面向產(chǎn)品零部件工藝知識(shí)的全生命周期管理體系研究

郭春東　劉爽　孫肖鵬

摘 要：隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，傳統(tǒng)制造業(yè)中的產(chǎn)品整體化設(shè)計(jì)與大規(guī)模生產(chǎn)已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)多元化的市場(chǎng)需求，企業(yè)亟需改變現(xiàn)有的工藝管理模式以應(yīng)對(duì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。針對(duì)大多數(shù)企業(yè)存在的研發(fā)周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)變更頻繁、交貨期長(zhǎng)等問(wèn)題，基于知識(shí)管理的視角構(gòu)建了產(chǎn)品零部件工藝知識(shí)的全生命周期管理體系，在知識(shí)域中形成標(biāo)準(zhǔn)化零件庫(kù)，以滿足客戶對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化定制需求，同時(shí)減少了設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)時(shí)間的成本。所提管理體系有助于加快產(chǎn)品信息在企業(yè)內(nèi)部流通的效率，對(duì)企業(yè)適應(yīng)外部市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化具有一定的實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞：工藝管理；產(chǎn)品全生命周期；知識(shí)管理

中圖分類(lèi)號(hào)：F406.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.7535/j.issn.1671-1653.2023.02.003

Research on Life Cycle Management System for Product

Parts Process Knowledge

GUO Chundong，LIU Shuang，SUN Xiaopeng

（School of Economics and Management，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang 050018，China）

Abstract：With the increasingly fierce market competition， the integrated product design and mass production in the traditional manufacturing industry can no longer meet the diversified market demand， and enterprises urgently need to change the existing process management mode to cope with the current development trend of manufacturing industry. In response to the current problems of long R&D cycles， frequent design changes， and long delivery time， etc， in most enterprises， a whole life cycle management system for product parts process knowledge was constructed based on the perspective of knowledge management.A standardized parts library in the knowledge domain was formed to meet customers' personalized customization requirements for products， while reducing the cost waste of design， R&D and production time. The construction of this management system accelerates the efficiency of product information circulation within the enterprise， and has important practical significance for enterprises to adapt to the dynamic changes of external markets.

Keywords：process management; product life cycles；knowledge management

一、引言

當(dāng)前制造業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境發(fā)生了巨大變化，客戶的個(gè)性化需求導(dǎo)致產(chǎn)品種類(lèi)不斷增加、單批產(chǎn)量減少，傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)難以同時(shí)滿足提升定制化和降低產(chǎn)品成本兩個(gè)需求，改變?cè)猩a(chǎn)管理方式以應(yīng)對(duì)發(fā)展變化趨勢(shì)成為企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。傳統(tǒng)生產(chǎn)管理方式一般是由銷(xiāo)售部與客戶溝通需求，根據(jù)不同客戶的功能需求定制個(gè)性化產(chǎn)品，傳遞到研發(fā)部進(jìn)行新產(chǎn)品和新技術(shù)的設(shè)計(jì)研發(fā)，再經(jīng)過(guò)工藝部的工藝設(shè)計(jì)與試制、采購(gòu)部門(mén)采購(gòu)原材料和聯(lián)系外協(xié)等，最后交由生產(chǎn)部門(mén)生產(chǎn)、安裝和質(zhì)檢。此管理模式下的零部件工藝管理主要存在以下問(wèn)題：一是客戶需求信息傳遞依靠自然語(yǔ)言描述，具體產(chǎn)品功能特性可能因表述不清而在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中無(wú)法有效體現(xiàn)；二是沒(méi)有完整的、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)銷(xiāo)產(chǎn)品零部件工藝開(kāi)發(fā)知識(shí)庫(kù)，導(dǎo)致研發(fā)人員常常需要根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合客戶需求，重新設(shè)計(jì)研發(fā)，造成產(chǎn)品周期長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高；三是在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，沒(méi)有充分考慮和吸納工藝、原材料、制造、裝配等領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)，造成頻繁的設(shè)計(jì)變更。因此，企業(yè)需要對(duì)過(guò)去的離散化、碎片式的工藝知識(shí)管理方式進(jìn)行全面綜合化改進(jìn)，構(gòu)建集成化的管理體系，消除各部門(mén)的信息孤島，便于相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)、數(shù)據(jù)調(diào)取和處理，提高研發(fā)效率。與此同時(shí)，還需加強(qiáng)各個(gè)部門(mén)之間的信息數(shù)據(jù)流通，解決信息傳遞準(zhǔn)確性和時(shí)效性低、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)等問(wèn)題，以適應(yīng)現(xiàn)階段多品種小批量生產(chǎn)模式的特點(diǎn)，解決客戶個(gè)性化需求和生產(chǎn)成本之間的矛盾。

