以客戶需求為導向的汽車大規模定制策略研究

張國方 許文碩 宋景芬

摘 要： 為平衡大規模生產和定制生產之間的矛盾，通過對大規模定制基本原理、運作流程、成功機理和技術體系的梳理分析，闡述了大規模定制模式在汽車行業的整體實施機制;構建了一個包含產品設計策略、模塊化策略、產品族策略、延遲化策略和柔性化策略的整體面向客戶需求的汽車大規模定制策略體系，系統化了大規模定制模式在汽車行業的應用。

關鍵詞： 汽車大規模定制 實施機制 模塊化設計 產品族

隨著信息技術的快速發展和社會經濟的轉型，汽車產品的生命周期逐漸縮短，客戶需求愈發嚴苛，客戶對汽車的功能需求不斷提高，對產品的個性化需求也逐漸增強，傳統的生產模式已經無法有效滿足客戶對于汽車產品多樣化、個性化的需求，汽車企業急需一種能快速響應客戶需求變化和動態市場環境的新型生產模式——大規模定制生產模式。大規模定制是繼福特大規模生產和豐田精益生產后最具指導意義的新型柔性生產模式，能夠滿足客戶對短交貨周期、個性化產品和低成本的共同需求，是汽車企業在智能制造的時代背景下獲得新的競爭優勢、改變既有的產銷模式、實現以客戶個性化需求為驅動，尋求生存和發展的必然選擇[1]。如何又快、又好地實現從現有生產模式向大規模定制生產模式的轉變，關系到在21世紀全球競爭加劇的大環境下中國制造業是否能占據一席之地，也是中國制造業振興發展的關鍵一環。

一、大規模定制模式的研究現狀綜述

李曉亮探討了大規模定制的相關理論和研究方法，分析了在中國汽車行業實施大規模定制的必要性，對企業在實施大規模定制模式時的組織架構調整、生產計劃執行、產品規劃管理以及供應鏈管理等內容展開了詳細分析[2]。張余華首次系統地提出應探索面向汽車制造企業的大規模定制實施策略這一理念[3];劉暢等人也提出大規模定制在不同的行業具有不同的優勢和局限，汽車企業應充分結合自身特點探索大規模定制模式的適用條件和具體實施策略[4]。羅妤探討了大規模定制背景下實現產品組配置的關鍵技術，闡述了非結構化客戶需求轉換技術，并探索了基于客戶需求權重約束的產品配置評價方案[5];Wang Y M等人采用一種線性目標規劃方法對大規模定制模式下客戶需求的相關研究進行了探討，得到面向大規模定制的客戶需求相對重要性權重[6]。陳立強從中國汽車行業發展現狀、汽車市場環境變化趨勢以及零部件發展現狀的角度出發，展開了中國汽車制造企業實施大規模定制的可行性研究，并從客戶需求的獲取、信息技術的應用以及柔性化生產平臺的搭建等方面詳細分析了大規模定制的顯著優勢[7]。劉洋針對在汽車制造企業應用大規模定制模式的理論方法展開了探討，并從需求信息獲取、供應鏈物流以及生產制造系統等方面進行了闡述[8];王偉等人通過對大規模定制和模塊化設計之間關系的分析，提出企業要根據自身產業性質和特點，以模塊化理論為基礎進行系統的大規模定制規劃設計，以提高企業核心競爭優勢和市場占有率[9]。鄭建菲討論了基于產品工藝優化與柔性裝配的計劃排產技術、模塊化設計與產品組合技術以及產品全生命周期協同優化技術等，初步開發了客戶需求管理與定制服務平臺、支持產品組合的模塊化設計平臺和支持產品全生命周期的協同優化平臺，為建立柔性高效的汽車大規模定制生產線提供了參考[1]。

二、汽車大規模定制的實施機制分析

（一）大規模定制的內涵與運作流程

大規模定制（Mass Customization，MC）作為一種新型生產模式，以大規模生產的成本和速度為目標，以客戶需求為導向，采用先進的制造技術、信息技術和管理技術，最終完成客戶個性化定制的產品或服務[10]。MC有如下幾個特點：以客戶需求為導向;以先進的信息技術和制造技術為支撐;以模塊化設計、標準化零部件為基礎;以質量為前提;以敏捷為標志;以供應鏈管理為手段。

