大规模定制下产品配置与计划系统研究与应用

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3.0 陈辉 2024-11-19 6 4 1.27MB 65 页 15积分
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摘 要
大规模定制（Mass Customization，MC）是面向 21 世纪的先进生产模式，它
将定制生产和大规模生产这两种相互对立的生产方式有机地结合起来，在满足客
户个性化需求的同时，保持较低的生产成本和较短的交货提前期。
在分析与比较现有生产管理模式（MRP、JIT）的基础上，本文针对大规模定
制对生产管理的要求，提出了一种基于模块化设计与延迟技术两大策略的
Push/Pull 生产管理系统模型。该系统利用延迟策略在客户订单分离点以前对通用
零部件、常用可选件按计划“推动”（Push）进行有库存的生产，在客户订单分离
点以后按订单“拉动”（Pull）进行定制生产，既减少库存、降低生产成本，又快
速响应客户的订单。
针对面向大规模定制产品结构管理复杂等问题，论文论述了适合于大规模定
制产品结构特点的产品变量配置方法，运用模块化 BOM 及其相关技术重构产品族
的物料清单，通过产品特性描述、配置规则库，可以方便地将与订单无关的 BOM
转化为与客户订单一致的定制 BOM。为企业实现基于 Push/Pull 生产管理系统提供
了良好的基础。
论文还提出了一种将延迟制造应用与生产管理系统的方法，该方法集中考虑
产品结构和产品生命周期的各个环节，采用计划需求与客户需求结合的计划策略
管理模式，将延迟区分和 Push/Pull 实际运用于产品计划系统中，给出了系统参考
模型，为实现企业的大规模定制管理生产模式创造了良好条件。
最后，以上海电气理工创新技术中心与某大型机械制造企业的 ERP 项目为应
用背景，进行了大规模定制的应用研究。将论文提出的技术和方法贯穿到此系统
的设计和实施中，并对 ERP 环境下实施大规模定制的产品变量配置、产品计划方
法以及生产管理模式等关键技术进行了研究和应用。
关键词：大规模定制 生产模式 产品配置 生产计划 延迟技术
ABSTRACT
Mass customization is an advanced production mode in 21st century that combines
two opposite production patterns -- customization production and mass production. It
keeps low production cost and fast delivery time, while meeting individual customer’s
needs.
Firstly, via analyzing the typical production management patterns (MRP/JIT), and
based on the two strategies of modularization and postponement, the paper presented a
Push/Pull manufacturing model to meet the demands of Mass Customization. This
model integrates the two different production patterns (Push and Pull) to reduce
inventory, production costs and production time. Before the customer order decoupling
point, common parts and selective components are produced via push of plan with some
inventory. After the customer order decoupling point, customization production is
conducted by pull of orders.
Secondly, to solve the problem of complexity of product structure management in
MC, in the paper, a method was developed to match the specialties of the MC’s product
structure. By the reengineering technologies of BOM with modularization and
parameters, productive enterprises can reconstruct the BOM of the products family, and
conveniently change a BOM irrelevant to the orders into the BOM corresponding to
customized orders with the help of configuration rules library. Then, there will be
provided with the base of Pull/Push production management system for the enterprise.
Thirdly, a kind method based on postponement technology for Mass Customization
is proposed. This method takes all the aspects in product structure and product lifecycle
into consideration, adopts the planning strategies which combine the planned
requirements and customer requirements to apply PT and Pull/Push to production
planning system. The paper also gave the system model.
Finally, based on the ERP project of a large-scale manufacture enterprise, the paper
make a research on the application of the MC. Through applying those technologies and
methods of this paper in the project, and via investigating the key technologies of
products parameters’ configuration, products planning, and production management
mode.
