管理能力在很少增加本钱的情况下提高利润增大产品的销售量提高企业竞争获胜的可能性产品和过程具有特色，不易复制

5253机理分析与模型讨论1、成功机理讨论规模经济效应：相似性和成组技术，实现产品的标准化和模块化，减少内部多样性和零件数量。经验经济〔学习〕效应：企业组织高效、连续的经营活动会产生很大的经济效果。通过减少企业复杂度、提高企业反响能力和竞争能力，提高产品的设计和制造效率，缩短“学习曲线〞，降低本钱而取得。当前的经验量〔累计产量〕前期的经验量产量中的本钱产量中的本钱根据熟练程度确定的常数值

5354机理分析与模型讨论1、成功机理讨论经验经济〔学习〕效应：产品1产品2产品3产品n相同的零部件相似的零部件全新的零部件设计和制造的效率t设计和制造的效率t设计和制造的效率t

5455机理分析与模型讨论1、成功机理讨论联合经济效应：指假设干企业采取动态联盟的形式进行协作，充分利用企业组织外部的共享要素，发挥各自技术优势和管理经验而取得的效应。竞争中的合作和矛盾的协调联合之后资源再配置效益的提高高技术的加速开发和联合利用快速进入新市场的先行优势经济性来源于通过外部经济效应的消极内部化，降低投入本钱通过外部经济效应的积极内部化，创造产生效果企业间联合，从而有效地降低一系列交易本钱经济性表现在虚拟企业

5556机理分析与模型讨论1、成功机理讨论集成经济效应：包括对整个产品族进行集成优化和对产品价值链的全过程进行集成优化，以取得1＋1>2的整体效益。将产品族作为一个系统，以取得整个产品族的最大效益为目标，进行系统的集成优化全产品族的集成经济效应反映产品在研制、生产和使用维修等产品全生命周期内的经济效益局部优化效劳整体优化设计和过程的集成优化面向本钱的设计〔DFCDesignForCost〕面向制造的设计〔DFMManufacturing〕面向装配的设计〔DFAAssembly〕面向回收的设计〔DFRRecycling〕全过程的集成经济效应集成经济效应

5657机理分析与模型讨论2、大规模定制的优化模型产品维深度优化模型产品维优化模型过程维优化模型二维优化模型产品维宽度优化模型客户订单别离点后移的优化模型减少各环境定制比例的优化模型正确区分客户的共性和个性需求正确区分产品结构中的共性和个性部分尽可能减少产品中的定制部分正确区分生产过程中的大批量环节和定制环节尽可能减少定制环节，增加大批量生产环节将客户订单分离点后移

5758机理分析与模型讨论2、大规模定制的优化模型a、定制量最小的二维优化模型定制零部件数N通用零部件数J定制环节数K大批量环节数L优化方向定制量：N×K产品零部件数过程环节数产品零部件数＝J＋N过程环节数＝K＋L当给定一批产品时，从定制量最小的角度，优化目标：

5859机理分析与模型讨论a、定制量最小的二维优化模型时间维〔制造过程维〕空间维〔产品维〕通用结构1定制结构1通用结构2定制结构2通用结构m1定制结构n1制造制造制造制造制造制造通用零件1定制零件1通用零件2定制零件2通用零件m1定制零件n1装配装配装配装配装配装配通用部件1定制部件1通用部件2定制部件2通用部件m1定制部件n1装配后处理定制产品1销售客户1装配后处理定制产品2销售客户1装配后处理定制产品x销售客户x订单功能分解通用部件选择定制部件设计集成功能分解通用零件选择定制零件设计集成通用结构选择定制结构件设计集成设计过程

5960机理分析与模型讨论b、产品维优化模型〔1〕产品维深度优化模型零件部件产品1产品2部件零件零件部件产品1产品2部件零件零件部件产品1产品2部件零件零件层部件层产品层关键是要分清客户的各种个性化需求中，哪些是真正的个性需求，哪些是共性需求，共性需求采用统一的方法处理。不同的产品，或者同一产品中的不同零部件，产品维优化的深度是不同的。案例：松下自行车