根據客戶訂單分離點在生產運作過程中的不同位置，可將大規模定制分為七類，如圖1所示。客戶訂單分離點是指由基于預測的大規模生產轉化為響應客戶需求的定制生產的節點[10]。

（二）大規模定制的基本原理

大規模定制旨在減少產品內部多樣性、增加產品外部多樣性，避免因客戶個性化需求給企業帶來過多的額外成本。其有三大基本原理[10]：

1.相似性原理。大規模定制的關鍵是識別不同產品、過程中的相似性，挖掘其中的幾何、結構、功能和過程相似性并加以利用，運用標準化、模塊化、系列化等方法減少其內部多樣性。

2.重用性原理。定制產品中存在大量可重復使用或重新組合的單元，利用這些單元，通過產品重組和過程重組，能在一定程度上將產品的定制生產轉化為批量生產，以較低的成本、較快的速度和較高的質量生產個性化產品。

3.全局性原理。全局性原理涵蓋精益生產、敏捷制造、集成制造、成組技術、產品全生命周期管理、定制點后移、總成本思想等多種思想和方法。

（三）大規模定制的成功機理分析

成功實施大規模定制有三個重要機理：

1.規模經濟效應。當技術條件水平一定時，隨著生產規模的擴大平均成本會降低，利潤會增加。利用產品的相似性實現產品的模塊化、標準化和零部件的通用化，形成一定的批量，可以取得較好的經濟效益。

2.范圍經濟效應。企業通過擴大所提供產品或服務的種類，能夠增加經濟效益。多品種生產能降低企業不確定性，增加銷售量，企業將多種相關產品組合起來生產比單獨生產這些產品更經濟。

3.聯合經濟效應。具有不同核心能力的企業通過聯盟，實現資源優化配置和優勢互補，能使企業快速響應市場需求變化，并獲得成本競爭優勢。

（四）大規模定制的技術體系分析

大規模定制的技術體系包含以下三個層次：

1.面向MC的開發設計技術。面向MC的開發設計技術是一種涵蓋成組技術、并行工程、集成技術等多種技術的綜合性技術。面向MC的開發設計面向產品族而不是單個產品，面向產品的全生命周期而不僅是設計過程，既考慮產品結構又考慮后續生產制造過程。

2.面向MC的制造技術。根據側重點不同，面向MC的制造技術可分為自動化制造技術和合理化制造技術。自動化制造技術側重通過利用先進的加工、裝配技術和先進設備縮短交貨期，并降低制造成本;合理化制造技術側重通過提高制造系統的靈活性，滿足不同客戶的個性化定制需求。

3.面向MC的管理技術。面向MC的管理技術包括各種客戶需求獲取技術、生產管理和物流管理技術、企業協同管理技術、知識和企業文化管理等，例如客戶關系管理、質量功能配置（QFD）、基于QFD的產品規劃、準時制造等。

三、面向客戶需求的汽車大規模定制策略分析

（一）面向客戶需求的產品設計策略

客戶需求是指客戶為滿足自身訴求對產品功能和特征屬性等提出的要求，根據卡諾模型客戶需求可分為基本型、期望型和興奮型三類。客戶需求具有多樣性、模糊性、動態性和相似性等特點，并不能直接指導企業進行產品設計和生產，因此客戶需求信息需要進一步處理分析。質量功能配置（Quality Function Deployment，QFD）是將客戶需求信息轉換成產品技術特性的系統方法[3]，其目的是將需求信息逐步展開為質量功能特性、零部件特性和生產制造要求，明確影響產品質量的關鍵技術特性和工藝參數，為實施大規模定制生產方式提供依據。QFD的核心工具是質量屋，質量屋是一種能形象直觀地呈現需求信息轉化過程的展開圖表[3]。

