郑国君 丁 勇 顾新建<br /><br />(浙江大学机械系生产工程研究所 杭州 310027)<br /><br />【摘要】讨论了大规模定制(Mass Customization, MC）对敏捷供需链的需求，对面向大规模定制的敏捷供需链系统的背景、特点等进行了分析，运用统一建模语言(UML)对敏捷供需链系统进行了信息建模分析,并构了面向大规模定制的敏捷供需链系统框架。<br /><br />【关键词】大规模定制；敏捷供需链；UML；动态联盟<br /><br />随着信息技术的发展，网络技术正在对人们的生活和生产发生着重大的影响。世界市场也随之发生了翻天覆地的变化，从原先相对稳定的市场变成了动态多变的市场，即产品的生命周期缩短、品种增加、批量减小，顾客对产品的交货周期、价格和质量的要求也越来越高。在这种背景下，面向大规模定制的敏捷供需链应运而生。<br /><br /><span style='color:red'>1 大规模定制对敏捷供需链的需求</span><br />生产的效率提供定制产品的一种先进制造模式。其目的是解决长期困惑制造业的“ 两难”问题，就是既要使产品满足客户个性化的要求,又要使产品的成本和交货期与大批量生产的产品相同或相接近[2] 。它需要合作很好、反应快速的供需链支持。大规模按顾客订单定制不仅仅是一个新的设计方法、制造过程、物流系统或营销战略,它正在成为21世纪公司的组织原则，就像大批量生产是20世纪的组织原则一样。<br /><br />不可能是全能的企业，只有充分发挥各个企业的核心优势，组建动态联盟，才能解决大规模为了能在尽可能较短的周期内，以较低的成本，生产出能满足用户个性化要求的产品，这就要求在企业群中实施大规模定制生产，这是因为每个企业定制中的两难问题，实现买方和卖方的“双赢”。这样制造企业就不再是孤立的个体，而是社会化大系统中的一个成员, 并作为动态的制造环境中一个可使用的制造个体资源，以企业集成的形式，通过合作与竞争, 参与敏捷供需链。因此,企业集成的范围正在逐渐的扩大, 其主要的趋势是向供应商和客户扩展,或者说向企业的上游和下游扩展,其变化如图1所示,其中 MRP、MRPII、ERP、SCM 和 ASCM 分别为物料需求计划 ( Material Requirements Planning)、制造资源计划(Manufacturing Resources Planning)、企业资源计划(Enterprise Resources Planning)、供需链管理 (Supply Chain Management)和敏捷供需链管理 (Agile Supply Chain Management)[1]。 <br /><br />大规模定制环境下，各企业在敏捷供需链中各尽其力，共享利润。所以,为了增强竞争优势，各企业就会将他们的生产经营活动集中在自己的核心业务上,而将其它活动交给别的企业处理。这样，尽管敏捷供需链中的企业间存在着一定的竞争，但更多的是合作, 所以企业的竞争在一定程度上说已经转化为整个企业联盟和其他企业联盟的竞争，或者说是企业供需链与供需链之间的竞争，企业竞争形态的转变如图2[1] 。 <br /><br />由上面的分析可知：为了能实现以大批量的效益进行定制产品的生产, 我们应该提升对供需链的管理, 组建面向大规模定制变 敏捷供需链系统。<br /><br /><br /><img src='http://geocom.hhcc.net.cn/magz/wk0202/2.htm1.gif' border='0' alt='user posted image' /><br /><br />         图2 企业竞争形态的转变<br /><img src='http://geocom.hhcc.net.cn/magz/wk0202/2.htm2.gif' border='0' alt='user posted image' /><br /><br /><span style='color:blue'>2 面向大规模定制的供需链系统 </span><br />从20世纪60年代开始,人们就开始正式研究供需链, 至今还没有统一的定义，比较常用的提法是: 供需链是由进行物料获取、加工物料成中间件或成品、再将成品送到用户手中的一些企业或企业部门构成的网络。