6061机理分析与模型讨论b、产品维优化模型〔2〕产品维宽度优化模型产品维优化的宽度越大，即一起优化的不同产品越多，各产品中的通用零部件比例越高，客户化零部件的比例就越低。比例100％一起优化的不同产品数P/件0定制零部件的比例1-L%通用零部件的比例L%产品维宽度优化的方向：增加一起优化的不同产品数P，减少产品中相异零件数W案例：美国戴姆勒—奔驰汽车与美国克莱斯勒汽车联合，增加产品数

6162机理分析与模型讨论c、过程维优化模型〔1〕客户订单别离点后移的优化模型大规模生产按订单销售STO供应商客户大规模生产大规模生产大规模生产大规模生产按订单装配ATO按订单制造MTO按订单设计ETO按订单研制RTO销售装配制造设计研发当前状态目标状态理想状态

6263机理分析与模型讨论c、过程维优化模型〔1〕客户订单别离点后移的优化模型设生产过程的总环节数为m，大批量生产环节数为Y，定制生产的环节数为X。K，优化前客户订单别离点所处和环节顺序号j，优化后客户订单别离点所处和环节顺序号

6364机理分析与模型讨论c、过程维优化模型〔2〕减少各环节定制比例的优化模型设N1，N2，…N5为各环节中定制工作量的比例，M1，M2，…M5为大批量生产工作量的比例，当考虑到每个环节都有定制和非定制的工作时：N1M1M2M3M4M5N2研发设计制造装配销售生产过程工作内容100%N3N4N5N1M1M2M3M4M5N2研发设计制造装配销售生产过程工作内容100%N3N4N5优化方向

6465机理分析与模型讨论c、过程维优化模型〔2〕减少各环节定制比例的优化模型以产品设计为例新设计适应性设计变异设计标准件新设计适应性设计变异设计标准件“被动的〞定制设计面向大规模定制设计

6566机理分析与模型讨论3、时间、本钱和个性化的解耦A、“神秘三角〞的解耦传统制造系统中，当产品质量一定时，时间、本钱和个性化是三个高度相关的优化目标。时间个性化本钱时间个性化本钱周期缩短个性化程度提高本钱降低大规模定制模式传统生产模式通过产品和过程的优化重组进行解耦

6667机理分析与模型讨论3、时间、本钱和个性化的解耦B、产品个性化程度与本钱的解耦传统生产方式中的产品个性化程度与本钱的耦合关系，可以用规模经济法那么表示：企业生产同一产品的产量越大，其单件产品的本钱就越低。产品的产量M单件产品的本钱K规模经济法那么产品个性化程度与本钱的耦合关系K：生产本钱M：产品产量V：变动本钱〔与产量增减同比增减，如材料费、动力费。奖励工资等〕C：固定本钱〔与产量无关，如房租、固定工资、利息〕

6768机理分析与模型讨论3、时间、本钱和个性化的解耦B、产品个性化程度与本钱的解耦大规模定制中的产品个性化程度与本钱的解耦合优化方法，产品B产品A个性部件个性零件个性结构要素个性部件个性零件个性结构要素共性部件共性零件共性结构要素与其他产品的共性部件与其他产品的共性零件与其他产品的共性结构要素产品C相似产品族的层次结构将产品、部件、零件和结构要素统称为元件，相似产品族的层次结构表示为：下一层的元件，可以用递归法描述整个产品层次

6869机理分析与模型讨论3、时间、本钱和个性化的解耦B、产品个性化程度与本钱的解耦大规模定制中的产品个性化程度与本钱的解耦合优化方法产品B产品A个性部件个性零件个性结构要素个性部件个性零件个性结构要素共性部件共性零件共性结构要素与其他产品的共性部件与其他产品的共性零件与其他产品的共性结构要素产品C相似产品族的层次结构不同产品中共性部件、零件和结构要素的集合可以表示为：

