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摘 要：为避免学生认识实习流于形式，未能整体把握企业的运作流程，培养发现问题、解决问题的能力，我校拟构建现代生产组织实验系统，本文对该系统的一个重要组成部分-模拟批量定制生产模式进行初步探讨。
关键词：生产组织生产调度批量定制
中图分类号：G421 文献标识码：A 文章编号：1673-9795(2011)01(a)-0000-00
*基金项目：江苏省现代教育技术重点课题（2008-R-8230）; 江苏省“青蓝工程”资助 (2010); 江苏省教育厅哲学社会科学基金 (08SJD6300013)。
1 引言
随着社会经济的发展和市场竞争的加剧，对高校学生的知识结构、实践能力和综合素质提出了更高的要求，特别要求学生具备较强的理论联系实际、解决实际问题的能力。近几年，随着众多高校的高速发展，大批的年轻教师加入到教师这个团队，如何在有限资源条件下，尽快培养出合格的教师队伍是各高等院校一直摸索的课题。构建生产组织实验平台有利于实现产学研的一体化。现在论述中小批量、变批量、多品种的按单生产的观点很多，各自有自己的侧重点，对于企业有效实施批量定制来说难以把握。甚至连作为均衡生产的典范，丰田在日本本土的按单生产也才达到60%。很多理论都试图解决这个问题，这些理论究竟在多大程度上解决批量定制中的问题，由于种种条件的限制，需要在实验室环境下进行研究。依托模拟批量定制生产模式这一平台，提升与制造业企业的合作能力，让学生和教師参与进来，以其有效解决实践、科研、教学的有效统一。
实验室条件下模拟批量定制生产模式是江苏省现代教育技术重点资助课题“现代生产组织生产系统的体系研究”的重要组成部分。
2 体系构成及原理
构建模拟批量定制生产模式的系统，一方面，在实验室环境下再现制造企业按单生产的复杂性、动态性和多变性，以模拟现实；另一方面，从理论角度分析车间内部存在的各种问题，高于现实。为实现上述两个目标，设计如下基本体系：
2.1 实时生产调度模块
离散型制造业的车间层次通常是按生产作业计划来安排与组织生产加工。然而由于车间实际生产加工过程的复杂性和车间生产计划变更、设备故障与检修、加工人员缺勤和质量问题等不可预测性因素的存在，使得零件的实际生产加工进程与生产计划相脱节，零件不能在生产计划规定的时间内按时完成。造成这些问题的一个主要原因是管理人员不能在第一时间准确获取相关信息，采取有效、迅速的响应，对现场生产加以调整，以保证整个车间生产的正常运行。因此，工厂的作业调度系统与工作地之间的信息交换是本系统的一个重要组成部分。
2.2 批量定制模式的模拟与运行
批量定制基本思想是：将定制产品的生产问题通过产品重组和过程重组转化为或部分转化为批量生产问题。
（1）批量定制模式下的定制点选取
定制点选取原则模拟。定制点的选取主要通过权衡定制成本、客户需求、定制时间以及企业生产能力之间的关系来考虑。比较不同定制点的定制策略及优化方法。定制点不同，相应的定制策略和优化技术就不同。主要包括：按订单设计，按订单采购，按订单加工，按订单装配，按订单销售。延迟制造技术在产品批量定制中的应用。在供应链的整个生产和流程中将相同程序的制作过程尽可能最大化，以获得规模经济，而将形成差异化的按订单生产过程尽可能推迟。
（2）供应链中，不同结构类型订单（单件、小批量、大批量、变批量）和不同产品结构类型（同类同构型、同类异构型）对应的定制方法验证。由于成本、开发时间或实验性的原因，企业生产存在单件或小批量的定制可能；当技术比较成熟或突发性需求因素的影响，大批量、变批量的定制也将产生。
2.3 批量定制模式下产品设计
面向产品族的设计。主要包括：产品功能的模块化；模块间的高度自组织性；通用零件的标准化。产品设计过程重组、配置技术研究。过程也需要重组、配置，研究面向订单生产方式的过程配置技术。批量定制强调的不是设计新零件，而是组合新产品，对关键的过程进行分析和重组，将被人为隔开但相互关联的过程组合起来。
3 关键技术及解决方案
3.1 实时生产调度的实现
构建生产组织实验系统的目的是反映制造业真实生产流程，体现其复杂、动态、多变的特征。在作业计划的实施过程中，必须针对各种干扰，及时做出反映。所以需要在对生产状况进行监控的基础上对原计划进行实时调整，使干扰影响减到最少。
