（机械制造及其自动化专业论文）面向大批量定制的订单配置系统研究及其应用.pdf

浙江理工大学硕士学位论文 摘要 大批量定制生产方式成为了2 1 世纪制造业的新的制造方式，它使企业由原来自行决 定产品生产大纲逐步转化为由客户订单驱动的按订单生产的生产模式。因此，针对定制型 企业的订单配置的研究成为目前大批量定制研究的主题之一。本文从大批量定制的相关理 论和技术出发，研究了订单配置的相关理论、方法和实例应用，着重研究了订单定制切入 点的决策模型、多个订单并存的订单评价决策问题等，并结合订单配置的实际应用情况， 开发系统应用实例。 第一章着重分析了大批量定制中的订单配置的特点，并在分析特点的基础上论述了目 前研究的不足之处，从而目标明确的确定了本文的研究内容、技术路线和组织结构。 第二章给出了客户订单定制切入点的基本思想，提出了基于价值链的定制切入点的决 策模型。在决策模型的基础上，以制造企业利益最大和客户满意度最高为目标，运用最优 化控制的方法，建立了相应的最优化数学模型，并通过实例应用进行理论的验证。 第三章针对定制型企业某一计划期内多个订单并存的订单实施决策问题，对订单实施 优化的基本决策因素进行层次化分析，提出了多个订单并存的订单决策的实施步骤；通过 对各决策因素历史数据的进一步挖掘，推论出了订单优先级的模糊优化算法，并完成了相 应的基于资源约束的订单决策模型的推论和求解。 第四章和第五章从软件开发的理念出发，结合订单配置理论研究，构建了系统的结构 模式和系统框架，明确了系统的需求和目标，规划了系统的具体功能和任务，从而开发了 订单配置实例系统，并对系统的功能进行演示。 第六章总结了本文的主要研究内容和成果，并针对大批量定制中的订单配置提出了进 一步的研究展望。 关键词：大批量定制；订单配置；定制型企业；定制切入点：订单优化 浙江理 二大学硕士学位论文 a b s t r a c t m a s sc u s t o m i z a t i o nh a sb e c o m et h en o wm a n u f a c t u r em o d ei nt h e2 1 “c e n t u r y ， s ot h ep r o d u c t i o nm o d eo fe n t e r p r i s eh a sc h a n g e df r o m “m a k et op l a n ”t o “m a k e t oo r d e r ”t h e r e f o r e ，t h es t u d yo no r d e rc o n f i g u r a t i o nf o rt h em a k e t o o r d e r e n t e r p r i s ei sb e c o m i n gak e yt h e m ef o rr e a l i z i n gm a s sc u s t o m i z a t i o n b a s t so n t h e o r ya n dt e c h n o l o g yo fm a s sc u s t o m i z a t i o n ，s o m et h e o r ya n da p p l i c a t i o nf o ro r d e r c o n f i g u r a t i o ni sr e s e a r c h e d ， e s p e c i a l l yi n c l u d i n gt h ed e c i s i o n m a k i n gm o d e lf o r c u s t o m i z a t i o np o s i t i o na n do r d e ro p t i m i z a t i o nf o rm a n yo r d e r si ns a m ep l a nt i m e f i n a l l y ，t h ee x a m p l e sf o ro r d e rc o n f ig u r a t i o nw h i c hh a v eb e e na p p l i e di nt h e e n t e r p r i s ea r ep r o p o s e d i nt h ef i r s tc h a p t e r ，t h ec h a r a c t e r i s t i co fo r d e rc o n f i g u r a t i o ni sa n a l y z e d ， a n dt h el a c ko fc u r r e n tr e s e a r c hi si n t r o d u c e d t h e n ，t h i sp a p e rp o i n t so u tt h e r e s e a r c hc o n te n t ，t e c h n o l o g yr o u t ea n ds t r u c t u r e i nt h es e c o n dc h a p t e r ，t h ef u n d a m e n to fc u s t o m i