6970机理分析与模型讨论3、时间、本钱和个性化的解耦B、产品个性化程度与本钱的解耦大规模定制中的产品个性化程度与本钱的解耦合优化方法，优化目标和方法增加一起优化的产品数N提高共性元件G，减少个性元件P

7071机理分析与模型讨论3、时间、本钱和个性化的解耦C、产品个性化程度与时间的解耦研制研制研制研制研制设计设计设计设计设计制造制造制造制造制造装配装配装配装配装配销售销售销售销售销售按订单研制按订单设计按订单制造按订单装配按订单销售定制深度〔个性化程度〕时间定制点定制生产环节大批量生产环节产品个性化程度与时间的关系解耦优化方法：设生产过程中有m个串联的定制环节，ti表示第i个定制环节所需要的时间，总的定制时间t。

7172机理分析与模型讨论3、时间、本钱和个性化的解耦C、产品个性化程度与时间的解耦方法一：串联的定制环节数m尽可能少方法二：减少各定制环节时间ti

7273大规模定制生产企业竞争的新前沿大规模定制的根本原理和技术体系大规模定制产品和效劳2134大规模定制的案例大规模生产模式历史的回忆5大规模定制生产的形成6

7374大规模定制产品和效劳大规模生产向大规模定制转换过程，需要如何保证个性化定制产品和效劳的低本钱生产。围绕标准化的产品和效劳来定制效劳创立可定制的产品和效劳提供交货点定制提供整个价值链的快速响应构件模块化以定制最终产品和效劳大规模定制的组织改装开发生产销售交付

7475大规模定制产品和效劳一、围绕标准化的产品和效劳来定制效劳开发生产销售交付继续开发标准化产品或效劳继续生产标准化产品或效劳利用标准化产品或效劳来销售定制化效劳交付定制化效劳以及标准化产品或效劳

7576大规模定制产品和效劳一、围绕标准化的产品和效劳来定制效劳销售和分销可以改变产品，增加其特征，与其它的产品组合在一起，提供定制化产品或效劳。航空旅行：飞机定座、效劳〔食品、饮料、电视节目、杂志、商品〕旅馆连锁店：房间的选择〔吸烟、位置、标准、楼层〕、旅馆类型的选择〔庭院、住宅、宾馆〕汽车租赁：为最正确客户提供“快车〞效劳，记录客户爱好，上门效劳。计算机销售：模块生产、销售配置

7677大规模定制产品和效劳二、创立可定制的产品和效劳开发生产销售交付开发可定制的产品或效劳生产标准化〔但可定制〕的产品或效劳销售可定制的产品或效劳交付标准化〔但可定制化〕的产品或效劳

7778大规模定制产品和效劳二、创立可定制的产品和效劳吉列剃须刀：91年推出传感器剃须刀，“按你的面部轮廓自动调节〞，电动剃须刀等。

7879大规模定制产品和效劳二、创立可定制的产品和效劳制鞋业：Gamefeet公司销售各种鞋垫、比利时鞋店将产品最后一道工序交给客户等。制裤业：裤长一致办公家具业：可调节的办公桌、老板椅等。银行业：自动柜员机、自助银行、银行商品零售业：自动售货机

7980大规模定制产品和效劳三、提供交货点定制开发生产销售交付继续开发标准化产品或效劳集中生产产品或效劳的标准化局部销售定制化产品或效劳交付标准化局部生产生产和交付定制局部

8081大规模定制产品和效劳三、提供交货点定制在销售或交货点生产产品。T恤衫：及时定制〔印刷文字、翻印客户照片、计算机刺绣〕体育用品：保龄球，根据客户的手形钻孔；眼镜业：镜片的现场磨制；开发销售面向交付定制化开发产品或效劳销售定制化产品或效劳生产和交付定制化的产品或效劳生产交付

