模塊化生產(chǎn)方式的形成演化及其實現(xiàn)論文

內(nèi)容摘要：模塊化生產(chǎn)已引起人們的廣泛關(guān)注。本文在借鑒國內(nèi)外學者研究成果的基礎(chǔ)上，提出了模塊化生產(chǎn)方式的概念，從專業(yè)化、規(guī)模經(jīng)濟、需求的多樣化和個性化、模塊化設(shè)計和制造四個方面分析了模塊化生產(chǎn)方式的形成演化，從模塊劃分、基于功能模塊的模塊化設(shè)計、基于虛擬企業(yè)的模塊化制造網(wǎng)絡(luò)、基于多品種流水線的模塊化裝配四個方面探討了模塊化生產(chǎn)方式的實現(xiàn)。模塊化生產(chǎn)方式的研究對大規(guī)模定制的實現(xiàn)以及企業(yè)滿足市場多樣化、個性化需求有著重要意義，為提升企業(yè)的競爭力提供了一種新型生產(chǎn)方式。

關(guān)鍵詞：模塊化 生產(chǎn)方式 大規(guī)模定制

模塊化生產(chǎn)方式的形成演化

　　技術(shù)的進步、經(jīng)濟的發(fā)展及企業(yè)對利潤的追求，使生產(chǎn)方式由單件小批生產(chǎn)、批量生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)向模塊化生產(chǎn)演化。傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的弊端促使企業(yè)不斷尋求既能夠快速應對市場多樣化、個性化需求，又能夠低成本為顧客提供定制產(chǎn)品的新的生產(chǎn)方式。在這種背景下，模塊化生產(chǎn)方式應運而生。因此，模塊化生產(chǎn)方式的產(chǎn)生有其必然性。

　　（一）專業(yè)化是模塊化生產(chǎn)方式形成的前提條件

　　傳統(tǒng)生產(chǎn)方式下，專業(yè)化是企業(yè)提高生產(chǎn)效率的有效手段。隨著市場競爭的加劇，產(chǎn)品生命周期、交貨期的縮短及顧客消費需求從數(shù)量消費、質(zhì)量消費向個性化消費的轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的專業(yè)分工不再適應競爭的需要。模塊化是在傳統(tǒng)分工的基礎(chǔ)上進一步將各個細分部分按照功能原則重新聚合的過程，這種思想體現(xiàn)在模塊化生產(chǎn)方式中就是：產(chǎn)品被分解成獨立的模塊，這些模塊可以在不同的專業(yè)化企業(yè)中獨立地被設(shè)計、制造，而這種“獨立性”正好可以使各模塊生產(chǎn)企業(yè)的核心競爭力得到強化。因此，專業(yè)化使模塊化生產(chǎn)方式具備了產(chǎn)生的可能性，是模塊化生產(chǎn)方式形成的前提條件。

　　（二）規(guī)模經(jīng)濟是模塊化生產(chǎn)方式形成的動力

　　提高規(guī)模經(jīng)濟效益，降低單位產(chǎn)品成本，是企業(yè)實現(xiàn)良好經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)。但在當今競爭日益激烈、市場需求日趨多樣化、個性化的市場環(huán)境下，滿足顧客需求與實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟往往是矛盾的，即要滿足顧客多樣化、個性化需求就難以實現(xiàn)企業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟。因此，如何解決這一矛盾是企業(yè)面臨的一大問題。模塊化尤其是模塊化設(shè)計的廣泛應用是企業(yè)在技術(shù)、產(chǎn)品上的一大創(chuàng)新，模塊化生產(chǎn)方式正是利用模塊的標準化及通用化，通過模塊化設(shè)計、模塊化制造、模塊化裝配，通過產(chǎn)品的多變性與零部件標準化的有效結(jié)合，通過模塊的批量生產(chǎn)，在滿足顧客定制需求的同時實現(xiàn)了規(guī)模經(jīng)濟，降低了企業(yè)成本。因此，模塊化生產(chǎn)方式是一種更能適應當今市場競爭的生產(chǎn)方式，是企業(yè)追求規(guī)模經(jīng)濟的有力手段。