z a t i o np o s i t i o ni si n t r o d u c e d ， a n dt h ed e c i s i o n m a k i n gm o d e lw h i c hb a s e do nt h ev a l u ec h a i ni sp u tf o r w a r d b a s e d o nt h em o d e l t h e o p t i m i z a t i o nm a t h e m a t i c a lm o d e li se s t a b li s h e db yt h e o p t i m i z a t i o nc o n t r o lm e t h o d ，a i m i n ga tm a x i m u mb e n e f i to fe n t e r p r i s ea n dt h eb e s t s a t i s f a c t i o no ft h ec u s t o m e r t h e nt h et h e o r yi sv e r i f l e db ya ne x a m p l e i nt h et h ir dc h a p le r ，i nv ie wo ft h eq u e s ti o nt h a th o wt oa c t u a liz em a n yo r d e r s i ns a m ep l a nt i m ef o rt h em a k e t o o r d e re n t e r p r i s e ，b a s i cd e c i s i o n m a k i n gf a c t o r s t oo r d e ro p t i m i z a t i o na r ea n a l y z e d ，a n dt h ei m p l e m e n t a t i o n s t e pa b o u to r d e r d e c i s i o n m a k i n gi sp r o p o s e d t h e nb ym i n i n gt h ed a t ao fd e c i s i o n m a k i n gf a c t o r s ， t h ea r i t h m e t i co ff u z z yo p t i m a le v a l u a t i o nf o rp r i o r i t yo fo r d e rjsc a r r i e do u t ， s i m u l t a n e o u s l y ，t h ed e d u c t i o na n ds o l u t i o nt ot h em a t h e m a t t e a lm o d e lo fo r d e r o p t i m i z a t i o nw h i c hb a s e do nt h e o r yo fc o n s t r a i n ta r ee s t a b l i s h e d o nt h eb a s i so ft h et h e o r yf o rs o f t w a r ed e v e l o p m e n ta n do r d e rc o n f i g u r a t i o n s t u d y ，c h a p t e r sf o u ra n df i v ep u to u tt h ee x a m p l es y s t e mo fo r d e rc o n f i g u r a t i o n ， i n c u d i n git ss t r u c t u r e ，s y s t e mf r a m e w o r k ，s y s t e md e m a n d ，s y s t e mg o a l ，d e t a i l e d t 1 浙江理工大学硕士学位论文 f u n c t i o n ，s y s t e mt a s ka n ds oo n a n dt h e n ，t h es y s r e m a t i cf u n c t i o ni sd e m o n s t r a t e d b yc o m p i l i n ga n dr u n n i n ga p p l i c a t i o n i nt h el a s tc h a p t e r ，t h em a i nc o n t e n t sa n dt h ea c h i e v e m e n t so ft h i sp a p e ra r e s u m m a r i z e d ，a n dt h e f u r t h e rr e s e a r c hd i r e c t i o nf o ro r d e r e o n f i g u r a t jo ni s p r o p o s e d k e yw o r d s ：m a s sc u s t o m