8182大规模定制产品和效劳四、提供整个价值链的快速响应。开发生产销售交付缩短开发周期时间缩短生产周期时间缩短选择和定货周期时间缩短发货周期时间

8283大规模定制产品和效劳四、提供整个价值链的快速响应。卓越锯业公司〔ThePeerlessSawCompany)降低从客户订货到交付的时间，激光系统14周→3周销售人员与客户共同讨论设计新锯网络支持

8384大规模定制产品和效劳五、构件模块化以定制最终产品和效劳以最低的本钱、最高的个性化定制水平，是建立能配置成多种最终产品和效劳的模块化构件。规模经济是通过构件而不是产品获得的；范围经济是通过在不同产品中反复使用模块化构件获得的；定制化是通过能配置的众多产品获得

8485大规模定制产品和效劳五、构件模块化以定制最终产品和效劳开发生产销售交付开发模块化产品或效劳生产模块化产品或效劳销售定制产品或效劳交付定制产品或效劳

8586大规模定制产品和效劳共享构件模块化减少零件数量从而降低本钱通用电气(GE〕断路开关柜，1275个共享构件代替28000个独立零件，形成40000种不同配置。

8687大规模定制产品和效劳互换构件模块化共享构件模块化的补充“Swatch〞手表个性化图书、个性化挂历

8788大规模定制产品和效劳“量体裁衣〞式模块化通过将“量体裁衣〞式模块化与共享构件结合生产自行车。“准备生产包括赛车、公路车、山地车等18种型号、1999种颜色图案、11231862种变型中的任何一种〞

8889大规模定制产品和效劳混合模块化可使用上述任何一种模块化类型，区别在于构件混合在一起形成了完全不同的产品。

8990大规模定制产品和效劳总线模块化汽车的根底底盘和配线提供了总线结构。

9091大规模定制产品和效劳可组合模块化提供最大程度的多样化和定制化，允许任何数量的不同构件类型按如何方式进行配置。Lego儿童积木、组合夹具等。

9192大规模定制产品和效劳大规模定制产品和效劳的组织结构变化开发生产销售交付以个性化效劳为中心缩短开发周期时间开发低本钱、定制化产品或效劳以个性化效劳为中心缩短交付周期时间交付低本钱、定制化产品或效劳以个性化效劳为中心缩短生产周期时间生产低本钱、定制化产品或效劳以个性化效劳为中心缩短选择和订单处理周期时间销售低本钱、定制化产品或效劳六、大规模定制的组织改造

9293大规模定制的产品和效劳大规模生产模式：产品和工艺过程同时开发。A、适合于生命周期某一阶段产品的工艺不适用于另一阶段的产品；B、生产线上以操作效率为中心要求针对每一个新产品建立一个新的工艺。大规模定制生产：一切都在变化。A、单个产品的重要性下降；B、工艺过程从产品中别离，比单个产品的生命周期长。过程能力不仅超越了产品，而且也超越了组织和企业六、大规模定制的组织改造

9394大规模定制的产品和效劳大规模定制大规模生产持续改进创新动态稳定产品变化过程变化稳定动态产品－过程变化矩阵从稳定的、渐进的变化到需要新能力、新知识的迅速、动态的变化从自始至终非常标准化的稳定产品和效劳到集品种多样化和个性化定制于一体的动态产品变化

