．立项的背景和意义

        近年来，浙江玉环县汽车摩托车配件产业发展迅速。到目前为止，无论是生产能力还是经济规模，玉环县汽摩配产业在全国县域经济中占有明显的比较优势。随着国内外先进设计制造技术的不断发展和用户要求的不断提高，玉环县各汽摩配企业要想继续壮大发展并保持这种优势地位，就必须将现代设计制造技术广泛地应用于产品研发和生产之中。在此背景下，浙江中兴减震器制造有限公司和玉环县科技局委托武汉理工大学在中兴减震器制造有限公司推广应用浙江大学－玉环凯凌集团有限公司的PDM项目，进行“基于快速响应客户需求的设计开发平台在汽车减振器产品开发中的推广应用及研究”。

        项目完成后，不仅可提升项目委托企业的研发能力和水平，降低生产成本，缩短生产周期，提高生产效率，还可为先进设计制造技术在玉环县汽摩配企业的全面推广应用打下坚实的基础，具有良好的经济效益和社会效益。

        ．国内外研究现状和发展趋势

        项目“基于快速响应客户需求的设计开发平台在汽车减振器产品开发中的推广应用及研究”属于现代设计制造技术中面向大规模定制设计技术的研究应用领域。它在现代CAD/CAE技术支撑下涉及到面向大规模定制设计的基本理论和方法、产品开发与快速设计、并行设计、标准化规范化、面向产品族设计、模块化设计、产品配置、智能化设计和PDM技术等多个方面。

        ．1 大规模定制国内外学术界研究现状

        大规模定制生产概念的产生，可以向前追溯到20世纪80年代。1980年，美国著名的未来学家阿尔温托夫勒(A.Toffler)出版了著名的著作《第三次浪潮》，首次提出了一种理想化的生产系统，称之为“非大量化”，意即这种生产系统能满足客户个性化的需求。该观点引起了许多读者特别是企业经营管理者和学者的广泛关注。1987年，美国著名教授戴维斯(S. Davis)写了《未来完美的震荡》 (The Future Shock Perfect)一书，书中提到了托夫勒的观点和概念，并对其进行了更具体的发展，并命名为“Mass Customization” ，即大规模定制。1993年，约瑟夫·派恩二世（Joseph PineⅡ）对大规模定制的内容进行了完整的描述：大规模定制生产方式是一种面向客户个性化和竞争全球化而产生的新型生产方式，通过产品结构和制造过程的重组，运用现代信息技术、新材料技术和柔性制造技术等一系列高新技术，把产品的定制生产问题全部或部分转化为批量生产，以大规模的生产成本和速度，为单个客户或小批量多品种市场定制任意数量的产品，并与

        .M.Andserson合作论述了为大规模定制生产开发敏捷产品的问题。

        在国内，“十五863”现代集成制造主题也列出了这方面的研究课题 。浙江大学祁国宁教授、顾新建教授，大连理工大学刘晓冰教授，中国科学院韩永生研究员等许多专家和学者结合中国国情对大规模定制的理论和实施应用等方面进行了大量有成效的研究 。有关文献对大规模定制的实施方法进行了分析研究，总结了西方企业在从产品设计、制造、装配、供应以及销售服务等产品不同生命周期阶段实现大规模定制的基本方法。

        从学术界的研究上看，对大规模定制生产模式的研究可以分为两个部分：研究大规模定制下产品设计开发技术与产品建模理论和大规模定制生产的企业组织与运作管理，这两个部分是相辅相成的。一方面对面向大规模定制的产品设计开发技术的研究是生产组织运作的基础，因为企业生产组织的核心就是企业的产品，如何设计出适于大规模定制的产品结构并实现产品模型合理表达，是大规模定制应首先考虑的问题；另一方面，如何进行产品的开发过程的组织以及产品的生产运作是实现大规模定制的重要手段，设计方法学的理论和交付客户的定制产品都要通过先进制造理论支持的环境来实现。

        .2企业的研究与实施现状

        除了学术界进行大规模定制的研究外，有关企业也进行了这方面的尝试，很多国际著名的大公司，通过大规模定制生产模式为客户定制产品，获得了巨大的竞争优势，面向大规模定制模式的采用已成为现代企业生产模式的主流。

