（机械制造及其自动化专业论文）在线产品配置器的设计与应用研究.pdf

摘要 i 在2 1 世纪全球化、数字化、信息化、知识化经济中，企业在复杂多变的市 场背景下面i 临着激烈的竞争压力，大批量定制( m c ) 能够实现以大批量生产的成 本生产个性化的定制产品，将成为2 1 世纪的主流制造模式。 论文的主要工作以m c 为背景，围绕在线产品配置器的设计和应用进行了比 较系统的研究，包括： ( 1 ) 对三个不同行业汽车制造业、服装制造业和家电制造业的m c 的发 展趋势和在线产品配置器的应用情况进行分析比较，了解了企业对在线产品配置 器的需求，总结了在线产品配置器的主要特点：主要由产品主结构和产品可选项 组成。 ( 2 ) 将面向m c 的产品配置设计过程分成产品族设计和变型设计两个循环。 i j i 者是设计产品配置器，包括产品的主结构和可选项。后者是利用产品配置器， 从可选项中选择若干模块，设计和制造客户真正想要的产品。( 其中客户需求信息 的获取，对于产品配置器中的可选项的设计具有重要意义。因此对各种客户需求 信息的获取方法进行了分析比较。基于网络的客户需求获取方法的应用将越来越 广，为此作者丌发了一个网上客户需求信息调查系统的原型。毒 f 3 ) 产品模块化对于产品配置器的设计和使用能否取得好的效果非常重要。 论文采用集合沦的方法描述了产品模块化的优化模型，说明了产品模块化的优化 的两个方向：使有限的模块( 可选项) 满足更多客户的需求；尽可能加深产品维 的深度优化。讨论了模块划分的准则、模块划分的类型，提出了模块划分的方法 和模块划分的整体规划。i 并以浙江某企业的数控车床为例，分析了模块化设计和 配置设计以及相应的在线产品配置器的实现。0 ( 4 ) 介绍了作者参与开发的在线产品配置器。该工具可以直接在异地通过互 联网添加或修改网页上的产品部件构成表内容和产品及零部件的属性内容，以适 应市场的快速变化。眍种系统可以帮助企业不通过编程而方便地建立针对自己企 业的在线产品配置器。这对我国中小企业利用网络带来的机遇，实现m c ，为客 户提供更好的服务具有重要意义。+ v 、 关键词：产品配置器大批量定制产品模块化设计客户需求分析。 ， 面向m c 的设计 01q囊 a b s t r a c t t h e21 “c e n t u r yi s a ne r ao fk n o w l e d g e ，i ti sg l o b a l ，d i g i t a la n di n f o r m a t i o n a l ， a n de n t e r p r i s e sh a v et of a c eh i g hp r e s s u r eo fc o m p e t i t i o n m a s sc u s t o m i z a t i o n ( m c ) h e l d sp r o d u c ti n d i v i d u a lc u s t o m i z e dp r o d u c t sw i t hc o s to f m a s sp r o d u c t i o na n di ti s b e c o m i n g am a i n s t r e a mo f p r o d u c t i o nm o d e s i nt h i sp a p e r ，b a s e do nt h ee n v i r o n m e n to fm c ，t h ed e s i g na n da p p l i c a t i o no f o n ，l i n ep r o d u c tc o n f i g u r a t i o nd e s i g nt o o l ( o l p c d t ) a r er e s e a r c h e ds y s t e m a t i c a l l y w h i c hi n c l u d e ： ( 1 ) s o m e d i f f e r e n t i n d u s t r i e s ，s u c h a sa u t o m a n u f a c t u r i n g ，c o s t u m e m a n u f a c t u r i n ga n de l e c t r o n i cm a n u f a c t u r i n g ，t r e n da n da p p l i c a t i o no fo l p c d t a r e a n a l y z e d e n t e r p r i s e s r e q u i r e m e n ta n d m a i ns t r u c t u r eo f0 l p c d t a r es u m m a r i z e d ( 2 ) t h ed e s i g np r o c e s so fp r o d u c t f o rm ci sd i v i d e di n t ot w oc y c l e s ：n e w p r o d u c td e s i g nf o rag r o u po fp r o d u c t