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一、引言
大規模定制思想引入中國已經有十多年了，中國的企業也或多或少的在按照這種思路在組織研發、制造，實踐證明這種思想也是符合我國當前現狀的。但真正要這種思想完人融入到企業中，不僅需要管理的變革，設計與制造的變革，更離不開信息化手段的支撐，沒有信息化手段的支撐，讓企業面對以往數量幾倍甚至幾十倍的客戶是不可想象的。
PDM系統做為企業技術研發的核心系統，必須能夠支撐企業發展需求，可以與大規模定制思想相適應。因此本文總結了我公司在PDM建設過程幾項目關鍵技術與大家分享。
綦江齒輪傳動有限公司（以下簡稱綦齒）則是一家具有80年歷史的國家汽車齒輪大型骨干企業，是國內著名的汽車變速器生產企業。近幾年綦齒的的客戶需求日益多樣化，每年產生各類訂貨需求幾千份，總體呈現出以下特點：
1、相同產品批量減少，訂單需求呈現出越來越多的個性化。
2、訂單交貨周期日漸縮短，且對交貨日期要求嚴格。
3、對產品價格日趨降低。
這樣的市場條件下，綦齒需要在管理上與信息化手斷上不斷突破，引入新的開發、制造方法和手段來打破市場困局。大規模定制的思想恰好為綦齒公司提供了此方面的出路。
二、大規模定制
大規模定制思想是種21世紀引入我國的新的產品制造思想，可以幫助企業從面向產品的生產制造，轉向面向客戶生產制造，這也恰恰合符了當前綦齒所面臨的情況。
大規模定制的基本思想在于：通過產品結構和制造過程的重組，運用現代信息技術、新材料技術、柔性制造技術等一系列高新技術，把產品的定制生產問題全部或者部分轉化為批量生產，以大規模生產的成本和速度，為單個客戶或小批量多品種市場定制任意數量的產品。
大規模定制是站在制造企業角度看用戶定單，可以劃分成4種類型：按定單銷售（Sale-to-order）、按定單裝配（Assemble-to-order）、按定單制造（Make-to-order）和按定單設計（Engineer-to-order）。
從客戶定制的角度看，可以將產品的定制行為分為4種類型：
（1）設計定制。設計定制是指根據客戶的具體要求進行開發設計，完成通過個性化設計能夠滿足客戶特殊要求，在個性化強、周期長、金額大的訂單中出現較多，如艦船、建筑等，完成由訂單驅動設計開發及制造。
（2）制造定制。制造定制是指接到即可基本規范的產品上，根據客戶定單要求，對已有的零部件、模塊的基礎上進行變型設計、制造和裝配，最終向客戶提供定制產品的生產方式。
這種定制模式主要出現在產品的結構設計相對固定的，變形設計及其下游的活動由客戶定單所驅動。大部分機械產品屬于此類定制方式。在標準化的模塊上進行二次開發。
（3）裝配定制。裝配定制是通過將產品組成的零部件進行標準化和模塊化后，完全在裝配環節實現客戶的個性化定制的生產方式。這種定制方式中的產品部件的設計和制造都是固定的，只有裝配活動及是由客戶定單驅動的。典型行業如電腦市場的個人電腦組裝。
（4）自定制。自定制是指產品完全是標準化的產品，但產品是可客戶化的，客戶可從產品所提供的眾多選項中，選擇當前最符合其需要的一個選項。
綦齒公司的大規模定制模式基本上是ETO模式生產，為客戶提供包括“設計定制、制造定制、裝配定制”多種定制模式。在這種模式，綦齒公司的訂單處理的一般流程如下：
圖1：訂單處理流程
在訂單處理過程中，技術人員面臨著諸多挑戰：
1、要從成千上萬的已有訂單中查找是否有相同的技術狀態BOM。
2、需要快速查詢是否可以用相同功能零部件配置出訂單要求。
3、快速進行變形設計，產生高質量合符訂單要求的零部件等等。
傳統的手工處理已遠遠無法滿足要求，因此保證大規模定制思想的推行必須借助PDM（產品數據管理）系統來幫助實現。
三、面向大規模定制思的PDM系統構架
相對過去的PDM系統基于產品結構管理產品數據，面向大批量定制的PDM系統更強調對基于相似性的“重用”。不論是零部件還是工藝、工裝，面向大批量定制的開發設計技術賦予零部件及其工藝過程和工藝裝備以更高的相似性，從而為在后繼生產活動中重用這些相似性奠定了良好的基礎。通過重用，降低多樣化產品生產過程中的內部多樣性。
（1）面向大批量定制的PDM系統需要采用對象技術封裝零部件，采用面向對象的技術進行產品數據定義，提供對象的模型定義、對象生命周期管理、對象版本管理、對象變更管理、對象歷史信息管理等功能。