　　（三）需求的多樣化與個性化是模塊化生產(chǎn)方式形成的必要條件

　　大規(guī)模定制是當前滿足顧客多樣化、個性化需求的一種方式，當在單個企業(yè)內(nèi)部實施大規(guī)模定制會造成企業(yè)成本增加，效率降低。因此，應用模塊化生產(chǎn)方式，通過模塊化設(shè)計、模塊化制造、模塊化裝配可實現(xiàn)大規(guī)模定制的高效、低成本生產(chǎn)。首先，通過對產(chǎn)品進行合理的功能模塊劃分，利用模塊的相似性來減少產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和制造結(jié)構(gòu)的變化，最終借助模塊的選擇和模塊間的組合達到在保持產(chǎn)品多樣性的同時控制產(chǎn)品成本的目的；其次，通過將顧客的個性化需求滲透到產(chǎn)品的設(shè)計階段，從開始的設(shè)計階段到最后的交付階段，整個生產(chǎn)過程都體現(xiàn)了顧客的個性化需求，大大提高了顧客滿意度；最后，模塊化制造、模塊化裝配縮短了產(chǎn)品的生命周期，縮短了產(chǎn)品上市的時間。因此，快速滿足顧客多樣化、個性化的需求是模塊化生產(chǎn)方式追求的主要目標，是模塊化生產(chǎn)方式形成的必要條件。

　　（四）模塊化設(shè)計、制造是模塊化生產(chǎn)方式形成的充分條件

　　產(chǎn)品的設(shè)計、制造方式?jīng)Q定著產(chǎn)品裝配方式，從而決定著產(chǎn)品的生產(chǎn)方式。模塊化設(shè)計、制造超越了傳統(tǒng)的設(shè)計、制造方式，通過將產(chǎn)品劃分為一系列的功能模塊，將生產(chǎn)對象由傳統(tǒng)零部件轉(zhuǎn)變到模塊上來，再通過功能模塊的選擇與組合，裝配出滿足顧客需求的產(chǎn)品。模塊的標準化、通用化，導致以模塊為生產(chǎn)對象的模塊化設(shè)計、模塊化制造的產(chǎn)生，模塊化設(shè)計、模塊化制造引起產(chǎn)品裝配方式由傳統(tǒng)裝配向模塊化裝配的轉(zhuǎn)變，從而導致生產(chǎn)方式向模塊化生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。因此，模塊化設(shè)計、模塊化制造促進了模塊化生產(chǎn)方式的產(chǎn)生，是模塊化生產(chǎn)方式形成的充分條件。

模塊化生產(chǎn)方式的實現(xiàn)

　　（一）合理的模塊劃分是實現(xiàn)模塊化生產(chǎn)方式的關(guān)鍵

　　模塊劃分是模塊化設(shè)計的前提，而模塊化設(shè)計是實現(xiàn)模塊化生產(chǎn)方式的基礎(chǔ)，因此，模塊劃分是模塊化生產(chǎn)方式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模塊劃分的粒度對生產(chǎn)的成本和效率有很大的影響：模塊劃分粒度越細，越有利于客戶參與產(chǎn)品定制設(shè)計，但由于組成產(chǎn)品的模塊數(shù)增多，使得裝配接口增多，裝配時間加長，裝配精度下降的可能性增加，從而使交貨期延長；模塊劃分粒度越粗，越有利于產(chǎn)品裝配，但客戶的需求又較難滿足，因為客戶一點小小的要求，則可能導致整個模塊的重新設(shè)計，從而增加成本及生產(chǎn)周期，交貨期延長，客戶滿意度下降。針對模塊化生產(chǎn)方式的特點，在考慮顧客個性化需求的前提下，以功能為基礎(chǔ)，以結(jié)構(gòu)為載體，根據(jù)產(chǎn)品的物理、幾何特征，進行面向制造、面向裝配的模塊劃分，簡化模塊化制造、裝配過程，減少運輸、等待時間。

　　（二）基于功能模塊的模塊化設(shè)計

　　模塊化設(shè)計是模塊化生產(chǎn)的價值核心，也是企業(yè)最大價值所在。企業(yè)在接到顧客的訂單后，首先確定現(xiàn)有產(chǎn)品及模塊的重新組合能否滿足顧客需求，以現(xiàn)有產(chǎn)品或模塊的重新組合即可快速、可靠地向顧客提供所需的產(chǎn)品，不必進行新產(chǎn)品的設(shè)計；否則，通過采取現(xiàn)有模塊改進、專用模塊設(shè)計及其接口設(shè)計來進行產(chǎn)品的創(chuàng)新性設(shè)計：

　　現(xiàn)有模塊改進。分析顧客的個性化需求后，先從模塊庫中找到相似的模塊，再對該相似模塊采取改變或替代某些要素，添加某些要素，改變某些接口以及局部功能更新，提高模塊性能等措施，爭取在現(xiàn)有條件基礎(chǔ)上盡可能滿足顧客需求。現(xiàn)有模塊的改進較模塊的重新設(shè)計經(jīng)濟有效，周期短，更容易為企業(yè)所接受和采納。