Key Word：Mass Customization, Production Mode, Production
Configuration, Production Planning, Postponement Technology
目 录
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论 .......................................................... 1
§1.1 问题的提出 ................................................. 1
§1.2 国内外研究现状 ............................................. 1
§1.3 论文的主要内容 ............................................. 2
第二章 大规模定制下生产管理系统研究 ..................................4
§2.1 大规模定制概述 ............................................. 4
§2.2 大规模定制下生产管理的新问题 ............................... 4
§2.3 大规模定制下生产管理的对策 ................................. 6
§2.3.1 Pull/Push 生产策略[3~7] .................................. 6
§2.3.2 基于模块化设计与延迟区分的生产管理思想 ................ 7
§2.4 面向大规模定制的生产管理系统模型 ........................... 9
§2.5 小结 ...................................................... 11
第三章 大规模定制下的产品变量配置管理 ...............................12
§3.1 变量配置管理概述 .......................................... 12
§3.1.1 产品配置及变量配置管理 ............................... 12
§3.1.2 大规模定制下变量配置管理的意义 ....................... 13
§3.1.3 传统的产品配置方式 ................................... 15
§3.2 变量配置基本原理 .......................................... 16
§3.2.1 产品变量结构与变量配置模型 ........................... 16
§3.2.2 变量配置过程 ......................................... 19
§3.3 变量配置系统设计 .......................................... 20
§3.3.1 变量配置管理系统 ..................................... 20
§3.3.2 产品结构设计 ......................................... 21
§3.3.3 产品特性设计 ......................................... 23
§3.3.4 配置规则设计 ......................................... 25
§3.3.5 系统设计模型 ......................................... 28
§3.4 小结 ...................................................... 30
第四章 大规模定制下的计划系统 .......................................32
§4.1 大规模定制生产计划系统概述 ................................ 32
§4.1.1 大规模定制生产的模式及特点 ........................... 32
§4.1.2 传统的计划系统的不足 ................................. 33
§4.1.3 大规模定制生产需解决的问题 ........................... 34
§4.2 基于延迟制造理论的计划体系研究 ............................ 35
§4.4.1 延迟制造理论 ......................................... 35
§4.4.2 延迟理论在计划系统中的实现 ........................... 37
§4.3 大规模定制的生产计划系统 .................................. 39
§4.3.1 计划策略管理的设计 ................................... 39
§4.3.2 计划策略管理实例 ..................................... 43
§4.3.3 系统实现框架 ......................................... 48
§4.4 小结 ...................................................... 49
第五章 系统开发与企业应用 ...........................................50
§5.1 系统开发技术 .............................................. 50
§5.2 系统应用 .................................................. 52
§5.2.1 企业信息化分析 ....................................... 52
§5.2.2 企业生产管理现状分析与系统应用策略 ................... 54
§5.3 小结 ...................................................... 57
第六章 总结与展望 ...................................................58
§6.1 总结 ...................................................... 58
§6.2 未来展望 .................................................. 58
参考文献 ............................................................ 60