sa n dv a r i a n tp r o d u c td e s i g n t h ef o r m e r i st o d e s i g no l p c d t t h el a t t e r i st ou s eo l p c d tt od e s i g na n dm a n u f a c t u r es o m e p r o d u c t sf a v o r a b l et oc u s t o m s t o w a r d st h ed e s i g np r o d u c tn e e d e db yc u s t o m e r ，t h e r e q u i r e m e n t o fi n f o r m a t i o no fc u s t o m si so f g r e a ti m p o r t a n c e t h u s ，i nt h i sp a p e r ，t h e p r o c u r e m e n tm e t h o d sa r ea n a l y z e da n dt h ei n v e s t i g a t i o ns y s t e mb a s e d o nw e bi s d e s i g n e d ( 3 ) m o d u l a rd e s i g ni se s s e n t i a lf o rt h ed e s i g no fo l p c d t i n t h i sp a p e r ，u s i n g s e t t h e o r y ，t h eo p t i m i z a t i o nm o d e lf o rp r o d u c tm o d u l a r i z i n gi s d e s c r i b e d ，t h et w o d i r e c t i o n so fo p t i m i z i n ga r ep r e s e n t e d ：t os a r i s f ym o r ec u s t o m s r e q u i r e m e n tw i t h l i m i t e dm o d u l e s ；t od e e pt h ep r o d u c td i m e n s i o na sm u c ha sp o s s i b l e t h er u l ef o r m o d u l a r i z a t i o na n dt h em a i n t y p e so f m o d u l a r i z a t i o na r ed i s c u s s e d ；t h ew a ya n dt o t a l p l a no f m o d u l a r i z a t i o na r ea l s oa n a l y z e d a tl a s t ，b yu s i n gt h ee x a m p l eo fn cl a t h e ， m o d u l a r d e s i g na n dc o n f i g u r a t i o nd e s i g na n a l y s e d ，a n dt h ec o r r e s p o n d i n go l p c d t i s r e a l i z e d ( 4 ) t h eg e n e r a lo n l i n ep r o d u c tc o n f i g u r a t i o nd e s i g nt o o l ( g o l p c d t ) i s i n t r o d u c e d ，p a r to f w h i c hi sd e v e l o p e d b y t h ea u t h o r g o l p c d ti sc o n v e n i e n tf o rt h e u s e r st oa d do rd e l e t et h ec o n t e n ts oa st o a d a p tt h er a p i dc h a n g eo ft h e m a r k e t g o l p c d tc a nb eu s e dt o h e l p t h e e n t e r p r i s e t o d e s i g n i t so w no l p c d t c o n v e n i e n t l y a l lo ft h i sh a sg r e a ti m p o r t a n c ef o ro u rc o u n t r y sm e d i u ma n ds m a l l e n t e r p r i s e s k e y w o r d s ：o n - l i n ep r o d u c tc o n f i g u r a t i o nd e s i g nt o o l ，m a s sc u s t o m i z a t i o n ， m o d u l a r d e s i g n ，r e q u i r e m e n ta n a l y s i so fc u s t o m e r ，d e s i g n f o rm a s sc u s t o m i z a t i o n 第一章绪论 【摘要】本章首先介绍m c 时代的背景( 11 节) ，这也是论文的大背 景：然后在1 2 节介绍了网络时代的m c 企业的战略，其中在1 2 2 节介绍了m c 时代制造网络化的必然趋势和企业战略；在1 3 节介绍 了m c 中的重要工具在线产品配置器，这是m c 平网络化制造 的结合产物，并指出了所要进一步研究的问题；在1 4 节对论文的立 论依据、主要内容和总体框架进行了讨论；15 节为本章小结。 