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东北大学硕士学位论文 基于网络化制造的个- 性化产品定制系统的研究与开发 摘要 个性化定制( i n d i v i d u a l i z e dc u s t o m i z a t i o n ) 是近年来诞生的一种利用信息技术和网 络技术进行产品定制的崭新生产销售模式。其核心思想是应将企业的客户作为最重要的 企业资源，企业通过根据各个细分市场，甚至是每一个顾客的独特需求来为他们“量身 定做”高度细化、个性化的产品，从而提高客户服务水平和满意度，最终形成客户的品 牌忠诚度。因此，企业能否在未来市场的激烈竞争中取胜，很大程度上依赖于其能否快 速响应客户的需求、并迅速地设计出满足客户个性化需求的产品。 本文主要进行了以下方面的研究： ( 1 ) 个性化产品定制系统的可行性分析与功能需求分析 对个性化产品定制系统的可行性进行了详尽的分析，主要包括技术可行性和经济可 行性两方面；研究了定制系统的功能需求，探讨了系统的运行环境和开发工具。 ( 2 ) 个性化产品定制系统的关键技术研究 本文研究的个性化定制系统的关键技术主要包括按客户可定制性进行模块划分的 方法、基于v r m l 和j a v a 3 d 的产品三维模型浏览与交互、参数化的产品定制方法。 f 3 ) 个性化产品定制系统的体系结构与工作流程研究 建立由客户端( w 曲浏览器) 、w e b 服务器层、数据库服务器层构成的多层次个性化 产品定制系统体系结构，讨论了产品定制系统中关键的用户注册、个性化定制予系统、 订单管理子系统和可行性评价子系统等的工作流程。 ( 4 ) 个性化产品定制系统的实现 在理论研究的基础上，结合沈阳重型机械集团的产品双进双出瘩煤机开发了一个基 于网络化制造的个性化产品定制系统。 关键词：网络化制造；个性化；产品定制；v r m l ；j a v a 3 d ；参数化；模块化方法 i i 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t r e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n t o fi n d i v i d u a l i z e d p r o d u c t sc u s t o m i z a t i o ns y s t e mb a s e do n n e t w o r k e dm a n u f a c t u r e a b s t r a c t i n d i v i d u a l i z e dc u s t o m i z a t i o ni san e wa r i s e nm a n u f a c t u r i n ga n dm a r k e t i n gm o d ew h i c h a p p l i e st h ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dn e t w o r kt e c h n o l o g yt op r o d u c t i o n i ti sf i r s t l ya m a n a g e m e n tc o n c e p t ，i t sc o r ei st ot a k ec u s t o m e r sa st h em o s ti m p o r t a n te n t e r p r i s es o u r c e s a n dt og u a r a n t e ec u s t o m e r s l i f e t i m ev a l u eb yf u l f i l l i n gc u s t o m e r s n e e d st h r o u g hc o m p l e t e s e r v i c ea n dd e e pc u s t o m e ra n a l y s i s a l lt h a tr e q u i r e st h ee n t e r p r i s et om a k et h e i rp r o d u c t s a c c o r d i n gt ot h ec u s t o m e r s i n d i v i d u a ln e e d ss ob yt h i sw a ye n t e r p r i s ec a l lp r o v i d eb e t t e ra n d q u i c k e rs e r v i c e ，i m p r o v et h er e t a i nm o r ec u s t o m e r si no r d e rt oi n c r e a s et u r n o v e r sa n do nt h e o t h e rh a n dr e d u c eo p e r a t i o n a lc o s t sb ys h a r i n gi n f o r m a t i o na n do p t i m i z i n gb u s i n e s sf l o w s