二、文獻(xiàn)綜述

產(chǎn)品全生命周期是指產(chǎn)品從設(shè)計(jì)制造、銷(xiāo)售、使用、維修到回收再處理的全過(guò)程，是基于個(gè)體產(chǎn)品的完整信息傳遞。在產(chǎn)品全生命周期這一理念提出后，眾多學(xué)者在不同領(lǐng)域進(jìn)行了深入研究，融合了不同理論與技術(shù)，形成了系統(tǒng)的產(chǎn)品全生命周期管理模式。

在面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，如何快速、高效、便捷地獲取客戶需求，并將需求在設(shè)計(jì)中有效體現(xiàn)是產(chǎn)品工藝管理中的關(guān)鍵問(wèn)題。頻繁的設(shè)計(jì)變更和沒(méi)有建立統(tǒng)一的現(xiàn)銷(xiāo)產(chǎn)品零部件工藝開(kāi)發(fā)知識(shí)庫(kù)是現(xiàn)階段的難點(diǎn)問(wèn)題。在此背景下，客戶需求的管理在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界均引起重視?？蛻粜枨蟮墓芾硎菍?duì)全生命周期范圍內(nèi)與產(chǎn)品相關(guān)的任何信息進(jìn)行獲取、組織并記錄等活動(dòng)的過(guò)程，旨在明確各個(gè)階段節(jié)點(diǎn)的需求目標(biāo)，確定技術(shù)策略等解決方法，及時(shí)響應(yīng)產(chǎn)品全生命周期各個(gè)階段的需求變化[1]（P30）?？蛻粜枨笫侵缚蛻粲米约旱恼Z(yǔ)言表達(dá)對(duì)產(chǎn)品的需求，對(duì)客戶的需求進(jìn)行分析是產(chǎn)品生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的首要環(huán)節(jié)[2]（P685）。李瑞森[3]（P27-31）通過(guò)需求元描述方法歸納了客戶需求的分類(lèi)和特點(diǎn)，構(gòu)建了需求模型， 以獲取規(guī)范、完整、合理的設(shè)計(jì)需求。Wei Wei等[4]（P2-8）通過(guò)改進(jìn)的多目標(biāo)進(jìn)化算法求解多準(zhǔn)則模塊劃分模型，得到有效支持產(chǎn)品平臺(tái)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品模塊劃分方案。Shi Yanlin等[5]（P101340）提出了一種利用客戶評(píng)論大數(shù)據(jù)對(duì)客戶需求分類(lèi)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法，采用多項(xiàng)式建模和最小二乘法定義顧客滿意度和功能實(shí)現(xiàn)，形成擬合曲線。根據(jù)曲線對(duì)客戶需求進(jìn)行分類(lèi)以指導(dǎo)產(chǎn)品功能的設(shè)計(jì)。Qin Yang等[6]（P1-10）利用偏好圖和模糊關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)方法得到客戶需求的關(guān)聯(lián)度和權(quán)重，從而進(jìn)一步得到產(chǎn)品模塊化屬性規(guī)劃模型。