从供需链的构成来看，参与供需链的基本实体主要有供应商 (还包括供应商的供应商等 )、制造商、配送中心、零售商、最终用户等，从供需链的内容来看，主要涉及参与供需链的相关实体之间的物流、信息流、资金流、增值流、业务流的同步与协作问题。供需链面临的挑战与机遇主要是：<br /><br />2.1 市场的变化<br /><br />随着社会生产力水平的不断提高，现在的市场已由过去的“ 卖方市场”转向“买方市场”，顾客的选择范围不断扩大，对产品的期望值大为提高。顾客不再只满足于合理的价格,还要追求产品的个性化。企业往往要根据顾客的要求来“量体裁衣”,因此使企业难以享受规模经济的好处。不仅如此，消费者的消费习惯也发生了很大变化,即使企业能够为消费者提供他们需要的产品，但如果不能提供一流的服务，顾客也会很容易地转向其他地方。因此,企业间的竞争越来越激烈,为了增强竞争优势，各企业纷纷将它们的生产经营活动集中在自己的核心业务上, 而将其它活动交给别的企业处理。　<br /><br />2.2 先进制造和管理技术的发展<br /><br />伴随着经济全球化程度的不断提高，竞争环境也变得持续、快速变化和无法预测,企业为求得生存、发展并扩大竞争优势,需要在采取企业重组、动态联盟、网络制造等先进制造和管理技术的基础上发展供需链管理。同时,企业可以选择的供应商、销售商、制造商、目标市场等范围也扩大了,从以前的小区域范围到大区域范围及全球范围，从国内走向国际。而企业本身在地理位置上的分布也越来越广,跨国企业在越来越多的国家建立了子公司。由于企业组织形式的动态变化、地理位置距离较远,供需链就会动态多变、越来越长，结构越来越复杂，因此对供需链的管理也更加困难。利用先进制造和管理技术及网络技术进行供需链管理变得越来越迫切。<br /><br />2.3 信息技术的发展<br /><br />信息技术的飞速发展,不断改变着商业活动的形式, 同时为企业建立从最初供应直到最终用户的无差错的、 高效率的网络提供了可能。今天的消费者要求可靠的、高效的、高质量的服务和信息, 信息技术快速可靠地传递数据的能力可以促进这些期望的实现。诸如电子数据交换(Electronic Data Interchange , EDI) 技术、条形码技术、电子资金转账 (Electronic Financing Transfer, EFT)等技术，特别是Internet、Intranet和Extranet的迅速普及为企业提供了有效的技术支持，它不仅能够沟通供需信息，降低交易成本，提高用户服务水平，更为重要的是它加速了全球市场一体化的进程，从根本上改变了企业的生产经营方式，任何一个企业如果不能适应这种新的经营方式及手段的变化，在未来的市场竞争中将失去立足之地。同时，以 OMG的CORBA和微软的DCOM为代表的分布式对象技术已日趋成熟，并逐步应用到实际系统的开发中,为建立动态可重构信息系统、适应企业经营过程的重构提供了有力的支持。供需链系统应充分利用这些先进的信息技术，提高系统的管理与运作效率。<br /><br />在上述背景下, 面向大规模定制的供需链系统正在出现，因为存在着市场的日益增长的需要,存在着企业竞争环境变化的巨大压力，同时有信息技术,特别是网络技术的强有力的推动。面向大规模定制的供需链系统的发展目标是使企业更快地向顾客提供价廉物美的个性化产品。其机制是利用供需链系统中各专业化生产企业的模块化、标准化零部件组合出能满足顾客个性化需求的定制产品。

