基于柔性制造的大規模定制研究綜述

摘 要：基于柔性制造的大規模定制能夠有效地解決需求多樣化與大規模生產之間的沖突，并為現代制造企業提供一種全新的競爭模式。首先，介紹了柔性制造與大規模定制的內涵；其次，結合國內外現狀進行了較為全面的綜述；最后，針對基于柔性制造的大規模定制問題進行了總結和展望。

關鍵詞：柔性制造；大規模定制；研究綜述

中圖分類號：F406 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2012）05-0078-03

引言

隨著全球經濟一體化和賣方市場格局的逐步形成，制造企業面臨前所未有的激烈競爭與挑戰。與此同時，隨著科學技術的進步及其廣泛應用，人們開始產生更高層次消費需求。物質生產的豐富與顧客資源相對短缺的矛盾日益突出，尤其是顧客需求的個性化和快速化，使得企業越來越依賴對顧客需求的準確把握和快速反應。因此，如何通過運營模式創新從而建立適應市場需求變化快速響應的運作管理系統構成現代制造企業的一項重要戰略任務。基于柔性制造的大規模定制（Mass Customization）在全面綜合成本、質量、柔性和時間等競爭因素的前提下有效地解決了需求多樣化與大規模生產之間的沖突，從而為現代制造企業提供了一種全新的競爭模式[1]。

一、柔性制造與大規模定制的內涵

（一）柔性制造的內涵

柔性是企業所擁有的一種能夠增強反應和競爭的能力，它能使企業快速應對市場變化而不用犧牲企業的大量資源；同時它還是一種過濾器和隔離器，可以消除或者減弱各種環境不確定性變化對企業的影響。關于制造系統的柔性主要體現在兩個方面：一個是來自生產制造過程中的柔性；另一方面是影響和決定生產的柔性[2]。

在生產制造過程中柔性包括以下幾個方面：（1）機器柔性，是指機器能夠處理不同操作的能力，一般取決于機器所能執行的不同操作的個數及其在不同操作之間進行切換所需要的時間。（2）運輸柔性，是指各種型號的零部件在不同機器設備上被正確地傳送定位能力。（3）操作柔性，是指零部件的加工過程中不同操作序列可被應用的容易程度，基本上取決于零部件的設計。（4）過程柔性，指系統無需重新裝設而能生產零部件的集合大小的測度。（5）產品柔性，指系統只需要很少的重新裝設而能產品零部件的集合大小測度。（6）生產柔性，指系統無需大的設備投資而能生產的產品集合大小測度。7.程序柔性，指系統運行一段時間無需外部干預的能力[3]。

影響和決定生產的柔性主要包括以下幾個方面：（1）人員柔性，是指掌握多種操作技能的人員能夠在不同崗位上工作的能力。（2）產量柔性，是指生產系統在已有的產品和零部件生產中生產不同產量而仍能獲取利潤的能力。（3）混合柔性，是指企業在給定的生產能力條件下能夠經濟有效地生產不同產品組合的能力。（4）擴張柔性，是指增加生產能力所導致邊際投資減少的幅度。（5）市場柔性，是指系統能夠有效適應市場條件變化的能力。通常分短期市場柔性（處理消費者訂單變化的能力）和長期市場柔性（應付消費者需求變化、產品壽命周期縮短和產品技術變化的能力）。（6）新產品開發柔性，是指企業在最短計劃期內開發新產品或者更改原有產品的能力。

柔性制造貫穿于企業生產的全過程，從而增加了生產的靈活性，降低企業生產成本，提高了企業生產的產出率，縮短產品生產周期，同時還能夠對顧客需求的多樣化和快速化作出迅捷的反應[4]。

（二）大規模定制的內涵

大規模定制通過企業組織核心業務與資源的整合，以大規模生產的成本和效率來提供個性化的產品，同時讓顧客參與產品的設計與制造過程，并強調借助與柔性制造過程以大批量和合理的成本提供客戶化需要的產品或者服務。大規模定制是高效提供個性化產品的一種先進制造與管理模式，能夠有效地解決制造業大規模生產與個性化需求之間沖突的根本問題。企業實施大規模定制能夠將“大規模”與“定制”兩個不可調和的內容糅合在一起，通過構建高效的信息系統來準確、快速地獲得和滿足客戶需求。企業實施大規模定制可以對企業流程和組織核心業務進行整合，并以一致的質量、合理的成本快速，靈活以及可靠地交付客戶所認可的價值，同時也贏得企業自身的價值[5]。

企業實施大規模定制可以將產品研發和制造面向產品族，同時通過系列標準化、規格化的多樣性和模塊化設計來達成顧客個性化需求與低成本生產的雙贏之道。因此，基于柔性制造的大規模定制通常需要解決以下幾個問題：（1）為了滿足個性化需求和產品生產的多樣化，企業應該具有良好的生產柔性。（2）企業實施大規模定制將使得企業生產制造系統變得更加復雜，產品研發、生產制造以及管理控制將會發生頻繁改變和轉換。如何通過柔性制造降低大規模定制企業運營成本將是一個非常重要的問題。（3）由于市場競爭的不完全性和不對稱性，企業需要根據競爭對手等市場競爭因素來決定其柔性水平或者改變運營策略。（4）大規模定制企業還需要考察自身信息技術平臺，沒有企業信息化是無法實現大規模定制和柔性制造[6]。不同產品類型，其功能柔性水平、資源結構以及投資決策和生產過程控制等運營管理特征都對大規模定制系統快速需求響應能力及其運營效果產生重大影響。大規模定制運營特征主要表現為：（1）制造過程柔性高。（2）功能轉換快。（3）管理控制難度大。（4）快速響應能力強。（5）顧客直接參與產品的設計與制造過程。

