枪弹大批量定制发展策略研究

涂集林，李登虎，张亚军，薛松，廖仕军

（1.重庆长江电工工业集团有限公司，重庆401336；2驻重庆地区第三军代室，重庆400060）

枪弹行业的生产模式主要是标准化、大批量，这种低价产品的生产模式在很多行业依然有竞争力，它现在仍是国内枪弹企业向海外扩大市场的重要法宝之一。然而，随着国际军事安全形势的不断变化，军方对枪弹产品的数量和多样性的需求骤然增加，而要求枪弹产品的价格仍维持不变，并且要求相同数量的枪弹产品交货时间逐渐缩短，这给枪弹制造企业带来了巨大的冲击，使得企业经营者开始思考如何增加生产效率，同时垫高竞争门槛来保持自身的领先地位。按照惯用的量产规模效益降低生产成本的模式，枪弹企业只有通过增加生产产能的措施，即增设新的生产线、增加员工数量、建设新厂房等，目前来看，这种模式虽然仍旧可行，但增加的成本较大，且土地和人力始终有限，不能无限地扩张产能。另外，后续随着周边国际形势趋缓，过剩的产能势必造成资源浪费，不利于企业长期发展。

Fiore等[1]和Salvador等[2]的研究表明，大批量定制生产是某些公司（如汽车、服装和计算机制造）在关键经济领域竞争优势的驱动力，它可以最大限度地满足顾客个性化和多样化的需求，同时平衡大批量的产品需求。如果采用此种生产模式进行枪弹产品生产，由于枪弹制造企业同时运行的产品生产线较多，难免会造成生产过程的复杂化、原材料和零部件需求的多样化，从而造成产品成本上升、质量下降和交货期延迟。如何生产兼顾定制化多样性和大批量低成本的枪弹，是枪弹制造企业面临的一个两难问题。本文通过分析国内外大批量定制理论的研究成果，结合枪弹制造企业的现状，探讨适用于枪弹产品大批量定制转型的发展新模式，以此来解决企业面临的两难局面。

1 大批量定制理论

1.1 大批量定制概念

大批量定制的概念，最早在Alvin Toffler[3-5]的作品《Future Shock》《The Third Wave》中有描述，而大批量定制（Mass Customization，MC）这个术语则是到1987年Stanley M Davis[6]才在其著作提出，他认为大批量定制就是利用科技的力量，以大批量生产的成本，生产个人化的产品，并能符合每位客户的需求。1993年Pine[7]对此概念进行了推广和实际应用，主要受到当时丰田和戴尔等公司做法的影响[3，5]，他认为大批量定制是在不牺牲大量生产的效率和成本的前提下，利用科技的力量和柔性制造流程，提供个性化产品和服务，来满足客户的需求的生产模式。Da Silveria等[8]强调柔性生产，以高产量和合理的价格来为客户提供定制化产品和服务。此后，随着大批量定制界限的明确化，Bardakci等[9]、Jiang等[10]和Salvador等[2]强调以“客户为中心”才是大批量定制化的核心，即以客户的喜好为重点，而不是使用特定的技术或产品的组合，为了满足客户强调个性化的需求，提出大批量定制和个性化（Mass Customization and Personalization，MCP）[11]的概念。最近几年，研究的点转移到与相关科学领域的协同，全球化、数字化和可持续发展成为大批量定制的主要驱动力，并产生了一系列新的概念，如智能定制（Smart Customization）、敏捷批量定制（Agile Mass Customization）、电子化大批量定制和个性化生产（Electronic Mass Customization and Personalization，e-MCP）[12-14]等。

综上所述，大批量定制是以满足客户特殊需求为目标，通过最新的科学技术，柔性生产不同功能的产品，建立起企业柔性的组织生产能力，快速反应市场变化，在大批量生产的低成本优势下，提供多样化的产品和服务。这种生产模式围绕着客户需求进行生产，即是按照订单生产，通过最大限度地提高客户满意度来最大化市场份额，材料投入后及时生产，大大降低了企业库存成本和风险。