在面向產(chǎn)品生產(chǎn)制造階段，隨著工業(yè)4.0的提出，生產(chǎn)組織與管理技術(shù)、數(shù)字化先進(jìn)制造技術(shù)不斷發(fā)展，模塊化技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制的主要方法日益被學(xué)者們重視。李杰等[7]（P2043）認(rèn)為如何發(fā)展工業(yè)人工智能以服務(wù)實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)是未來(lái)的研究熱點(diǎn)，雖然人工智能在工業(yè)4.0的發(fā)展中扮演了至關(guān)重要的角色，但從整體看工業(yè)人工智能仍處于起步階段。何玉安等[8]（P27-28）基于工業(yè)4.0提出了新的生產(chǎn)架構(gòu)模式，即采用ERP-MES-CPS三層結(jié)構(gòu)組成閉環(huán)系統(tǒng)的大規(guī)模個(gè)性化生產(chǎn)架構(gòu)，覆蓋了從計(jì)劃到生產(chǎn)制造的整個(gè)過(guò)程，通過(guò)產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)客戶參與創(chuàng)造。同時(shí)隨著近些年模塊化技術(shù)的成熟和大規(guī)模定制技術(shù)的普及，企業(yè)的生產(chǎn)效率顯著提升，縮短了交貨期，提高了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的質(zhì)量和速度。顧新建等[9]（P3-5）建立了一種產(chǎn)品模塊化率評(píng)估指標(biāo)體系的參考模型，對(duì)零部件模塊的通用性和獨(dú)立性進(jìn)行了分析。錢(qián)柯浙等[10]（P19-22）構(gòu)建了某集成產(chǎn)品的模塊化工作總體評(píng)價(jià)體系，分別從模塊選用率、標(biāo)準(zhǔn)件比例、通用件比例、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化率四方面，對(duì)產(chǎn)品的模塊化水平進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。杜力偉等[11]（P7284-7286）針對(duì)聚類(lèi)算法應(yīng)用于復(fù)雜產(chǎn)品模塊化過(guò)程中的不足，提出了基于零件關(guān)聯(lián)關(guān)系量化準(zhǔn)則構(gòu)建設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣的方法，建立了一套基于聚類(lèi)算法的復(fù)雜產(chǎn)品模塊化方法，并應(yīng)用于某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓氣機(jī)產(chǎn)品研發(fā)中。Stone R B等[12]（P5-31）提出一種功能模型定量化建模方法，將模型中各個(gè)子功能與產(chǎn)品中傳遞的能量流、物流和信號(hào)流相關(guān)聯(lián)，以客戶需求程度為衡量尺度，建立需求、功能數(shù)據(jù)庫(kù)，并將功能與需求的關(guān)系定量化，由此作為模塊劃分與模塊發(fā)展的主要依據(jù)。Grady P等[13]（P267-283）研究了一種分布協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)環(huán)境下模塊的組合方法。Li S等[14]（P619-631）基于FP（Function-parameter）矩陣進(jìn)行了耦合、排序、劃分三層次聚類(lèi)分析，提出了面向產(chǎn)品制造商的最優(yōu)模塊化設(shè)計(jì)方法。

在面向供應(yīng)鏈管理階段，為適應(yīng)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)環(huán)境，供應(yīng)鏈管理技術(shù)是大規(guī)模定制的關(guān)鍵技術(shù)之一。邵曉峰等[15]（P10-13）從供應(yīng)鏈驅(qū)動(dòng)模式角度研究了以裝配為分離點(diǎn)的供應(yīng)鏈模型，有效提高了供應(yīng)鏈的敏捷性。宋志蘭等[16]（P144-148）針對(duì)供應(yīng)商及其庫(kù)存中心和零售商構(gòu)建了供應(yīng)鏈庫(kù)存共享系統(tǒng)，實(shí)施庫(kù)存共享管理模式，通過(guò)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)提升整體效益。官振中等[17]（P1-16）基于單個(gè)企業(yè)與線下平臺(tái)的O2O（Online To Offline）供應(yīng)鏈構(gòu)建動(dòng)態(tài)博弈模型，求解平臺(tái)與企業(yè)的最優(yōu)決策和最高合作利潤(rùn)。

學(xué)者們針對(duì)產(chǎn)品全生命周期的研究大多為離散型獨(dú)立研究，并未將碎片式的工藝知識(shí)進(jìn)行集成化管理。目前針對(duì)大規(guī)模定制的研究大多為提供不同模塊進(jìn)行組合產(chǎn)生新的產(chǎn)品，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)模塊的通用性卻忽略了客戶的個(gè)性化需求，在客戶需求方面的研究前瞻性不足。為此，本文總結(jié)改進(jìn)了過(guò)去的工藝知識(shí)管理方式，構(gòu)建集成化的涵蓋知識(shí)域、市場(chǎng)域、功能域、工藝域和制造域等5個(gè)域的產(chǎn)品零部件工藝知識(shí)的全生命周期管理體系，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)協(xié)同、設(shè)計(jì)與制造協(xié)同，驅(qū)動(dòng)企業(yè)信息整合閉環(huán)管理，解決客戶的個(gè)性化需求和產(chǎn)品生產(chǎn)成本之間的矛盾，縮短交貨期，降低設(shè)計(jì)成本和生產(chǎn)成本，并將理論知識(shí)進(jìn)一步應(yīng)用到實(shí)際的企業(yè)運(yùn)行中。

