博鱼电子游戏模型进行定型 ,为客户展示产品和提供价 格.客户如果满意,它生成生产部门使用的 产品制造模型;否则,为设计人员提供设计 实例,使定制设计有较高的起点.为实现产 品配置,产品开发阶段应考虑并满足如下要 求:1,模块,组件应该具有参数化数字模 型;2,模块,组件的几何约束,物理约束 能够得到保证;3,模块,组件间的约束关 系已经确定,即变型时能确定受影响的零部

　　文 摘:大批量定制(Mass Customization, MC)是制造业发展的必然趋势.任何生产方式都需要一定设计方

　　法的支持,实现 MC 所需要的设计方法称为大批量定制设计(Design for Mass Customization, DFMC).该设 计方法试图从设计流程,设计方法,支持技术等方面,以实现大批量定制为核心,对已有设计方法进行系 统地整理和改进扩展,从而形成大批量定制生产模式下的设计理论体系.本文从上述三个方面对大批量定 制设计的研究现状进行了分析,介绍了大批量定制设计的基本概念和设计流程的变化,讨论了大批量定制 设计的基本方法,给出了实现大批量定制设计所需技术及发展现状.

　　大批量定制设计的实施同计算机,信息技术紧密相连.只有将企业的设计,制造,销售 等全部信息进行集成,形成信息管理的统一框架,为大批量定制设计提供有力的支持,才能 线 大批量定制设计对环境的需求 (1) 1) 产品的数字化模型 ( 大批量定制设计要求产品的数字化模型能够同时反映一族产品的共同特性, 能够通过变 量条件的选择形成不同的产品,提供产品的客户视图和技术视图 .客户视图指反映 顾客需求的产品外观和报价等; 技术视图指形成可加工的确定产品或提供进一步设计所需产 品实例.传统的产品模型不能满足这一要求[14

　　体概念设计的同时,考虑范围经济性和批量经济性;其重点为建立合理的产品族结构,同时 完成一组产品的设计,而不只是一个产品;为了有效的实现大批量定制,设计就要捕捉并定

　　大批量定制 产品模型 产品 产 部件 品 结 构 层 次 零,组件 产品,部件,组件,零件 的种类 详细程度 普通 产品模型

　　为达到目标,传统的设计流程需要在以下几方面进行改进: 产品开发与快速设计分离: 大批量定制设计将产品设计分成产品开发和快速设计两个阶 段. 产品开发阶段对企业的客户群进行定位, 分析已拥有的客户需求, 预测未来的客户需求, 建立相应产品族结构,形成完善的变型机制.快速设计阶段在产品开发阶段的基础上,以产 品配置器为主要工具,结合定制设计,快速实现随时到来的客户需求. 工作流程并行: 并行工程是基于时间竞争前提下提出的缩短产品设计时间, 提高竞争力 的一种方法,它通过产品设计,制造等领域活动的并行来缩短产品的开发时间.为提高设计 速度,并行也为大批量定制设计所需要,并成为大批量定制设计安排流程的重要一环,而并 行范围进一步扩展到产品的销售和服务等领域,成为产品全生命周期的并行.

　　加强流程间合作:产品族结构不能满足客户需求时,就需要进行定制设计.流程的合作 有利于尽快产生设计思想. 企业如果存在不同的产品族, 在产品族的开发阶段应加强流程之 间的合作,在产品的模块划分和零部件设计中取得一致,尽量采用相同的设计成果,促进设 计成果重用,增加可同时制造的零件数量,形成批量经济性.

　　制造中的重复性;3),划分粒度;4) ,产品的全生命周期.综合考虑各个方面可以获得具有 较好经济性的产品模块. 2.4 后延设计 为了增加产品种类,客户满意度和制造效率,有人提出产品变型后延(Delayed product differentiation, DPD)的设计方法[10],其基础是产品成为特定制造过程特定阶段的特定产品 的时刻的后延,参见图 4.制造过程可分为多个阶段,每阶段需要不同的零部件.提高早期 阶段零件的通用性,在后期阶段进行定型,可以减轻供应链负担,降低生产成本.通用性指 不同的产品使用同一组件. 采用产品变型后延概念的设计方法称为后延设计: 对零件进行分 析,将零件分解为几个零件的装配组合,以增强通用性. 2.5 产品配置 产 品 配 置 是 快 速 设 计 阶 段 的 重 要 设 计 手 段 [11

