规模化定制模式在连续管作业车生产中的应用

南丽华 (长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023；江汉机械研究所，湖北 荆州 434000)

管 锋 (长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023)

张志海 (江汉机械研究所，湖北 荆州 434000)

规模化定制模式在连续管作业车生产中的应用

南丽华 (长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023；江汉机械研究所，湖北 荆州 434000)

管 锋 (长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023)

张志海 (江汉机械研究所，湖北 荆州 434000)

为快速生产满足客户个性化需求的产品，将规模化定制生产模式引进到了连续管作业车的生产中，提出了连续管作业车的动态变形产品模型及部件的标准化，建立了产品配置流程模型。企业运用这些方法可快速响应客户需求。

连续管作业车；规模化定制；动态变形产品模型；标准化；产品配置

近年来，随着科学技术的进步，连续管装备技术及工艺在国内得到了长足的进步，连续管作业车在各油田的应用也达到了崭新的高度。从简单的冲砂洗井到高端的酸化压裂作业，连续管技术正处于蓬勃发展，各连续管作业车生产厂家也迎来了发展高潮。但不论是国外还是国内生产厂家都面临着一个共同的问题—连续管作业车生产周期过长。从前期掌握客户需求到后期的设计、生产、运输，生产周期至少在12 个月以上。由于连续管作业车价值高，结构复杂，零部件繁多，而客户对连续管作业车的要求各有不同，生产厂家一般是在接到订单后才组织生产，属于典型的订单式定制生产。如何在满足客户的不同需求，以快交货、低成本、高质量的产品来占有市场是每个连续管作业车生产厂家面临的问题，规模化定制生产模式是满足此需求的一种新的生产模式，将其应用于连续管作业车的生产过程将为连续管作业车技术的发展带来新的契机。

1 规模化定制生产模式

规模化定制是在经历了规模化生产之后的又一种生产模式，它以规模生产的效率和速度来设计和生产定制的产品，被认为是21世纪最重要、最具优势的生产模式。其核心思想是：基于产品零部件和产品结构的相似性、通用性，利用标准化、模块化等方法降低产品内部的多样性，增加顾客可感知的外部多样性，通过产品和过程重组，将产品定制生产转化或部分转化为零部件的批量生产，从而迅速为顾客提供低成本、高质量、个性化的定制产品[1-5]。

图1 规模化定制生产中的部件划分

规模化定制是将个性化的定制产品进行规模化生产，它将客户的个性化需求放在企业的首要位置，同时又不降低企业的效率和效益。规模化定制模式集中了规模化生产和定制生产2种模式的优势，适应规模化生产的零部件与定制生产的零部件在整个产品中所占的比例决定了生产速度的快慢及成本的高低。规模化定制生产中的部件划分如图1所示。

基本组件是组成产品的必要部件，不可缺少。选装组件根据客户需求，可选可不选，不影响产品的使用。通用件应用在所有的产品中，属于标准化、通用化部件；可选件部件有多种选择，属于模块化产品；特殊件是根据客户需求特别定制的部件。

2 适合规模化定制的连续管作业车动态产品模型

图2 连续管作业车动态变形产品模型

完整的连续管作业车包含了成千上万个零部件，从底盘车的选择(如厂家、动力大小、总质量等的不同有多种选择)，连续管的选择(外径、壁厚、材质、厂家的不同也为客户提供了不同选择)等各部件的不同，为客户提供了无限选择。如何对连续管作业车进行模块划分，建立连续管作业车的动态产品模型来覆盖产品可能出现的种种客户化需求，是实现连续管作业车规模化定制的关键。笔者经过多年的设计经验及实际生产应用，提出连续管作业车的动态变形产品模型，如图2所示。连续管作业车动态产品模型体现了产品的构成状况，但不是具体的产品，它包括了产品的可能配置，是面向一族的产品设计。产品结构的层次根据部件的复杂程度及模块化的程度决定，多者6～8层，少的也要2～3层。

1)基本组件 基本组件中分成了12个模块，其中底盘车、动力系统、控制室、连续管滚筒、连续管、注入头、导向器、防喷系统等根据客户的不同需求有不同的可选项，但这些选项也不是任意两两搭配，要受到相应的技术状态限制。若现有的可选件无法满足客户需求，则产生了特殊件。基本组件中润滑系统、软管滚筒、液压系统及长短支腿相对固定不变，属于通用件。