三、基于產(chǎn)品零部件工藝知識(shí)的全生命周期管理體系構(gòu)建

針對(duì)企業(yè)管理方式存在的不足，本文提出了一種產(chǎn)品零部件工藝知識(shí)的全生命周期管理體系（如圖1所示），該體系由市場(chǎng)域、功能域、工藝域、制造域和知識(shí)域等5個(gè)主要域構(gòu)成，這5個(gè)域分別對(duì)應(yīng)企業(yè)中的市場(chǎng)部、研發(fā)部、工藝部、生產(chǎn)部和信息中心等5個(gè)部門(mén)。從市場(chǎng)域伊始，通過(guò)售前人員進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查、技術(shù)人員走訪等方式對(duì)客戶需求、供應(yīng)商對(duì)比、同類(lèi)型競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)和產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)研，收集并分析整理相關(guān)信息，為后續(xù)功能域中新產(chǎn)品、新技術(shù)的研發(fā)提供需求預(yù)測(cè)和市場(chǎng)分析；功能域接收由市場(chǎng)域傳輸?shù)目蛻粜枨?，結(jié)合知識(shí)域中現(xiàn)銷(xiāo)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，將新技術(shù)的研發(fā)和已有產(chǎn)品的改進(jìn)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出滿足客戶個(gè)性化需求的新產(chǎn)品并傳遞到工藝域；工藝域根據(jù)功能域傳遞的設(shè)計(jì)參數(shù)和功能需求，調(diào)取知識(shí)域中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，并根據(jù)零件的材料、尺寸、加工工藝等數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化工藝路線；制造域接收功能域和工藝域的一系列設(shè)計(jì)、定制方案，下達(dá)最終的生產(chǎn)指令和質(zhì)量檢驗(yàn)，形成終端產(chǎn)品。而其中知識(shí)域作為企業(yè)中的信息中心，是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與決策活動(dòng)的組織單元，在以上4個(gè)域間信息雙向流通的同時(shí)，知識(shí)域接收和存儲(chǔ)所有域的信息，并為產(chǎn)品全生命周期管理體系提供基本支撐。由此可知，知識(shí)域是整個(gè)管理體系中最為關(guān)鍵的一個(gè)域，所有的信息傳遞都圍繞著知識(shí)域。該管理體系將產(chǎn)品的需求預(yù)測(cè)、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和售后等全過(guò)程的零部件工藝知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)集成，探析知識(shí)傳遞的基本范式和規(guī)則，旨在實(shí)現(xiàn)工藝知識(shí)的實(shí)時(shí)共享、安全傳遞、快速準(zhǔn)確查詢和高效利用，保障產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)的快速、合理，從而縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)試制、投入市場(chǎng)的時(shí)間，節(jié)約成本，并從真正意義上實(shí)現(xiàn)企業(yè)所有部門(mén)的職能，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

（一）知識(shí)域

知識(shí)域是指企業(yè)在正常運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與決策活動(dòng)的組織單元。知識(shí)域可以理解為企業(yè)的信息中心，將企業(yè)中所有部門(mén)的信息進(jìn)行匯總，形成一個(gè)支撐數(shù)據(jù)交流的信息平臺(tái)。在大多數(shù)企業(yè)中僅僅將數(shù)據(jù)分析決策的工作作為部門(mén)的一個(gè)工作，筆者提出應(yīng)單獨(dú)建立一個(gè)信息中心作為數(shù)據(jù)分析與交流的平臺(tái)。該信息平臺(tái)由需求庫(kù)、產(chǎn)品庫(kù)、機(jī)構(gòu)庫(kù)、技術(shù)庫(kù)和原料庫(kù)并列構(gòu)成，將信息實(shí)時(shí)匯總到問(wèn)題庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一傳遞。同時(shí)知識(shí)域也承載市場(chǎng)域、功能域、工藝域、制造域的信息回流，將以上4個(gè)域的信息反饋在知識(shí)域中進(jìn)行處理，使信息數(shù)據(jù)在整個(gè)管理體系中構(gòu)成閉環(huán)流通。

