现代制造系统(v4.1)5c 柔性相关.pdf
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现代制造系统 第5章 柔性与可重构制造系统（3-4）第5章 柔性与可重构制造系统（3-4） 东北大学秦皇岛分校 黄亮东北大学秦皇岛分校 黄亮 n-xyz@ 第5章 柔性与可重构制造系统第5章 柔性与可重构制造系统 ? 5.1 柔性制造系统5.1 柔性制造系统 ? 5.2 可重构制造系统5.2 可重构制造系统 ? 5.3 大规模定制5.3 大规模定制 ? 5.4 其它相关理论与方法5.4 其它相关理论与方法 5.3 大规模定制5.3 大规模定制 ? 1970年，美国未来学家阿尔文1970年，美国未来学家阿尔文·托夫（托夫（Alvin Toffler Alvin Toffler）在《Future Shock》一书中提出的一种 新生产方式的设想：以类似于标准化和大规模生 产的成本和时间，提供客户特定需求的产品和服 务 ）在《Future Shock》一书中提出的一种 新生产方式的设想：以类似于标准化和大规模生 产的成本和时间，提供客户特定需求的产品和服 务 ? 1987年，斯坦1987年，斯坦·戴维斯（戴维斯（Start DavisStart Davis）在《Future Perfect》一书中首次将这种生产方式称为大规模 定制。
）在《Future Perfect》一书中首次将这种生产方式称为大规模 定制 ? 1993年，B1993年，B·约瑟夫约瑟夫·派恩（派恩（B. Joseph Pine IIB. Joseph Pine II）在 《大规模定制：企业竞争的新前沿》一书中对大 规模定制的内容做出了详细的描述与分析 ）在 《大规模定制：企业竞争的新前沿》一书中对大 规模定制的内容做出了详细的描述与分析 客户客户客户客户 个性化需求个性化需求个性化需求个性化需求 对市场做出对市场做出对市场做出对市场做出 迅速反应迅速反应迅速反应迅速反应 低成本低成本低成本低成本 价格优势价格优势价格优势价格优势 产品多样化产品多样化产品多样化产品多样化 市场变化无穷市场变化无穷市场变化无穷市场变化无穷 市场竞争激烈市场竞争激烈市场竞争激烈市场竞争激烈 大规模大规模大规模大规模 定制定制定制定制 企业企业企业企业 市场竞争激烈市场竞争激烈市场竞争激烈市场竞争激烈 ? 大规模定制（大规模定制（mass customization，MCmass customization，MC）包括）包括 ?大规模生产（大规模生产（mass productionmass production）） ?和定制生产（和定制生产（customization productioncustomization production），）， ?这是一个矛盾的概念。
这是一个矛盾的概念 ? 为了处理这个矛盾，为了处理这个矛盾， ? 需要把顾客的需要把顾客的 ?共性需求（共性需求（common demandcommon demand）） ?和个性化需求（和个性化需求（personal demandpersonal demand）） ?区分清楚，并分别用大规模生产和定制生产两 种方式有针对性的解决（ 区分清楚，并分别用大规模生产和定制生产两 种方式有针对性的解决（核心思想核心思想） ? 为了有针对性的选择生产模式，首先需要评价本 行业的市场扰动： 为了有针对性的选择生产模式，首先需要评价本 行业的市场扰动： ?市场扰动就是市场的不稳定、不确定和缺乏控 制能力的程度，为单位时间内需要企业关注的 市场事件的数量和重要性 市场扰动就是市场的不稳定、不确定和缺乏控 制能力的程度，为单位时间内需要企业关注的 市场事件的数量和重要性 ? 继而，根据市场扰动的大小，选择合适的继而，根据市场扰动的大小，选择合适的“客户订 单分离点 客户订 单分离点” ?客户订单分离点是大规模生产和定制生产两种 模式的分界点，即分离点上游使用大规模生产 方式制造产品的通用部分，下游根据市场需求 使用定制生产方式制造产品的个性部分。