i ns u c hab a c k g o l l n di n d i v i d u a 】i z e dc u s t o m i z a t i o ns y s t e mi sr e s e a r c h e da n dd e v e l o p e d t h ef o l l o w i n gi sm a i nr e s e a r c h e s ： ( 1 ) f e a s i b i l i t ya n a l y s i s a n df u n c t i o n a l r e q u i r e m e n ta n a l y s i s o fi n d i v i d u a l i z e d c u s t o m i z a t i o ns y s t e m e x h a u s t i v ea n a l y s i si sm a d ei n t h i sp a p e ro i lf e a s i b i l i t ya n a l y s i so fi n d i v i d u a l i z e d c u s t o m i z a t i o n s y s t e m ，i n c l u d et e c h n i q u ef e a s i b i l i t y a n de c o n o m yf e a s i b i l i t y ；a n dt h e f u n c t i o n a lr e q u i r e m e n to fc u s t o m i z a t i o ns y s t e mi ss t u d i e d ，a l s ow ed e t a i lt h eo p e r a t i o n a l c i r c u m s t a n c ea n de x p l o i t a t i o nt o o l s ( 2 ) k e yt e c h n o l o g yo f i n d i v i d u a l i z e dc u s t o m i z a t i o ns y s t e m t h em a i nc o n t e n t sa r et h eo n l i n ep r o d u c tc o n f i g u r a t i o n , b r o w s i n gp r o d u c t3 dm o d e la n d i n t e r a c t i v ea n dp a r a m e t e r i z e dc u s t o m i z a t i o n ( 3 ) t h ew o r k f l o wa n ds y s t e m a t i cs t n l c t u r eo f t h ei n d i v i d u a l i z e dc u s t o m i z a t i o ns y s t e m b u i l d i n gt h em u i t i l a y e rs y s t e m a t i cs m l c t u r em a d eu po ft h ec u s t o m e re n d ，w e bs e r v i c e a n dd a t as e r v i c e ，d i s c u s s i n gt h ew o r k f l o w so fs o m ek e ys u b s y s t e m ss u c ha su s e rr e g i s t r a t i o n ， i n d i v i d u a l i z e dc u s t o m i z a t i o na n do r d e rf o r mm a n a g e m e n t i i i 东北大学硕士学住论文 a b s t r a c t ( 4 ) t h et o t a ld e s i g na n dr e a l i z a t i o n i n t r o d u c i n gt h er e a l i z a t i o no ft h ei n d i v i d u a l i z e dc u s t o m i z a t i o np l a t f o r mt h r o u g ha l l e x a m p l e ，m d u d et h ew o r k i n gi n t e r f a c e so fs o m ek e ys u b s y s t e m ss u c ha su s e rr e g i s t r a t i o n p r o d u c t sd i s p l a y , i n d i v i d u a l i z e dc u s t o m i z a t i o na n do r d e rf o r mm a n a g e m e n t l a s t l yd e t a i l st h e p r o c e s so f d a t a b a s ed e v e l o p m e n to f c u s t o