9495大规模定制的产品和效劳大规模定制大规模生产持续改进创新动态稳定产品变化过程变化稳定动态产品－过程变化矩阵：大规模生产轴线

9596大规模定制的产品和效劳大规模定制大规模生产持续改进创新动态稳定产品变化过程变化稳定动态产品－过程变化矩阵：大规模定制轴线

9697大规模定制生产企业竞争的新前沿大规模定制的根本原理和技术体系大规模定制产品和效劳2134大规模定制的案例大规模生产模式历史的回忆5大规模定制生产的形成6

9798大规模定制的案例一、机械产品的大规模定制二、电子产品的大规模定制三、服装产品的大规模定制四、建筑和家装的大规模定制五、其他产品的大规模定制

9899机械产品的大规模定制1、汽车的大规模定制A、汽车的多功能、差异化和个性化趋势轿车的多功能、差异化和个性化的需求娱乐车跑车运动车休闲车代步车年轻人用车老年人用车古典车颜色转向盘客货两用舒适性休闲娱乐座椅音响灯光加大内部空间隔音隔振防水防尘……对于轿车的多样化需求

99100机械产品的大规模定制1、汽车的大规模定制A、汽车的多功能、差异化和个性化趋势汽车既可以作为载客工具，又能够作为移动办公室和移动住宅〔办公客车、住宅客车〕。汽车制造企业和销售商们不能准确预测市场需求，库存70天，平均每辆车少收入，每年220亿美元。德国宝马汽车公司〔BMW〕：在欧洲的全部业务按订单制造。尼桑公司估计，假设完全转变为按订单生产，每辆车大约可以节约本钱达3600美元〔BusinessSpecial，2001〕。

100101机械产品的大规模定制1、汽车的大规模定制A、汽车的多功能、差异化和个性化趋势通用汽车公司提供了一种客户定制系统，客户自己动手设计所喜欢的汽车。选择方案组装好的汽车外形汽车价格自动计算模拟驾驶填写订单电子付款生产系统交付客户前后只需要8周时间，按客户需求定制的汽车、其单价不一定比批量生产的标准汽车贵。

101102机械产品的大规模定制

102103机械产品的大规模定制

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105106机械产品的大规模定制1、汽车的大规模定制B、缩短定制时间是汽车大规模定制的关键雷诺汽车公司目标：在15天内制造并发运出客户定制的汽车。意大利菲亚特汽车公司的CEO说：“那是我们一直的梦想，但是很难成为现实〞〔BusinessSpecial,2001)日本丰田汽车公司承诺：在5天内交付客户自己定制的汽车，价格并不比市场上的贵。欧洲汽车制造商准备花10年时间实现3天内交付客户自己定制汽车的目的。日本尼桑汽车公司的目标是实现“5A〞——任何批量、任何时间、任何客户、任何地点、任何车型。〔BusinessSpecial,2001)

106107机械产品的大规模定制1、汽车的大规模定制C、模块化设计导致汽车生产过程的变革发动机的模块化设计零部件的模块化总线模块化模型不同规格的发动机可在一条生产线上制造零部件厂实现与汽车整车的同步和超前开发生产中的各个阶段几乎可以同步或交叉进行最终装配可以根据客户要求，在各地的装配点、经销点或是在客户家中完成生产线结构的革命推进汽车工业分工采用并行工程技术采用总线模块化技术福特汽车公司对发动机进行模块化设计，将6、8、10、12缸进行重组，使大局部组件通用。不同规格的发动机可以在同一生产线制造。德尔福系统公司开发了7个高度集成化的模块系统，车用媒体网络、集成化电子电气、汽车能源、智能化防撞、电子伺服、车内装饰、发电机控制。汽车在设计阶段，制造部门开始购置模具毛坯，进行粗加工，设计完成后，进行精加工。通用、福特、日产汽车公司设想今后的汽车应该设计成总线结构模块，在不同场所进行局部装配，在汇总进行最终装配。