i z a t i o n ；o r d e rc o n f i g u r a t i o n ；m a k e t o o r d e re n t e r p r i s e ； c u s t o m i z a t i o np o s i t i o n ：o r d e ro p t i m i z a t i o n 浙江理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师 的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰 写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：三玉梅 日期：司年弓月2 7 日 f 浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向围家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 学位论文作者签名： 隰辟弓 保密口，在 不保密口 。 主耋前 月胡日 年解密后使用本版权书。 特撕签名：和l 嘲年3 月刁| ：= j | 浙江理工大学硕士学位论文 第一章绪论 【本章摘要】本章总结了面向大批量定制的订单配置的产生与发展状况，着重论述了订单 配置的特点以及研究的必要性和意义，并在此基础上提出了本文的研究内容、技术路线和 组织结构。 1 1 引言 在信息技术和知识经济高速发展的今天，市场己从传统的相对稳定型市场演变为动态 多变型市场，客户的需求也从产品要求一般性转化为产品要求个性化，从而对制造企业提 出了更高的柔性生产和快速响应的要求。随着这种需求越来越强烈，制造企业以产品生产 为中心，满足单一稳定性市场的传统生产、传统制造模式和传统管理理念已经不能适应客 户需求千变万化的市场。此时，一种新的制造模式大批量定制( m a s sc u s t o m i z a t i o n ) 生产方式【1 】【2 l p 】【4 1 应运而生，成为了2 1 世纪制造业新的发展趋势。 大批量定制生产方式使企业由原来自行决定产品生产大纲逐步转化为由客户订单驱 动的按订单生产的定制生产方式，因此，代表了客户需求的订单，成为了定制型企业生产 经营的核心。订单配置是以订单为中心要素，以订单评估、订单管理和订单优化为辐射主 线的配置优化技术。它可以最合理化地规划订单生命流程，从而最大程度地实施大批量定 制，使企业综合利润达到最大化。因此，针对订单配置的研究成为了目前大批量定制研究 的主题之一，也是本文研究的主要内容。 1 2 面向大批量定制的订单配置的产生与发展 1 2 1 订单配置的产生 大批量定制使定制型企业成为目前制造业企业的主体形式，其生产方式也由原来的自 行决定产品生产大纲逐步转化为由客户订单驱动的按订单生产的定制生产方式。因此，订 单配置是以大批量定制生产方式的发展为背景而产生的。 1 9 9 7 年底，美国乔治华盛顿大学的一个专门小组对新兴技术发展作了预测，提出了 世界未来的8 5 项新兴技术，其中包括大批量定制技术，到2 0 1 5 年大约有3 0 的产品可以 大批量定制【习。可见，大批量定制技术将成为2 1 世纪新兴技术的关键技术之一。 最早提出大批量定制概念的是a l v i nt o f f l e r ，1 9 7 0 年，托夫勒( a l v i nt o f f l e r ) 1 浙江理工大学硕士学位论文 在其( f u t u r es h o c k ( 未来的冲击) 一书中提出了一种全新的生产方式的设想：以类似于 标准化或大批量生产的时间和成本，提供满足客户特定需求产品和服务。1 9 8 7 年，达维斯 ( s t a nd a v i s ) 在f u t u r ep e r f e c t ( 未来的理想生产方式) 一书中，将这种生产方式 称为“m a s sc u s t o m i z a t i o n ”，即大批量定制【l 】大批量定制又称大规模定制、大规模客 户化生产等。1 9 9 3 年，约瑟夫派恩二世( b j o s e p hp i n ei i ) 在大批量定制企业 竞争的新前沿( m a s sc u s t o m i z a t i o n ：t h en e wf r o n t i e ri nb u s i n e s sc o m p e t i t i o n ) 一 书中首次正式提出了大批量定制的概念。根据p i n e 的定义，大批量定制是指以大批量生产 的成本和速度，提供定制的个性化产品和服务1 1 1 【2 】。1 9 9 6 年，h a r t 和t a y l o r 给大批量定制 下了一个可操作性的定义：大批量定制是采用柔性过程和柔性组织结构以提供多样的( 又 通常是客户定制的) 产品和服务，而这种产品和服务的价格又必须能与标准的大批量的生 产相竞争【3 】。 近年来，随着经济和技术的飞速发展，制造企业面临着严峻的挑战，大批量定制以既 能满足客户个性化需求而又不牺牲企业效益和成本的独特优势，成为制造企业应对挑战增 强竞争优势的有效手段。