1 1m c 时代的背景 2 0 世纪9 0 年代以来，由于社会生产力高度发达，市场上产品日趋丰富，消 费者的选择余地日益扩大，所以对产品就提出了越来越高的要求，客户需求的多 样化和个性化已经逐渐成为世界的潮流。在物质丰富的情况下，人们纷纷追求个 性化的商品和服务。同时，由于当前的市场是买方市场，市场竞争十分激烈，人 们对产品提出个性化需求的同时，还要求产品价格低、交货期短。在这种背景下， 一种新的生产方式大批量定制( m a s sc u s t o m i z a t i o n ，简称m c ) 应运而生。 1 1 1 客户需求是m c 的拉动力 m c 首先是由客户的需求驱动的。举个最简单的例子，服装就是一种个性化 的典型。每个人都希望能穿漂亮的衣服，至少是自己认为漂亮的衣服。原因很简 单，就是一种希望得到别人的注意或自我的肯定的心理。现在更有“撞衫”一说， 即两个人在同一场合穿着一样或只是类似，其中肯定至少会有一个人心理不舒 服，因为他们需要证明，他们和其他人不一样。其它方面也是同样，只是不同时 代，这种需求的强烈程度不同。现在的中国，人民群众的物质生活越来越丰富， 精神需求越来越高川，人们开始注意自己，开始追求一种个性的体现。这种个人 意识开始慢慢形成、扩大，在我们的生活中，处处可见这样具有个性化的产品： 海尔曾作过这样的假设：有了1 0 1 ，才会有1 0 0 。 如果有客户向海尔提出这样一个问题：现在海尔产品在市场上共有1 0 0 种， 但这1 0 0 种产品都不能满足我的需要，我现在需要第1 0 1 种，你们能不能进行，f 发和生产? 2 0 0 0 年7 月1 2 日，在海尔产品订货会上，沈阳商业城交电公司总经理吴培 志为客户选择“定制”了5 0 0 台银灰色6 公斤滚筒式海尔洗衣机。这种新款洗衣 机海尔并没有现成的产品，而是由吴经理在海尔提供的产品基本模式基础上，根 据客户的需求，现场参与“设计”出来的，最后再由海尔负责开发供货。 “我经销的洗衣机我设计”，这种由经销商设计定制产品，海尔丌发供货的 全新推销方式，引起了来自全国各地商业系统经销商的极大兴趣，现场签约十分 踊跃。 “我的洗衣机我设计”。客户如果想拥有和购买到与众不同的海尔洗衣机， 还可以直接在海尔网站上亲手“设计定制”，提出自己对所需产品的设想和建议， 由海尔开发设计供货j 。 这一切都将是海尔要做的和正在做的不遗余力地拉近与消费者的距离， 哪怕只是- - , j , 步甚至是半步。当人们还在纷纷猜测个性化消费离中国还有多远 时，海尔定制洗衣机已经悄然走下了生产线，坚定地揭开了中国家电产品个性化 消费时代的第一页。 在新经济时代，只有满足客户的个性化需求，才能赢得市场竞争的优势。海 尔对客户的“第1 0 1 个需求”有着独到的理解。他们认为：经济发展和人们生活 水平的进一步提高使得消费者对产品的需求已经从昔日被动接受的“将就一下” 转变为今f 1 主动选择的“讲究一点”。 消费者追求高品位、高质量的生活已成为时下的消费潮流和趋势，这为企业 提供了无限商机，为新产品的产生提供了丰厚的土壤，同时也给企业提出了严峻 的挑战。在市场上，消费者主体意识已越来越强、消费者主体地位的确立已日益 明显，消费需求也逐渐多样化和高差别化。面对这一潮流和趋势，海尔洗衣机又 一次在激烈的市场竞争中赢得了先机。在产品的开发、设计、生产、销售和服务 等环节始终考虑着客户的“第1 0 1 个需求”，在满足了客户的“1 0 1 ”的同时， 也赢得了客户1 0 0 的满意。 现在中国讲究个性化的消费者越来越多了。例如，中国的彩电行业的竞争非 常激烈，前段时间的彩电大降价，已经开始产生恶性循环，这使得厂家不得不开 始把策略从价格优势转向质量和功能的竞争。随着时代的进步，家电个性化消费 必将成为消费的主流，这就要求家电厂商必须从设计上、科研上、生产上以及配 送上，都具备满足客户个性化需求的能力，这就对家电厂商提出了更高的要求。 但目前彩电行业厂家在“个性化”的问题上研究得不够。其所谓“个性化”主要 是可以更换彩壳。然而仅仅是颜色的改变，能否真正满足消费者的“个性”的需 求呢? 个性化的实现，应该有高低层次的分别。变换颜色，只是一种比较低级的 手法，( 但是带有强烈艺术性的彩绘则不同) 。个性化到了极点，应该是一种 d j y ( d oi ty o u r s e l f , 自己做) 的境界。 d i y 丌始是从计算机玩家中流行起来的，即自己动手组装计算机，每一个配 置都由玩家自己定置。