        1）戴尔公司

        戴尔公司采用了大规模定制生产模式，是个人计算机制造行业的楷模。戴尔公司成品库存为零，只生产定制产品。客户可以通过拨打800免费电话或登录公司的网页，提出机器配置并经确认之后，供应商会在一小时之内将配件送到戴尔公司，公司在24小时内将定制产品装上车，送货上门，并负责安装调试。戴尔公司通过采用大规模定制模式，使其在个人计算机市场中的份额上升到第二位，销售额从1988年的159亿美元猛增到1998年的180亿美元。

        2）摩托罗拉

        在80年代，摩托罗拉采纳了持续改善的思想，使废品率降到了3.4％，而当日本的竞争对手仍在仿效摩托罗拉的做法增强竞争力的时候，摩托罗拉公司则通过大规模定制，再次在竞争中占据了领先地拉。摩托罗拉公司开发了一个几乎全自动的制造系统，这使销售代表用便携式计算机签下定单的一个半小时之内，工厂就可以制造出 2900万种不同组合的寻呼机中的任何一种，这增强了摩托罗拉的竞争实力，使摩托罗拉成为美国唯一的寻呼机制造商，占有全世界市场份额的40％以上。

        3）波音公司

        波音公司的737系列从早期的737－100发展到737－800，其中737－100为基本型，其他型号的机身加长或者缩短，或采用更先进的发动机和电子设备，使得不同型号的737客机航程和载客量各不相同，以满足不同用户的需求。如加长型737－400，载客量为156人；缩短型737-500，载客量为108人；而737－800为最近开发的型号，采用了最新技术。不同型号客机虽性能各异，但零部件绝大部分相同，可利用相同设备加工装配，因而提高了生产效率，降低了生产成本。目前波音737系列的产量已近4000架，成为目前世界上最大的喷气客机产品族，波音公司的这一作法取得了巨大成功。

        4）微软公司

        另一个范例是微软公司的Windows95／98系列的开发。Windows95最初是主要针对美国市场的英文界面，在此基础上针对世界各国不同用户，微软公司又推出了不同语言版本的Windows95产品，占据了不同的细分市场；在Windows95的基础上，微软公司进一步开发了 Windows98和 Windows2000系列，同样取得了巨大的成功。

        另外还有许多其它的世界知名企业在这方面进行了有效的工作，比如生产牛仔裤的李维斯、日本的松下自行车公司。

        目前，国外许多公司正在更新设备，转变管理模式，实现生产和管理的数字化，进一步改善大规模定制的基本条件。据有关资料统计，目前美国和欧洲的大公司中有70%在按这种生产方式重新经营和规划其生产系统。在国内，北京第一机床厂、石家庄天同拖拉机厂、海尔集团等也在采用不同的方式实施大规模定制生产，并且取得了初步的成效。近年来，浙江省结合本省汽摩配产业的特点，开展了重大科技攻关项目“基于快速响应客户需求的并行设计开发平台研究及其在汽摩配产品行业中的应用”的攻关研究，取得了明显的成果。

        总的来看，国内在这方面的研究尚处于初始阶段，除了前述少数著名企业外，大多数企业对它还不了解。可以说，即使当前一些较为具有成果性的基于典型企业实施大规模定制（MC－Mass Customization）的案例研究，大多数只是提出了一些企业思想或方法层次上的探讨，很少触及到企业实施MC时在设计、制造与管理方面的具体措施或策略；国外汽车制造业正在从大规模生产向大规模定制生产转变, 汽车制造业的新时代——大规模定制生产时代正在到来，但国内对把大规模定制的思想运用于汽车制造业还处于起步阶段，目前还未见国内汽车减振器生产企业研究应用面向大规模定制设计的报道。

        .3国内外PDM技术研究应用现状

        技术实施现面向大规模定制设计的基础。早在80年代初期，为了解决大量工程图纸、技术文档和CAD文件的计算机化管理问题，就出现了PDM技术，

        到目前为止，国外已将PDM技术扩展到产品开发过程中的设计图纸和电子文档的管理、材料明细表和工程文档的集成管理以及工程变更管理等三个主要领域。国外知名企业相继开发出了专业的PDM系统，如SDRC公司的Metaphase、EDS公司的IMAN、PTC公司的Pro/Intranlink、IBM公司的PM、Computer Vision公司的Optegra以及Spera公司的Sphera等PDM系统。另外，许多国际流行的CAD软件系统也在不断地增加软件的PDM功能。

        国内虽然起步较晚，但许多软件企业、研究机构和大专院校近年来也开发出一些通用或专用的PDM系统，主要包括开目公司的开目PDM、高华公司的GHPDMS、南京同创集成有限公司的同创PDM，华中软件公司的IntelPDM、浙江天大公司的GS－PDM、博通公司的PDM和北京凯思软件公司的Work Manager等。