<span style='color:red'>3 面向大规模定制的敏捷供需链的信息建模</span><br /><br />市场环境的变化、先进制造技术和信息技术的发展,要求对供需链问题赋予新的含义和要求，敏捷供需链（Agile Supply Chain, ASC）的概念也由此而产生，它是指在竞争、合作、动态的市场环境中，由各实体组成的动态供需网络[4]。敏捷供需链区别于一般供应链系统的特点在于[5]：①供需链的环境是不可预测、持续变化的；②构成供需链的实体之间具有竞争、合作、动态等多种性质的供需关系；③对环境的变化具有快速的响应能力；④敏捷供需链以用户为中心。这就要求敏捷供需链管理系统(Agile Supply Chain Management System, ASCMS）能有效的预测持续变化的市场环境、动态地响应环境的变化。显然，敏捷供需链能适应大规模定制生产的需要，因为顾客的个性化需求变化很快，只有敏捷供需链才能满足这种变化。<br /><br />因此，我们在ASCMS的设计时，应该把握好该系统的动态可重构性、集成性和开放性。动态可重构性是指ASCMS快速适应产品、市场及企业联盟组织形态变化的能力；集成性是指ASCMS 对参与ASC的各(自主）实体之间实现信息共享与功能互操作的支持能力；开放性是指ASCMS独立于特定的实现环境(特定的计算机硬件、系统软件、网络协议等）及融合新技术的能力[6]。<br /><br />面向大规模定制的敏捷供需链管理系统是一个跨企业、面向很多种不同产品、涉及产品的全生命周期的复杂系统。为了有效进行敏捷供需链管理，信息建模是一项重要的工作。<br /><br />随着面向对象技术的发展和人们对建模重要性的逐步认识，面向对象的建模语言层出不穷。统一建模语言(United Modeling Language，UML)融合了众多面向对象的建模语言的长处，其特点主要是[6]：<br /><br />(1) UML是国际软件工业界广泛认可的标准，它统一了对象模型的标记和含义，使软件设计工具能发挥更大效用，使软件之间容易集成，使软件模块能更容易的被重新使用，特别能满足敏捷供需链管理中企业集成和动态多变的需求。从而可以实现以软件模块的动态重组支持敏捷供需链中企业模块的重组，并有效支持企业软件系统的集成；<br /><br />(2) UML取长补短，适当的平衡了简洁性和具体化。它吸收了Booch 1993、OMT-2和OOSE三种面向对象方法的优点，同时去除了这三种方法中容易引起误会的、不常用的部分，并发展为一种独立的面向对象的建模语言。<br /><br />UML的目标是以面向对象的模型图方式，描述任何类型的系统,用UML提供的各种模型图，对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。UML适用于系统开发的不同阶段。在需求定义阶段，可以通过用例图捕获用户的需求，描述系统的功能以及外部角色与系统的交互关系；在详细设计阶段，主要关心构成系统的主要元素，及这些元素间的静态组成和动态协作关系。可以利用 UML的类图、状态图、活动图及顺序图等描述这些关系；在实施描述阶段，通过进一步细化各种静态和动态模型图，为项目的实施和信息系统的实现提供详细的依据。为了使敏捷供应链系统支持动态联盟的优化运行，我们在进行敏捷供需链系统信息设计前必须考虑以下两点：<br /><br />a 企业内部供需链。企业内部的信息系统,它主要是通过Intranet以保证企业内部供需链的顺畅实施和优化，它可能根本没有考虑如何通过Internet/Extranet跨越企业运行。而重新设计这些应用往往不可行。那么，应该保证这些旧应用仍能在开放环境下继续运行而保证信息安全。<br /><br />b 企业外部供需链。企业外部供需链中的成员企业是不断变化的,为了保供需链的平稳结合和解体，供需链中企业之间的信息系统应具有统一的标准，遵循这些标准，保证系统的开放性与互操作性。为此，我们必须对敏捷供需链的动态建立过程进行分析设计。<br /><br />从敏捷供需链的概念可知,其所涉及的实体有：供应商、制造商、分销商、客户；业务流程包括：信息流、资金流、物流。同时对于不同类型的企业，虽然其业务或功能不同，但涉及到的业务种类(例如，采购、库存、制造和销售等) 却是有限的，具有相对的稳定性[5]。