这种现象曾经一度被看作是高手的行为。而现在，基本上 每一个买计算机的人都会d i y 一部自己最满意的计算机，买品牌机则被认为是 低手的愚蠢行为。从这里我们可以看出，能够实现“个性化”的消费者，首先是 具有一定的文化层次和专业素质的。如果一个人对于一件事物没有其独到的见 解，也就无所谓“个性”了。 这样d i y 的例子在国外屡见不鲜，最典型的一个例子就是哈雷摩托车。哈 雷机车被玩车族奉为摩托车的顶级品牌，原因不单是它是最早生产摩托车的厂 家，手工制作的质量也不是最大的原因，最根本的原因，是它能充分体现车主的 个性。怎么体现? 有统计表明：投放市场的原产哈雷车极为少见，几乎全部有主 人的哈雷，都是多少被改装过的! 现任的哈雷继承人，哈雷代维森，不但继承着 哈雷机车的优良传统，他本人更是一个改装高手。只要是有哈雷的车主，他都提 供改装服务。从换排气管到油箱彩绘，或是添加几个部件，甚至可以作整车的改 型。哈雷的玩家基本上分两种：一种是老玩车族，他们是生活在庞克和嘻皮的时 代，以骑车为命运，希望以此来感受新文化的一辈；另一种新玩车族( r u b ) ， 与前辈不同的是，他们一般都极有钱，买车象买珠宝一样收藏，为的是体现一利， 近似虚荣的个性。至于改装的方法则有很多了，基本上分为：表面化的涂装、附 件的添减、整体外壳的变形等三种。 综上所述，消费者所要的个性化的产品，应该具有以下几个特点： f i ) 表面的没计应该与众不同，且对不同性格的人有不同的设计来符合及体 现他们的性格； r 2 ) 产品应有很强的组装性和灵活性，以适合消费者对其进行重组和同其它 产品相搭配； f 3 ) 作为产品的生产者，有条件的应该做好此类个性化产品的售后服务，更 主要的是做好技术支持，让消费者更好的使用此产品来体现其个性。当然，所有 这些一定是建立在整个社会的素质提高到适当的程度才可能实现。 这里需要强调的是，不可能每一件产品都不同，那样是退回到手工制作的时 代了，是历史的倒退，不是作者在这里所既的个性化设计。现在的条件下，更多 的是把多种部件重新搭配组合，通过不同的组合，产生不同的个性。这也是现代 消费者所需要的。 作为生产者，在这种个性化产品的设计中，应是一个启发者的角色。产品设 计者是来启发消费者体现个性的人，他的设计可以不完美( 事实上也没有真正的 完美) ，但一定要有启发性、可延续性和灵活性，简单地说，他的作品应该和消 费者是互动的。比如袋椅这个设计，它简单得不象椅子，但消费者在它上面可以 进行再设计，他们可以把它做成任何形状，只要他们喜欢。 1 1 2 网络技术是m c 的驱动力 面对激烈的市场竞争和消费者多样化、个性化的需求，制造企业的经营战略 也要相应的变化，在强调“价格”和“质量”的同时，不得不把时间效应和时间 利润提到议事日程上来，于是，“市场响应速度”和“技术创新能力”成为衡量 企业竞争能力的重要标准。 当前由于网络技术特别是互联网技术的迅速发展，正在给制造业带来新的变 革和重大影响。正如2 0 0 0 年3 月在新加坡召开的第五届国际计算机集成制造 ( c i m ) 大会上，大会组织委员会丰席r o b e r tg a y 和学术委员会主席j a s b i rs i n g h 联合撰写的大会论文集前言中指出：近年来制造业“最伟大的影响就是基于互联 网技术和相关业务的出现”p j 。制造全球化、制造敏捷化、制造网络化和制造业 虚拟化是现代制造业发展的趋势，而它们均离不开制造网络化的支撑环境i ，因 此，可以说制造网络化是现代制造业发展的主要趋势。 网络技术的进步，带动了今天网络经济的迅猛发展。尤其是国际互联网的建 立及企业内部网的构筑，使网络经济在世界经济发展中的作用越来越大。互联网 络所构建的全球“神经系统”，既为企业带来新的商机，同时也使企业面临新的 威胁。企业必须尽快制订自己的网络战略，重塑企业的战略价值流，谋划未来的 发展与生存。 网络技术是m c 的强大的驱动力。只有通过网络，分布在各地的客户才能把 自己的需求迅速反映给企业，才能参与个性化产品的设计；只有通过网络，企业 才能充分了解客户的需求，为客户提供“一对一”的服务；只有通过网络，分布 在各地的企业间才能迅速有效地进行信息交流，分工协作，将不同企业生产的标 准模块迅速组合起来，形成个性化的产品。 1 2 网络时代的m c 企业的战略 1 2 1 企业网络化的特点引 r 1 ) 经营活动全球化的“无国籍”企业。它能通过信息高速公路在全球范围 内开展经营活动，其资本、管理、人才和各项资源都来自世界各地。它通过电子 方式与供应商、代理商、客户及贸易伙伴进行连接，不受国界和国籍的限制。 r 2 1 网络化虚拟与协作性。所谓“虚拟化”，是指这类企业可能只是一个“空 壳”，它完全依赖协议和联盟，充分利用外部资源来完成产品的设计、生产，进 行市场营销策划、销售、订单履约及会计核算。技术联盟公司即是一种典型的网 络化虚拟企业。它是指两个或两个以上独立的经济实体，为了共同开发一种或几 种技术，并最终把共同开发的新技术迅猛推向市场而结成的一种暂时联盟形式， 它强调企业间通过相互协作、优势互补，从而减少研究和开发费用，加快产品创 新速度，减少经营风险等。 f 3 1 管理数字化、信息化。网络虚拟企业的管理是一种数字化管理。