m i z a t i o ns y s t e m n e t w o r k e dm a n u f a c t u r i n gi san e ww a yf o ri n f o r m a t i o n e n t e r p r i s e i n d i v i d u a l i z e d p r o d u c tc u s t o m i z a t i o np l a f f o r ma s s o c i a t e st h ei n d i v i d u a lc u s t o m e rw i t ht h ee n t e r p r i s e c u s t o m e rc l o s e l y t h ee n t e r p r i s ec a r tr e s p o n s eo nt h ec u s t o m e rr e q u i r e m e n t sr a p i d l ya n d d e v e l o pt h ed e m a n dp r o d u c t t h ee n t e r p r i s ew i l lm o r ee a s i l yc o m p e t i t i v ew i t ho t h e r s ， k e yw o r d s ：n e t w o r k e dm a n u f a c t u r e ；i n d i v i d u a t i o n ；p r o d u c tc u s t o m i z a t i o n ；v r m l ；j a v a 3 d ； p a r a m e t e r i z e ；m o d u l a rm e t h o d i v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的 研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的 研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文作者签名：浊加娟 日期：如何1 河 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论 文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 ( 如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。) 学位论文作者签名：涉枷咱 签字日期：删、l 、l3 导师签名： 签字日期： 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 信息技术的发展正迅速改变着人们的生活和生产方式，而一种集成了信息技术、现 代管理技术与传统制造技术的全新的生产模式，正在和即将成为2 l 世纪中国制造企业 的新型架构，这就是“九五”机械工业重大科技成果之一网络化制造。在全球经济一体 化和市场竞争国际化的趋势下，为适应我国加入w t 0 后的发展要求，网络化制造呈现 出广阔的市场前景，给我国发展网络化制造带来了新的机遇和挑战。当今世界，科技进 步突飞猛进，特别是信息技术和网络技术发展迅速，对于制造领域产生了深刻的影响。 随着经济全球化进程的不断加快，各国之间在经济上越来越多地相互依存，充分利 用国际市场的信息、资本、资源、技术、商品和服务。在平等竞争的基础上，互利互惠， 相互合作，已成为企业发展的必然趋势。经济的全球化、市场的国际化、贸易和投资的 自由化，以及服务的世界化，促进了竞争，提高了效率，鼓励了革新，增加了新的资本 投入，加快了经济增长速度。随着越来越多的国家接受自由市场思想，全球自由贸易体 制的逐步建立和完善，世界大市场的逐步形成以及全球交通运输系统和通讯网络的建 立，国际间的经济贸易交往与合作交得更加频繁和紧密化，竞争也越来越激烈l 。这使 得制造产业、制造技术和产品逐步走向国际化，导致了制造业在全球范围内重新进行分 布和组合。世界制造业正面临着一个快速多变、稳定性差和难以预测的国际化市场，制 造业所处环境已经发生了重大变化。竞争的加剧将促使竞争对手利用一切可以利用的制 造资源，主动积极地寻求市场机遇，快速灵敏地响应和适应客户多样的消费需求。 这种全球化趋势随之带来了一个重要变化，即产生的整个过程开始需要高度协作、 高度信息化的组织加以配合。不仅跨国企业、公司迫切需要及时跟踪各地分公司的生产 经营活动，而且同一企业的不同部门，不同地区的员工之间也需要及时共享大量企业信 息，甚至企业和用户之间以及企业与合作伙伴之间也存在着大量的信息交流活动。这就 必然要通过计算机网络的协调与操作，将分散在各地的制造企业连接成为一个整体，从 而缩短产品开发周期，提高产品质量以及企业对市场的响应能力。 1 】网络化制造的概念与特征 1 1 1 网络化制造的基本概念 网络化制造是近年来出现的崭新的制造模式，其含义是指：面对市场需求与机遇 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 利用计算机网络，灵活而快速地组织社会制造资源，按资源优势互补的原则，迅速地整 合成一种跨地域的、靠网络联系的、统一指挥的制造与运营实体网络联盟以实现网 络化制造f 2 j 。