1.需求庫(kù)。信息平臺(tái)的搭建是客戶與企業(yè)溝通的重要環(huán)節(jié)，是迅速響應(yīng)客戶個(gè)性化需求、提高客戶滿意度、增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)[18]（P11）。目前多品種小批量的生產(chǎn)模式逐漸成為主流，市場(chǎng)的重心從以產(chǎn)品為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥蛻魹橹行?，將每個(gè)顧客視為一個(gè)市場(chǎng)，將所有客戶訂單中的產(chǎn)品需求作為案例儲(chǔ)存在需求庫(kù)中，包括產(chǎn)品功能、性能、物理特性、輔助特性、應(yīng)用對(duì)象等需求[19]（P26-27）。需求庫(kù)使其他客戶與市場(chǎng)部進(jìn)行溝通時(shí)可以直觀感受到一個(gè)完整的產(chǎn)品案例，對(duì)產(chǎn)品的某項(xiàng)功能有特殊需求時(shí)可以全面地了解到與此需求相關(guān)的所有產(chǎn)品訂單。需求庫(kù)的信息獲取由市場(chǎng)部進(jìn)行調(diào)研、預(yù)測(cè)和從以往案例中調(diào)取，將客戶需求進(jìn)行篩選分類(lèi)，與問(wèn)題庫(kù)信息共享與傳遞。

2.產(chǎn)品庫(kù)。產(chǎn)品庫(kù)是存儲(chǔ)了企業(yè)所有已交貨訂單中成型的產(chǎn)品，其中包括企業(yè)的主要產(chǎn)品以及其衍生出的其他產(chǎn)品。根據(jù)市場(chǎng)域傳遞的信息，以客戶需求為分類(lèi)點(diǎn)，對(duì)接制造域確定的終端產(chǎn)品，并記錄產(chǎn)品的特性以尋求不同產(chǎn)品間的交互點(diǎn)。產(chǎn)品庫(kù)的目的是在前期存儲(chǔ)了大量通用的標(biāo)準(zhǔn)化組件的前提下，通過(guò)對(duì)這些組件進(jìn)行修改、調(diào)整和重組得到一個(gè)變形后的新產(chǎn)品，而不用重新設(shè)計(jì)定制，以較低的成本、較快的速度響應(yīng)客戶的產(chǎn)品個(gè)性化需求

[20]（P23-25）。如圖2所示，該庫(kù)根據(jù)產(chǎn)品不同進(jìn)行分類(lèi)，每個(gè)產(chǎn)品都按特性劃分，支持客戶按需求進(jìn)行自由配置。

3.機(jī)構(gòu)庫(kù)。機(jī)構(gòu)庫(kù)存儲(chǔ)了同行業(yè)企業(yè)、代替品企業(yè)以及通用件企業(yè)的信息。市場(chǎng)域調(diào)研人員通過(guò)前期對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)存的同類(lèi)型企業(yè)進(jìn)行深入調(diào)查研究，了解同類(lèi)型企業(yè)與自身企業(yè)在經(jīng)營(yíng)方式、產(chǎn)品類(lèi)型、技術(shù)研究和客戶群體等方面的差異。通過(guò)對(duì)同類(lèi)型企業(yè)的客戶群體進(jìn)行排查，有助于尋找和確定目標(biāo)客戶源。

4.技術(shù)庫(kù)。技術(shù)庫(kù)主要存儲(chǔ)了本企業(yè)、同類(lèi)型企業(yè)的產(chǎn)品從需求預(yù)測(cè)、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)到制造的應(yīng)用技術(shù)和可替代技術(shù)的信息。同時(shí)搜集市場(chǎng)或高校的潛在可轉(zhuǎn)化技術(shù)，與現(xiàn)階段企業(yè)的應(yīng)用技術(shù)對(duì)比，不斷改進(jìn)，將潛在技術(shù)轉(zhuǎn)化為新型可實(shí)現(xiàn)技術(shù)。面向制造的設(shè)計(jì)（DFM，Design for Manufacture）方法從“易于制造”和“經(jīng)濟(jì)的制造”相結(jié)合的角度出發(fā)，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造工藝設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，提供了一套通用零部件產(chǎn)品目錄和指導(dǎo)原則，需要企業(yè)及時(shí)跟蹤和更新相關(guān)信息。

5.原料庫(kù)。原料的價(jià)格直接關(guān)系到產(chǎn)品的成本，所以產(chǎn)品原材料的選擇在成本管理中具有重要作用。由市場(chǎng)域的前期調(diào)研人員搜集同類(lèi)型企業(yè)的原材料采買(mǎi)信息，結(jié)合潛在可代替原材料，對(duì)比企業(yè)自身所采用原料，經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證，根據(jù)客戶的需求選取性價(jià)比更高、質(zhì)量更優(yōu)的方案，滿足客戶的多樣化需求，降低產(chǎn)品成本，達(dá)到價(jià)值最大化。