QFD的展開過程包含四個階段[11]，每個階段均可建立相應的質量屋，且各階段的質量屋存在一定的內在聯系。

1.產品規劃階段：該階段的質量屋將客戶需求轉換為技術特征屬性，并通過采用各種定性分析以及定量分析方法，輸出關鍵的技術指標及設計要求，以指導產品總體的方案設計。

2.零部件配置階段：根據上一階段質量矩陣輸出的最優設計方案，通過零部件配置矩陣將技術特征屬性轉換為關鍵零部件的特征屬性，同時將產品規劃階段未能覆蓋的產品功能要求補充進來，以指導產品進一步的詳細設計。

3.工藝規劃階段：將上一階段輸出的關鍵零部件的特征屬性轉換為關鍵的工藝參數指標及工藝要求，以指導產品的工藝方案設計。該階段將質量屋從產品的設計階段過渡到產品的生產階段。

4.生產計劃階段：將上一階段輸出的工藝參數通過生產控制矩陣轉換成具體可實施的產品質量管控措施，以保障在提高產量的同時減少生產過程中的波動，降低生產成本。

（二）模塊化設計策略

模塊化設計是指將產品按照一定的通用標準和變異準則劃分成一系列不同的模塊，并通過對模塊的選擇和組合配置以獲得滿足客戶多樣化、個性化需求的產品[3]。采用模塊化設計能夠實現定制點的后移，有利于大規模定制的實施。模塊化設計的前提是模塊劃分，基于功能分析的模塊劃分是最常用的方法[12，13]，通過對產品功能的分析將產品總功能分解為一系列子功能，并對子功能進一步分析，直至分解為單元功能為止。

模塊化設計過程包括產品模塊化、建立模塊庫和產品組合配置三個層次，產品模塊化設計思路如圖2所示。首先，通過分析客戶需求信息建立產品的功能模型，再根據功能模型進行功能模塊劃分，然后在功能模塊化的基礎上進行原理模塊化和結構模塊化;按照確定的模塊組成進行產品初步設計，逐步形成模塊系列，進而建立產品模塊庫;最后基于模塊系列進行產品組合配置設計。

（三）產品族設計策略

產品族是指共享通用技術、在公共產品平臺上派生的具有特定功能的一組相似產品，產品族中的單個產品稱為產品變量[13，14]。基于產品族設計策略的MC模式具有以下明顯優勢[13，14]：大量的標準模塊和通用件保障了產品的低生產成本和高質量;合理的產品族可以迅速響應變化的市場需求，有效降低市場的不確定性;可以實現技術重用，從而縮短產品開發周期。

產品族的核心思想是以產品平臺為基礎，通過增添不同的個性模塊，生產出一組可以滿足客戶個性化定制需求的產品。一個產品族可以覆蓋一類客戶的總體需求，并滿足該客戶群的特殊要求，因此，企業能夠以有限的資源滿足客戶的個性化需求，同時取得規模效益，既能緩和市場細分過度和企業資源有限之間的矛盾，又能在一定程度上解決大規模生產和個性化定制之間的矛盾。

產品族設計過程包含三個層次：首先對客戶需求進行分類，從中提取出共性需求和個性化需求，將需求信息轉化為產品族的設計要求;其次結合市場預測對產品族進行規劃，建立產品族的功能模型和原理模型，逐步形成產品族模型庫;最后基于產品族系列進行產品配置設計。產品族設計思路如圖3所示。

（四）延遲化策略

延遲化策略是指在供應鏈上將生產制造、包裝發貨等定制活動在時間維和空間維上延遲，直至接到客戶訂單，以實現產品和客戶需求的無縫對接[3]。要成功實施延遲化策略必須滿足如下條件：產品可模塊化生產，通過有限模塊的組合或加工能形成多樣化的產品;零部件可標準化和通用化，可以從時間維和空間維將產品生產過程分解成通用化階段和定制化階段;交貨提前期適當，定制化過程要求為最終產品的生產加工留有一定的時間。