网络联盟通过互联网与供应商、销售商及产品的最终用户紧密地联系起来， 快速响应市场，迅速推出高质量、低成本的新产品和服务。同时，联盟成员随着市场和 产品的变化而变化，具有动态特征。网络化制造的概念如图1 1 所示。 图1 1 网络化制造的概念图 f 塘1 1s a m p l ec h a r t o f n e t w o r k e d - m a n u f a c t u x i n g 网络联盟通过因特网与供应商和产品订单客户及产品用户的有效联系，快速响应市 场，迅速推出高质量、低成本的新产品和服务。同时，联盟成员随着市场和产品的变化 而变化，具有动态特征。与传统制造模式相比较，网络化制造是一种由多种、异构、分 布式的制造资源，以一定互联方式，利用计算机网络所组成的，开放式的、多平台的、 相互协作的、能及时灵活地响应客户需求变化的制造模式。其基本目标是将现有的各种 在地理位置上或逻辑上分布的制造企业连接到计算机网络中去，以提高各企业间的信息 交流与合作能力，进而实现制造资源的共享，为寻求市场机遇，及时、快速地响应和适 应市场需求变化，赢得竞争优势，求得生存发展奠定坚实的基础，从而也为真正实现制 造企业研究与开发、生产、营销、组织管理及服务的全球化开辟了道路。 面对网络经济时代制造环境的变化，传统的组织结构相对固定、制造资源相对集中、 以区域经济环境为主导、以面向产品为特征的制造模式已与之不相适应。需要建立一种 市场需求驱动的、具有快速响应机制的网络化制造模式，这将是当前乃至今后若干年内 2 东北大学硕士学位论文第一章绪论 制造业所面临的最紧迫的任务之一，是制造企业摆脱困境、赢得市场、掌握竞争主动权 的关键。 网络技术的飞速进步使得人们相互沟通的方式发生了重大变化，人们获取必要的信 息变得更加容易。所以，用户越来越希望得到完全个性化的产品和服务，而企业则“被 迫”提供这种个性化定制的产品或服务。真正以客户为中心的网络化制造时代正在向我 们走来。通过因特网，企业将与客户直接接触，客户将参与产品设计，或直接下订单要 求企业进行定制生产，企业将产品直接销售给客户。因特网推动了企业与用户沟通方式 的虽重大的革命。 网络空间的时空压缩性使得企业间的合作变得更加容易。由于市场竞争的日趋激 烈，从原材料、半成品、制成品到销售、服务全部自己做的大而全、小而全的企业将不 复存在。如今任何产品或服务的提供，往往需要很多企业携起手来、彼此通力合作才能 顺利实现。所有企业将专注于自己的核心能力，企业将利用因特网进行产品的协同设计 和制造。由于在因特网上信息传递的快捷性，并由于制造环境的激烈变化，企业间的合 作越来越频繁，企业的资源将得到更加充分和合理的利用。因特网有效地降低了资产运 作成本，提高了运作效率。由于因特网无所不到，市场全球化和制造全球化将是企业发 展战略的重要组成部分。 网络将企业中的每个人紧密地联系起来，企业内的信息和知识将高度集成和共享， 企业的管理模式将发生很大变化。企业内部员工之闻、部门之间，都需要进行沟通，需 要交流信息，只有这样，客户的需求才能得到满足，企业内的协作步伐才能加快，企业 的效率也才能提高。这也就是说，必须做到让相关的各方都能够非常方便地在统一的平 台上进行实时的交互。从而引发和加快了传统产业的信息化进程。网络化制造不仅改变 了销售和采购模式，也打破了地域和投资规模的限制，改变了企业资源的配置模式，使 企业能够以低成本快速抢占市场。 因特网对制造业将产生越来越大的作用，网络化制造将成为制造业在2 l 世纪的重 要制造战略。因此，对网络化制造进行系统的研究具有重要的意义。 1 1 2 网络化制造和传统制造的关系 网络只是使信息的传递更快、更准确，使传递的信息更多。所以网络化制造并不能 代替传统制造业中的许多功能，如产品的创新设计需要人的创造性劳动，零件的加工和 装配需要相应的设备和人员，产品的销售需要物流系统等。 那么，网络技术对于传统伟8 造业究竟有什么意义呢7 3 东北大学硕士学位论文第一章绪论 1 9 7 4 年美国哈林顿( j h a r r i n g t o n ) 博士提出了“计算机集成制造( c i m ，c o m p u t e r i n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n g ) ”的概念，其要点是： ( 1 ) 企业生产的各个环节，即从市场分析、产品设计、加工装配、经营管理到售后 服务的全部生产活动是一个不可分割的整体，要紧密连接，统一考虑。 ( 2 ) 整个生产过程实质上是个数据的采集、传递和加工处理的过程，最终形成的 产品可以看作是数据的物质表现。 由这一概念推广到网络技术，则可以认为： ( 1 ) 网络技术可以使企业生产的各个环节紧密连接、统一考虑，而且可以使分布在 世界各地的各个相关环节紧密连接、统一考虑。 ( 2 ) 将整个生产过程看作是一个数据的采集、传递和加工处理的过程，在这个过程 中，网络技术的作用是非常大的。通过网络，可以进行大量的、大范围的、实时的数据 采集；通过网络，可以进行大量数据的远程传递；通过网络，可以对数据进行异地协同 处理。 传统制造业在因特网的冲击下只有求变一条出路。