107108机械产品的大规模定制1、汽车的大规模定制D、汽车模块化设计方法市场调研确定产品型号模块划分模块综合模块设计性能试验与分析各类汽车模块结构库客车：前后围架、大顶骨架、左右侧围骨架、低架和座椅等80个模块。一些功能和结合要素相同，结构要素不同的模块可以互换。如：座椅布置40＋1，44＋1、50＋1等形式。德国群众汽车公司推出底盘平台，将8种底盘减少为4种，A、AO、B、DC级，A级平台生产奥迪A3、高尔夫、帕萨特等，年产200万辆。丰田汽车公司方案将原来的40个平台压缩到7个。福特汽车公司通过2个平台实现了43％的产品托夫勒：一位计算机专家通过对所有式样、方案和颜色的不同组合，来创造适合家庭使用的汽车，得到2500万种方案。当生产自动化到达更高的水平时，就能以等同于大批量生产的本钱和效率，生产100万辆各不相同的汽车，到那时，生产和消费的唯一限制，仅在于人们的想像力了。

108109机械产品的大规模定制1、汽车的大规模定制F、通过企业重组，支持产品模块化和通用化企业合并企业合作别离零部件制造厂优化供给链零部件在企业内部通用零部件在企业间通用广泛合作基于网络的全球采购满足客户个性化需求降低零部件本钱提高质量过程产品目标案例德国奔驰与美国克莱斯勒合并两家公司零部件通用，可节省数十亿美元的本钱。丰田、尼桑、本田、马自达等合作，提高零部件标准化程度和互换性。福特公司将零部件制造厂商别离，选择余地增加，提高竞争通用汽车需要37000家企业为其提供零部件。“朋雪克-莱曼〞售价2万美元，其中6000美元装配费流向韩国，3500美元流向日本、1500美元流向德国、800美元流向台湾和新加坡、600美元流向英国。

109110机械产品的大规模定制

110111机械产品的大规模定制2、飞机的大规模定制波音公司的777型客机采用模块化设计方法，为客户提供个性化效劳。销售代表客户构型库产品结构模型

111112机械产品的大规模定制2、飞机的大规模定制波音公司的777型客机采用模块化设计方法，为客户提供个性化效劳。客机发电机AB机体通讯设备ABC导航设备AB机翼起落架ABC机身座椅ABC卫生间AB座舱布置ABC内装饰ABC机头中段ABC尾段客机的产品结构模型〔局部〕配置条件：发电机A、起落架A、机身中段B、座椅C、通信设备C、导航设备B；卫生间、座舱布置和内装饰提出新的特殊要求。

112113机械产品的大规模定制2、飞机的大规模定制波音公司的777型客机采用模块化设计方法，为客户提供个性化效劳。根本项机体机翼机身机头尾段客户选择后确定客机的产品结构模型〔局部〕选择项发电机A通讯设备C导航设备B起落架A座椅C机身中段B卫生间新座舱布置新内装饰新特定项

113114机械产品的大规模定制2、飞机的大规模定制波音公司的777型客机采用模块化设计方法，为客户提供个性化效劳。客机发电机A机体通讯设备C导航设备B机翼起落架A机身座椅C卫生间新座舱布置新内装饰新机头中段B尾段客户特定构型客机的产品结构模型〔局部〕

114115机械产品的大规模定制3、船舶的大规模定制船舶是一种典型的单件、定制型产品。A、船舶制造的开展阶段整体制造分段制造分道制造大规模定制敏捷制造木船制造技术焊接制造技术成组技术模块化造船技术敏捷制造技术系统导向系统和区域导向模块导向产品导向劳动力密集型设备密集型信息密集型知识密集型串行生产过程并行生产过程传统造船技术现代造船技术未来造船技术

115116机械产品的大规模定制3、船舶的大规模定制B、模块化造船模式中间产品导向作业分解原理相似性原理作业性质船体舾装涂装作业对象位置机舱区货舱区上层建筑居住区作业生产过程零件加工部件装配分段装配分段预组装船台合拢产品按其形式的制造级，以中间产品的形式对产品进行作业分解与组合。产品分解成中间产品，按相似特性分类成组，扩大中间产品的生产批量。模块化造船模式

