0 前言
寶時得機械（中國）有限公司是一家由中國人自主創立、以中國蘇州為總部的跨國集團公司。公司成立于1994年，經過了“從貿易到實業，從貼牌到品牌”的歷程，現已發展成集電動工具研發、制造、營銷于一體的現代企業。
市場競爭的日益加劇，客戶需求的快速變化和復雜的產品結構等因素，使得寶時得越來越注重產品的開發周期、成本以及新產品的種類，積極探索如何改變傳統的設計和生產模式，希望利用新的技術和資源使產品的生產效率大幅度提高，力爭在最短的時間內、消耗最少的資金、生產出滿足市場需求的產品，從而提高自身的競爭力。
在激烈的市場競爭中，寶時得中國需要化解客戶需求多樣性——與快速交貨之間的矛盾，化解高質量——與低成本之間的矛盾，為企業實現高效率、低成本、小批量、多樣化生產尋求最佳的業務模式。
1 相關理論學習
1.1 大規模定制理論
在新的市場環境中企業迫切需要一種新的生產模式，大規模定制(Mass Customization，MC)由此產生。大規模定制生產模式，是繼大規模生產和精益生產方式后又一極具競爭力和生命力的新型生產模式。目前已被很多國外企業所認識和采用，并取得了令人滿意的效益。
大規模定制是一種將相似性原理、重用性原理和全局性原理與應用實踐相結合的生產方式，以減少產品內部多樣化、增加產品外部多樣化為目的，在空間上對整個產品族、在時間上對產品全生命周期進行全方位的優化，低成本、快速地生產定制產品。
大規模定制以面向大規模定制的開發設計技術、面向大規模定制的制造技術及面向大規模定制的管理技術為支撐。
MC企業要以快速響應市場變化和市場機遇為目標，結合先進的管理思想和產品開發方法，采用設計產品族和統一并行的開發方式，對零件、工藝進行通用化，對產品進行模塊化設計以減少重復設計，使新產品具備快速上市的能力。
大規模定制關鍵技術：
一是提高零部件標準化、模塊化程度，充分利用標準件和模塊化組件進行組合，形成盡可能多的產品。
二是提高產品的系列化和柔性化，可根據個性化的需求演變出多種變形產品。
我國學者祁國寧、顧新建和李仁旺提出了客戶訂單分離點(Customer Order Discoupling Point，CODP或稱客戶訂單解耦點) 的概念。它是指企業生產活動中由基于預測的庫存生產轉向響應客戶需求的定制生產的轉換點。(顧客需求切入點(Customer Order Postponement Decoupling Point，CODP))他們認為，按CODP在生產過程中的位置不同，大規模定制企業可分為四種類型（如下圖）：
●按訂單銷售（Sale-To-Order），STO
●按訂單裝配（Assemble-to- Order），ATO
●按訂單制造（Make-to-Order），MTO
●按訂單設計（Engineer-to-Order），ETO
圖1 大規模定制的分類
1.2 模塊化設計理論
模塊化設計的目的是為了提高產品設計效率，縮短產品設計周期，降低生產成本，并使設計經驗能夠傳遞和繼承，它強調以功能分析為基礎，以市場預測為導向，把功能不同或者功能相同而性能不同的模塊進行組合和互換，產生多元化的產品以滿足客戶個性化的需求。
大規模定制下的模塊化設計是參數化的模塊化設計，通過對一系列產品進行功能分析并結合其在設計、制造、維護中的特點，劃分并構造具有更大適應性的模塊和產品平臺，通過模塊的組合或產品平臺的衍生實現產品的快速設計。
模塊化設計通過零部件的拓撲結構標準化及尺寸參數化構建模塊化的產品體系。通過模塊既可以實現固定的、標準的剛性模塊化設計(當參數為固定系列值時)，又可以根據個性化的用戶需求，通過模塊參數化定制實現柔性模塊設計(當參數值實時改變時)。
大規模定制的模塊化設計從模塊人手，將模塊作為產品的基本單元，產品由模塊組合而成，模塊結構再進一步分為子模塊，然后分解為零部件。面向大規模定制的模塊化產品結構分為3個層次：產品層、模塊層、零部件層，如下圖所示。
圖2 模塊化產品結構示意圖
常用的配置設計規則主要有：選擇約束、依賴約束、排斥約束、基礎屬性、可選屬性、繼承關系等。
基于規則的配置設計原理是：首先根據客戶訂單的要求，確定配置設計規則；然后，通過產品族主結構，按照所確定的配置設計規則，在產品族主結構中選擇必選模塊和附加模塊或備選模塊共同構成定制產品的產品結構。
基于實例推理的原理是：將初始設計參數與客戶需求參數進行匹配計算，根據計算結果從產品實例庫中檢索出最符合的產品實例，進行相應的配置變動和設計修改，最終生成滿足客戶需求的配置產品。
建立合適的配置設計參數約束規則是提高配置設計知識重用性、知識庫的可維護性、搜索效率的前提。
參數化模型驅動過程的實質是變型參數在整個產品模型中的傳遞，最終反映到某些零部件的變型上。而零部件的變型包括特征變型、裝配關系變型、相同零部件配置數目變化和零部件的選配等。