本系统拟对企业的生产计划与调度管理问题，分别从“权责分工特点”、“生产物流驱动方式”、“生产管理层次结构”、“计划与调度方法”等四个维度进行考查，对于生产计划与调度工作可归纳成多种典型的功能形态。
3.2 批量定制模式的模拟与运行
针对批量定制模式，本系统拟从订单评价、非标准件定制生产、标准件采购、订单排程和订单的跟踪与交付进行模拟。为此，在实验室环境下构建多品种小批量的按单生产环境的流程如下：
Step1：订单评价，判断某个订单能否按客户的要求日期交付，若不能如期交付，确定影响交付的瓶颈。若仍不能满足订单交货期，则重新生成交付日期。若该订单的优先级高，是否可以交付？订单评价模块将结合实验室已有的相关模拟软件实现订单评价的全过程模拟。
Step2：对非标准件进行设计,采购，生产（定制生产）。对重用件或标准件进行选择或采购生产。
Step3：对定单池里由Step1所确定的定单进行规则优化排程，依据不同的权重设置以达到服务最大化。
Step4：订单的跟踪与交付（批量执行）。在实验模块中，拟采取可视化定单甘特图对其监控。
3.3 产品设计功能
（1）面向产品族的设计。系统将实现批量定制下的基于产品族模型的产品配置设计，细分客户群中相同需求和不同需求映射到产品族的基本组成、可变因素和配置规则的过程。建立产品族模型的通用结构。（2）设计过程重组、配置技术。引入过程元件（过程元件是企业规定的规范化的子工作流，它是可重用的过程单元），采用本体（过程本体、对象本体和技术本体）作为基础描述过程元件的定义，注意兼顾重用的方便性和其执行能力。
4 结论
生产组织实验系统不仅能复制出现实企业生产运作的运转过程，而且可模拟出允许不同决策行为存在的环境。此外，生产组织实验系统还通过一些仿真技巧来提高实验结果的可行度和可重复性。实验室环境下要重视比较和评估的方法。通过比较和评估，分析交货期、生产效率以及成本等来判断不同决策方法与模型结果的差异，验证科研成果。
生产组织是一个动态、复杂的过程，本文仅对该体系做初步研究，重点探讨了实验室条件下批量定制模式的模拟，随着研究及系统开发的深入和实体系统的构建的开展，将会进一步完善系统的各种功能。
参考文献
[1] http://community.kingdee.com/pages/johncai/default.aspx，蔡颖的博客。
[2] 祁国宁，顾新建，谭建荣。大批量定制技术及其应用。机械工业出版社，2003。
关键词：生产组织生产调度批量定制
中图分类号：G421 文献标识码：A 文章编号：1673-9795(2011)01(a)-0000-00
*基金项目：江苏省现代教育技术重点课题（2008-R-8230）; 江苏省“青蓝工程”资助 (2010); 江苏省教育厅哲学社会科学基金 (08SJD6300013)。
1 引言
随着社会经济的发展和市场竞争的加剧，对高校学生的知识结构、实践能力和综合素质提出了更高的要求，特别要求学生具备较强的理论联系实际、解决实际问题的能力。近几年，随着众多高校的高速发展，大批的年轻教师加入到教师这个团队，如何在有限资源条件下，尽快培养出合格的教师队伍是各高等院校一直摸索的课题。构建生产组织实验平台有利于实现产学研的一体化。现在论述中小批量、变批量、多品种的按单生产的观点很多，各自有自己的侧重点，对于企业有效实施批量定制来说难以把握。甚至连作为均衡生产的典范，丰田在日本本土的按单生产也才达到60%。很多理论都试图解决这个问题，这些理论究竟在多大程度上解决批量定制中的问题，由于种种条件的限制，需要在实验室环境下进行研究。依托模拟批量定制生产模式这一平台，提升与制造业企业的合作能力，让学生和教師参与进来，以其有效解决实践、科研、教学的有效统一。
实验室条件下模拟批量定制生产模式是江苏省现代教育技术重点资助课题“现代生产组织生产系统的体系研究”的重要组成部分。
2 体系构成及原理
构建模拟批量定制生产模式的系统，一方面，在实验室环境下再现制造企业按单生产的复杂性、动态性和多变性，以模拟现实；另一方面，从理论角度分析车间内部存在的各种问题，高于现实。为实现上述两个目标，设计如下基本体系：
2.1 实时生产调度模块
离散型制造业的车间层次通常是按生产作业计划来安排与组织生产加工。然而由于车间实际生产加工过程的复杂性和车间生产计划变更、设备故障与检修、加工人员缺勤和质量问题等不可预测性因素的存在，使得零件的实际生产加工进程与生产计划相脱节，零件不能在生产计划规定的时间内按时完成。造成这些问题的一个主要原因是管理人员不能在第一时间准确获取相关信息，采取有效、迅速的响应，对现场生产加以调整，以保证整个车间生产的正常运行。因此，工厂的作业调度系统与工作地之间的信息交换是本系统的一个重要组成部分。