在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ......................62
致谢 ................................................................ 63
第一章 绪 论
1
第一章 绪 论
§1.1 问题的提出
随着现代化科学技术的迅猛发展，客户需求日渐多样化、个性化以及竞争的
日趋激烈等多方面因素，使得传统的大规模生产方式不再适合快速多变的市场需
要。在新的市场环境中，为客户提供定制化的产品，全面提高客户的满意度，已
经成为现代企业追求新的竞争优势的一种必然趋势。在这种趋势下，企业迫切需
要一种新的生产模式，由此产生了大规模定制（Mass Customization）生产方式，
简称 MC。大规模定制生产模式结合了定制生产和大规模生产两种生产方式的优
势，在满足客户个性化需求的同时，保持较低的生产成本和较短的交货提前期。
大规模定制以其独特的优势，引起了制造业和管理学界的关注，在国外得到了迅
速发展。
大规模定制生产为现代企业提高竞争能力提供了新的途径，也不可避免地对
传统生产管理的思想、理论和方法提出了严峻的挑战，出现了许多新问题。但是，
目前涉及实施大规模定制生产的具体理论和方法的文献还很少，几乎没有对新问
题的实用解决方案。随着现代化管理技术、先进制造技术的不断发展和成熟，以
及信息技术飞速发展，企业实现大规模定制生产有了坚实的基础，迫切需要对大
规模定制生产模式的进行更为深入和广泛的研究。
由于大规模定制生产模式下需要研究的问题很多，例如大规模定制下的生产
计划与控制、大规模定制下的供应链管理、大规模定制下的客户关系管理、大规
模定制下的产品设计与开发等等，本论文不能一一论述。因此，根据我国企业的
发展现状，以及目前所面临的迫切需要解决的一些问题，作者将在对大规模定制
生产模式深入分析的基础上，提出了新的面向大规模定制的产品结构与产品过程
模型，并结合信息系统建模与实现，借鉴国内外先进管理理念及其应用，探讨了
基于产品变量结构的变量配置系统和计划管理系统，给出了系统解决方案的整体
框架，作为对大规模定制生产模式具体实施的一种探讨。
§1.2 国内外研究现状
近年来，信息技术的飞速发展（如：网络通讯技术、计算机软件技术）、敏捷
制造和柔性生产等先进制造技术和管理技术日渐成熟，所有这些为实施大规模定
制提供了更有效的手段和更广阔的空间。很多公司开始采用各种措施实施大规模
大规模定制下产品配置与计划系统研究与应用
2
定制，以提高国际竞争能力。例如，戴尔公司以其大规模定制的直销模式，取得
了突飞猛进的发展，成为微型计算机行业的龙头。
目前，在大规模定制的研究领域内，美国居世界领先地位，但有关文献大多
是针对大规模定制下的产品设计、生命周期和成本控制等方面的内容。大规模定
制生产模式下，如何生产、制造以及生产计划的编制方法的研究也还没形成一个
比较完善的理论和体系。国内开展大规模定制生产模式的研究只是近几年的事，
虽然有一些开拓性工作，如：浙江大学的祁国宁、顾新建和上海理工大学的徐福
缘以及上海交通大学的黄培清等人先后发表了几篇关于大规模定制方面的文章，
但基本上都是在理论和概念上以及分类方法上的探讨和研究。文献检索中未见有
关大规模定制企业的生产管理、计划与控制方面的理论和方法方面的研究，也未
见形成完整的、先进的优化结构体系方面的研究。
相对于大量生产而言，大规模定制还处于起步和创新阶段，目前大多数的研
究都是从有限的实例或基于作者的推测而得来的，大规模定制的主要矛盾——关
于生产速度与响应性、生产品种与成本等还远远没有得到解决。如何在解决产品
定制化问题后使企业还能取得批量生产的能力、降低产品成本呢？本人认为，问
题在于大规模定制生产模式自身的特点，解决问题的根本出路在于构建适合大规
模定制生产模式的生产管理体系，其中重要的问题在于怎样在大规模定制环境下
快速响应客户需求，实现有效的产品配置和计划体系。
§1.3 论文的主要内容
制造企业的生产过程是千差万别的，其生产管理模式也不尽相同。本文主要
探讨的是离散性生产制造企业(机械、电子等行业)在大规模定制下生产管理模式的
若干问题，论文中的分析和模型如无特别说明，仅适用于上述行业。
本文的研究内容以理论和应用结合的方法进行。首先，在大规模定制的理论
基础上，提出了基于 PULL/PUSH，以模块化与延迟区分为基础的大规模定制生产
管理系统，继而从产品结构和生产过程两个角度，分别对产品变量配置系统与计
划管理系统进行研究，最后结合企业现状及实际需求进行系统建模与开发。
围绕大规模定制生产，本文主要进行了以下几方面的研究内容：
(1) 第一章绪论简单介绍了国内外大规模定制的研究现状，对论文研究背景、
主要研究内容进行了简述。
(2) 第二章主要研究了大规模定制下的生产管理模式。针对大规模定制生产模
式对企业生产管理提出的一系列新问题，在研究了 MRP/JIT 等集成系统，模块化
设计与延迟区分策略等理论的基础下，结合大规模定制生产的实际要求，提出适
合大规模定制生产环境的生产管理系统模型，并对之进行了阐述。
(3) 第三章介绍了大规模定制下的产品变量配置管理。从产品结构的角度出
发，根据大规模定制生产模式对传统 BOM、产品配置等技术提出的新要求，运用
第一章 绪 论
3
产品变量结构和产品变量配置等技术，解决大规模定制生产环境下产品配置管理
的需求。
(4) 第四章围绕大规模定制下的计划管理展开讨论。从产品生产管理过程的角
度出发，针对大规模定制生产条件下生产计划与控制的特点与要求，提出了多阶
段、多层次和柔性的计划策略，解决了大规模定制生产条件下，企业面对产品品
种繁多、变型复杂时计划与控制困难的问题，实现了对计划、销售、生产和库存
的有效管理与控制。
(5) 第五章介绍了系统设计与建模及企业应用实施。在前文理论与方法的基础
上，运用 UML、面向对象、B/S 架构等软件技术，结合企业现状与实际需求，设
计并实现了相应的管理信息系统，为大规模定制的实施提供了一种参考模式。
本文的总体结构见图：
第一章 绪论
第二章大规模定制理论体系研究
第三章 大规模定制环境下
产品变量配置管理研究
第四章 大规模定制环境下
产品计划管理研究
系统设计与企业应用
结论与展望
摘要：

摘要大规模定制（MassCustomization，MC）是面向21世纪的先进生产模式，它将定制生产和大规模生产这两种相互对立的生产方式有机地结合起来，在满足客户个性化需求的同时，保持较低的生产成本和较短的交货提前期。在分析与比较现有生产管理模式（MRP、JIT）的基础上，本文针对大规模定制对生产管理的要求，提出了一种基于模块化设计与延迟技术两大策略的Push/Pull生产管理系统模型。该系统利用延迟策略在客户订单分离点以前对通用零部件、常用可选件按计划“推动”（Push）进行有库存的生产，在客户订单分离点以后按订单“拉动”（Pull）进行定制生产，既减少库存、降低生产成本，又快速响应客户的订...

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