网络虚 拟企业利用数据存储工具，通过传感器、互联网上的信息收集及对其他信息资源 所产生的巨大数据流的采集，对大量的数据进行分析和开发，为决策和优化管理 提供支持。虚拟公司决策支持系统与专家支持系统的建立和运用，将促进企业进 入网络化时代。 f 4 1 灵活性和智能化。网络虚拟企业的灵活性，表现在合作者的联合与分解 上。企业问建立起合作者网络，企业间可以很快地联合，共同投标一个新项目， 也可以很快地分解。它可以是不同企业核心竞争力的动态组合。通过这种组合使 企业具有优秀的竞争能力，以适应快速变化的市场。网络虚拟企业的另一显著特 点是智能化，通过数据处理系统、准时生产系统等系统的建立和使用，实现智能 自动化管理。 f 5 1 反应迅速，自适应调整能力强。全球竞争使快速反应成为必要，速度已 成为竞争取胜的决定因素。由于电子技术的应用，特别是企业软件、计算机网络 和始终处于警觉状态的传感器的广泛应用，使网络化虚拟企业能以极快的速度捕 捉信息，快速作出反应。如快速识别新的产品需求，把产品推向市场；实施新服 务，满足客户新需求；企业的计算机以电子方式对供应商的价格进行扫描，并发 出订单，控制库存和分销等。特别重要的是，能最大限度地缩短从新产品和新服 务概念的产生到通过销售形成现金流的时间，一切都在“十倍速变化”之中。网 络化虚拟企业就是依靠反应迅速、自适应调整能力强，在激烈的竞争环境中取胜 与求生存。 f 6 1 学习型组织。它强调不断地学习和知识共享，掌握优于其他企业、竞争 者的技能和经验，以求在未来超强竞争的社会中取得快速发展。 1 2 2 网络时代m c 企业战略 1 网络化制造给企业带来的机遇 互联网技术可以使信息通讯费用降到很低的水平，并使各种多媒体信息能即 时传递，使大量的数据文件信息的迅速传递成为可能。互联网使位于世界不同地 方的企业能方便地进行合作，使企业容易地同每一位客户进行一对一的对话，确 切了解他们的爱好和需求并作出快速反应。反过来，互联网也常常是消费者了解 哪家公可能给他提供最佳服务的有效途径。 互联网的迅速发展对传统企业的整个产品价值链的每个环节，即从市场调查 和客户需求分析、产品概念设计、总体设计、结构详细设计、工艺计划设计、生 产计划、原材料和外购件采购、作业计划、加工、装配、质量管理、运输、销售 和售后服务等，都产生深刻的影响。随着计算机、网络技术的应用渗入到生产、 生活中的每一个角落，制造业必然受到网络技术的深刻影响。 互联网技术不仅将企业内的各个环节紧密地联系在一起，而且将企业与客户 和供应商也紧密地联系在一起。互联网技术使企业的管理层次减少，企业管理人 员可以很方便地对整个企业的运作进行控制和优化。互联网技术可以使企业的视 线从地域经济扩展到全球经济，从市场全球化、生产全球化的角度考虑产品的发 展方向和生产的最优模式，充分利用社会化资源，使企业的产品的成本最低、交 货期最短、质量最好和客户满意度最高。 互联网的异地交互性和方便性为客户提供更好、更快的定制服务，同时互联 网跨时空性和连接性，使得企业方便地进行面向全球的协同设计、制造和产品的 营销活动，实现企业与供应商、合作伙伴的紧密关系、对社会资源进行优化设计 成为可能。在互联网上发布大量信息，极大地消除了企业与客户之间的时空限制， 创造了让双方更容易接近和交流的信息机制。向客户提供详尽的产品信息或服务 介绍，方便客户的信息索取，客户可以通过网络直接与企业接触，了解企业的产 品，并通过交互式访问选择自己所需的产品和服务，让客户参与产品配置设计， 满足不同客户的个性化需求，使企业跨越传统价值链中的其他环节，将产品直接 传递到客户手中。互联网的即时在线、跨时空性和异地交互性，可以提供售后服 务或动态服务状态查询，更高层次地满足客户需求。 2 制造业网络化的必然趋势 制造的网络化既是一种客观实在，也是企业顺应信息的网络化趋势的必然， 它表现在以下几个方面一j ： ( i ) 信息的普遍性和分布性有用的信息到处可见，看谁能作出正确的 判断并采取行动； ( 2 ) 技术进步日益加速对技术的了解和掌握越来越方便，大大增加了 企业的相互依赖： ( 3 ) 技术的可获取性机遇和风险同时存在，只有不断地创新、合作， 刁。能保持优势； ( 4 ) 全球经济一体化中国市场成为全球市场的一部分，中国企业也可 以利用全球市场： ( 5 ) 环境和资源限制增加资源的有效利用，扩大可利用资源的来源； ( 6 ) 同益增加的服务期望个性化的产品，要求个性化的服务，扩大了 企业与客户的关系。 互联网不是科技神话，制造业都应主动地认识它和运用它，才能站在全球战 略的角度主动去迎接挑战。互联网作为一种信息技术，如果运用得当，可便于信 息交流与管理，以支持企业在现代瞬息万变的商战中始终立于不败之地。面对网 络空间这一全新的生存空间，网络经济这一全新的经济形态，制造企业需要用新 的眼光、从新的角度、依据新的理论、采用新的方法来研究和制定企业的网络化 制造战略，通过利用网络技术，进行企业内部和企业间，企业与客户问信息和知 识的集成，开辟新的生存和发展的渠道和空间，提高企业的创新能力，提高效率， 降低成本。 3 网络时代m c 企业战略的制定 网络时代m c 企业战略，其核心在于重建企业的战略价值流。迈克尔波特 在其竞争战略一书中阐述了价值链分析模型，将价值流动的过程称为价值活 动。