网络化制造是传统制造业为了适 应网络经济时代需求而作出的变化。 另一方面，促进网络经济与传统制造业相结合，是我国发展网络经济的关键所在。 全球正加速进入网络经济时代，整个世界的经济结构都在加速重组。由于我国在信息技 术储备、资本市场等方面还不成熟，因此应该通过巨大的市场和潜在的需求，以及对传 统制造业的大规模改造来推动新一轮经济增长。虽然目前我国人均收入还很低，但并不 能因此排斥网络经济，而是要注意寻找网络经济与我国传统制造业的结合点。网络经济 与传统制造业不是对立的，网络经济不是对传统制造业的取代，而是改造传统制造业的 动力，反过来，传统制造业也是网络经济的巨大市场。 与传统制造模式相比较，网络化制造是一种由多种、异构、分布式的制造资源，以 一定互联方式，利用计算机网络所组成的开放式的、多平台的、相互协作的、能及时灵 活响应客户需求变化的制造模式。其基本目标是将现有的各种在地理位置上或逻辑上分 散的制造企业连接到计算机网络中去，以提高企业间的信息交流与合作能力，进而实现 制造资源的共享，为寻求市场机遇，及时、快速地响应和适应市场需求变化，赢得竞争 优势，求得生存发展奠定坚实基础，同时也为真正实现制造企业研发、生产、营销、组 织管理及服务的全球化开辟道路n ”。 4 东北大学硕士学位论交 第一章绪论 1 1 3 网络化制造的特征 网络化制造以敏捷化、分散化、动态化、协作化、集成化、数字化和网络化为基本 特征。其中，敏捷化是快速响应市场变化和用户需求的前提，主要表现在组织结构上的 迅速重组”】、性能上的快速嫡斑、过程中豹并行化以及分靠式的决策。这就必须要求网 络化制造采用分散化、数字化和网络化作为网络化制造的存在基础和实现手段，保证了 该模式从理论向实际应用的顺利转变。 敏捷化 敏捷化是网络化制造的核心思想之一。生产制造系统在现今发展阶段面临的最大挑 战是：市场环境的快速变化带来的不确定性；技术的迅速发展带来的设备和知识的更新 速度加快；市场由卖方转为买方，市场正逐步走向全球化；产品特征由单一、标准化转 变为顾客化、个性化，产品的寿命周期明显缩短；制造企业之间尽管不在是单纯的你死 我活的竞争，但竞争的激烈程度有增无减。所有这一切都要求制造业具有快速响应外部 环境变化的能力，即敏捷化的能力。 f 2 ) 分散化 网络化制造的分散化具体体现在两个方面，其一是资源分散化，包括制造硬件资源 ( 如设备、物料、人力和知识等) 分散在不同的组织内、不同的地域内、不同的文化条 件下等；其一是指制造系统中生产经营管理决策的分散化。 ( 3 ) 动态化 网络化制造联盟是针对市场需求的机遇，面向特定产品而组建的。市场和产品是网 络化制造联盟存在的先决条件，根据市场和产品的动态变化，刚络化制造联盟随之发生 动态变化，市场和产品机遇不存在时，网络化制造联盟解散根据新的市场和产品机遇 重新组建新的联盟。 ( 4 ) 协作化 资源的充分利用体现在形成产品的价值链中的每一环节。产品从设计、零部件制造、 总装，直到产品销售、售后服务，都需要网络联盟合作伙伴之间的紧密配合。这种协作 化是一个快速响应市场，完成共同战略目标的优化过程。 f 5 ) 集成化 由于资源和决策的分散性特征，要充分发挥资源的效率，就必须将制造系统中各种 分散的资源能够实现实时集成，分散资源的高效集成是网络化制造的目标之一。 分散的资源能够实现实时集成，分散资源的高效集成是网络化制造的目标之。 ( 6 1 数字化1 6 1 5 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 借助信息技术，网络化制造能够实现真正完全无图纸的虚拟设计、数字化和虚拟化 制造，帮助企业形成信息化的组织构架，实现企业内部、企业与外界的信息流、物流和 资金流的顺畅传递，从而保证了产品设计与制造周期的缩短，降低成本，提高工作效率。 ( 7 ) 网络化 现代通讯技术的发展促进了网络鞋盟的形成。由于制造资源和市场的分散，实现快 速重组必须建立在网络化的基础之上。因此，组建高效的网络联盟需要将电子网络作为 支撑环境，并充分应用现代化通讯技术与信息技术。 1 1 , 4 网络化制造系统构建主要内容 网络化制造分为狭义网络化制造和广义网络化制造，也称部分网络化制造和完全网 络化制造。部分网络化制造是指产品部分设计、制造过程是通过网络实现的。例如单一 实现网上招投标、合作伙伴的选择、个性化产品定制、异地网上协同设计、异地加工、 远程质量监控和网上电子汇兑结算等功能。完全网络化制造是指产品设计、制造过程大 部分或全部通过网络实现的，是上述单一功能的部分和全部综合。是未来网络化制造的 发展方向。其主要内容应包括以下几个部分啊： ( 1 ) 网络联盟智能决策系统； ( 2 ) 个性化产品定制系统； ( 3 ) 异地网上协同设计； ( 4 ) 异地加工； ( 5 ) 远程质量监控； ( 6 ) 网上电子汇兑结算； 1 1 5 网络化制造的发展现状 工业发达国家为推进网络化制造开展了大量的研究工作。在敏捷制造企业的发展战 略提出以后，全美工厂网络的建议就开始提出。随着近几年i n t e m e t 技术的迅速发展， 美国一些企业通过网络传播自己先进的管理经验和信息集成技术，为其他企业实现这些 技术提供了非常好的示范和参考作用。