1.2 大批量定制分类

Gilmore和Pine[4，15]根据产品本身呈现方式或产品服务的是否变化，提出了四种不同类型的大批量定制基本方法，如图1所示，分别是：

图1 大批量定制基本方法

（1）协同定制，即客户与企业共同确定定制产品和服务，如戴尔公司将客户在店里选择的颜色、尺寸和配置等信息传输到工厂，工厂即可按客户需求进行定制生产和配送；

（2）装饰定制，即企业提供单一的标准化产品，客户选择不同的表现形式，如T恤生产商根据客户选择，将白T恤染上不同颜色或印制不同图案；

（3）调整定制，即企业提供标准化但可调配的产品，客户可通过重新配置来定制产品，如微软公司提供通用软件包，客户可选择添加其他功能的软件扩展包；

（4）预测定制，即企业通过搜集客户信息，预测客户喜好来为客户定制个性化产品。

其中协同定制是最复杂的，需要与客户紧密合作。

实际上，很多公司在初次尝试转变为大批量定制化生产时，会考虑运营风险，最好的策略便是先试点大批量定制，然后再探索大批量标准生产和大批量定制生产间的交互关系，因此，公司会出现大批量标准化生产和大批量定制并存的现象，同时，在产品的不同生产周期内，如设计、制造和装配等环节出现并存。根据客户在产品生产周期内参与设计、制造、装配和配送环节的程度，Lampel和Mintzberg[16]将大批量定制又进一步划分为五种不同的定制化类型，如图2所示。

图2 客户参与环节不同的定制化分类

1.3 大批量定制的成功因素

大批量定制的成功取决于一系列外部和内部因素，这些因素证明了作为竞争优势策略而采取大批量定制的合理性，同时支撑了大批量定制的发展[8]。大量文献中经常强调以下因素，并通过建模和经验分析得到证实。

（1）客户

首先，客户需要有对创新和多样化定制产品不断增长的需求，而满足这些需求是企业采取大批量定制生产的根本理由。大批量定制的成功取决于客户和制造企业间的平衡，一方面是客户对定制产品等待时间的意愿，另一方面是企业在相应时间和成本范围内生产和交付定制产品的能力。Bharadwaj等[17]指出客户对个人喜好的信心越大，再次购买定制产品的次数就更多。很多学者也致力于研究为客户辨识和验证大批量定制的实用程序，例如服装品牌的大批量定制[18]，企业积极通过创建多个选项的设计程序来了解目标客户的喜好。

（2）市场

Kotha[19]指出公司将大批量定制转化为实际竞争力的能力取决于开发时机，即首先采用大批量定制的公司有更大优势，会被视为具有创新和客户驱动的企业，客户对企业的定位会有一个根深蒂固的印象。当广泛采用大批量定制后，企业之间差异减小[20]，应该限制定制产品报价范围以避免价格战[21]。Mendelson等[22]指出大批量定制的企业需要提高自身制造工艺质量，同时避免在更大的市场上与大批量标准化生产者竞争。

（3）价值链

价值链是指企业生产、销售和运营管理等价值增长环节的组合，大批量定制就是基于价值链的概念。近年来，价值链成为了大批量定制竞争的焦点，国内外大部分学者都致力于研究模块化对供应链的影响，如Zhang等[23]的研究表明产品模块化直接改善了产业链的内部质量集成，Wang等[24]的研究表明大批量定制对创新有积极作用，对知识利用和流程改进起到媒介作用，使得复杂系统简化，提高了产品交付速度。其他学者还研究了如何模块化或者将供应商约束进产品和工艺设计中，如李浩等[25]提出的模块化设计框架的建立。

（4）技术

先进的制造技术是大批量定制系统开发的基础[7，19]。随着信息化和数字化技术的广泛应用，计算机辅助技术、线上交易、移动设备和平台、虚拟现实技术、数字图案设计等技术使得大批量定制在多个领域中实现[26]。

（5）可定制

产品和服务可以由不同形式的独立单元组成模块，并可被定制。模块化使得相似产品的制造更简单，成本更低，如董玉德等[27]提出的渣包参数化设计、邓体立等[28]提到的自行车模块分类，这些使得大批量定制产品开发和创新速度更快，有效地缩短了产品生命周期。另外，有些文献还研究促进客户参与选择并保证交付的措施，如与客户在线互动选择，或者通过客户过去的使用行为进行个性化推荐[29]，让客户进行属性选择，并提供足够信息，以提高客户的满意度[12]。

（6）知识

大批量定制的能力是将新客户的需求转化为新产品和服务，有效的知识共享和管理可以准确传达客户的需求。研究人员通过知识管理，将客户的偏好信息在产品设计和制造过程建立联系，可以更加有效地实施大批量定制[30]。

以上因素说明，大批量定制首先需要符合特定的客户和市场，不是每个公司都适合该策略；其次，大批量定制的成功实施很复杂，需要在价值链、信息和制造技术、设计和服务模块化，以及知识管理等方面全面发展。