更确切地说，价值流不仅仅是“过程”，而是指企业实现某一特殊结果( 即 达到某一特定目的) 的一连串活动，该活动将特定的结果送给特定类型的客户或 最终消费者。这里的客户概念是广义的，它是指活动的接受者或工序活动的接受 者，或是某工序紧后活动的接受者。简而言之，客户就是该活动所服务的对象。 企业的价值流可以是企业内部的，也可以是企业外部的。典型的企业价值流集合 包括：研究丌发、产品设计、软件应用、客户交流、战略规划、市场营销策划、 订单与签约、采购、生产、销售及售后服务等。 ( 1 ) 利用网络进行市场调研和消费者调研 市场调研和消费者调研要了解的主要信息有：消费者信息、市场信息、技术 情报、经济情报、产品品种和规格信息等。 随着科学技术的迅速发展和人们的生活水平的不断提高，消费者对产品的要 求在不断的变化着。因此，对于企业来说，必须不断地同消费者接触。消费者需 求在变，消费者需求的重要度在变，消费者对各种产品在满足他们需求方面的看 法也在变化。只有通过不断的市场调研，企业才能了解当前的消费者需求信息， 从而生产出适应消费者需求的产品。而网络技术在这方面可以发挥很大作用，可 以使企业和市场及客户的距离大大缩短，可以使大量的信息容易汇总和集成。 ( 2 )“感知响应”策略 在当今的市场，不可预测性( 主要是消费者需要和喜好的不确定性) 已经成 为企业环境中的显著特征。大批量生产时代的企业是以生产和销售为特点，而大 批量定制时代的企业则强调“感知响应”( s e n s e - - a n d - - r e s p o n d ) 。“感知 响应”是一种适应性策略，使企业对市场进行预测计划供给，转变为对 各个不同的消费者的要求作出迅速的响应。、止消费者来定出公司的目标f 是“感 知响应”的精髓。这种“感知响应”策略需要建立在高度分布和集成 的网络基础上。 ( 3 ) 创造客户、创造市场 管理大师德鲁克在描述企业的定义时曾这样说过，企业的宗旨是存在于企业 本身之外的，企业的宗旨只有一个定义，这就是创造客户。好的企业是满足需求， 伟大的企业是创造市场。 面对熙来攘往的人群，如何创造客户和创造市场呢? 从表面看，企业向不同 的客户提供的是同一种商品，但实际上，客户所买的可能是根本不同的东西，同 样是买汽车，有的购买的是纯粹的交通工具，有的则更多的附加了地位、声望这 些车外之物。同样是买服装，中老年人注重更多的是冬暖夏凉这些功能，而年轻 人则可能把款式和是否流行作为首选内容。富有者，把高价和时髦作为身份、地 位的象征，贫贱者把食饱腹、衣遮体当成衡量商品优劣的尺度。有贪虚荣的，有 图实惠的，如此等等，客户对商品看法的差异决定了他是否作为最终消费者的主 要因素，而从生产者来讲，产品是否为客户所欢迎，最主要的是能否把自己的产 品与竞争对手区别开柬，让消费者一见钟情。所以从某种意义上来说，创造客户 就是创造差异。有差异才能有市场，才能在强手如林的同待业竞争中立于不败之 地。 网络空间是一全新的虚拟空间，时空压缩性和交互性是其显著的特点。透过 网络空间，企业将有创造客户、创造市场的巨大机遇。 ( 4 ) 细分市场【7 】 细分市场是企业大批量定制战略的一个重要基础，目标是为找到某种方法， 可以把与竞争对手的差别转化成持久的成本差异。细分市场，需要企业通过市场 调研，根据消费者的需要和欲望、购买行为和购买习惯等方面的差异性，把某一 产品的市场划分为若干个消费者群的市场。其客观基础是同一产品的消费者需求 的多样性。利用网络技术，可以方便地将市场的粒度减少，直到个人为止。 ( 5 )“市场导向”取代“技术导向”1 8 大批量定制的特征之一是，以客户需求为起点，解决产品和市场问题，这就 是“市场导向”。在市场经济条件下，让“市场导向”取代“技术导向”十分必 要。就企业来说，生产的目的就是为了取得预期的经济效益，而支持经济效益的 基础是稳定的市场，市场是企业的生命。 以“市场导向”取代“技术导向”就是要以技术为后盾，以市场为目标进行 产品和技术创新 早在2 0 世纪7 0 年代，东芝对每一个系统，从开发阶段就与消费者进行沟通， 征求消费者的意见，对于一些新的消费者，专门登门进行说明。有人担心，这种 把东芝的“家底”亮给人家的做法是很危险的，但是，东芝却坚持己见，认为仅 靠一个雏形就动手开发的商品，等东西生产出来以后再拿去送给消费者才是最危 险的。这样做的结果是，公司与消费者建立了互相信赖的关系，后来，东芝在数 字化仪器装备领域取得了巨大成功。这一成功的取得可以说是“市场导向”取代 “技术导向”换来的。 2 1 世纪企业卖的不只是产品，更重要的是“满意”。满足了客户的一个特 殊需求，就赢得了更多有特殊需求的客户。随着社会的进步，人民素质的提高， 中国加入w t o ，个性化在国内市场必定是一个大趋势。在大潮来临之前，中国 的制造业应该作好充分准备，抓住这个机会，抓住国内广大消费者的心。 ( 6 ) 客户参与设计 本文前面已经提到过，m c 时代的个主要特点就是客户需求的个性化。为 了满足客户的个性化需求，不少制造业已经建立了客户个性化需求系统，利用该 系统，客户可以参与产品的设计，从而满足自己个性化需求。产品配置器就是支 持制造企业满足客户个性化需求的一个工具。 1 3m c 中的重要工具一在线产品配置器 在线产品配置器作为联系企业与客户的重要工具，在m c 中发挥着越来越大 的作用。 