實現過程：在產品主結構、主模型、主文檔的基礎上將變型后的新參數與參考模塊的主結構、主模型、主圖相結合以后自動生成新產品的主模型、裝配圖、零部件圖、參數報告等，這些新生成的文檔與原始模型之間具有很強的相似性，可以看作是原始模型的一種系列化變型。
2 寶時得中國產品參數化配置應用
2.1 基本應用場景
公司產品包括無繩類、槍鉆類、刀具類、角磨類、木工類、花園類電動工具產品，涉及高端、中端和低端各類別，客戶遍及世界100多個國家和地區，主要客戶涵蓋了國際知名零售商。公司實行多層次多品牌戰略，先后在全球90多個國家和地區進行了自有品牌的商標注冊，品牌產品已覆蓋全球50多個國家和地區；特別是自主培育品牌WORX（威克士）以及境外收購品牌ROCKWELL等在專業、高端電動工具市場贏得了較高的知名度，部分產品的市場占有率已超過世界傳統知名品牌。
公司的品牌戰略要求寶時得產品開發需要快速高效低成本；落實產品參數化配置應用主要有如下三個場景：
–通過參數化配置，從產品原型中快速配置出訂單BOM（EBOM、或其他BOM）；
–通過參數化配置，從產品原型（含工藝信息）中快速配置出訂單BOM與工藝路線；
–通過參數化配置，從產品原型（含三維模型關系）中快速配置出訂單BOM，并最終把三維模型、對應的二維工程圖存儲入庫管理的過程。
圖3 寶時得產品參數化配置應用場景
2.2 應用架構和流程
實現參數化配置的開發設計系統框架分為三層，分別是基礎層、產品開發設計層和應用工具層。基礎層包括企業已有產品資源庫和相關基礎技術資源，是進行產品建模、實施產品快速設計的前提；產品開發設計層是實現產品快速設計的理論基礎和核心，分為產品建模和快速設計兩個部分；應用工具層則是從技術層面上，利用先進的信息技術和工具實現產品的快速設計。產品開發設計層是整個系統框架的核心，包括面向產品族的模塊化產品建模、產品配置設計、變型設計等幾項關鍵技術。產品開發的任務就是在分析市場需求和企業已有產品資源的基礎上，建立產品主結構、主模型和主文檔。而產品設計的任務就是根據用戶的需求，在產品開發結果的基礎上，進行產品的配置設計和變型設計，快速設計出滿足訂單需求的ETO(按訂單設計)產品。
在應用工具層，可以將PLM系統與CAD系統進行有效集成，利用PLM系統和事物特性表對產品主結構和基于產品族的零部件主模型及其實例信息進行管理，根據產品主結構模型進行配置設計，同時通過CAD系統調用PLM系統中的零部件主模型，結合事物特性表對必要的零部件進行變型設計，生成滿足訂單要求的產品實例，從而實現快速產品設計。
圖4 產品參數化配置基本應用架構
寶時得通過建立產品配置關系（知識），將手工很難有序管理的產品結構、零部件的邏輯組合關系，按照一定的規則組織起來，進行快速的派生和改型；
在生成新產品時，按照規則配置產品原型，明確新產品各組成部分的構成關系，對新產品進行實例化，實現結構通用化和精確化；
圖5 產品參數化配置基本應用流程圖
2.3 功能需求與實現
寶時得公司經過近兩年的理論研究和學習以及社會工具調研發現，要實現產品參數化配置效益最大化，IT工具方面必須具備如圖功能需求，并具有良好的用戶接受度。
圖6 產品參數化配置功能需求
基于寶時得現有IT系統Windchill和CREO，實施團隊按照業務需求順利進行了IT實現交付使用。目前已經在公司N個產品線全面推廣。
圖7 產品參數化配置功能實現
2.4 應用收益
通過產品參數化配置的應用，企業年度項目開發周期預計縮短57%，準時上市率提高了6.3%。
結論
寶時得堅信：創新是一個企業生存、發展和成功的必由之路。相比其他許多百年品牌，寶時得還很年輕，所以寶時得更需要創新。寶時得擁有活力四射、來自全球各地的業界精英團隊，懷著迎難而上、百折不撓的信念，寶時得人從身邊做起，從點滴做起，從現在做起，深刻理解并踐行創新的理念。
核心關注：拓步ERP系統平臺是覆蓋了眾多的業務領域、行業應用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業務管理理念，功能涉及供應鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業務領域的管理，全面涵蓋了企業關注ERP管理系統的核心領域，是眾多中小企業信息化建設首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標題：2014產品創新數字化征文：寶時得中國產品參數化配置應用
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