i n t e m e t 的普及为美国一些大学和研究所进行先 进制造技术( 如敏捷制造、虚拟制造) 的研究提供了十分有效的协同环境和技术交流手 段。 1 9 9 4 年，美国能源部制定了“实现敏捷制造的技术”的计划，涉及联邦政府机构、 著名公司和大学等1 0 0 多个单位，并于1 9 9 5 年1 2 月发表了该项目的策略规划和技术规 6 东北大学硕士学位论文第一章绪论 划：1 9 9 5 年美国国防部和自然科学基金会资助1 0 个面向美国工业的研究单位，共同制 定了以敏捷铝4 造和虚拟企业为核心内容的“下一代的制造”计划；1 9 9 7 年美国国际制造 企业研究所发表了“美国俄罗斯虚拟企业网”研究报告。该项目是美国国际制造企 业研究所承担的美国国家科学基金研究项目，目的是开发一个跨国虚拟企业网络的原 型，使美国制造厂商能够利用俄罗斯制造业的能力。从更大的意义上讲，作为全球制造 基础框架一部分的美俄虚拟企业的建立与发展起到了实现全球网络化制造的示范作用。 1 2 个性化产品定制 个性化产品是在满足相同基本功能的前提下，还能满足使用者特殊要求，且能体现 使用者个性的产品。满足相同基本功能定义了个性化产品不同于单件产品，即个性化产 品的产品族特性；能满足使用者特殊要求定义了个性化产品的个性化特性；能体现使用 者个性定义了个性化产品的使用特性，即某些产品的个性是在产品使用过程中体现的。 个性化产品定制系统是为满足客户对产品的多样化、个性化需求而开发的、基于互 联网的、面向整个产品供应链的集产品设计、销售于一体的电子商务系统，通过该系统 客户可以选择不同的产品类型或者亲自参与产品的设计以满足个性化需求，同时将相关 产品定制信息传送到企业内部以及产品供应链上的供应商、销售商等合作伙伴，以便安 排、组织生产，使产品以最快的速度生产出来。 1 2 1 个性化定制产生的背景 基于网络化制造的个性化产品定制是一种提供个性化产品定制的模式。它的特点 是：客户通过w e b 界面从企业所提供的定制系统中对所需要的产品进行参数和功能上 的定义或定制，而系统能够自动或半自动地对客户的定制做出反应，最终为客户提供满 足其个性化需求的产品。 对于基于网络化制造的个性化产品定制的提出，主要有以下几个方面的原因： ( 1 ) 消费者对个性化产品的需要 随着社会的发展，社会物质财富极大丰富，消费者对产品的需求不再满足于传统的 大规模生产的产品，他们希望自己所购买的产品具有适合自己的一些特性，这些产品的 个性化具体表现在两个方面：一种是产品功能的个性化，因为不同的消费者存在不同的 需要，因此这方面的需要使得他们追求产品功能的个性化；另一种是产品样式的个性化， 包括产品的尺寸、颜色等多种属性的个性化，这主要是因为产品的工作环境和消费者的 审美观的不同。 7 东北大学硕士学住论文第一章绪论 ( 2 ) 制造企业市场竞争的需要 对于制造企业来说，随着社会的发展，传统的大规模生产方式受到市场的巨大冲击， 主要体现在：市场由统一走向多元化，企业要想继续在市场上立于不败之地，就必须不 断的细分市场，从而使得大规模生产赖以生存的稳定市场受到破坏。过去的卖方市场变 为买方市场，市场变得不可预测：产品生命周期缩短，产品开发周期也相应缩短。市场 希望企业能够提供满足消费者个性化需求的定制产品和服务，另一个方面，面向客户的 个性化产品定制由于它本身的特殊性，它具有利润高、对市场反应快的特点，因此制造 企业面对这种情况，它们也有这种提供个性化产品定制的要求。 ( 3 ) 信息技术的发展和企业信息化水平的提高 在最近十多年，信息技术得到了极大的发展，由于它具有传统通信方式无法比拟的 高速、高效、低成本的优势，它已经融入了人类生活的各个角落，信息技术在各行各业 得到了广泛的应用。 同样，信息技术不断的融入传统的制造工业。制造企业为了在市场上立于不败之地， 他们不断的通过重组企业的业务流程和提高企业信息化建设水平来降低成本，以达到快 速反应市场的目的。 在这种情况下，信息技术的发展和企业信息化水平的提高使得利用i n t e m e t 和w w w 技术实现个性化产品的定制成为可能。 1 2 2 个性化定制在国外的发展现状与研究水平 自从2 0 世纪初，h e n r yf o r d 创建了大规模流水线，大规模生产模式在过去的十年 一真是制造业的主导生产模式。这种生产模式通过产品的批量化来降低生产成本，价格 较低，零部件互换性强，功能固定。大规模生产模式的特点是新产品在大规模生产方式 下制造，形成成本低、质量致、面向统一大市场和稳定需求的标准产品，新产品开发 周期也较长等。 随着信息技术的发展，大规模的传统生产模式受到市场的巨大冲击，主要体现在： 市场由统一走向多元化，企业要想继续在市场上立于不败之地，就必须不断地细分市场， 市场变得不可预测：产品生命周期缩短，产品开发周期也相应缩短。客户更加渴望得到 低成本、高质量、能满足其个性化需求的定制产品和服务【“。面向客户的个性化产品定 制( c u s t o m i z a t i o n ) 模式就是在这样的背景下产生。