制造企业所面临的挑战可归纳为以下几个方面【5 o l ： 全球化趋势 随着计算机、通讯、运输等技术的发展，地球空间跨度已经相对大大地缩小。2 0 世纪 后2 0 年，世界贸易组织、欧洲共同体、亚太经合组织、北美、南亚等区域经济一体化联 盟不断得以发展，这些都大大地加快了国际经济一体化的进程。经济全球化给各国经济带 来深刻的影响，企业既面临着发展机遇也面临着严峻的挑战。 科学技术的进步和融合 科学技术的发展和创新是发展生产力的决定因素，是经济和社会发展的主导力量。 2 0 世纪9 0 年代，高新科学技术迅猛发展，同时，各个科学技术领域高度综合并互相渗透。 这时的制造业不再局限于以往的纯机械制造技术，它融合了计算机、电子、通讯、控制等 多种技术，走向了以智能科技为主导的生产方向。因此，企业本身的资质要求，生产和发 展的成本被提升到了一个前所未有的高度。 市场的动态多变性 随着生活水平的提高，信息交流的便捷性和广泛性的增大，客户对产品需求的变化越 来越快，客户需求的差异性也越来越大，市场越来越不可捉摸，今天畅销的产品，明天可 能会成为滞销的产品。市场的不稳定增大了企业生存的压力。 市场重心的转交 2 浙江理工大学硕士学位论文 人们日益增长的物质文化需要决定了消费群体的日益庞大。市场重心从原来的卖方市 场转变为现在的买方市场，买方不仅可以挑选产品，甚至可以挑选卖方，这种情况的出现， 迫使历来由卖方自行决定产品生产大纲的大批量生产方式，逐步转化为由买方订单驱动的 按订单生产的生产方式。 产品的多样化和个性化 市场需要的不再是强制性的标准化产品，客户更希望得到满足其个性化需求的多样化 产品。在产品中融入客户个性化和多样化需求已经逐渐成为世界的潮流，而这一潮流又对 企业造成了新的压力。 产品的生命周期日益缩短 现代科技以日新月异的速度发展，新产品层出不穷。产品的市场寿命( 一个产品从投 放市场到被市场淘汰所经历的时间) 大大缩短。例如，5 0 电子产品的市场寿命少于4 年， 而家用电器的市场寿命更是已缩短到1 年左右。 面对如此严峻的挑战，传统的企业生产管理思想已不能帮助企业在激烈的市场竞争中 脱颖而出，立于不败之地。企业必须寻求更合理的方式来组织生产，寻求更先进的生产管 理系统来协调生产，提高生产计划与控制的有效性和制造系统的应变能力。在这种情况下， 大批量定制m c ( m a s sc u s t o m i z a t i o n ) 生产模式成为解决之途径，其目标是以接近大批量生 产的成本和速度，提供满足客户个性化需求和细分市场多样性的产品和服务。 1 2 2 订单配置的发展 在大批量定制中，最需要解决的问题是如何满足客户的不同需求，而体现了客户个性 化需求的则是订单，因此，围绕订单配置理论的研究成为大批量定制技术研究的主题之一。 并且随着大批量定制研究的不断深入和理论分支的不断细化，订单配置理论逐渐得到发 展。 m i t c h e l l 等人【1 1 1 2 】提出了大批量定制生产的一种设计方法( d e s i g nf o rm a s s c u s t o m i z a t i o n ，d f m c ) ，这种方法的目标是在产品设计的早期阶段进行整体概念设计的同 时，考虑范围经济性和批量经济性，从而更有效地满足客户需求。同时他认为m c 的目的是 以大批量的效率生产出满足用户个性化需求的产品。这种新的制造模式考虑了关于制造操 作系统控制的需求集合，包括：产品品种的迅速增加、批量变小、订单到达的随机性增大 等。 r o s s 1 3 】贝0 对面向大批量定制设计( d f m c ) 进行了研究，说明d f m c 包括模块化设计和 3 浙江理工大学硕士学位论文 产品数据管理，订单的自动跟踪，生产的模块化，充分利用用户数据仓库以便最大程度地 理解用户的需求，充分考虑蓟了利用客户历史数据结合订单的实施和订单的实施跟踪。 t h o m a s 1 4 1 针对产品族设计的复杂性，提出了一个基于i d e f o 模型的产品族建模工具， 该模型可清晰地描述从客户群体需求倾向信息的捕捉、产品订单的获取、产品的设计和开 发、制造规划、生产加工到产品配送整个过程中的活动及其相互之间的关系，以辅助订单 的整个生命周期的实施。 o l s e n u 提出面向过程动态构建创成式b o m ( g e n e r i cb o m ) ，通过面向对象的封装、 继承和多态特性以及程序逻辑语法控制b o m 的动态生成，并给出了g e n e r i cb o m 的可编程 语言描述。通过g e n e r i cb o m 实现面向客户特定需求的物料管理，为订单实施的订单物料 采购和管理环节提供了理论基础。 f u l k e r s o n 1 6 l 指出现在的企业不再能通过生产大量的标准产品取得市场份额和高利 润，需要采用快速的和柔性的响应，以对付不可预测的市场。提出采用遗传算法和自治代 理等技术实现m c ，以响应市场的迅速变化。为了降低大批量定制的过程成本，提出不经过 库存直接由工厂向客户配送的策略，通过设立计划中心( p l a n n i n gc e n t r i c ) 和作业中心 ( s c h e d u l ec e n t r i c ) ，评价操作状况对于不适合的生产计划进行修改，配置订单的出产 日期必须在考虑物料需求、订单过程和工作中心负荷的情况下制定。 