        随着PDM技术的不断发展，卧果最新的研究和应用成果不断出现。2006年1月，中船重工集团大连造船重工有限责任公司船研所的赵原明等人将PDM技术作为有效的协同设计手段,实现了船舶的异地协同设计；同年5月，西北工业大学的刘彬等人和中国航天科技集团公司的杨海成构建了基于Teamcenter Engineering v9.0的PDM系统，并将其应用于我国航空发动机模具的设计和生产中，提高了航空发动机生产企业的效率和信息化管理水平。这些成果表明PDM应用范围越来越广，水平越来越高。

        在汽摩配企业PDM应用方面，浙江大学针对玉环凯凌集团有限公司制动器产品进行了PDM开发应用研究，取得了较好的效果。根据企业的现有信息化实施情况，在实施企业制动器并行设计平台的过程中，进行整体规划、分步实施。首先实施对现有技术资料的整理和规范管理，在实施PDM系统过程中注重面向CAD应用信息的存储和管理，使PDM系统成为真正有效的电子数据仓库，能够对产品的系列化、标准化和模块化整顿提供强有力的数据支持，包括产品图纸管理、产品关键属性管理、产品及部件零件间的引用分析等功能。在此基础上，开展了产品CAD实施工程，建立了有效的、面向企业的制动器辅助设计支持系统，包括支持变异设计和配置设计的专家系统、优化设计系统等。同时通过实验验证，保证了所建立模型的有效性。另外，为了提高产品的整体开发效率，对产品制造工艺进行了研究，建立了产品工艺和工装管理系统，并与PDM系统相集成，确保在产品设计的过程中就能够分析相关的制造工艺和工装。不过，所建立的PDM系统主要基于二维工程设计，面向管理而不是面向三维设计的。

        ．4 发展趋势

        随着信息技术、制造技术的迅速发展和世界市场由相对封闭到日益开放的转变，现代汽车及其零部件制造企业的竞争环境发生了巨大的变化，主要表现在产品生命周期缩短、客户需求多样化和个性化、交货期缩短、多品种小批量的生产

        比例增大和市场的动态多变等方面。因此，在我国汽摩配企业全面推广应用现代先进设计制造技术是不可避免的发展趋势。

        另外，开发应用汽车零部件参数化设计系统，研究PDM和MPR II以及ERP II之间的渗透，逐步实现面向产品研发的管理，提高设计系统的网络化、集成化和智能化水平，是推广应用过程中必不可少的工作。

        . 研究内容和技术关键

        本项目是浙江大学－玉环凯凌集团有限公司PDM项目在项目委托企业浙江中兴减震器制造有限公司的推广应用，由玉环县科技局和浙大负责提供浙大PDM通用平台，武汉理工大学负责在浙大PDM通用平台基础上进行适用于项目委托企业的二次开发。

        ．1 研究内容

        主要研究内容包括：

        1）产品PDM管理系统和辅助支持工具在中兴公司的实际应用，包括分析中兴公司的产品开发过程并综合其它相关部门的需求，对PDM功能进行规划、定制和实施，在现有PDM基础上建立满足中兴中长期发展要求的PDM系统。

        2）支持液压减震器设计的CAD子平台的研究开发，主要包括液压减振器系列化和模块化数据规划，三种型号液压减振器CAD设计和模型分析，全性能建模和关键零件参数化建模等内容。

        3）形成基于网络的设计过程模型、图库及PDM系统，在整个企业层面建立统一的数据管理及研发知识共享平台。

        ．2 技术关键

        主要技术关键包括：

        1）浙大PDM平台的开放性和在中兴减震器制造有限公司的适应性问题。减振器和制动器是完全不同的两个产品，相关企业的具体需求也有很大差异。因此，浙大主要针对玉环凯凌集团有限公司制动器产品研发的PDM系统具有良好的开放性和产品适应性是保证本项目顺利开展的关键点之一。

        2）减振器产品参数化数字模型和PDM系统的信息建模研究。这是产品配置、优化设计、智能化设计和产品数据管理的基础和关键，良好的数字模型可保证设计制造和管理的有效性、灵活性和可靠性。

        3）面向大规模定制的减振器产品设计、产品配置、快速响应、优化设计和智能化设计问题。这里面涉及着产品规划、分族、分类、合并、重构和派生，包含着具体算法、计算分析模型、产品设计、工艺、设备和用户需求分析等许多内

