1. 基于模塊化的產(chǎn)品智能報價

復雜的定制產(chǎn)品的報價不僅需要給出價格，還要給出交貨期，這給企業(yè)帶來巨大的挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的方法是找一個相似的已經(jīng)做過的產(chǎn)品作為參考模型，提供價格和交貨期的數(shù)據(jù)。但當新的定制產(chǎn)品與原有產(chǎn)品額差距較大時，這種價格和交貨期數(shù)據(jù)的誤差就會較大，難以滿足工程的要求。

當企業(yè)有較好的模塊化基礎時，在進行產(chǎn)品報價時將產(chǎn)生一個經(jīng)過“壓縮”不完整的產(chǎn)品BOM，其中大量的模塊是已知的，并已經(jīng)生產(chǎn)過的，因此可以在產(chǎn)品主結構和模塊主模型、主文檔的基礎上，根據(jù)用戶的需求迅速地提供正確的報價和交貨期。

當大量模塊和材料需要外購和外協(xié)時，可以通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、零件庫、電子商務平臺等快速找到相應模塊的最新報價和交貨期，得到比較準確的報價和交貨期數(shù)據(jù)。

2. 基于模塊化的產(chǎn)品智能報價

傳統(tǒng)ETO定制產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃的編制需要等產(chǎn)品圖紙和工藝文件完成后才進行，傳統(tǒng)的MTO或ATO定制產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃的編制是根據(jù)用戶的訂單到達后才開始采購和生產(chǎn)，這往往導致較長的生產(chǎn)周期。

基于產(chǎn)品模塊化，生產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)可以對產(chǎn)品的模塊進行預測和組織生產(chǎn)，可以在訂單到達后，立即制定出粗的EBOM（設計BOM）、MBOM（制造BOM）。這些BOM是不完整的，有一些模塊還需要設計、采購洽談等，但可以用來采購、制造和裝配已知模塊，用來對待設計的模塊的材料采購和粗加工，從而顯著縮短生產(chǎn)周期。這種基于不完整的EBOM、MBOM得到的生產(chǎn)計劃稱之為不完整的生產(chǎn)計劃，而在完整的EBOM、MBOM基礎上得到的生產(chǎn)計劃稱之為完整的生產(chǎn)計劃。

不完整的生產(chǎn)計劃的制訂過程如下：

（1）選擇參考模型：用戶訂單所要求的個性化產(chǎn)品沒有相應的技術數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)和作業(yè)周期等數(shù)據(jù)。因此，需要從已經(jīng)生產(chǎn)過的同類或相似產(chǎn)品中挑選一個“最接近”于當前產(chǎn)品技術條件和要求的產(chǎn)品，作為編制當前產(chǎn)品不完整的生產(chǎn)計劃的參考模型。

（2）不完整的生產(chǎn)計劃編制：先根據(jù)當前產(chǎn)品與選定的參考產(chǎn)品之間的差別，確定相應的難度系數(shù)值，并按此難度系數(shù)來修正參考產(chǎn)品的工藝數(shù)據(jù)和作業(yè)周期，再按產(chǎn)品的交貨期、產(chǎn)品不完整的EBOM、MBOM和修正后的作業(yè)周期，倒排其生產(chǎn)進度計劃，計算出其關鍵路徑及有關各工序的最早開工期和最遲完工期，其中也包括技術準備的計劃日程。

（3）預估當前產(chǎn)品的負荷：按第（2）步編制不完整的生產(chǎn)計劃時，使用難度系數(shù)修正參考產(chǎn)品的工藝數(shù)據(jù)，并以此來計算當前產(chǎn)品的不完整的生產(chǎn)計劃在各工位組的負荷，稱之為當前產(chǎn)品的預估負荷。

（4）生成負荷—能力平衡表：將當前產(chǎn)品的預估負荷與所有正在生產(chǎn)的訂單產(chǎn)品所對應的負荷按工位組疊加，形成各個工位組的總負荷，并將此總負荷疊合在對應工位組的能力曲線上，以形成各工位組的負荷—能力平衡表。當負荷與能力不相平衡時，或者修改當前產(chǎn)品的交貨期，或者選擇當前產(chǎn)品中的某些零部件作為外協(xié)件，并重新執(zhí)行步驟（2）、（3）、（4），直到負荷和能力基本平衡為止。這時的不完整的生產(chǎn)計劃經(jīng)認可以后，才算正式編定。

（5）重新計算當前產(chǎn)品負荷：在步驟（3）按難度系數(shù)和參考產(chǎn)品的工藝數(shù)據(jù)算得的負荷只是一種預估負荷，其精確程度是有限的。在當前產(chǎn)品的技術準備完成后，其BOM已經(jīng)產(chǎn)生，工藝數(shù)據(jù)也已補全，這時較精確計算當前產(chǎn)品負荷的條件已經(jīng)具備。此時應該按照當前產(chǎn)品的BOM和工藝數(shù)據(jù)，結合其不完整的生產(chǎn)計劃，重新計算其負荷，并將此負荷疊加到老負荷上去，其預估負荷則隨即從預估負荷數(shù)據(jù)庫中被清除。

