基于快速响应客户需求的设计开发平台概要

基于快速响应客户需求的设计开发平台在汽车减振器产品开发中的推广应用及研究

项目可行性报告

武汉理工大学

2006-8-7

1.立项的背景和意义

近年来, 浙江玉环县汽车摩托车配件产业发展迅速。到目前为止, 无论是生产能力还是经济规模,玉环县汽摩配产业在全国县域经济中占有明显的比较优势。随着国内外先进设计制造技术的不断发展和用户要求的不断提高, 玉环县各汽摩配企业要想继续壮大发展并保持这种优势地位, 就必须将现代设计制造技术广泛地应用于产品研发和生产之中。在此背景下, 浙江中兴减震器制造有限公司和玉环县科技局委托武汉理工大学在中兴减震器制造有限公司推广应用浙江大学-玉环凯凌集团有限公司的 PDM 项目, 进行“基于快速响应客户需求的设计开发平台在汽车减振器产品开发中的推广应用及研究”。

项目完成后,不仅可提升项目委托企业的研发能力和水平,降低生产成本, 缩短生产周期, 提高生产效率, 还可为先进设计制造技术在玉环县汽摩配企业的全面推广应用打下坚实的基础,具有良好的经济效益和社会效益。

2.国内外研究现状和发展趋势

项目“基于快速响应客户需求的设计开发平台在汽车减振器产品开发中的推广应用及研究” 属于现代设计制造技术中面向大规模定制设计技术的研究应用领域。它在现代 CAD/CAE技术支撑下涉及到面向大规模定制设计的基本理论和方法、产品开发与快速设计、并行设计、标准化规范化、面向产品族设计、模块化设计、产品配置、智能化设计和 PDM 技术等多个方面。

2. 1 大规模定制国内外学术界研究现状

大规模定制生产概念的产生,可以向前追溯到 20世纪 80年代。 1980年, 美国著名的未来学家阿尔温托夫勒 (A.Toffler出版了著名的著作《第三次浪潮》 , 首次提出了一种理想化的生产系统,称之为“非大量化” ,意即这种生产系统能满足客户个性化的需求。该观点引起了许多读者特别是企业经营管理者和学者的广泛关注。1987年, 美国著名教授戴维斯 (S. Davis写了《未来完美的震荡》 (The Future Shock Perfect一书,书中提到了托夫勒的观点和概念,并对其进行了更具体的发展, 并命名为“ Mass Customization” , 即大规模定制。 1993年, 约瑟夫·派恩二世(Joseph PineⅡ对大规模定制的内容进行了完整的描述:大规模定制生产方式是一种面向客户个性化和竞争全球化而产生的新型生产方式, 通过产品结构和制造过程的重组, 运用现代信息技术、新材料技术和柔性制造技术等一系列高新技术, 把产品的定制生产问题全部或部分转化为批量生产, 以大规模的生产成本和速度,为单个客户或小批量多品种市场定制任意数量的产品 ,并与 D.M.Andserson 合作论述了为大规模定制生产开发敏捷产品的问题。

在国内, “十五863”现代集成制造主题也列出了这方面的研究课题。浙江大学祁国宁教授、顾新建教授, 大连理工大学刘晓冰教授, 中国科学院韩永生研究员等许多专家和学者结合中国国情对大规模定制的理论和实施应用等方面进行了大量有成效的研究。有关文献对大规模定制的实施方法进行了分析研究, 总结了西方企业在从产品设计、制造、装配、供应以及销售服务等产品不同生命周期阶段实现大规模定制的基本方法。

从学术界的研究上看, 对大规模定制生产模式的研究可以分为两个部分:研究大规模定制下产品设计开发技术与产品建模理论和大规模定制生产的企业组织与运作管理, 这两个部分是相辅相成的。一方面对面向大规模定制的产品设计开发技术的研究是生产组织运作的基础, 因为企业生产组织的核心就是企业的产品, 如何设计出适于大规模定制的产品结构并实现产品模型合理表达, 是大规模定制应首先考虑的问题; 另一方面, 如何进行产品的开发过程的组织以及产品的生产运作是实现大规模定制的重要手段, 设计方法学的理论和交付客户的定制产品都要通过先进制造理论支持的环境来实现。