6.問(wèn)題庫(kù)。問(wèn)題庫(kù)是屬于整個(gè)知識(shí)域中最為核心的存儲(chǔ)庫(kù)。由于以往的企業(yè)缺少對(duì)產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)的管理和匯總，因此無(wú)法借鑒以前的產(chǎn)品設(shè)計(jì)成果而導(dǎo)致需要按照新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)了交貨期，浪費(fèi)了時(shí)間和成本。而問(wèn)題庫(kù)的建立可以解決以上問(wèn)題，結(jié)合了需求庫(kù)中對(duì)以往客戶需求的調(diào)查和預(yù)測(cè)，由產(chǎn)品庫(kù)和機(jī)構(gòu)庫(kù)中的已有信息對(duì)產(chǎn)品或零件進(jìn)行重組或變型，同時(shí)技術(shù)庫(kù)在不斷研發(fā)出更合適的新技術(shù)，原料庫(kù)根據(jù)客戶需求選擇出性價(jià)比最優(yōu)的原料，通過(guò)這5個(gè)庫(kù)提供的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行功能、特性、參數(shù)的匹配，從而以最快的速度滿足客戶的訂單需求，減少了在產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)階段的時(shí)間和成本。問(wèn)題庫(kù)構(gòu)建了一個(gè)具有整體性、相關(guān)性、層次性的數(shù)據(jù)信息中心，通過(guò)信息數(shù)據(jù)的流通和共享快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）市場(chǎng)域

市場(chǎng)域是指市場(chǎng)部在一定期限、一定范圍內(nèi)對(duì)現(xiàn)階段的市場(chǎng)進(jìn)行具體分析與規(guī)劃營(yíng)銷(xiāo)的組織單元。市場(chǎng)域的設(shè)置旨在從根本上改變顧客、企業(yè)、供應(yīng)商、代替品之間的關(guān)系。在傳統(tǒng)的企業(yè)結(jié)構(gòu)中，市場(chǎng)部中產(chǎn)品主管的職責(zé)是了解同類(lèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)以及根據(jù)市場(chǎng)信息的變化為研發(fā)部提供前期設(shè)計(jì)思路；調(diào)研主管需要前期與客戶溝通，收集、整理和分析市場(chǎng)情報(bào)，深度挖掘客戶的潛在需求；最后市場(chǎng)總監(jiān)為公司提供準(zhǔn)確的行業(yè)定位，根據(jù)市場(chǎng)信息的變化為公司制定長(zhǎng)遠(yuǎn)營(yíng)銷(xiāo)戰(zhàn)略規(guī)劃，并將所有的信息集中傳遞給研發(fā)部進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。新建立的市場(chǎng)域包含了以下幾個(gè)模塊。

1.顧客。從市場(chǎng)調(diào)研對(duì)象來(lái)看，對(duì)顧客需求的調(diào)研最受企業(yè)重視。在當(dāng)代制造業(yè)中，多品種、小批量的定制化生產(chǎn)已經(jīng)成為主流，企業(yè)在考慮時(shí)間和成本的同時(shí)為顧客及時(shí)提供定制化、多樣化的動(dòng)態(tài)服務(wù)，以應(yīng)對(duì)產(chǎn)品壽命周期短、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力大、交貨期過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題。調(diào)查人員需要調(diào)查顧客的主要需求、目的、預(yù)算、數(shù)量、交貨期等，同時(shí)根據(jù)市場(chǎng)趨勢(shì)了解顧客的潛在購(gòu)買(mǎi)動(dòng)機(jī)需求，為企業(yè)提供新的發(fā)展契機(jī)。

2.企業(yè)。企業(yè)中產(chǎn)品業(yè)務(wù)包含了對(duì)新產(chǎn)品、新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的升級(jí)改進(jìn)。新產(chǎn)品、新技術(shù)的開(kāi)發(fā)是支撐企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品研發(fā)人員研究客戶的未來(lái)需求，根據(jù)掌握的專業(yè)知識(shí)，合理運(yùn)用企業(yè)內(nèi)部資源完成新產(chǎn)品從開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)到調(diào)整測(cè)試的整個(gè)流程，最終呈現(xiàn)出新的技術(shù)產(chǎn)品，使得企業(yè)在同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中取得成功。而對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的升級(jí)改進(jìn)是指針對(duì)不同客戶的需求，通過(guò)對(duì)企業(yè)現(xiàn)有主打產(chǎn)品進(jìn)行局部調(diào)整，使相關(guān)功能產(chǎn)生變化，從而滿足客戶的個(gè)性化需求。