二、國內外研究現狀

（一）國外研究現狀

大規模定制思想最早由Akin Tomer在其著作《Future Shock》提出：以大規模生產的成本和時間提供滿足顧客特定需求的產品和服務的運營模式，即從大規模生產標準產品轉變為有效地提供滿足單個客戶需求的產品或者服務。大規模定制采用柔性過程和柔性組織結構，以提供個性化的產品和服務，從而使整個制造過程敏捷化，而這種產品和服務價格又必須與標準大規模生產相競爭[6]。

目前，國外學者從不同角度對大規模定制問題進行了大量的相關研究。 Huffman 和Kahn （1998）、Silveria和Borenstein（2001）曾對大規模定制的生產模式及多品種大量生產所引發的制造資源沖突等問題進行系統分析與論述[7-8]。Tseng和Du （1998）、Anderson（2002）以個性化產品需求為驅動，研究了大規模定制模式下客戶參與產品簇開發設計的模式及其影響[5-6]。Kotha（1996）以日本國立自行車公司從大規模定制的變化過程，分析了制造業生產模式變革與組織創新的內在動力。Davtd（1998）從大規模定制的特征、環境等方面，探討了大規模定制的實現途徑和方法[10]。Marcia P、Amrik S S和Peter R（20004）對制造企業的快速反應理論和方法進行專門和系統化研究[11]。Berbard H Boar，Llula Arbos（2002）通過建立分布式的快速反應機制，研究企業快速反應中的資源配置能力問題，提出了基于網絡協議的敏捷定制聯盟模式[12]。Stephen Haag，Rajan Suri（2001）從21世紀全球性競爭趨勢探討了相關行業和企業實施大規模定制的基礎條件和競爭策略[13]。Daniel Biodeau，Pierre-Yves Cremieux（2002）給出了一種企業制造柔性的測量方法[14]。R.L.Daniels，J.B.Mazzola 和D.Shi（2002）研究了流通企業計劃中應對不確定需求的資源柔性問題[15]。Qiang Tu ，Mark Vonderembse A和Ragu Mathan TS（2001）分析了制造業大規模定制實施對顧客價值及其需求響應時間的影響研究[16]。

（二） 國內研究現狀

對于大規模定制研究問題，在國內也引起眾多學者和專家的關注和研究興趣。譚躍雄（2004）研究了大規模定制模式下制造企業柔性的價值及其應用，提出了建立合理制造柔性的有效方法和應用策略[17]。祁國寧、顧新建和李仁旺（2000）系統研究了大批量定制及其模型構建的一般性方法[18]。陳俊、黃煒（2004）通過產品平臺在基于大規模定制范式的生產系統中的作用建模，探討了企業實施大規模定制的產品平臺構建及其影響[19]。陳豪、陳劍（2004）以供應鏈快速需求為導向，探討了定制延遲模式的供應鏈協調機制[20]。但斌（2004）提出面向大規模定制產品族功能性評價與選擇方法[21]。毛寧等（1996）對制造資源重構問題建模，對大規模定制制造資源優化配置研究具有一定的啟發作用[22]。秦明森（2003）探討了大規模定制模式下企業資源合理配置與利用的決策方法[23]。傅小華、黎志成（2003）研究了大規模定制生產及其實現機制[24]。吳錫英（2001）全面綜述大規模定制幾種具體模型的特點及其適應性等問題[25]。

三、總結

從上述國內外研究現狀分析，目前基于柔性制造的大規模定制問題的研究主要集中體現在以下幾個方面：（1）對大規模定制的特征、運營模式等理論和方法的研究。（2）對典型企業或者行業的大規模定制問題進行實證研究。（3）對企業柔性制造的作用、實現途經及其測量方法進行研究。當前，關于基于柔性制造的大規模定制問題的定量化研究是研究的難點問題，也是當前需要進一步研究的熱點問題之一。目前，以柔性制造為基礎的大規模定制的柔性設計、柔性戰略管理和柔性運營方式等問題也引起眾多學者和專家的廣泛專注和研究興趣。盡管人們對企業快速響應顧客需求的重要性形成一致的認識，并開始關注大規模定制等相關理論和應用研究，但如何建立大規模定制的快速反應能力，實現企業柔性與大規模定制功能相適應的資源配置優化等方面還缺乏系統的理論和相關應用研究。因此，結合柔性制造與大規模定制問題進行深入研究將有助于大規模定制理論和方法的創新并形成實用的研究成果。

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Summary of the research on the mass customization based on the flexible manufacturing

XU Xu

（Information engineering college，Nanjing finance and economy university，Nanjing 210003，China）

Abstract:Mass customization based on flexible manufacturing can effectively resolve needs diversity and conflicts between mass production， and for modern manufacturing enterprises to provide a new mode of competition. First of all， introduce the meaning of flexible manufacturing and mass customization， second， combined with a more comprehensive summary of the situation at home and abroad and， finally， for mass customization based on flexible manufacturing summarizes the issues and prospects.

Key words:flexible manufacturing; mass customization; research summary

[責任編輯 李 可]