摩托罗拉公司( m o t o l o r a ) 的推销商利用便携式计算机上的在线产品配置器刷 客户共同完成客户想要的传真机设计或颜色选择等，然后将该订单的信息直接传 送到摩托罗拉的生产车阳j ，自动生成作业程序驱动自动设备等完成该订单。客户 在星期五下午发出的包含有传真机颜色选择等方面定制要求的订单，在随后的星 期一便可收到定制的传真机9 。 海尔集团现共有冰箱、空调、洗衣机等5 8 个门类的9 2 0 0 多个基本产品类型， 再加上提供的上千种“佐料”2 万多个基本功能模块，这样经销商和客户就 可在企业提供的在线产( w w w e h a i e r c o m ) j 2 ，有针对性地、自由地将这 些基本功能模块进行组合，设计出个性化产品口”。 窗户制造商a n d e r s e n 公司开发了它们自己的在线产品配置器，使得销售者 和客户能利用计算机一起来设计窗户并交互式的显示他们设计的预期窗户。 美国戴尔公司成功秘诀之一是：率先进行了网络化直线式的大批量定制的生 产。戴尔公司让客户按照自己的爱好配置个人计算机和服务器，客户可以从戴尔 公司的在线产品配置器( 、 哪d e l l c o r n ) 上选定他们所需要的声卡、显像卡、显 示器、喇叭以及内存。戴尔公司甚至可以告诉客户：他是否因为挑选某个部件而 导致延期付货，是否需要考虑一个部件与另一个部件的兼容问题。 同本西铁城时计株式会社的原崎裕之在中国申请了专利“一种产品设计制作 系统及其方法”( 国际公布号：w 0 9 8 1 5 9 0 8 ) 。该发明的主要内容是：产品供应 商( 例如，钟表制造商) 提供可由产品供应商提供给消费者的用于指示产品( 例 如，手表) 组成部件的部件数字信息，以及将该部件数字信息或基于设计软件的 设计基本信息通过例如信息通信网络组合在一起的设计软件。产品供应商接受产 品原始设计信息，该原始设计信息由消费者使用部件数字信息和设计软件并通过 将部件数字信息组合在一起来制作。产品供应商根据消费者发送的始设计信息生 产产品并将完成的产品提供给消费者。 美国的f i e g lg r e g o r yd 申请了题为“用于预备性的报价和定货的系统和方 法”( p a t e n t ：w o2 0 0 1 5 0 3 8 9a 22 0 0 1 0 7 1 2 ( w o0 1 5 0 3 8 9 ) ) 的世界专利，。该发 明提供了定制产品设计和报价的系统和方法，最后可以提供购买这样的定制产品 的报价单。客户可以有效地设计该定制产品，接到来自制造商的报价，并通过全 球信息网例如w w w ，在线地发出该定制产品的定单。具体为，一个图形化的客 户界面提供与客户的通信，快速获得设计定制产品所需的信息，以满足客户的特 殊的需求。一旦获得所需的信息，该系统和方法就能方便地准备一个报价单给定 制产品的制造商。 p a s e m a nw i l l i a mg 申请了题为“自动和交互式的定制产品配置的方法和 装置”( p a t e n t ：w o9 7 1 5 8 8 6a i1 9 9 7 0 5 0 1 ) 的世界专利。浚发明提供了从很多 可选部件中配置一个新产品的方法，包括为一个部件建立可使用的分类表，定义 每个部件的每一类的特性，定义基于上述特性的部件之间的约束，选择用于产品 配置的优先组合，依据上述的约束，识别上述的优先组合中的每个部件的口j 选性、 不可选性或冲突性。该方法允许计算机辅助设计这样的系统，即当最初的设计有 错时，设计者交互参与识别所需的部件，进行重新设计。 另外还有创建个性化的定制录像的系统的专利，纸牌的定制设训系统的专利 等。 上述应用和专利表明，在线产品配置器正在被越来越多的企业所重视，成为 m c 中常用的工具。 1 4 论文的立论依据、主要内容和总体框架 1 4 1 论文的立论依据 以因特网为代表的网络技术的迅速发展，为产品配置设计提供了新的实现方 法，即让客户通过网络自己进行产品配置设计。但还需要做以下工作： ( 1 ) 需要对不同行业的在线产品配置器进行归纳分析，对在线产品配置器 的设计方法进行系统研究。因为在线产品配置器的好坏直接与企业对客户需求的 掌握情况、产品模块化的水平等有关。在线产品配置器不只是一个软件，其中包 含了大量的客户知识、产品有序化和标准化的成果。而这些知识和成果比软件更 重要。 ( 2 ) 目前一些企业用的在线产品配置器需要专门的程序员进行开发和维护。 而由于目前的市场变化和产品更新速度很快，所以程序维护的工作量比较大。需 要开发一种可以帮助企业不通过编程而方便地建立针对自己产品的在线产品配 置器，它不仅可以进行在线产品配置，而且还可以进行在线添加或修改产品配置 器的内容，并对其进行远程维护。 因此，本课题的研究对于我国的中小企业利用网络带来的机遇，设计和应用 在线产品配置器，开展大批量定制生产，为客户提供更好的服务具有重要意义。 1 4 2 论文的主要内容 论文的第一章介绍了m c 时代的背景，如客户需求的个性化、多样化是m c 的拉动力，在新经济时代，只有满足客户的个性化需求，才能赢得市场竞争的优 势。接下来介绍网络化技术的发展是m c 的驱动力，“最伟大的影响就是基于互 联网技术和相关业务的出现”。