3.替代品。市場(chǎng)部人員通過(guò)前期調(diào)查研究，橫向?qū)Ρ韧袠I(yè)其他公司的主打產(chǎn)品與技術(shù)，尋找差異性，確定產(chǎn)品改進(jìn)方向，使企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中處于主動(dòng)地位。

4.供應(yīng)商。供應(yīng)商向企業(yè)提供各種資源，包括原材料、設(shè)備、能源、勞務(wù)等。與此同時(shí)，供應(yīng)商還會(huì)給企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手提供同樣的資源和利益，因此供應(yīng)商不僅僅是合作伙伴，也可能是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。依據(jù)企業(yè)需求，供應(yīng)商可分為戰(zhàn)略供應(yīng)商，優(yōu)先供應(yīng)商，考察供應(yīng)商，消極淘汰、積極淘汰和身份未定供應(yīng)商。其中，戰(zhàn)略供應(yīng)商對(duì)企業(yè)至關(guān)重要，提供復(fù)雜的技術(shù)或生產(chǎn)周期長(zhǎng)的產(chǎn)品，對(duì)公司的發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。其余供應(yīng)商對(duì)企業(yè)的戰(zhàn)略意義一般，需要根據(jù)其產(chǎn)品質(zhì)量、交貨期、成本等進(jìn)行篩選評(píng)價(jià)。

市場(chǎng)部將所有信息傳遞到信息中心的相應(yīng)庫(kù)中存儲(chǔ)，方便后續(xù)其它案例信息的流通。同時(shí)，將本案例中客戶的需求直接傳遞到研發(fā)部，方便研發(fā)部進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)。

（三）功能域

功能域的整體職能是負(fù)責(zé)產(chǎn)品的功能與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)活動(dòng)，在企業(yè)中主要由研發(fā)部負(fù)責(zé)。產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)包括對(duì)新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)和老產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計(jì)，工作目標(biāo)是使產(chǎn)品具有新的特征或用途，以滿足市場(chǎng)需求的流程。功能域在整個(gè)體系中起決定性作用，企業(yè)發(fā)展很大程度取決于企業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)水平。在動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)中，企業(yè)要不斷推出新的產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)出新的技術(shù)，以保證在同類(lèi)型企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

功能域?qū)?yīng)的部門(mén)是研發(fā)部，對(duì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)能力的評(píng)判不僅在于開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的能力，還在于是否可以對(duì)已有的產(chǎn)品和零件進(jìn)行加工、變形，從而快速生成滿足客戶要求的新產(chǎn)品。根據(jù)DFM技術(shù)可將訂單中的產(chǎn)品分離為兩部分：一部分是可以從信息中心（知識(shí)域）的問(wèn)題庫(kù)中調(diào)取出的能直接應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)件和通用零件，經(jīng)組合能快速生成滿足產(chǎn)品功能的部件；另一部分是需要通過(guò)研發(fā)部的研究人員根據(jù)客戶的個(gè)性化需求，利用新技術(shù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出的滿足用戶需求的新組件。通過(guò)兩部分的結(jié)合，可以縮短新產(chǎn)品的定制研發(fā)時(shí)間，降低產(chǎn)品的復(fù)雜程度。知識(shí)域作為支撐功能域的基石能夠減少功能域產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)，從而協(xié)調(diào)客戶定制化、生產(chǎn)成本和交貨期三者之間的矛盾。

（四）工藝域

工藝域包含了產(chǎn)品零部件的工藝設(shè)計(jì)與試制的過(guò)程，在企業(yè)中對(duì)應(yīng)的部門(mén)是工藝部。工藝域的基本職能是根據(jù)零件在工藝性領(lǐng)域中的工藝變量、工藝流程、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、材料要求等特性，對(duì)零件進(jìn)行工藝標(biāo)準(zhǔn)化，以保證零件具有較高的通用性。產(chǎn)品品種多、批量小、客戶要求復(fù)雜是現(xiàn)階段大型制造企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的特性，這就要求工藝部門(mén)需根據(jù)信息中心提供的零件數(shù)據(jù)，將問(wèn)題庫(kù)中存儲(chǔ)的不同零件進(jìn)行工藝標(biāo)準(zhǔn)化，總結(jié)出不同模塊的標(biāo)準(zhǔn)工藝路線。