客户订单分离点是大规模生产和定制生产两种 模式的分界点，即分离点上游使用大规模生产 方式制造产品的通用部分，下游根据市场需求 使用定制生产方式制造产品的个性部分 ? 产品生命周期产品生命周期 ? 技术变化率技术变化率 ? 需求变化速度需求变化速度 ? 价格意识价格意识 ? 购买力购买力 ? 经济周期影响程度经济周期影响程度 ? 需求层次稳定性需求层次稳定性 ? 需求一致性需求一致性 ? 质量意识质量意识 ? 时尚意识时尚意识 ? 市场饱和度市场饱和度 ? 服务水平服务水平 ? 替代品强弱替代品强弱 ? 必需品/奢侈品必需品/奢侈品 ? 竞争意识竞争意识 ? 价格竞争/产品差异价格竞争/产品差异 0 0 25255050 7575 100100 80 80 20 25 35 35 70 80 20 35 65 55 80 70 30 25 15 10 40 30 40 25 4560 80 60 55 60 50 80 80 20 25 35 35 70 80 20 35 65 55 80 70 30 25 15 10 40 30 40 25 4560 80 60 55 60 50 1991年1991年1980年1980年 低低市场扰动度市场扰动度高高 案例：某大型技术公司制作的市场扰动图案例：某大型技术公司制作的市场扰动图 扰动度60 ?大规模生产大规模生产 ?仍有效仍有效 ?可以采用可以采用 ?大规模定制大规模定制 ?应该采用应该采用 ?大规模定制大规模定制 0 0 5050100100 低市场扰动度低市场扰动度高市场扰动度高市场扰动度 市场扰动度的评价标准：市场扰动度的评价标准： “拉”的过程 供 应 商 客户订单分离点 “推”的过程 顾 客 客户订单分离点上游 的生产经营活动是根 据预测进行的 在客户订单分离点下 游的生产经营活动要 根据顾客订单的实际 要求而定 客户订单分离点：客户订单分离点： 大批量生产 按库存生产 MTS 大批量生产 按库存生产 MTS 按订单设计 DTO 按订单设计 DTO 按订单生产 MTO 按订单生产 MTO 按订单研制 RTO按订单研制 RTO 大批量生产大批量生产 大批量生产大批量生产 按订单装配ATO按订单装配ATO 大批量生产大批量生产顾 客 客户订单分离点 顾 客 客户订单分离点 当前状态线 目标状态线 理想状态线当前状态线 目标状态线 理想状态线 研发研发设计设计装配装配制造制造销售销售 供 应 商 供 应 商 不同类型企业的客户订单分离点：不同类型企业的客户订单分离点： ? 大规模定制的主要方法大规模定制的主要方法——延迟策略：延迟策略： ?最初是由Alderson于1950年在《营销效率和延迟 原理》一文中提到。
他将延迟定义为一种营销战 略，即将产品形式和特征的 最初是由Alderson于1950年在《营销效率和延迟 原理》一文中提到他将延迟定义为一种营销战 略，即将产品形式和特征的变化变化尽可能向后尽可能向后推迟推迟 ?这一方法最初用于物流行业，由物流环节的最后 一步完成产品的个性化定制，例如礼品包装与留 言卡片、蛋糕上写名字等服务 这一方法最初用于物流行业，由物流环节的最后 一步完成产品的个性化定制，例如礼品包装与留 言卡片、蛋糕上写名字等服务 ? 后来，延迟策略被引入大规模定制理论企业开始 主动地改变产品结构，以便更多地应用延迟策略 后来，延迟策略被引入大规模定制理论企业开始 主动地改变产品结构，以便更多地应用延迟策略 ? 延迟策略案例延迟策略案例——可定制图案的文化衫：可定制图案的文化衫： ? 标准空白文化衫有制衣厂大规模生产，成批地发给 零售商；而零售商自配印刷设备，个性化地印刷图 案，零售给顾客 标准空白文化衫有制衣厂大规模生产，成批地发给 零售商；而零售商自配印刷设备，个性化地印刷图 案，零售给顾客 ? 延迟策略案例延迟策略案例 ? ——贝纳通（Benetton）的 成衣染色技术： 贝纳通（Benetton）的 成衣染色技术： ? 贝纳通是一家意大利公司， 主营休闲服装。