116117机械产品的大规模定制C、案例美国“通过模块化实施海上系统的改装和现代化工程〞美国海军负责实施，详细研究了可变有效载荷舰船〔VPS〕概念，将军舰分为船体和作战两大系统。船体作战部模块库组合15000～30000T的巡洋舰、驱逐舰和护卫舰研制周期由49个月减少到36个月，造船本钱降低10％，每艘驱逐舰节省100万美元

117118机械产品的大规模定制4、基于WEB的零件库A、国外Web零件库开展现状1971年，德国标准化协会为建立CAD标准件库制定了DIN4000标准；ISO/TC184技术委员会在DIN4000的根底上，制定了计算机可解释的零件库数据表达和交换的国际标准ISO13584ISO13584零件库的根本原理零件库的概念模型表达式的逻辑模型供给商库的逻辑模型零件族构造方法学零件库的信息表达零件库的数据交换零件库的使用零件库的更新描述机制/定义

118119机械产品的大规模定制

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121122机械产品的大规模定制

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126127机械产品的大规模定制

127128机械产品的大规模定制4、基于WEB的零件库基于web的机械零件库比较〔1〕web2cadInpart3DContentCADclickPartsXL零件数量》4000万》100万数百万不详数百万供应商数量》90家数十家数十家数十家50家费用免费购买客户端免费免费购买SE-PartsXL搜索方式零件分类树/名称、供应商分类树/名称零件分类树＋有关参数零件分类树/名称、供应商分类树/名称零件分类树/名称、供应商分类树/名称零件名称、零件族分类CAD模型2D、3D3D3D2D2D、3D在线浏览可以可以可以可以可以数据格式SAT、IGES、VDA-FS、STEP、DXFIGES、STEP、DXFIGES、STEP、DXFSAT、DWG、STEP、DXFSolidEdge系统支持的所有格式

128129机械产品的大规模定制4、基于WEB的零件库基于web的机械零件库比较〔2〕web2cadInpart3DContentCADclickPartsXL支持的CAD系统AutoCADTOPsolidPro/ESolidEdgeSolidWorksCATIAPro/ECADDS5Pro/DesktopAutoCADPro/ESolidWorksParasolidCATIA支持以上格式的CAD系统SolidEdge客户端Web浏览器Inpart提供的客户端软件Web浏览器SolidWorksWeb浏览器Web浏览器供应商CAD模型提供方式供应商提供CAD模型，Web2cad提供在线编目供应商提供相关数据、Inpart公司建模供应商提供CAD模型，3DPartStream.net编目不详不详CAD模型包含的信息量较少满足用户需要较少较少较多独特点采用参数表形式表示零件族，直观可以进行参数化搜索提供一个供用户交流和共享的CAD模型空间提供机械、电子和建筑行业的零件提供满足多种标准的零件ISO、DIN、

129130电子产品的大规模定制支持客户定制

130131电子产品的大规模定制1、计算机的大批量定制拥有一整套支持大规模定制的技术装备4分钟组装完成，90分钟安装软件

131132电子产品的大规模定制1、计算机的大批量定制先进的管理软件；模块化的产品结构；直销模式；有效的物流配送模式；与客户保持密切联系充分利用社会资源

132133电子产品的大规模定制1、计算机的大批量定制先进的管理软件；模块化的产品结构；直销模式；有效的物流配送模式；与客户保持密切联系充分利用社会资源

133134电子产品的大规模定制2、家电行业的大批量定制新概念家电：个性化家电、个人喜好、家装风格定制；兴旺国家20世纪80年代开始，一条生产线同时生产数十种不同型号产品；我国2000年开始，电视机、冰箱、微波炉、热水器，改变以往“我生产你购置〞的模式为“你设计我生产〞大批量生产线混流生产线柔性生产线少品种多品种彩装化充分定制按目录组装定制定制程度家电生产的开展