a l e x a n d e r 1 7 】认为要解决大批量定制中成本、速度、多样化的要求，需要把订单实施 中的采购和销售过程统一起来进行优化考虑，在这一过程中隐藏着巨大的可优化的地方， 从而在实施过程中解决大批量定制对成本、速度、多样化的要求 祁国宁，顾新建，李仁旺等 1 8 - 2 1 】通过区分产品结构中的共性和个性，将产品维的共性 部分归并处理，通过扩大相似零件、部件和产品的优化范围，减少产品中的定制部分。通 过区分产品设计、制造、装配、交货和售后服务等过程中共性与个性，减少定制过程环节。 认为在客户订单的实施过程中，存在一个客户订单分离点( c u s t o m e ro r d e rd i s c o u p l i n g p o i n t ，c o d p ) ，并且根据c o d p 在企业生产活动中位置的不同，可以将大批量定制分为四 种类型：按定单销售( s a l r t o _ 0 r d e r ，s t 、技定单装配( a s s e m b l e - - - t o - - - o r d e r , a t o ) 、 按定单制造( m a k e - - - t o - - o r d e r ，r r o ) 、按定单设计( e n g i n e e r - - - t o - - - o r d e r ，e t o ) 。 樊树海，肖田元，乔桂秀等【扬2 3 1 研究了基于大批量定制的订单研究中的定制切入点问 题，并以产品的生命周期为例，认为定制切入点可以对订单的整个过程产生影响，它可以 发生在设计阶段、制造阶段、装配阶段、销售阶段，也可以在售后阶段。因此定制切入点 的不同使得客户的满意度和实现的复杂度也发生了很大的变化，并且探讨了包括大批量定 4 浙江理工大学硕士学位论文 制生产系统的集成技术、生产的调度与系统优化、生产过程质量保证技术研究、等关键技 术问题。 刘晓冰等人【肄2 5 】在基于产品族配置模型理论的基础上，引入了客户需求域和特征表达 域的概念，为实现从客户的定制条件映射和转化到产品具体结构特征这一过程提供了理论 和方法，并建立了客户需求域一功能域行为域一结构域特征表达域的层次型产品配置 模型。并且还根据大规模定制生产模式的特点提出了产品族数据管理的概念，产品族数据 管理需要通过产品配置才能得到满足订单需求的产品。 王世伟等人【2 叼针对产品配置和产品族的特点，提出了一个基于g b o m 的产品配置模型 g p c m ，分析了产品配置的动态性，阐述了模型中配置单元的构成、划分、约束关系，为充 分实施订单提供了物料管理技术。 邵晓峰等1 2 7 - 2 8 】分析了大批量定制生产的制约因素，给出了模块化设计和延迟策略的大 批量定制生产模式。具体分析了面向大批量定制的供应链的基本特点，指出面向大批量定 制的供应链是基于i n t e r n e t 的敏捷供应链，从供应链的结构角度构建了基于i n t e r n e t 的大 批量定制的供应链，从供应链的驱动模式角度构建了以装配为分离点的供应链模型，考虑 以按订单装配( a t o ) 的形式来管理敏捷供应链的生产。 马士华【剀探讨了大批量定制给生产带来的新特点，指出了生产组织、生产计划和控制 等方面所应解决的问题，认为大批量定制中快速要求不仅仅是在于减少准备时间，而是多 种产品如何共享调整准备时间、如何共享加工和装配工艺路线。这样便可减少设备调整次 数、节约调整时间，取得接近大批量生产连续性的效果。大批量定制生产环境下的顾客需 求是随机的，为使之成为稳定物流的驱动力，需要解决需求的随机性和生产过程稳定性之 间的矛盾，因而要研究如何把零乱的订单信息快速转换为生产指令，研究识别大批量定制 生产对生产计划和执行信息要求的方法，结合网络技术与信息技术，提出解决方案并建立 相应的计划体系。 不过，总的来说，目前面向大批量定制的订单配置思想正处在探索阶段，且随着研究 的深入，其涉及的研究内容会越来越完善，从而在实际应用中真正促进企业的发展。 1 3 面向大批量定制的订单配置的特点和研究意义 1 3 1 订单配置的特点分析 随着大批量定制的进一步发展，以订单为核心的订单配置思想已被定制型企业广泛采 用，企业根据自己的特点，建立自身的产品配置系统，整理客户资源，合理化订单实施系 5 浙江理工大学硕士学位论文 统，从而获取最大程度的利润。总结订单配置的特点为： ( 1 ) 以客户为重心：通过客户化、差异化、个性化满足市场多元化的需求，跟踪最 终用户的需求，按照客户订单生产，并按客户的要求对产品进行定制。同时建立客户资源 库，把客户历史数据与订单的实施决策、订单优先级相联系，综合优化评估订单的实施程 度。并且企业把最终的实施程度评价权力交予客户，根据客户反馈信息，建立相应的客户 满意度信息，从而更有效改善不足之处，提高企业的市场竞争能力。 ( 2 ) 以产品为载体：要求企业建立完备的产品模型。对于客户来说，可以更准确的 了解产品相关信息，同时可选择产品的可定制部分，得到较大程度的个性化满足；对企业 来说，可以系统产品构件，便于产品生命周期的顺畅进行，同时可以快速响应客户需求， 及时进行订单的实施。 ( 3 ) 要求具备快速反应、及时交付产品的能力：面向大批量定制型企业，快速交付 产品的能力是其核心竞争力，订单处理流程必须适应企业这种要求；同时制定订单实施计 划与更新计划的周期必须与市场需求变动相匹配。由于市场预测是经常变动的，企业要想 减少预测的不准确性对订单交付的影响的话，只有努力缩短计划周期，只有这样，企业才 能快速响应客户，提供多种可能的建议方案，针对需求的波动进行实时动态的调整，增强 企业的抵御波动的能力。 ( 4 ) 订单流程可视性和可操作性：面向大批量定制企业，订单配置系统要求具备对 整个实施情况进行实时查询和控制的能力，从而向客户提供最快捷、准确的信息。一旦获 取客户订单需求信息，订单审核系统马上对订单的相关要素进行审核评估，然后和客户进 行沟通，承诺订单的可交货时间，并切实地依据对客户的许诺合理安排订单生产，并通过 可视化的订单跟踪管理系统向客户提供订单履行状态信息，提升客户满意度。 ( 5 ) 尽快获取客户订单需求信息和建立客户数据库是关键能力：订单配置系统的关 键能力之一就是客户个性化需求的采集，在客户需求采集方面包括：客户的身份、对客户 所提供的选择、客户个性化需求等。并尽早将客户订单需求信息导入订单配置系统，为企 业生产提供准确的信息支持。同时，企业必须建立客户数据库，对客户信息进行系统整理， 使客户满意度和客户忠诚度数值科学化、准确化的获得，为订单的决策提供可靠的数据支 持。 以上特点决定了大批量定制型企业订单配置系统的重心，订单配置系统必须关注快速 反应、制造柔性、订单实施流程可视性的解决策略，并通过订单配置信息平台实现信息的 采集、分析、交互，从而有效提升企业的核心竞争力。 浙江理工大学硕士学位论文 1 3 2 订单配置的必要性和意义 目前，对国内外来说，m c 都是一个新兴的研究领域，目前的研究还处于理论研究和应 用实践探索阶段，尤其对订单配置系统的研究还处于初期。在这种大环境下，大批量定制 型企业在订单配置中普遍存在以下方面的问题，严重制约了该类企业在市场经济条件下主 动参与竞争的能力。 ( 1 ) 产品模型系统不完备：现有产品模型对产品几何信息及非几何信息给予了充分 描述，但对于这些信息上游的功能信息、解原理定义及这些信息背后隐含的设计知识、设 计关系和设计约束等信息描述的不够充分；现有产品模型通常只关注产品开发过程的单个 过程信息，对基于产品全生命过程中的产品信息定义通常缺乏一个统一的、相互能够理解 的定义方式。由于产品模型数据定义缺少标准化、规范化及完备性定义的保障，导致已有 产品资源在当前设计工作中的可重用性较差。 ( 2 ) 订单实施理论和方法落后：企业优化与实施大多在企业内各部门进行，订单的 优化决策没有从整个订单配置系统的角度去考虑，缺乏客户满意度数值和产品定制数据的 综合参与评价，缺少现代的订单管理理念指导：普遍缺乏明确的订单生命流程实施策略。 ( 3 ) 企业与客户互动不够：客户界面信息收集滞后、不全，缺少有效的工具与手段， 客户订单管理系统还基本停留在概念阶段，独立于企业订单运作系统之外，订单跟踪系统 和订单可视化系统落后，导致订单履行信息不透明，影响企业生产控制不严格，同时客户 满意度下降。 ( 4 ) 企业普遍没有组建独立的订单配置部门：企业各部门之间协同工作性差，订单 涉及的销售、计划、采购、制造、物流等各部门信息沟通不及时，造成企业内订单实施流 程的脱节，严重制约对客户需求的快速反应。订单履行过程数据采集问题没有解决，从而 影响到订单履行过程的可视性：库存管理自动化程度低，其他部门很难获得准确的可供应 能力，制约订单及时准确承诺。 本文将结合国内外研究的前沿，从大批量定制的相关理论和技术出发，在已有的研究 成果之上，建立基于大批量定制的订单配置系统，具有理论意义和现实性。理论上推动了 订单配置理论和大批量定制分支的理论和方法体系的发展，有利于大批量定制生产方式的 深入，实践上订单配置系统的开发将为大批量定制模式在企业中的有效应用提供新的科学 实施依据，将有力地促进我国制造企业能够快速响应客户需求，提高企业核心竞争力。 7 浙江理工大学硕士学位论文 1 4 本文研究内容及组织结构 1 4 1 本文研究的技术路线 本论文采用的技术路线如图1 1 所示，它体现了订单配置的各个因素模块，以及各部 分之间的相互联系和相关的技术方法。从订单信息采集、审核模块的需求信息获取到产品 配置的可视化，以及订单实施的优化评估，体现了整个订单生命流程，使企业订单实施过 程得到全面优化。 订单配置系统 f i 上 数据资源库 图1 1 本文研究的技术路线 8 浙江理工大学硕士学位论文 1 4 2 本文研究内容 本论文结合浙江省自然基金“面向纺织机械的产品大批量定制生物型模型构建研究” 等科研项目，主要研究了订单管理中的定制切入点的确立，订单实施系统的评价与优化， 并根据理论研究成果开发了相应的应用系统。本文主要研究内容如下： ( 1 ) 分析了订单配置的研究现状及特点 在论述了大批量定制的产生背景的基础上，总结了订单配置的研究现状，从企业应用 状况具体分析了订单配置的特点所在，并根据特点阐述了订单配置研究的必要性。 ( 2 ) 确立了订单配置中的关于定制切入点的获取和优化求解 大批量定制生产方式的实现方法是将定制切入点尽量后移来实现的，但定制切入点的 后移影响了客户的满意度和大批量定制的实施程度。针对这个问题，探讨了定制切入点的 基本思想，提出了基于价值链的定制切入点的决策模型。在决策模型的基础上，以制造企 业利益最大和客户满意度最高为目标，运用最优化控制的方法，建立了相应的最优化数学 模型和求解方法。 ( 3 ) 研究了订单优先级算法和订单排产实施优化评价方法 对订单实施优化的基本决策因素进行分析，引入订单优化“反馈补偿”思想，提出了 订单决策的订单优先级的综合评判、订单实施方案的线性规划、订单优化的反馈补偿三个 实施步骤；通过对各决策因素历史数据的进一步挖掘，推论出了订单优先级的模糊优化算 法，并建立相应的基于约束理论的订单优化数学模型，从而解决了定制型企业某一计划期 内多个订单并存的订单实施决策问题。 ( 4 ) 开发了订单配置软件系统 利用s o ls e r v e r 数据库技术和j a v a j s p 编程技术开发了订单配置实例系统，本系 统是以订单的生命流程和相关操作为核心，包含订单配置信息收集和审核、订单实施优化 评估、订单实施绩效衡量、订单配置数据管理的企业订单实施操作的功能系统。 1 4 3 本文总体结构 论文从面向大批量定制的订单配置为中心展开探讨和研究。论文共分为六章，其组织 结构如图1 2 所示。 9 浙江理工大学硕士学位论文 1 5 本章小结 翠 照， 客户订单定制切入点的研究 上 l订单实施优化方法 二：j j j j j j j j j j j j j 二口：j ：j j j j j j j j j j j j j j j ：。 面向大批量定制的订单配置的系统设计 一l 面向大批量定制的订单配置系统实例运行演厅 图1 2 论文的组织结构图 目前企业所面l 临的挑战反应了市场需求：更多的产品变化，更短的交货期，更低的产 品成本和更高的产品质量，从而推论出大批量定制生产方式的必然产生。并且随着大批量 定制生产方式的推广和发展，订单配置技术作为大批量定制研究的关键问题之一，也逐步 发展和探讨开来。本章通过分析面向大批量定制的订单配置的主要特点，总结了订单配置 相关研究的不足之处，并在其基础上确定了本文的技术路线和研究内容，并给出了本文的 总体结构框架。 1 0 浙江理工大学硕士学位论文 第二章客户订单定制切入点的研究 【本章摘要】大批量定制生产方式的实现方法是将定制切入点尽量后移来实现的，但定制 切入点的后移势必影响到客户的满意度和大批量定制的实施程度。针对这个问题，本章介 绍了客户订单定制切入点的基本思想，提出了基于价值链的定制切入点的决策模型。在决 策模型的基础上，以制造企业利益最大和客户满意度最高为目标，运用最优化控制的方法， 建立了相应的最优化数学模型。 2 1 引言 大批量定制生产方式的基本思想是综合大批量生产和定制生产两种生产方式的优点， 以大批量的成本、高生产率生产出具有定制化( 客户化) 的产品。所谓的定制化( 客户化) 就是按客户的要求改变产品或服务，其程度取决于为客户所作变动的多少及其在价值链中 的切入点的位置【2 3 1 。当企业接到客户订单后，在原来的基础零部件和传统制造的基础上， 开始进行满足客户个性化需求的定制生产。因此，在订单的整个生产实施过程中，存在着 这个订单定制切入点( c u s t o m i z a t i o np o s i t i o n ，c p ) 。该点使订单计划的制订不再依据 对需求的预测，而是根据某个或某些特定的订单，具体分析客户的各个要求，从而决定客户 的最终要求和订单的整体实施活动。 在对订单的定制切入点的应用中，由于大批量定制技术还不成熟，企业的实现方法是 将定制切入点后移来实现的，但是定制切入点的后移势必影响了客户定制的实施程度和客 户满意度。为了更好的实施大批量定制生产模式的定制化，充分完成客户订单的定制需要， 本章就大批量定制中的定制切入点问题进行探讨，给出定制切入点的最优控制。 2 2 定制切入点的基本思想 定制切入点就是在产品或服务的价值链中，首次开始包含客户定制要求的点【2 3 1 。由于 定制切入点的存在，大批量定制生产方式的基本环节以定制切入点为界，定制切入点前的生 产环节为大批量生产环节，定制切入点后的生产环节为定制生产环节【3 0 】，如图2 1 所示。 浙江理工大学硕士学位论文 大批量定制生产方式 图2 1 以定制切入点为分界点的大批量定制生产方式 大批量定制生产方式中，大批量生产环节是机械化的传统化生产，它采用专用设备和工 具、劳动分工和流水线生产，致力于低成本、 制为标志的生产方式，它注重于客户的需求， 高效率的规模生产；而定制生产环节是以定 进行高质量客户化的生产，但其成本较高， 技术要求比较复杂。因此，对于制造企业而言，为了追求更大的利润和一定程度上满足客 户要求，他们青睐于扩大大批量生产环节，减少定制生产环节，尽量把定制切入点后移； 但是定制切入点的后移势必影响客户的满意度，因为一般说来定制切入点越早，定制程度 实施越大，相应的客户对定制的满意度越高。所以，定制切入点的不同严重关系到制造企 业和客户的双方利益，为了达到双赢的最优目标，必须进行客户定制切入点的研究分析， 以找到定制切入点的最佳位置。 