客户驱动的个性化产品定制系统是 网络化制造的最新发展，国际上刚刚起步，开发了具有部分定制功能的原型系统，如i b m 的企业p o r t a l 就具有部分定制功能，基于个性化定制思想改造传统业务成功例子有美国 8 - 东北大学硕士学位论文第一章绪论 d e l l 计算机公司的客户定制系统( h t t p ：w w w d e l l c o r n ) ，使d e l l 公司在短短的几年的时 间内，成为国际上有一定影响的大公司，还有福特( f o r d ) 汽车公司( h t t p ：w w w f o r d c o m ) 的网上汽车定制定购系统，以及世界著名的芭比“洋娃娃”个性化定制网站 ( h t l p ：w w w b a r b i e c o r n ) ，如图1 2 所示。日本马自达汽车公司于2 0 0 1 年2 月份推出了日 本第一家网上定制汽车服务，客户只要登陆马白达设计的专门网站 ( h t t p ：w w w w - t 【1 n e c o r n ) ，就可以选择自己喜爱的发动机型号、内部设计和外部形状， 厂家根据客户的自由组合生产出独一无二的客户自己的马自达汽车。用户设定完自己需 要的汽车款式后，就可以当场看到最终价格，然后再到一家马自达汽车销售商那里签署 一份正式的购车合同，一个月之后就可以拿到最合心意的马自达汽车了。 图1 2 芭比娃娃定制网站 f i g 1 2 c u s t o m i z a t i o ns y s t e mo f b a r b i e t o y s 根据它们实现个性化的方式不同，可将它们分为两类：一类是匹配客户需求的定制 体系；另一类是客户选择需求的定制体系。第一类系统匹配客户需求的定制体系是以 w e b 为媒介，客户在w e b 浏览器界面上输入自己对产品的要求，企业根据客户所需产 品的功能和形状，通过一定的决策机制对客户的需求进行匹配，从产品数据库中选择最 适合客户需要的产品作为定制产品的模型，然后客户在该产品模型的基础上，进行一系 列的定制以满足客户的个性化需要。而第二类系统客户选择需求的定制体系主要是将其 产品划分为不同的功能模块，并将产品的组成模块和功能描述在w e b 上展示出来，客 户根据自己的需要选取不同的产品功能模块，组成满足客户需要的个性化产品。 9 。 东北大学硕士学位论丈第一章绪论 1 2 3 个性化定制在国内的发展现状与研究水平 在国内，大型家电企业海尔集团推出了基于订单的个性化定制系统 ( h t t p ：v c w w e h a i e r c o r n ) ，在海尔网上商店，用户可以根据个人对款式、容量等要求，定 制个性化的冰箱。然后将根据相应信息形成的订单传送到生产厂，并转化为生产信息指 令，再传送到产品自动生产线进行生产，用户在一周就可以得到自己订制的产品，这在 国内和国际家电市场上都引起了强烈的反响。2 0 0 4 年4 月1 8 日，海尔电子商务投入正 式运行。5 月底，海尔便推出了网上个性化定制服务，实现了冰箱产品的网上定制，可 以满足客户的部分个性化需求。仅1 个月时间，海尔集团就从网上接到了多达1 0 0 多台 冰箱产品的订单。网络化制造在我国起步较晚，基础薄弱，与国外相比有一定的差距。 近年来，国外网络化制造技术的飞速发展。以及随之而来的巨大收益引起了我国学术界、 工业界和国家综合部门的高度重视。网络化制造已经被国家定为重点发展的科技领域之 一。近几年来，在国家的支持下，我国的网络化制造研究在理论上已初具系统，在实践 中己取得了一定的成效。针对产品个性化定制这一领域，我国的上海交通大学、广东工 业大学的c i m s 重点实验室受国家自然科学资金及广东省自然科学基金资助在这方面展 开了深入的研究，在分析了现有的基于w e b 的个性化定制系统的基础上，结合以往网 络化制造领域所取得的成果，对合理的、完整的基于w e b 的个性化定制系统的体系结 构进行了研究，探索了基于个性化产品定制对于扁平式企业的生产采购、物料管理的业 务流程系统，并提出了一个原型系统。而重庆大学制造工程研究所则提出了一种将c i m s 技术、网络化制造技术和电子商务相结合的经营模式产品网络化定制和销售模式， 研究了该模式的体系结构，并以某企业为案例，开发了陶瓷产品网络化销售和定制系统， 如图1 3 所示，给出了业务流程、运行模式及技术特征【9 。该项目于1 9 9 7 年9 月启动， 历时两年多，在2 0 0 0 年1 2 月获得重庆市科学技术委员的鉴定，现己部分投入使用。 1 2 4 个性化产品定制的发展趋势 至今，虽然个性化产品定制系统在国内外已有许多成功应用的事例，但却都不十分 完善。海尔冰箱的网上定制系统的订制方案缺乏人性味，消费者的购买意图未得到重视， 在根本不用消费者输入个人需求信息的情况下，系统已经直接显示出可供定制的冰箱型 号。该种订制模式【1 0 l 类似于消费者逛超市，没有任何人问消费者“需要什么”，想要什 么均由消费者自己去寻找。这种订制模式毫无互动性可言，难以激起消费者参与定制的 兴趣和主动性。另外，海尔冰箱网上定制系统内可供定制的十几个冰箱型号与各地市场 1 0 东北大学硕士学住论文 第一章绪论 上销售的上百个冰箱的型号相比，定制系统内可供消费者选择的冰箱型号太 少，选择余地相差如此之大，难以满足消费者的个性化需求，因而其网上定制系统难阻 起到应有的网络营销效果。马自达公司网上汽车定制系统的定制方式虽然与海尔集团的 定制系统稍有不同，但其定制系统的架构同样比较简单，客户只能对汽车上一些特定的 零部件在厂家制定的几种方案内进行选择，系统的互动性差。