134135电子产品的大规模定制2、家电行业的大批量定制A、冰箱定制伊莱克斯：2000年7月12日在北京推出世界首台“自选〞冰箱。体积功能色彩220L230L┇静音节能┇颜色图案┇开门左开右开双开一周左右提供独一无二的冰箱，价格比普通冰箱贵150元左右

135136电子产品的大规模定制2、家电行业的大批量定制A、冰箱定制海尔冰箱：2000年8月根据需要选择不同的套餐选配喜欢的组件，系统报价输入个人详细和收货人详细定制成功，等待送货上门满意？NY外观颜色、搁物架类型、冷冻抽屉、开门方式、除味器、蓄冷器、独立蛋盒、酒瓶搁架、分瓶器、保鲜室、盛冰盒、印刷品文字、……。推出“定制冰箱〞一个月，网上接到100万台订单。〔99年全年300万台〕

136137电子产品的大规模定制2、家电行业的大批量定制A、冰箱定制

137138电子产品的大规模定制2、家电行业的大批量定制A、冰箱定制

138139电子产品的大规模定制2、家电行业的大批量定制B、洗衣机定制海尔洗衣机开辟新的应用领域，为客户定制产品。四川农民用洗衣机洗地瓜食堂洗削土豆麻烦青海西藏打酥油麻烦洗地瓜的洗衣机削土豆皮的洗衣机打酥油的洗衣机

139140电子产品的大规模定制2、家电行业的大批量定制C、洗衣机定制海尔洗衣机：专门为你设计。农村地区电压不稳定水压缺乏北方水质硬、衣物不易洗干净南方潮湿、衣物不易晾干用户希望到达手洗的效果希望“洗得净又节水〞的效果“宽电压〞洗衣机零水压洗衣机爆炸洗净的“小神泡〞洗衣机带烘干功能得洗衣机“手搓式〞洗衣机不同衣服选用洗涤盒甩干转速环境保护要求不用洗衣粉的洗衣机

140141服装的大规模定制1、服装定制深度定制深度面料款式尺寸特点实例尺寸的定制浅有限选择有限选择个别尺寸定制使服装的尺寸比较合身裤腿的下边不缝，使同一裤子满足不同裤长中有限选择有限选择任意尺寸定制使服装的尺寸非常合身，需要快速的远程体形测量技术工作服的定制款式的定制较深有限选择规定模块的组合搭配定制使服装的款式和尺寸比较合身，需服装CAD软件和柔性制造技术工作服的定制、时装的定制较深有限选择定制定制使服装的款式和尺寸非常合身，需服装CAD软件和柔性制造技术表演时装的定制面料的定制较深定制有限选择定制使服装高度个性化；面料批量很小时，最好采用数码印花技术，定制面料的价格较贵时装的定制深定制定制定制使服装完全个性化，价格较贵表演时装的定制

141142服装的大规模定制2、服装大规模定制的体型测量技术A、双视点投影光栅三维测量技术B、量体夹具C、摄像法3、服装面料的数码印刷技术后移定制点、降低产品库存。

142143服装的大规模定制

143144服装的大规模定制

144145服装的大规模定制5、服装大规模定制的加工技术柔性化、数字化、智能化A、新郎公司西服定制精确量体系统传输销售公司生产方案精确裁剪缝纫熨烫交付2天B、未来的自动化缝纫系统设计裁剪分检缝纫1缝纫2计算机设计，设计定型后生产几个配有激光器的机器人进行激光自动裁剪配有摄像机卡孔的机器人准确地将裁好的衣片进行分类几台全自动缝纫机缝纫检验机器人将制成的衣服套到人体模型上，缝合袖子和领口机器人进行规格和质量测定

145146建筑和家装的大规模定制

146147其他产品的大规模定制

147148其他产品的大规模定制

148149其他产品的大规模定制

149150参考文献和书籍1、B.约瑟夫.派恩大规模定制企业竞争的新前沿，中国人民大学出版社，2000年7月2、祁国宁、顾新建等大批量定制技术及其应用机械工业出版社，2003年10月