2 3 定制切入点的决策模型 在个性化突出的今天，不同的客户对产品有不同的要求，一般来说，客户会根据自己 的各种因素( 包括经济情况、爱好、实际需要等) 来描述产品的定制要求，但是顾客的定 制要求并不是企业直接遵循生产的标准，因为对于生产企业来讲，企业需要衡量客户的定 制要求，分析客户的要求是否合理，同时也要考虑企业自身的利益和能力以及外部环境， 才能进行实旋决策。其决策模型如图2 2 所示。 浙江理工大学硕士学位论文 客户定制要求 - i 企业资源条件 - l 外部环境条件i j r 产品定制要求实施程度卜卜叫产品大批量生产实施程度h 企业服务实施程度 丁七z 了七 产 产 品品 品 价成 数 格 太 量 定大服 、b优r 飞= e 厂 制批务 环 量实 节 环 施 的 节 的 满 的 满 意满意 度意 度 度 化 、手一一 7 _ i 企业利润核算l l 客户满意度评估 制点i 程度减小 p 企施容易度增大 定制切入点决策模型 的角度出发，企业发展的最终目标是要实现综合利润的最大化，其表现形式 为企不断创造价值，实现持续不断的绩效改进。价值可由内外两个角度来理解：对内 针对的自身创造价值的过程，一般可以分解为产品调研、设计、制造、装配、销售以 及对起辅助作用的一系列互不相同但又互相关联的经济活动；对外针对客户，指产品 的使值。 价值的经济活动一方面创造顾客认为有价值的产品或劳务，另一方面也需要 负担价值链活动所产生的成本。因此，针对企业的价值的实现表现为尽量增加顾客对 产品务所愿支付的价格与价值链活动所耗成本间的差额，即企业利润。而对外针对客 户的的使用价值则由客户来评定，即表现为“客户满意度”。 浙江理工大学硕士学位论文 从图2 2 可以看出，定制点的最终形成综合了价值链的理论，主要考虑了两个因素： 客户满意度和企业利润。 客户满意度 当今企业正在进入一个以“客户满意”为中心的经营时代。各类企业，无论其规模大 小，越来越意识到客户满意的重要性，并开始把提升客户满意度( c u s t o m e rs a t i s f a c t i o n ， c s ) 作为组织运营的首要目标。客户满意度是监控和测评企业产品和服务的种重要手段。 通过获取客户的满意度状况，企业可以对已完成订单的实施情况进行评估，从而进一步总 结订单实施经验，改进企业不足之处。对于客户来说，客户满意度体现了客户对企业相应 的产品和生产的满足状态和程度。它反映了客户的心理状态，体现了客户主观判断的认知 结果。在上述决策模型中，客户满意度主要有客户对定制环节的满意度、客户对大批量生 产环节的满意度、客户对企业服务实施的满意度三个部分组成，并且这三个组成部分由企 业的各个部分的实施程度所决定。 企业和j 润 企业利润是企业生产经营活动的最终成果，通常是指企业利润总额。增加企业利润， 是由企业的性质盈利性决定的。在市场经济条件下，竞争非常激烈，企业必须要有利 润，才能生存。如果连年亏损，就有破产的危险。同时，也只有企业不断地增加利润，才 会有资金用于扩大再生产，从而使企业壮大发展。在上述的决策模型中，企业利润由产品 价格、产品成本、产品数量组成。 客户满意度和企业利润这两部分不是相互孤立的，而是相互联系、相互制约的。他们 之间需要多种因素的调节和控制，才能达到共识点。所以，定制点真正的形成综合了这两 部分包含的各种因素。 定制点一旦形成以后，它可以发生在产品的生命周期中的调研、设计、制造、装配、 销售( 包括售后服务) 等任何一个阶段。从图2 2 中，可以看出定制切入点a 点可以发生 在位置l 到位置5 的任何一点，但是位置的不同很大程度上影响了客户和企业的不同利益。 总体来说，随着位置点i 到位置点5 的变化过程，客户的定制程度越来越小，企业的实施 复杂度就越来越大。定制切入点发生在调研设计阶段，则产品可以从设计上就被改变，从 而可以获得最大程度的定制，但其实现起来比较困难。定制切入点发生在制造阶段，表示 在标准的设计下，改变元部件来满足客户的特殊要求，其设计不作更改。在装配阶段，能 提供的客户化的程度又降低了，在这一级，多样化的产品是通过各种特征和选项的组合来 实现的。在销售阶段，对产品的调整是通过销售商和客户自身调整来实现的，销售商通过 1 4 浙江理工大学硕士学位论文 对订单的原有约定，提供交货的时间、地点和方式等服务的定制来满足客户的要求。 2 4 定制切入点决策的优化控制 人们在做任何一件事时，不论是分析问题，还是进行综合、做出决策，都要用一种标 准衡量一下是否达到最优，以便在有限的资源条件下或规定的约束条件下，找到最优方案 或得到最满意的效果。最优化控制的数学模型，一般是由决策变量、约束或限制条件以及 目标函数所构成，其实质表现为在约束条件允许范围内，寻求目标函数的可行解或最优解 3 1 - 3 3 1 。 2 4 1 问题描述 之所以要研究定制切入点的最优化控制问题，主要是在大批量定制生产方式中，要达 到企业利润最高和客户满意度最大的目的。但是这两个目标真正的数据是在产品销售后才 能真正调查和计算出的，企业为了实施决策的决定，需要在订单实施之前就对这两个目标 有一个大致评估，所以文中所说的达到