        容，决定了整个项目的实用性和技术水平。

        . 预期目标

        项目完成后，预期达到以下目标：

        1）提高产品设计效率5倍以上；

        2）提高产品的标准化和模块化率，降低企业现有零件数达到20－50%，形成较完整的系列化、模块化，从而提高企业生产效率20%，同时带来管理成本和工装成本的大幅下降；

        3）降低产品设计的出错率；

        4）提高工装的利用率，实现企业工装的有效管理、减少工装的重复开发率，降低企业每年投入工装开发经费下降20－50%。

        另外，研究成果如果在整个玉环汽摩配汽车全面推广应用，预计能产生很大的经济效益和社会效益，实现玉环汽摩配企业生产能力、经济规模和研发能力全国领先。

        . 研究方案、技术路线、组织方式与课题分解

        ．1 研究方案和技术路线

        在多单位协调合作的基础上，采用理论研究、计算机应用开发和试验验证相结合的方式进行研究。具体技术路线为：

        1）了解消化浙大针对玉环凯凌集团有限公司制动器产品研发的PDM系统浙大PDM平台的功能、性能和实际应用问题，分析浙大平台PDM的开放性和在中兴减震器制造有限公司的适应性问题；

        2）根据浙大平台的具体能力并结合中兴公司的现有信息化管理和CAD/CAE技术应用现状和发展需求，分析拟定在中兴公司推广浙大PDM推广应用整体规划和分步方案；

        3）在中兴公司推广实现浙大PDM系统在中心公司减振器设计制造和管理中的应用。在实施PDM系统过程中注重面向CAD应用信息的存储和管理，使PDM系统成为真正有效的电子数据仓库，能够对产品的系列化、标准化和模块化整顿提供强有力的数据支持，包括产品图纸管理、产品关键属性管理、产品及部件零件间的引用分析等功能；

        4）开展产品CAD实施工程，建立有效的、面向企业的液压减震器辅助设计支持系统，包括支持变异设计和配置设计的专家系统、优化设计系统等；

        5）进行实验验证，保证所建立模型的有效性；

        6）为了提高产品的整体开发效率，需要对产品制造工艺进行研究，首先要

        建立产品工艺、工装管理系统，使得在产品设计的过程中就能够分析相关的制造工艺和工装。

        ．2 组织方式与课题分解

        采用玉环县科技局负责组织协调，浙江大学、武汉理工大学和中兴减震器制造有限公司合作参与的组织方式。课题分解方案如下：

        1）玉环县科技局负责牵头组织，解决浙大PDM在中兴公司的使用产权问题，协调开发过程中需要各单位进行合作的各个环节；

        2）浙江大学主要负责提供PDM平台及相关资料，并对相关人员进行培训，保证系统的良好开放性和在中兴公司的适应性；

        3）武汉理工大学主要负责在中兴公司全面实现浙大PDM系统的推广应用，在此基础上完成“基于快速响应客户需求的设计开发平台在汽车减振器产品开发中的推广应用及研究”的整个工作；

        4）中兴减震器制造有限公司参与整个项目的工作，主要包括资料提供和整理、数据录入和产品图绘制、提供所需试验以及方案论证和在企业内组织实施等。

        . 计划进度安排

        . 现有工作基础和条件

        现有基础和条件主要体现在下几个方面：

        1）玉环县科技局具有很好的科学发展观念和科学发展组织、协调和实施能力，曾组织实施过许多重大科研项目，极大地促进了玉环县企业的发展。目前玉环县汽摩配产业位居全国领先地位，就是很好的证明；

        2）浙江大学项目参与方完成了浙江省重大科技攻关项目“基于快速响应客户需求的并行设计开发平台研究及其在汽摩配产品行业中的应用”，取得了包括适用于制动器的PDM平台等一系列成果，积累了丰富的经验，为PDM的推广应用打下了坚实的基础；

        3）武汉理工大学汽车工程学院在汽车现代方法、电动汽车研究、汽车零部件新产品开发、汽车测试技术及设备、汽车电控技术等方面都取得了丰硕成果，与企业结合，使很多研究成果得以转化为产品，产生了良好的经济和社会效益。近几年来，与玉环县汽摩配企业成功完成了很多合作的项目。同时，也参与企业的现代管理、产品数字化管理等工作，对企业管理水平的提升起到了推动作用。

        . 经费预算