2 枪弹企业大批量定制策略

随着枪弹制造企业自主研制能力不断提高，多品种大批量的产品数量在企业中逐渐增加，使企业不得不重视自身生产效率和管理能力的提高。枪弹制造企业一般具有以下特点：生产方式是面向订单生产，需要根据客户的具体要求进行设计与试制，然后与国内外其他同行竞标来获得订单，生产计划按订单进行安排，先有订单再进行制造；产品数量巨大，使用中不确定因素多；专用设备多，自制件多；种类多，结构简单，外形相似，加工工装模具数量多；多种类型交叉，设计与制造并行。大批量定制按照产品流程可分为订单生成、设计、制造和供应链四个环节，结合枪弹制造企业特点来确定枪弹企业进行大批量定制需要的策略。

（1）客户和市场

现阶段，客户和市场条件满足了大批量定制的要求。近年随着实弹演习次数的增加，客户对大批量定制化枪弹产品需求也逐渐增加，生产枪弹产品的企业对生产模式的转变更为迫切，期望从标准化大批量生产模式转为大批量定制生产模式。以重庆长江电工工业集团有限公司为例，为抢占市场，保持竞争优势，拥有多个弹种的自主研发能力，掌握了几十种弹种的生产制造技术。经过多年的技术积累，生产模式已形成标准化大批量生产，产品价格即使在原料价格上涨的情况下也基本不变，产品交货时间也使客户满意。然而，随着周边国际环境恶化，面对国内需求突然增加和品种多样化的订单情况，即使企业全负荷运转，按照既定生产排产计划也无法按时完成订单，短期内只能通过增加生产线、厂房和员工数量的方式来增加产能，按时完成订单交付。当周边国际形势趋缓，过剩的产能会造成浪费。因此，枪弹制造企业未来势必要转型为完全定制模式，抛弃过去的完全标准化生产的成功模式，通过试点大批量定制的模式来消化突增的过剩产能。

（2）模块化和标准化

枪弹产品可定制，则需要基于相似性原理、重用性原理和全局性原理[31]，使产品的设计和制造模块化。McCoy[32]提到8种经典弹头外形，国外在枪弹设计前期都是根据这些基本外形进行优化设计的，另外，还可将已有设计结果合并为设计平台，如国内的杨斯涵[33]和李久弘[34]将弹头弹形设计模块化，为满足客户指定的技术战术指标要求，通过建立专家知识库设计平台，将已有弹形数据囊括其中，可以进行弹形快速设计。与枪弹产品制造匹配的工模具数量巨大，结构简单且大部分相似，可将模块化设计应用到工模具制造中，在设计时通过修改某个参数模块，即可进行工模具快速设计和装配。对于枪弹产品制造的模块化，需要制造工艺模块化，如将枪弹制造工艺分为弹头盂、弹壳盂、弹心、弹头和弹壳等关键部件模块，每个模块下再细分为子模块工艺，如改变弹壳成形工艺模块化方式，将原有在多个单一机床上的生产合并为一个机床生产，当盂子成形后，弹壳成形就集中在弹壳连续引伸挤口机床上进行，如图3所示，大大减少了原有单机模式的制造工序和设备数量。另外，枪弹设备都是专用设备，大部分是企业自制，因此还包括自制设备的模块化设计和制造，如美国True Velocity公司，将设备模块化后可自行组装生产单元，从而实现分散式的自动化枪弹生产，几个月内可建成制造枪弹的产线，而同样产能的传统产线需要两年才能建成。

图3 弹壳连续引伸挤口机床

由于枪弹产品批量大，同类型枪弹产品和与之匹配的枪支可互换，因此需要枪弹产品及生产的工模具和量具标准化。为生产标准化产品和工模具，同时提高枪弹制造效率，国内枪弹制造企业通过购买、仿制和自研的方式对原有设备进行自动化升级和改造，为生产标准化零件，从制造到检测过程，大部分都采用自动化设备，如图4所示，减少人工检测的失误，并且大大提高了速度。

（3）先进的制造技术

先进的制造技术是大批量定制实施的主要推动力。对于枪弹制造企业，CAD/CAM技术是设计和制造模块化的基本设计技术，如利用Pro/E进行枪弹制造设备的3D模型设计，以及利用有限元模拟的方法对弹壳挤盂模具进行优化设计[35]；采用新型材料或新结构来设计和制造新型枪弹，如应用新型埋头弹结构和True Velocity的聚合物弹壳制造技术；还包括生产过程中采用图4所示产品质量在线检测技术。