不完整的生產(chǎn)計劃一旦編定后，就不再修改，在其規(guī)定的時間接點限定下編制生產(chǎn)計劃。

圖1表示了不完整的生產(chǎn)計劃與產(chǎn)品開發(fā)設計、生產(chǎn)計劃、作業(yè)計劃和產(chǎn)品制造的聯(lián)系。

圖1 不完整的生產(chǎn)計劃與產(chǎn)品開發(fā)設計、生產(chǎn)計劃、作業(yè)計劃和產(chǎn)品制造的關系

在產(chǎn)品粗結構基礎上編制而成的不完整的生產(chǎn)計劃不但用作毛坯和原材料采購的依據(jù)，還起著協(xié)調(diào)和控制產(chǎn)品總體設計和詳細設計進度的作用（圖1中的虛線箭頭），一直到技術準備完成，完整的BOM產(chǎn)生。此時，可以在不完整的生產(chǎn)計劃規(guī)定的時間框架下編制生產(chǎn)計劃和作業(yè)計劃。這種3層計劃模式特別適用于ETO的模式，如果能夠實現(xiàn)按零部件為單位組織生產(chǎn)，則得到的效果更佳。

3. 基于模塊化的未來工廠

人們對未來工廠提出多種模型，這些模型或多或少與產(chǎn)品模塊化有關，并且其目標都是實現(xiàn)大批量定制。

1）未來工廠的分形企業(yè)模型

分形（fractal）幾何，又稱分數(shù)維。組成部分與整體以某種方式相似的“形”叫做分形。其重要特點是自相似性。自相似性指的是若將該圖形的一部分放大，其形狀與全體（或者大部分）相同。不論多小的部分，若將其放大到適當?shù)拇笮。瑧撃艿贸雠c原來相同的圖形。這是一種整體與部分無窮嵌套的自相關、自相似關系。分形體的解改進時，其結構基本不變，如雪花的結構、人的血管和神經(jīng)的分布等。圖2描述了一種分形幾何圖形通過自相似操作進化演變越來越來復雜的過程。德國瓦納克（Warnecke）教授在1993年提出了分形企業(yè)（fractal enterprise）的理論說明未來企業(yè)應是這樣一種結構，以模塊化自相似的組織結構應對復雜多變的內(nèi)外環(huán)境。

圖2 分形幾何圖形的自相似性

2）未來工廠的全能制造系統(tǒng)模型

全能制造系統(tǒng)（holonic manufacturing systems，HMS）由一系列標準和半標準的、獨立的、協(xié)作的和智能的全能體組成。全能體（holon）這個詞是從希臘字holos（意思是整個、全部）加上字尾“on”轉化而來的。1967年，匈牙利作家兼哲學家阿瑟?凱斯特勒（Arther Koestler）在其名為《機器中的幽靈》一書中首次使用了“holon”這個詞來代表生物和社會系統(tǒng)的基本組成單位。全能體是一定程度獨立自主的單元，執(zhí)行任務時無須向上級請示。同時，全能體之間具有暫時的遞階層次關系，全能體是上一級的控制對象以及全能群體的一部分。一個制造全能體可以是運輸、加工和存貯等單元，員工也是全能體的一部分。全能制造系統(tǒng)由全能體以自組織的方式組成，其結構是不固定的，是動態(tài)的和暫時的。自主的特性保證了整體是穩(wěn)定的，能夠在干擾下生存。而對上層整體的服從又確保了更大整體的有效運轉。

全能組織的優(yōu)點在于其能夠構建非常復雜的系統(tǒng)，能夠高效利用資源，對來自內(nèi)部和外部的干擾保持高度的靈活性，對環(huán)境變化有很強的適應能力。

3）未來工廠的生物型制造系統(tǒng)模型

生物型制造系統(tǒng)(bionic manufacturing system，BMS)的概念最早由日本京都大學教授Norio Okino在1988年提出，后來并作為智能制造系統(tǒng)的一部分?；谟缮飭l(fā)得到的思想，例如自生長、自組織、自適應與自進化等，以這些思想為基礎的仿生制造系統(tǒng)的目標是處理制造環(huán)境中不可預知的變化。同計算機科學的新領域例如進化計算和人工生命相聯(lián)系，BMS得到了發(fā)展。

制造系統(tǒng)的僵化是當今發(fā)達國家制造業(yè)面臨的巨大難題之一。對于當前瞬息萬變的制造環(huán)境來說，工業(yè)中流行的自動化系統(tǒng)，包括所謂的FMS（柔性制造系統(tǒng)），已是非常僵化而難以調(diào)整。這就要求構造這樣一個真正的柔性系統(tǒng)結構。這種系統(tǒng)具有自主分布、自組織、自下而上、面向零件、協(xié)同和協(xié)調(diào)、超柔性等特征。這些特征與生物體的特征是相似的。因此生物型制造系統(tǒng)是現(xiàn)代制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。