贝纳通是一家意大利公司， 主营休闲服装 ? 服装企业的传统工艺是：服装企业的传统工艺是： ?先对布匹染色，先对布匹染色， ?再用有色布匹制作衣服再用有色布匹制作衣服 ?传统工艺流程如图所示：传统工艺流程如图所示： 纺纱或采购纱线纺纱或采购纱线 染色染色 毛纱线完工毛纱线完工 成衣部件生产成衣部件生产 成品组装成品组装 ? 延迟策略案例延迟策略案例 ? ——贝纳通的成衣染色技术：贝纳通的成衣染色技术： ? 近年来，服装市场的流行颜 色很难预测，经常需要为某 种颜色的衣服大量补货 近年来，服装市场的流行颜 色很难预测，经常需要为某 种颜色的衣服大量补货 ? 为此贝纳通将染色环节延 后，由此可以大量囤积无色 衣服，从而极大地缩短了补 货时间 为此贝纳通将染色环节延 后，由此可以大量囤积无色 衣服，从而极大地缩短了补 货时间 ? 新工艺流程如图所示：新工艺流程如图所示： 纺纱或采购纱线纺纱或采购纱线 成衣部件生产成衣部件生产 成衣组装成衣组装 成衣染色成衣染色 成衣完工成衣完工 被延迟被延迟 ? 大规模定制可用于制造的各个阶段：大规模定制可用于制造的各个阶段： ?设计（design），设计（design）， ?制造（production），制造（production）， ?装配（assembly），装配（assembly）， ?配送（supply chain），配送（supply chain）， ?销售（sale），销售（sale）， ?服务（service）。
服务（service） ? 其中，最重要的是设计阶段合理的产品设计是大 规模定制在其它阶段应用的基础，因此目前各种设 计专业研究大规模定制理论的最多 其中，最重要的是设计阶段合理的产品设计是大 规模定制在其它阶段应用的基础，因此目前各种设 计专业研究大规模定制理论的最多 5.4 其它相关理论与方法5.4 其它相关理论与方法 ? 除了上述柔性制造系统、可重构制造系统和大规模定制外， 还存在许多从柔性角度提高系统性能的先进理论与方法，包 括 除了上述柔性制造系统、可重构制造系统和大规模定制外， 还存在许多从柔性角度提高系统性能的先进理论与方法，包 括 ?（1）混流生产线和（2）市场响应型自独立制造系统；（1）混流生产线和（2）市场响应型自独立制造系统； ? 另外一些理论与方法从智能角度实现系统的柔性，包括另外一些理论与方法从智能角度实现系统的柔性，包括 ?（3）智能制造系统、 （4）Holon制造系统、（5）多 Agent系统、（6）自治系统、（7）生物型制造系统、 （8）学习型企业和（9）耗散结构理论； （3）智能制造系统、 （4）Holon制造系统、（5）多 Agent系统、（6）自治系统、（7）生物型制造系统、 （8）学习型企业和（9）耗散结构理论； ? 此外还有（10）突变论用于描述制造系统的变化，（11）可 持续制造和（12）绿色制造为制造系统的未来发展变化给出 了新的方向，这些与提高制造系统的柔性相关，因此也放在 这里一并介绍。
此外还有（10）突变论用于描述制造系统的变化，（11）可 持续制造和（12）绿色制造为制造系统的未来发展变化给出 了新的方向，这些与提高制造系统的柔性相关，因此也放在 这里一并介绍 ? 回顾单元制造系统的相关概念回顾单元制造系统的相关概念：： ? 传统上的作业车间（例如机械加工车间），传统上的作业车间（例如机械加工车间）， ?多由工作中心组成，多由工作中心组成， ?零件与设备之间零件与设备之间无无严格对应关系严格对应关系 ?优点是具有柔性，缺点是效率较低优点是具有柔性，缺点是效率较低 ?弥补缺点的措施：采用单元制造系统弥补缺点的措施：采用单元制造系统 ? 而传统上的流水车间（例如汽车装配车间），而传统上的流水车间（例如汽车装配车间）， ?多由制造单元组成，多由制造单元组成， ?。