另外，该定制系统同样存 在不问客户“需要什么”的缺陷，故客户利用该系统定制汽车的积极性大打折扣，从而 削弱了该定制系统的作用。 图1 3 个性化陶瓷展不系统 f 嘻1 3e x h i b i t i o ns y s t e m o f i n d i v i d u a l p o t t i e s 从产品定制技术的发展来看主要经历了三个阶段。第一阶段主要是产品功能和配件 的选择，客户通过产品的网站选择产品带有哪些配件【“1 ，这一阶段产品定制的结果非常 的不直观，甚至只能说是产品功能的选配阶段。第二阶段顾客能对定制产品的颜色和尺 寸大小进行参数选择，也可以对产品进行三维浏览，但顾客看到的只是一个固定的产品 外形，并不是他们真正所定制产品的外形。第三阶段的产品定制能够让顾客看到定制产 品的三维外形，但是产品的模型是通过服务器计算! 1 2 ”】后再返回客户端显示的，浏览的 实时性差；同时，产品的性能也不能直观地显示出来，也就是说顾客得不到他们所最关 心的东西：实时的产品外观和性能的可视化。 所以，基于w e b 的个性化产品定制体系，不仅仅是在现有的产品中对客户的功能、 形状的需求进行匹配，也不仅仅是对现有产品构件的组合，而是让客户真正的参与到产 东北大学硕士学位论文第一章绪论 品的设计过程中去，充分体现客户在产品设计中的作用，达到企业最终向客户提供的产 品是真正满足客户的个性化需要。同时，系统应能提供客户定制产品的实时综合可视1 1 4 1 化、产品数据管理以及和企业e r p 系统的接口等。这就要求这种系统必须实现产品定 制过程中信息、功能和过程的集成，同时也要支持生产经营活动和生产资源的分布式特 点，该系统应具有层次化的控制方法和对企业的现有的e r p 和m r p i 系统接口的开放 式结构，由于是基于w e b 的，它能支持异地分布环境下的客户动态并行产品个性化定 制。 1 2 5 个性化产品定制对我国制造业的影响 个性化产品定制对制造企业的影响是巨大的，史无前例的，使得制造企业获得了前 所未有的发展机遇。由于我国长期受计划经济影响，制造业呈现出组织结构刚性、生产 活动封闭、计划与市场脱节、管理方法僵化等诸多弊端，许多产品在国际市场上缺乏竞 争力，导致经济效益低下。纵观工业发达国家企业发展战略近3 0 年的变化历程，如图 t 4 所示，我们可以看到：工业发达国家在6 0 年代强调规模效益，7 0 年代强调价格，8 0 年代强调质量，9 0 年代强调市场的快速响应能力，2 l 世纪强调技术创新。 、，7 | 、i ! 竺厂7 ，斟f $ ” 芹堑。1 ，溉梅” 、1 一 “0 并并 注重。拄术刊轩” 注重“，_ _ 场响宦砸崖” 罐4 蘸簿囊滕鎏麟茬 蓬蠛囊；瓣鲢萋感 图1 4 制造业企业的战略变迁 f i g1 4c h a n g eo f m a n u f a c t u r e r ss 订a t e g y 在工业发达国家，前三个“强调”已经是实现了的目标，第四个“强调”正在实践， 企业形态正由当代企业向未来企业转变，并己取得了明显效果。当代企业与未来企业在 生产组织形式、企业战略观念、企业间的关系、员工的观念等方面存在很大差异，如表 1 1 所示。按照事物发展的规律，我国制造业企业同样要经历这四个阶段，向未来企业 转变。 当前我们正在走规模效益之路，价格上的优势逐渐丧失。质量问题又成了相当一批 1 2 东北失擘硕士擘位论文 第一章绪论 企业久治不愈的顽症，交货期长使众多企业失去大量订单。也就是说，工业发达国家已 经历过的四个阶段我们还都没有走完，而技术创新的竞争已越来越明显、越来越激烈了， 中国的企业既要补课，又要应对新的挑战。但是，形势不允许我们用3 0 年的时间逐一 地重复工业发达国家所走过的路。作为一种新的生产模式，网络化制造是“并行”地实 施四个阶段任务的根本解决方案。它的出现使我们完全有可能用不太长的时间，“并行” 地实施四个阶段的任务。对我国制造业企业的组织形态、经营模式和管理机制进行全方 位的调整和刨新，实现制造业企业重构，以适应未来企业的要求。 表i 1当代企业与未来企业特征比较 t a b l e1 1d i f f e r e n c eb e t w e e nm o d e r ne m e r p r i s ea n df u n l r ee n t e r p r i s e 当代企业未来企业 资产主要指有形资产，净现值资产 短期的价格战略：成本+ 利润= 价格 强调依靠企业内部的资源与技术 强调合作伙伴之间的固定关系 着眼国内市场战略，仅考虑国内价值 强调生产的数量 用固定的价格关系维系合作伙伴关系 部分应用信息与网络技术 仅考虑单一项目投资的合理性 为完成某具体任务而培训员工 员工为报酬而学习 狭隘的观点 无形资产如：信息、知识、人力、培训等 长期的价格战略；价值成本= 利润 强调发挥合作伙伴集体的资源与技术 强调合作者之间互补的动态重组 着眼全球的市场战略，从市场需求考虑价值 强调市场反应速度 以鼠险共担利益共享原则维系合作伙伴关系 信息技术与网络技术是企业存在的基础 考虑投资再用于未泉项目 终身培训员工 员工为适应市场需求。扩大就业选择而学习 全球、多重文化观点 研究和开发个性化产品定制技术对我国制造企业的启示： 我国企业应充分重视网络这一潜力巨大的市场，在网络环境下，企业规模的大小、 资金的雄厚实力