2.2 批量定制模式的模拟与运行
批量定制基本思想是：将定制产品的生产问题通过产品重组和过程重组转化为或部分转化为批量生产问题。
（1）批量定制模式下的定制点选取
定制点选取原则模拟。定制点的选取主要通过权衡定制成本、客户需求、定制时间以及企业生产能力之间的关系来考虑。比较不同定制点的定制策略及优化方法。定制点不同，相应的定制策略和优化技术就不同。主要包括：按订单设计，按订单采购，按订单加工，按订单装配，按订单销售。延迟制造技术在产品批量定制中的应用。在供应链的整个生产和流程中将相同程序的制作过程尽可能最大化，以获得规模经济，而将形成差异化的按订单生产过程尽可能推迟。
（2）供应链中，不同结构类型订单（单件、小批量、大批量、变批量）和不同产品结构类型（同类同构型、同类异构型）对应的定制方法验证。由于成本、开发时间或实验性的原因，企业生产存在单件或小批量的定制可能；当技术比较成熟或突发性需求因素的影响，大批量、变批量的定制也将产生。
2.3 批量定制模式下产品设计
面向产品族的设计。主要包括：产品功能的模块化；模块间的高度自组织性；通用零件的标准化。产品设计过程重组、配置技术研究。过程也需要重组、配置，研究面向订单生产方式的过程配置技术。批量定制强调的不是设计新零件，而是组合新产品，对关键的过程进行分析和重组，将被人为隔开但相互关联的过程组合起来。
3 关键技术及解决方案
3.1 实时生产调度的实现
构建生产组织实验系统的目的是反映制造业真实生产流程，体现其复杂、动态、多变的特征。在作业计划的实施过程中，必须针对各种干扰，及时做出反映。所以需要在对生产状况进行监控的基础上对原计划进行实时调整，使干扰影响减到最少。
本系统拟对企业的生产计划与调度管理问题，分别从“权责分工特点”、“生产物流驱动方式”、“生产管理层次结构”、“计划与调度方法”等四个维度进行考查，对于生产计划与调度工作可归纳成多种典型的功能形态。
3.2 批量定制模式的模拟与运行
针对批量定制模式，本系统拟从订单评价、非标准件定制生产、标准件采购、订单排程和订单的跟踪与交付进行模拟。为此，在实验室环境下构建多品种小批量的按单生产环境的流程如下：
Step1：订单评价，判断某个订单能否按客户的要求日期交付，若不能如期交付，确定影响交付的瓶颈。若仍不能满足订单交货期，则重新生成交付日期。若该订单的优先级高，是否可以交付？订单评价模块将结合实验室已有的相关模拟软件实现订单评价的全过程模拟。
Step2：对非标准件进行设计,采购，生产（定制生产）。对重用件或标准件进行选择或采购生产。
Step3：对定单池里由Step1所确定的定单进行规则优化排程，依据不同的权重设置以达到服务最大化。
Step4：订单的跟踪与交付（批量执行）。在实验模块中，拟采取可视化定单甘特图对其监控。
3.3 产品设计功能
（1）面向产品族的设计。系统将实现批量定制下的基于产品族模型的产品配置设计，细分客户群中相同需求和不同需求映射到产品族的基本组成、可变因素和配置规则的过程。建立产品族模型的通用结构。（2）设计过程重组、配置技术。引入过程元件（过程元件是企业规定的规范化的子工作流，它是可重用的过程单元），采用本体（过程本体、对象本体和技术本体）作为基础描述过程元件的定义，注意兼顾重用的方便性和其执行能力。
4 结论
生产组织实验系统不仅能复制出现实企业生产运作的运转过程，而且可模拟出允许不同决策行为存在的环境。此外，生产组织实验系统还通过一些仿真技巧来提高实验结果的可行度和可重复性。实验室环境下要重视比较和评估的方法。通过比较和评估，分析交货期、生产效率以及成本等来判断不同决策方法与模型结果的差异，验证科研成果。
生产组织是一个动态、复杂的过程，本文仅对该体系做初步研究，重点探讨了实验室条件下批量定制模式的模拟，随着研究及系统开发的深入和实体系统的构建的开展，将会进一步完善系统的各种功能。
参考文献
[1] http://community.kingdee.com/pages/johncai/default.aspx，蔡颖的博客。
[2] 祁国宁，顾新建，谭建荣。大批量定制技术及其应用。机械工业出版社，2003。