如果我们再进一步简化，可以把供应商、制造商和客户三个实体看成供需链上的一个单元, 因为分销商还是可以看成是独立于制造商的客户，这样整个敏捷供需链就可看成是由无数个这样的单元组成的分形网络结构。这时我们只要处理好一个单元，其他单元就可以参考其运行模式进行适当调整，而单元之间可以借助于委托业务代理，每个代理具有相同的结构和对外接口。我们借助于 UML中的序列图来描述敏捷供需链中每个单元的各实体间的关系，如图3所表示。<br /><img src='http://geocom.hhcc.net.cn/magz/wk0202/2.htm3.gif' border='0' alt='user posted image' /><br />我们可以在每个单元的设计基础上，通过仿真和运行进行不断的修改，使构建出的敏捷供需链系统的信息结构达到比较好的效果。其组件图如图4所示。<br /><br /><img src='http://geocom.hhcc.net.cn/magz/wk0202/2.htm4.gif' border='0' alt='user posted image' /><br />按照上述方法建立的敏捷供需链信息模型，对敏捷供需链系统的实现有很大的辅助作用。由于UML语言已经成为面向对象软件系统开发的标准，支持UML的CASE工具也相继出现，其中有代表性的有Rational公司的Rational Rose等。利用Rational Rose，可以在图形化的界面下建立各种UML模型图，并由建好的模型自动生成各种形式的源程序代码，从而极大地简化了系统开发。Rational Rose支持Java、VB、VC++等语言，利用这些语言开发出可移植、可重用的代码。这些代码以组件的形式封装起来，可供类似合作项目使用，使项目研发的成果得到积累。显然，这能较好满足面向大规模定制的敏捷供需链系统的需要。 <br /><br />4 结束语<br /><br />大规模定制生产正在改变传统的生产制造模式，企业的竞争形态也逐渐由企业间的竞争向企业动态联盟的竞争转化，只有在企业间组建高效率的供需链，他们才能在这种激烈的竞争共享利益。同时，以网络技术为代表的信息技术的迅速发展，为企业供需链管理提供了很好的实现环境。在这种背景下，面向大规模定制的敏捷供需链管理应运而生。面向大规模定制的敏捷供需链管理不但是一门技术，更是一种思想和观念，可以使企业更好地实施难度很大的大规模定制生产，而这种大规模定制生产正在成为21世纪初的制造业主流生产模式之一；可以使企业更快地向顾客提供价廉物美的个性化产品。<br /><br />本文还进一步在分析面向大规模定制的敏捷供需链系统的基础上，运用统一建模语言(UML)，对敏捷供需链系统中的基本实体进行了分析，构造了面向大规模定制的敏捷供需链系统框架。<br /><br />基金项目：国家863计划项目（课题编号：2001AA412110）<br /><br />参考文献：<br /><br />[1] 顾新建，祁国宁，陈子辰.网络化制造的战略和方法. 北京：高等教育出版社，2001,8<br /><br />[2] 祁国宁，顾新建，李仁旺. 大批量定制及其模型的研究. 计算机集成制造系统－CIMS, 2000, 6(2):41-45.<br /><br />[3] 顾新建，祁国宁等. 机械制造系统工程学. 杭州：浙江大学出版社.1996,9<br /><br />[4] 祁国宁,顾新建.计算机集成系统方法论.上海：上海科学技术文献出版社.1996， 3<br /><br />[5] 魏志强，王先逵等.面向全球制造环境的先进制造使能技术. 中国机械工程.2001，7:760-765<br /><br />[6] 柴跃廷，刘义. 敏捷供需链管理.清华大学出版社，施普格林出版社.2001,9<br /><br />[7] 刘润东.UML对象设计与编程.北京希望电子出版社.2001，3<br /><br />(收稿日期:2001.12.30；Email：lxlzgj@263.net)