設(shè)計(jì)工藝路線有兩種方案：一是針對(duì)臨時(shí)性訂單，以最短加工時(shí)間、最少加工成本為目標(biāo)從知識(shí)域中選取合適的模塊進(jìn)行組合，制定臨時(shí)的加工工藝方案。二是針對(duì)日常訂單，綜合考慮材料、時(shí)間、成本、人力等因素，制定合理的標(biāo)準(zhǔn)化工藝路線。

（五）制造域

制造域的目標(biāo)是將經(jīng)過(guò)市場(chǎng)域、功能域、工藝域的一系列開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)方案，通過(guò)制造加工和質(zhì)量檢驗(yàn)最終轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際產(chǎn)品。在企業(yè)中制造域?qū)?yīng)的部門(mén)是生產(chǎn)部和質(zhì)量部。

生產(chǎn)部根據(jù)工藝部的工藝路線圖下達(dá)具體的生產(chǎn)指令，調(diào)度部門(mén)根據(jù)訂單的時(shí)間安排和產(chǎn)品的復(fù)雜程度進(jìn)行排程，將最終的生產(chǎn)計(jì)劃傳遞到生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行加工制造。在生產(chǎn)過(guò)程中，存在工藝路線復(fù)雜、生產(chǎn)設(shè)備品種多、零件數(shù)目和尺寸多樣等情況，因此制定生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)需要考慮多方面因素進(jìn)行排程。例如，在切削某小尺寸零件時(shí)，原材料剩余過(guò)多，容易造成浪費(fèi)，因此調(diào)度部門(mén)可根據(jù)產(chǎn)品工藝圖適當(dāng)安排恰當(dāng)?shù)牧慵瑫r(shí)進(jìn)行切削，既減少了原材料的浪費(fèi)又縮短了工作時(shí)間。在實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)程中，若存在安排不合理的工藝路線可以向上一單元及工藝域反映，以便調(diào)整出更合理的方案。

質(zhì)量部門(mén)是產(chǎn)品出廠前的最后一道保障，產(chǎn)品在車(chē)間裝配結(jié)束后由工人進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，確保產(chǎn)品出廠的合格率。當(dāng)零件不合格率不符合企業(yè)質(zhì)量目標(biāo)時(shí)，質(zhì)量檢驗(yàn)員將信息傳遞到信息中心，由專業(yè)人員對(duì)零件圖紙進(jìn)行調(diào)整或者從零件庫(kù)中選取其他零件代替。

四、結(jié)論

針對(duì)大規(guī)模定制企業(yè)現(xiàn)階段存在的問(wèn)題提出了產(chǎn)品零部件工藝知識(shí)的全生命周期管理體系。在傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式中，客戶需求的獲取和轉(zhuǎn)化、研發(fā)部門(mén)重新設(shè)計(jì)與研發(fā)以及工藝設(shè)計(jì)與制定都是影響產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生產(chǎn)效率的因素。與傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式不同，該體系在企業(yè)知識(shí)域的基礎(chǔ)上，以標(biāo)準(zhǔn)化庫(kù)為基礎(chǔ)，采用模塊化設(shè)計(jì)的方法對(duì)已有的零件模塊進(jìn)行不同的組合，滿足客戶的個(gè)性化定制。產(chǎn)品零部件工藝知識(shí)的全生命周期管理體系可以減少研發(fā)部門(mén)重新設(shè)計(jì)產(chǎn)品、工藝部確定工藝路線和工藝裝備的時(shí)間，同時(shí)從根本上減少設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)時(shí)間的成本浪費(fèi)，促進(jìn)零件的批量化生產(chǎn)，使得交貨周期縮短，達(dá)到控制生產(chǎn)成本的目的，對(duì)多品種小批量生產(chǎn)模式的發(fā)展具有重要的實(shí)踐意義。

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收稿日期：20220520

基金項(xiàng)目：河北省軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（174576236D）；石家莊市軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（215790165A）

作者簡(jiǎn)介：郭春東（1974-），男，河北石家莊人，河北科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院講師，博士，主要從事創(chuàng)新管理、數(shù)據(jù)挖掘、科技評(píng)價(jià)和政策仿真研究；劉爽（1999-），女，河北廊坊人，河北科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院2020級(jí)工業(yè)工程與管理專業(yè)碩士研究生；孫肖鵬（1998-），男，河北滄州人，河北科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院2020級(jí)工業(yè)工程與管理專業(yè)碩士研究生。