2)选装组件 选装组件中的部件不是所有的用户都选择，有些选装件可根据客户的要求提供多种选择,而有些选装件则是根据客户的特别需求而特殊定制，属于特殊件。

3 连续管作业车部件的标准化

连续管作业车动态变形产品模型为产品的构成划分了明确的层次结构。通用件相对简单，只有一种产品形态，不论其由多少个零件构成，都可以将通用件当成标准化产品。可选件中有些是从供应商处直接采购，如防喷系统、连续管等，尽管供应商提供了多种的选择可能，但相对连续管作业车整车产品来说，也是标准化产品，标准化的工作实际是下放到了供应商。而可选件中的自制件，则需进行产品的标准化设计，以有限的标准化选项来满足客户大多数的需求。

表1 滚筒的标准化

4 连续管作业车的产品配置

图3 连续管作业车的产品配置过程示意图

动态变形产品模型的构建及部件的标准化设计为产品快速配置打下了基础。从动态变形产品模型的每个可能中挑选一个零部件组合，就确定了该变型产品的配置，创建出基于变型产品的具体结构，实现按用户订单快速组织设计和生产出满足客户特殊需求的产品。通过配置可大大提高企业的效益。连续管作业车的产品配置过程如图3所示。产品配置步骤如下：①根据客户的基本需求，确定整车的完整结构，含基本组件及选装件；②根据客户的技术需求及可选件配置约束，将各部件的可选件进行确认；③根据客户的个性化需求对可选件进行最终确认，是否有特殊件的产生。

根据以上步骤产生最终满足客户个性化需求的具体产品，生成了产品结构图，产生了标准化产品及定制产品，实现按用户订单快速组织设计及生产。其重要意义如下：①减少产品的设计时间，降低产品的设计成本，可以缩短产品的交货期；②提高产品质量，增加企业对市场的快速反应能力；③能够满足用户的多样化需求。

5 实例分析

以某油田客户对连续管作业车的要求为例，其要求的连续管作业车为2车装，车宽2.5m，2in连续管4200m，注入头最大拉力360kN，含16t随车吊、防喷系统及发电机。配置步骤如下：①根据客户2车装的基本要求，配置整车的构成，含主车底盘、动力系统、控制室、连续管滚筒、连续管、注入头、导向器、防喷系统、润滑系统、软管滚筒、液压系统、长短支腿、辅车底盘、随车吊、发电机。②根据车宽、连续管的管径及长度、注入头、随车吊等的技术要求及配置约束，对主车底盘(由滚筒容量要求及车高、车宽限制，选择下沉式底盘)、滚筒(现有的滚筒无法满足容量要求，选择相近的滚筒进行变更设计)、注入头(选择ZR3604注入头)、随车吊(16t吊车，有不同的生产厂家)、辅车(31t辅车，有不同的生产厂家可供选择)、发电机(有不同的功率率及厂家选择)、连续管(有不同的壁厚及厂家选择)等进行选择。③完全满足客户的需求还需进行定制设计：滚筒设计更改(现有滚筒轮缘要加大，由此引发滚筒底座的变更、起吊装置的变更等)。在完成以上工作后就可得到客户的产品结构图，并按此进行后续的设计、生产、采购、组装、调试等工作。

6 结 语

规模化定制模式有利于企业快速满足客户个性化需求，关键难题是产品外部的多样化与内部多样化的问题。笔者对适应规模化定制模式的产品提出了部件划分模型，对在连续管作业车实现规模化定制生产中起重要作用的动态变形产品模型及部件的标准化进行了探讨，提出了产品配置的流程。目前相关的工作正在进一步深化和应用，已取得了初步成效。

[1]张志海.大规模定制下的摩托车产品配置研究[D].重庆：重庆大学，2004.

[2] 张志海，刘伟，刘达斌. 摩托车产品的大规模定制方法研究[J]. 中国制造业信息化，2003，32(9)：92-94.

[3] 大卫M·安德森，B·约瑟夫派恩二世.21世纪企业竞争前沿：大规模定制模式下的敏捷产品开发[M].北京：机械工业出版社，1999.

[4] 戴开勋，郭宏湘. 大规模定制的企业核心能力研究[J]. 现代管理科学，2006(3)：66-67.

[5] 罗罡，吴清烈. 企业大规模定制能力模糊综合评价研究[J]. 现代管理科学，2005(7)：86-88.

2012-10-11

南丽华(1977-)，女，高级工程师，硕士生，现主要从事机械工程方面的研究工作。

TE935

A

1673-1409(2013)01-0075-03

[编辑] 洪云飞