2.2企业的研究与实施现状

除了学术界进行大规模定制的研究外,有关企业也进行了这方面的尝试,很多国际著名的大公司, 通过大规模定制生产模式为客户定制产品, 获得了巨大的竞争优势,面向大规模定制模式的采用已成为现代企业生产模式的主流。

1戴尔公司

戴尔公司采用了大规模定制生产模式, 是个人计算机制造行业的楷模。戴尔公司成品库存为零, 只生产定制产品。客户可以通过拨打 800免费电话或登录公司的网页, 提出机器配置并经确认之后, 供应商会在一小时之内将配件送到戴尔公司,公司在 24小时内将定制产品装上车,送货上门,并负责安装调试。戴尔公司通过采用大规模定制模式,使其在个人计算机市场中的份额上升到第二位, 销售额从 1988年的 159亿美元猛增到 1998年的 180亿美元。

2摩托罗拉

在 80年代,摩托罗拉采纳了持续改善的思想,使废品率降到了 3.4%,而当日本的竞争对手仍在仿效摩托罗拉的做法增强竞争力的时候, 摩托罗拉公司则通过大规模定制, 再次在竞争中占据了领先地拉。摩托罗拉公司开发了一个几乎全自动的制造系统, 这使销售代表用便携式计算机签下定单的一个半小时之内, 工厂就可以制造出 2900万种不同组合的寻呼机中的任何一种, 这增强了摩托罗拉的竞争实力, 使摩托罗拉成为美国唯一的寻呼机制造商, 占有全世界市场份额的 40%以上。

3波音公司

波音公司的 737系列从早期的 737-100发展到 737-800,其中 737-100为基本型,其他型号的机身加长或者缩短,或采用更先进的发动机和电子设备, 使得不同型号的737客机航程和载客量各不相同, 以满足不同用户的需求。如加长型 737-400,载客量为 156人;缩短型 737-500,载客量为 108人;而 737-800为最近开发的型号,采用了最新技术。不同型号客机虽性能各异,但零部件绝大部分相同, 可利用相同设备加工

装配, 因而提高了生产效率, 降低了生产成本。目前波音 737系列的产量已近 4000架,成为目前世界上最大的喷气客机产品族,波音公司的这一作法取得了巨大成功。

4微软公司

另一个范例是微软公司的 Windows95/98系列的开发。 Windows95最初是主

要针对美国市场的英文界面, 在此基础上针对世界各国不同用户, 微软公司又推出了不同语言版本的 Windows95产品, 占据了不同的细分市场; 在 Windows95的基础上, 微软公司进一步开发了 Windows98和 Windows2000系列, 同样取得了巨大的成功。

另外还有许多其它的世界知名企业在这方面进行了有效的工作, 比如生产牛仔裤的李维斯、日本的松下自行车公司。

目前, 国外许多公司正在更新设备, 转变管理模式, 实现生产和管理的数字化, 进一步改善大规模定制的基本条件。据有关资料统计, 目前美国和欧洲的大公司中有 70%在按这种生产方式重新经营和规划其生产系统。在国内, 北京第一机床

厂、石家庄天同拖拉机厂、海尔集团等也在采用不同的方式实施大规模定制生产, 并且取得了初步的成效。近年来, 浙江省结合本省汽摩配产业的特点, 开展了重大科技攻关项目“基于快速响应客户需求的并行设计开发平台研究及其在汽摩配产品行业中的应用”的攻关研究,取得了明显的成果。

总的来看, 国内在这方面的研究尚处于初始阶段, 除了前述少数著名企业外, 大多数企业对它还不了解。可以说, 即使当前一些较为具有成果性的基于典型企业实施大规模定制(MC -Mass Customization 的案例研究,大多数只是提出了一些企业思想或方法层次上的探讨,很少触及到企业实施 MC 时在设计、制造与管理方面的具体措施或策略; 国外汽车制造业正在从大规模生产向大规模定制生产转变 , 汽车制造业的新时代——大规模定制生产时代正在到来, 但国内对把大规模定制的思想运用于汽车制造业还处于起步阶段, 目前还未见国内汽车减振器生产企业研究应用面向大规模定制设计的报道。