延遲化策略的核心是增加基于預測的生產活動，將客戶訂單分離點最大程度上往供應鏈下游移動。比如，在實際操作中，有些企業將客戶訂單分離點定位在總裝配之前，通過與供應鏈上各節點企業的合作，制造商能夠按訂單要求將不同的模塊和零部件快速裝配，或僅針對定制部件添加較少的定制活動，從而實現快速響應和低成本的大規模定制。

客戶訂單分離點之前是預測驅動的大規模生產，客戶訂單分離點之后是訂單驅動的定制生產，延遲客戶訂單分離點能夠降低生產制造的復雜程度，減少由于訂單中的特殊需求導致的各環節成本的增加，減少供應鏈的不確定性，縮短定制周期，降低庫存成本，更好地發揮規模經濟效應，實現以規模生產的低成本和快速響應的高速度滿足客戶個性化定制需求的目標。

（五）柔性化策略

柔性是指系統或組織具備的能夠快速且不昂貴地響應環境變化并處理環境變化引起的不穩定性的能力，柔性化是實現柔性這一綜合性目標的思想和策略[15]。柔性化策略包括戰略柔性化、組織柔性化、業務過程柔性化、生產柔性化、供應鏈柔性化和管理柔性化[15]，本節主要分析生產柔性化和供應鏈柔性化。

生產柔性化是指生產系統能夠快速響應市場需求變化，同時消除額外損耗，減少大規模生產方式的弊端，為企業尋求更大的效益。生產柔性化一般包括兩個環節：生產計劃的柔性化和產品生產裝配過程的柔性化。汽車制造業由于產量大、生產節拍和流水線布局相對固定、零配件繁多、供給周期長等因素，從制定計劃到原料供給再到生產需要一個相對長且穩定的過程，通過整合供應商渠道，加強協作和信息共享，能夠在一定程度上實現生產計劃的柔性化。生產裝配過程的柔性化則可以減少因大量生產造成庫存過多、工時利用不足等帶來的損失。

柔性化生產制造關鍵技術包括CAD技術、模糊控制技術、人工神經網絡技術、人工智能及智能傳感器技術等[15]。未來CAD技術將引入專家系統，可處理各種復雜問題;新開發出的高性能模糊控制器具有自學習功能，系統性能大為改善;人工神經網絡是一種智能的信息處理工具;人工智能及傳感器技術則基于系統檢測和信息融合實現智能控制。

供應鏈管理的目的是降低成本，提高供應鏈服務水平，提升顧客的消費價值，供應鏈柔性化是實現這一目標的重要工具。供應鏈柔性化以生產柔性化為基礎，其內涵是指供應鏈面對多樣化和不確定的市場需求時具有改變其產出水平的能力。供應鏈柔性化技術主要包括快速響應、數量折扣、供應商庫存管理和及時采購等。快速響應旨在降低供應鏈的補貨提前期，由此可以增加預測精度，更好地協調供應鏈的供需，最終增加供應鏈總利潤;供應商作為供應鏈的上游段通常會提供一些數量折扣給下游段，如單次訂購批量的折扣、一段時間內累計訂購量的折扣、總金額合同購買的折扣和商業促銷等;供應商庫存管理的核心是監控供應商，預測客戶需求并補充庫存，其主要優勢是降低參與者成本和提高服務水平;及時采購是指供應商在很短時間內向每一客戶發運所訂貨物。

四、結論

當前國內汽車市場已經進入白熱化競爭階段，中國汽車行業正迎來艱難發展的新時期，如何在大規模定制背景下克服挑戰、創造機遇、尋求生存和發展也成為中國汽車企業亟待探索的重要課題。文章通過對大規模定制基本原理、運作流程、成功機理和技術體系的梳理分析，闡述了大規模定制模式在汽車行業的整體實施機制。構建了一個整體的面向客戶需求的汽車大規模定制策略體系，包含產品設計策略、模塊化策略、產品族策略、延遲化策略和柔性化策略等。系統化了大規模定制在汽車行業的應用，對解決大規模生產和定制生產之間的矛盾做出了積極探索，為汽車企業更快更好地實施大規模定制這一新型生產模式提供了理論參考和實踐指導。

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