　　 能够在运行过程中得到改善. (3)快速设计 大批量定制设计中的快速设计有两个意义:1,通过产品配置组合标准模块形成满足客 户需要的产品;2,对不能满足的客户需求进行的定制设计.这就要求:1,要有产品配置功 能,对产品模块进行管理,为销售人员提供定义客户需求的工具;能够提供最接近客户需求 的实例,并提供零件变型的影响链,为设计人员进行定制设计提供最高的起点;2,能够提 供专家系统或支持变型的数据库,为设计人员提供众多的参考方案;3,提供完善的合作机 制,使设计人员能够群策群力,快速形成多种设计方案,得到最终设计.客户需求和相应的 设计结果通过格式化,能够丰富原产品模型. 3.2 常用技术 根据大批量定制设计的要求,下列技术可用来构建其支持环境. (1)创成式 BOM(Generic Bill-Of-Material) :BOM(Bill-Of-Material)是表示产品零部 件装配关系的一种形式.创成式 BOM[14

　　设计. 北京:高等教育出版社, 1998 ,其时间在整个产品生命周期中也占有很大比重,任何生产

　　方式的成功都离不开与其相适应的设计方法的成功,大批量定制也不例外.本文将从概念, 方法, 实现等几个方面对适应大批量

　　设计领域 销售;设计 制造;服务 面向大批量 定制设计 并行 工程 基于产品 族设计 设计区别 设计单个产品 类型 设计一组产品 类型

　　业中产品,部件,组件,零件等的种类的数量,深度指产品模型的详细程度:普通产品模型 重视产品的细节,即产品各项属性的表达,而忽略产品种类扩展的管理;大批量定制需要模 型对产品的变型进行管理,能够根据不同的需求提供相应的产品模型,模型要能协调产品, 部件,零,组件的种类. (2)流程管理 实现大批量定制的两大挑战是成本和速度.为此,企业要从产品的设计,制造,服务等 方面对流程进行重新思考,剔除不能带来价值的,改善影响企业反应能力和速度的,并与产 品种类分离而加以固定, 增强企业生命力和满足客户需求的能力. 企业运行严格按照流程展 开.因此,流程管理要能够有效管理产品的所有过程,包括从概念设计到产品定型等的任务 分配,项目规划等;能够有效管理长时间事务;能够处理大量的突发事件;最重要的是流程

　　 大批量定制设计方法概括起来就是要实现产品零部件的标准化和模块化. 下面介绍常用 的设计方法. 2.1 标准化,规范化 产品中大量使用标准零部件有利于降低成本. 企业应将对产品成本影响较大的零部件进 行标准化,而通过其它零部件的变型来满足定制的需求.为了提高速度,降低成本,还应考 虑对原材料,加工代码等进行标准化.规范化是指分析企业零件,合并相似件,减少零件数 量,提高零件使用频率,从而降低零件管理费用的方法.实现标准化,规范化的方法包括 ABC 分析,产品结构分析,零件分析,参数分析,编码技术等,对零件的使用频谱进行分 析,标准化使用频谱高的零件,规范化使用频谱较低的零件,合理分布企业零件. 2.2 面向产品族设计 面向产品族设计[8]指结合预测分析已有顾客需求, 根据产品拟采用的定制方法提取变型 参数,同时设计一族产品的设计方法,其目标是提供可变型的产品模型,为针对单个客户需 求进行产品配置和快速设计提供基础. 其产品模型具有如下特征: 产品结构的组成模块能够 为特定客户配置出最终产品;模块组织能够让销售,设计,制造和服务部门采用一致的方式 反映企业能力和顾客需求; 能够作为信息集成平台实现产品设计全过程的集成; 能够用来评 价产品生命周期中决策的经济性. 2.3 模块化设计 模块化设计是对一定范围内的不同功能或相同功能不

　　同性能,不同规格的产品进行功能分析,划分并设计一系 列功能模块,通过模块的选择和组合构成不同的产品,以 满足市场的不同需求[9

　　产品,但它仍依赖于零部件的加工与制造,采用规划好或 标准化或易于变型的零部件模块可以降低成本,并提高速 度.模块划分可以参考如下原则[8

　　多品种,小批量生产是目前制造业发展的趋势,其终极结果为大批量定制( Mass Customization,MC)的实现.大批量定制的概念可以概括为:大批量定制是企业采用技术 和管理手段实现对每个顾客的个性化定制, 而成本和时间同大批量生产产品相一致的一种生 产模式.其面临的最大挑战是速度和成本[1

　　义个体客户对产品的需求,设计过程必须从传统的设计制造集成扩展到销售,服务等部门. 设计在设计领域和产品族方面的扩展参见图 1.图 2 给出大批量定制设计的过程.图 3 表示 大批量定制希望获得的效果[6]:左边表示大批量生产产品中各种零件的比例,右边表示大批 量定制产品中零件的比例, 大批量定制设计试图通过扩大产品中标准零件, 模块以及容易定 制的零件的比例来提高速度,并降低成本.