制造全球化、制造敏捷化、制造网络化和制造业 虚拟化是现代制造业发展的趋势。论文介绍了在线产品配置器的应用和专利情 况，并说明了论文研究在线产品配置器的立论依据。 第二章通过几个不同背景的典型案例说明m c 正在成为制造业的主流生产 模式，并分别对在线产品配置器在汽车制造业、服装制造业和家电制造业的典型 应用作了分析和比较，说明不同的行业的m c 的深度是不同的，但它们的在线产 品配置器的功能结构具有较大的相似性，并且对在线产品配置器都有较大的需 求。 m c 时代的一个特点就是客户需求的个性化、多样化。消费者需求在变，消 费者需求的重要度在变，消费者对各种产品在满足他们需求方面的看法也在变 化。只有通过不断的市场调研，企业才能了解当前的消费者需求信息，从而生产 出适应消费者需求的产品。对于在线产品配置器来讲，就是要在可选项中，以尽 可能少的项数，满足客户的尽可能多的要求。在论文的第三章介绍了获取客户需 求在m c 和设计在线产品配置器中的重要性，讨论了获取客户需求的方法和手 段，并进行了比较，还提供了一个简单的基于网络获取客户需求的系统原型。 由于目前的市场变化和产品更新速度很快，如何快速响应客户需求已经成为 信息环境下传统制造企业所面l 临的生死攸关的问题。产品的设计开发阶段已经成 为快速响应客户订单的关键。而要应用在线产品配置器，实现产品配置设计，要 快速响应客户订单，实现m c ，产品模块化是其中的关键技术。在论文的第四章 讨论了产品模块化技术，详细讨论了产品模块化的意义、总体规划和模块化分的 方法原则等。产品模块化对于产品配置器的设计和使用能否取得好的效果非常重 要。 第五章介绍了作者参与开发的通用在线产品配置器。利用该工具可以直接在 异地通过互联网添加或修改网页上的产品部件构成表内容和产品及零部件的属 性内容，以适应市场的快速变化。这种工具可以帮助企业不通过编程而方便地建 立针对自己企业的在线产品配置器，这对我国中小企业利用网络带来的机遇，实 现大批量定制生产，为客户提供更好的服务具有重要意义。 最后，在第六章对整个论文做了总结和展望。 论文的总体结构安排可以从下图1 1 看出。 第一章绪论 第二章在线产品配置器的需求分析 牡十小h 行业的需求 第三章支持产品配置器设计的获取客户需求的方法 基于客户个性化需 第四章产品配置器设计中的产品模块化技术研究f 堂 第六章总结与展望 图1 1 论文的总体框架 1 4 3 论文的主要工作和创新点 第 五 董 通 用 在 线 声 品 配 置 器 论文的主要工作以m c 为背景，围绕在线产品配置器的设计和应用进行了比 较系统的研究，包括： ( 1 ) 对三个不同行业的m c 的发展趋势和在线产品配置器的应用情况进行 分析比较，了解了企业对在线产品配置器的需求，总结了在线产品配置器的主要 特点。 ( 2 ) 将互联网技术和客户需求的获取方法相结合，对于基于网络的获得客 户需求方法进行了研究。如基于网络的客户需求获取的特点，基于网络的获取客 户需求的平台。这些方法对于设计在线产品配置器的可选项具有重要意义。 ( 3 ) 对在线产品配置器设计中所需要产品模块化设计的意义、产品模块化 的优化模型和方法进行了分析和讨论。并以浙江某企业的数控机床为例，分析了 模块化设计和配置设计以及相应的在线产品配置器的实现。 ( 4 ) 参加玎发和建立了通用在线产品配置器。 论文的创新点是： ( 1 ) 对不同行业的在线产品配置器进行归纳分析，对在线产品配置器的设 计方法进行系统研究，提出：正确的、有序化的客户需求知识，合理的产品模块 化是在线产品配置器的基础。在在线产品配置器的设计中首先要获取客户的需求 信息，并进行整理。然后在此基础上进行产品的模块化。 ( 2 ) 用产品族设计和变型设计两个循环图、产品模块化的优化模型、模块 划分的方法和模块划分的整体舰划等说明了在线产品配置器的设计原理、优化方 向、可选项的合理构造等。 ( 3 ) 作者参加开发和建立的通用在线产品配置器具有以下特点：直接在 浏览器上方便地建立产品的功能树和结构树；直接在浏览器上方便地建立产品 g g 件零件的属性表；直接在浏览器上方便地对本企业的数据进行远程维护； 在服务器端将其它各种数据库的产品结构数据直接转换到该系统中。客户利用 该系统可以在网上按产品功能或按产品结构进行产品配置设计。 1 5 本章小结 首先介绍了m c 时代的背景。客户个性化、多样化的需求是m c 的拉动力， 面对激烈的市场竞争和消费者多样化、个性化的需求，制造企业的经营战略也要 相应的变化。当前，网络技术的迅速发展，正在给制造业带来新的变革和重大影 响。网络技术是m c 的驱动力。制造网络化是现代制造业发展的主要趋势，面对 网络空间这一全新的生存空间，网络经济这一全新的经济形态，制造企业需要用 新的眼光、从新的角度、依据新的理论、采用新的方法来研究和制定企业的网络 化制造战略，通过利用网络技术，丌辟新的生存和发展的渠道和空间，提高企业 的创新能力，提高效率，降低成本。 在这种背景下，出现了一种新的面向m c 的设计工具在线产品配置器， 它可以让客户在异地远程到企业的网站上进行产品配置，以满足客户的个性化需 求。同样，也出现了一种新的设计方法客户自主设计，使客户能比较充分地 表达和实现自己的需求。 但在