（2）因此面向大規模定制的PDM系統必須是能夠基于特征進行的分類管理零部件的系統，能對產品零部件進行ABC分類、零部件標準化、模板化，能夠為不同類別零部件提供豐富的屬性，表達各自的特征信息。
（3）能夠提供強大的對象查詢手段，實現5W（what、where、when、who、how）的查詢功能，有效組織企業產品數據，
（4）能夠了提供“面向大批量定制開發”的產品族模型。在產品族模型的基礎上進行配置設計，形成滿足具體訂單要求的定制產品。
四、綦齒面向大規模定制思PDM系統的建設
在構建面面向大規模定制的PDM系統時，綦齒公司考慮以下幾個關鍵要素：
A、對所有產品、零部件進行分類，確定該類零部件的特性
B、建立全結構產品BOM
C、建立規范產品參數
1、分類與特性定義
對所有產品、零部件進行分類，確定該類零部件的特性是實現面向大規模定制生產的基礎，只有建立合適的分類，才能為用戶提供快捷的定制服務。
以變速產品為例，各類變速器產品共可以分解為33個分總成類別，如下圖：
圖2：變速器分總成分類
每類分總成擁有各自的特性描述，以下是部分特性列表：
表1：變速部分總成特性表
不但總成需要進行分類，關鍵零部件同樣要進行分類，并設定分類特性，如軸類、齒輪類、蓋類等等。
不同級別的零部件分類方式也是不同的，在構建面向大規模這制的PDM系統時，產品零部件分類的方式應該與企業自身提供的定制模式相適應。
1）如分總成級別的部件，是為了方便用戶進行裝配定制，可以選配不同總成進行組合，因此該級別的部件是面向裝配進行分類，將產品劃分為可以選裝的不同部件。
2）具體功能的零部件是為了能快速給用戶提供設計定制的，因此將零部件按實現功能進行分類，這樣設計人員可以根據用戶的定制的特殊功能要求，快速找到相似零部件進行變型設計。
2、建立全結構產品BOM
一般的產品BOM所有零部件關系都是確定的一種，只能對應一種客戶需求，但對全結構產品BOM，組成產品的零部件在設計階段存在替換件、代用件或可選件，每個零部件有許多可變的屬性，是該產品各種可能存在的集合，這時產品結構稱也可稱超級產品BOM。
當客戶的需求明確時，將客戶需求轉化為對應的要達到的技術要求，然后通過對產品參數的確認，使全結構產品BOM中替換件、代用件、可選件、可變的屬性全部被確定，自動產生出對應的產品BOM，進則轉化為相應的制造BOM。從而使客戶訂單要求到制造BOM的生成過程，轉化為客戶需求到技術參數確認的過程。
如下圖：產品設計時產品有x、y兩參數，x參數決定了選擇結構中的一個零件，當x=1時，選擇零件a，當x=2時，選擇零件b，選擇零件a，當x=3時，選擇零件c；y確定了另外一個零件的數量，數量=4*y；當客戶給出需求后，技術人員將需求轉化為技術參數x，y的值，則系統就計算出了該客戶的產品BOM。
圖 產品配置過程
變速器產品雖然相似性很強，但要一次性建立起產品的所有層級的全結構依然是十分困難的，因為構建變速器產品的全結構產品BOM時只考慮分總成級，其結構層次如上圖：
圖5：全結構產品BOM
分總成以下的零部件不通過配置實現。如果客戶的需求無法通過現BOM配置達到，則重新設計一個新的分總成，再將新的分總成加入到該產品的全結構BOM中。
3、建立規范產品參數
產品參數是對客戶需求的技術轉化�？蛻魧π枨蟮谋磉_方式各異，有定量的，也有定性的，同一個需求的表達方式也會有所不同。這使得產品設計配置人員在產品開發、配置過程難以適應，因此需要將客戶的需求轉化為規范的產品參數。
變速器產品的客戶個性化需求大部分都可以轉化為規范的產品參數。綦齒公司將這種規范的產品參數統一描述為定貨技術卡，并通過PDM提供管理界面，使參數據從格式到內容上都統一規范。然后通過參數據成為驅動產品BOM變化的依據，能夠極大的提高客戶訂單的響應速度。
圖：訂貨技術卡
五、結束語：
綦齒通過構建面向大規模定制的PDM系統，使產品研發設計部門極大的提高了對客戶定單的響應能力，明顯縮短了客戶定單的平均技術準備時間。目前綦齒PDM依然在大規模定制思想下繼續深化應用，逐步實現從客戶需求到制造環節整個過程中的業務流程、數據模型適應大規模定制要求。
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本文標題：面向大規模定制PDM建設的關鍵技術
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