图4 弹头快速检选机构

（4）高效的仓储物流系统

高效的仓储物流在大批量定制制造流程中很重要，制造和销售部门需要协调物料的供应，将制造过程设定在最有效的位置。对于枪弹制造企业，枪弹的存储需要考虑车间暂存的防爆和成品存储的防爆，还需要考虑各个车间的供货需求，针对各车间的生产计划和产能，合理规划原材料的堆放和暂存。枪弹制造企业的物流主要包括两个部分：①车间物流，即原材料从进厂到库房，再到车间之间的物流；②生产物流，即原材料或者半成品投入到车间后进行各生产线的流转。通过建立仓储物流系统，实现统一的调度管理，可快速追溯成品出入库记录，并大幅降低半成品和成品库存。

（5）数据的积累和使用

Paul Zipkin[36]指出，大批量定制化需要高度柔性的生产科技，柔性生产的范围从模块化设计和制造，到针对控制制造设备数据的使用。枪弹制造企业在拥有自动化设备的基础条件下，就可在制造执行系统上发展更多的数字化应用模块，逐步扩大数据积累和使用的范围。例如枪弹企业的制造设备都是非标准化设备，工模具极易磨损，可以进行设备改造，安装传感器等监测设备，监控设备稳定有效率的运行，并且将数据分析软件系统与各制造设备串联，搜集并分析设备运行情况，通过软件系统回馈得知设备何时更换模具、何时维护保养，预先排除可能出现的问题，提升制造流程的稳定性，还可即时回溯并分析不良品产生的可能因素，借助累积的数据深入分析产品线是否有优化的空间，如将两个或多个模块化枪弹制造工艺合并，去除无价值的部分。大量制造过程数据的积累和使用，使得数据成为枪弹制造企业的新资产，使枪弹制造过程进一步服务化。

（6）战略性管理

枪弹制造企业在思考定制化转型时，必须有战略思维，一方面强化自身的数字化能力，拉近与先进国家的距离；另一方面应发展大数据分析和精准决策的能力，并建设能发挥这些能力的团队。换言之，枪弹制造企业引入新技术新设备进行大批量定制转型的背后，应该是企业整体的管理革新，最重要的是提升营运效率。应基于既有的软硬件设备，垂直整合数据分析和制造决策能力，通过分析收集的数据，结合行业专家的经验知识，发展更深入、更专属的决策模型，理清定价策略、客户需求、产能组合、资金使用等攸关企业绩效和财务收益的决策。例如，绩效管理透明化，让所有人同步掌握生产进度和问题，彼此协作；发展决策型团队组织，提升团队决策透明度，培养数据分析人才，提高决策速度和品质；针对不同问题，结合老师傅和专家经验，发展分散式的决策系统，以增强各部门的管理决策能力。

（7）构建柔性和快速反应系统

为满足客户多样化定制需求，快速生产多样性的枪弹产品，需在制造流程中增加柔性机制，使用较短的生产线和制造工序制造不同规格的高品质产品，这样难免会使生产制造过程复杂化，单凭个人经验和直觉的决策已不足以快速应对如此复杂的事情，因此需借助大数据和其他应用软件系统的辅助，并改变管理策略，来构建柔性和快速反应系统。例如，面对不确定因素，如新型枪弹的开发，用大数据分析提高对不确定情况的能见度，进行风险下的决策；结合研究所和高校研究资源和研究成果，结合自身制造能力，向客户推荐产品研制方向，提前规划中长期的产能建设配置，提高竞争门槛；结合供应链伙伴的供给能力，利用数据分析，柔性优化调节产能组合，满足客户需求变化。

3 小结

本文对大批量定制的文献进行了回顾。经过多年不断发展，人们不断深入研究其成功因素，使得这种生产模式在各行业中逐渐成为一种主要的制造策略。枪弹制造行业属于传统行业，其客户和市场有其特殊性，求变的动力不足，国内企业大部分仍采用传统的标准化批量生产模式。在国际环境恶化和自身产能不足的驱动下，需要进行生产模式改变，通过借鉴其他行业大批量定制的成功经验，结合枪弹制造企业的特点，分析讨论枪弹行业大批量定制的策略，由于国内枪弹企业现有水平不高以及运营风险，只能在枪弹产品制造过程中部分试点大批量定制的策略，技术应用还不够成熟。另外，国内枪弹企业现有数字化水平有限，数据积累和分析能力有待加强，相应的枪弹企业管理机制和柔性快速反应系统还有待完善。