童時(shí)中（國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院）

模塊化是復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)發(fā)展的“必由之路”
——獻(xiàn)給標(biāo)準(zhǔn)化大師李春田教授

童時(shí)中（國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院）

本文是對(duì)李春田教授“事關(guān)國(guó)家興衰的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域——復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化”一文的響應(yīng)。在簡(jiǎn)要回顧該文精辟論點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從模塊化理論的由來(lái)、“設(shè)計(jì)規(guī)則”指導(dǎo)下的模塊化設(shè)計(jì)制造、運(yùn)用綜合標(biāo)準(zhǔn)化方法管理企業(yè)的共享技術(shù)要素（平臺(tái)）三個(gè)方面進(jìn)行論述，并列舉案例。進(jìn)一步結(jié)合作者對(duì)“現(xiàn)代模塊化”理論的理解和實(shí)踐，提出復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)和路線圖的模式；并認(rèn)為該文的價(jià)值還在于指明了我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的方向性問(wèn)題——現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化的基本方法。

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng) 模塊化 綜合標(biāo)準(zhǔn)化 頂層設(shè)計(jì)和路線圖 現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化方法

0 前言

最近拜讀了李春田教授的新作，他使用了一個(gè)令人振聾發(fā)聵的標(biāo)題：事關(guān)國(guó)家興衰的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域——復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化[1]。這既是一位著名標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)者的研究成果，也是他對(duì)“事關(guān)國(guó)家興衰”大事發(fā)出的大聲疾呼，應(yīng)引起有關(guān)決策者（官員）、管理學(xué)專家和企業(yè)家的充分關(guān)注。

標(biāo)準(zhǔn)化在信息時(shí)代的重要性，已引起廣泛注意。甚至為了表明自己對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的重視而喜歡引用諸如“得標(biāo)準(zhǔn)者得天下”“一流企業(yè)賣標(biāo)準(zhǔn)、二流企業(yè)賣專利、三流企業(yè)賣產(chǎn)品”之類的口號(hào)。愿望有了，但具體目標(biāo)是什么？該從何處下手？如何做？

長(zhǎng)久以來(lái)，“復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)”的標(biāo)準(zhǔn)化模式問(wèn)題，一直是困擾人們的難題。李春田教授集幾十年標(biāo)準(zhǔn)化理論研究和實(shí)踐，“在論述了復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的極端重要性并概括了復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)與一般產(chǎn)品不同的特征之后，指岀了對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)開展標(biāo)準(zhǔn)化的必要性?！?并針對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化，創(chuàng)造性地提出了三種運(yùn)作模式：A模式——基于黑箱理論的模塊化；B模式——基于系統(tǒng)理論的綜合標(biāo)準(zhǔn)化；A+B模式——模塊化與綜合標(biāo)準(zhǔn)化互相融合。并對(duì)這三種模式的理論基礎(chǔ)、運(yùn)作方式和表現(xiàn)形式做了簡(jiǎn)明、精辟的論述。提出A模式的理論基礎(chǔ)是黑箱方法，運(yùn)作方式是“設(shè)計(jì)規(guī)則”指導(dǎo)下的模塊化設(shè)計(jì)制造；B模式的理論基礎(chǔ)是系統(tǒng)分析方法，運(yùn)作方式是綜合標(biāo)準(zhǔn)化。

事實(shí)上，A模式、B模式和A+B模式是一種普遍適用的方法，只是簡(jiǎn)單產(chǎn)品易于入手，并較快見到實(shí)效。但面對(duì)多學(xué)科知識(shí)集成的、因復(fù)雜性和不確定性而導(dǎo)致多品種、小批量生產(chǎn)的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化，該從何處下手,正如欲啃一只全羊，不知如何下口一樣，往往使人望而卻步。然而，一旦入門則可取得超出預(yù)想的效益、取得競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)。這也是李春田教授撰寫此文的動(dòng)因，呼吁復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的決策者和生產(chǎn)廠迎難而上，并提供了切實(shí)可行的實(shí)施途徑。

李春田教授明確地指出，在未來(lái)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，復(fù)雜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化“這個(gè)領(lǐng)域必將成為一個(gè)焦點(diǎn)。哪個(gè)國(guó)家要想使自己的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)在國(guó)際市場(chǎng)占有一席之地，那就一定要占據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化高地?！?/p>

本文的目的是響應(yīng)李春田教授的呼吁，從我與一些生產(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)品的企業(yè)的合作或接觸的實(shí)踐，來(lái)印證他的理論的正確性和重要性；并著重談一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化（模塊化）途徑的粗淺見解。

1 模塊化理論的由來(lái)

模塊化思維是人的本性，中醫(yī)中藥、規(guī)模龐大的秦兵馬俑、活字印刷等都體現(xiàn)了模塊化思維。但把模塊化有意識(shí)地用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，則是近代的事情。20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了德國(guó)的模塊化機(jī)床和美國(guó)的模塊化電子設(shè)備，到60年代IBM的模塊型360電腦系統(tǒng)達(dá)到了登峰造極的地步。然而這些都被視為個(gè)例，沒(méi)有看到它的普世價(jià)值。直到20世紀(jì)末才形成系統(tǒng)的模塊化理論，并且一下子就出現(xiàn)了三個(gè)基于模塊化的理論體系：現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化、大規(guī)模定制和現(xiàn)代模塊化理論。

我國(guó)以李春田教授為代表的標(biāo)準(zhǔn)化工作者，早在20世紀(jì)90年代初就投入對(duì)模塊化的研究。把模塊化以標(biāo)準(zhǔn)化的高級(jí)形式，納入標(biāo)準(zhǔn)化理論范疇，把傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化推向現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化。模塊化作為標(biāo)準(zhǔn)化的前沿技術(shù)和現(xiàn)代化標(biāo)志，為信息時(shí)代“多品種、小批量”產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造模式指明了方向和途徑[2]。

美國(guó)學(xué)者派恩和安德森，在20世紀(jì)90年代末提出了“大規(guī)模定制”的理論。從企業(yè)管理切入，提出了一套以大規(guī)模生產(chǎn)的速度和成本，滿足用戶的定制需求的方法。其技術(shù)基礎(chǔ)是產(chǎn)品模塊化，明確提出“模塊化是大規(guī)模定制的產(chǎn)品開發(fā)中的關(guān)鍵”?！按笠?guī)模定制”是制造業(yè)的又一次革命，是“21世紀(jì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的前沿”[3]。

美國(guó)哈佛商學(xué)院的兩位院長(zhǎng)鮑德溫和克拉克，通過(guò)對(duì)硅谷風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)成長(zhǎng)過(guò)程的考察，發(fā)現(xiàn)“硅谷現(xiàn)象”的本質(zhì)是“模塊化”，是設(shè)計(jì)上的模塊化戰(zhàn)略最終導(dǎo)致電腦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的飛速升級(jí)和持續(xù)的創(chuàng)新過(guò)程。繼而通過(guò)對(duì)1964年IBM360模塊型電腦系統(tǒng)的追根溯源研究，把復(fù)雜的模塊化理論和技術(shù)歸結(jié)為極為簡(jiǎn)明的“設(shè)計(jì)規(guī)則”，成為具有普遍意義的、解決“復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題”的新方法，并由此引申出“模塊時(shí)代”的新概念，聲稱“我們現(xiàn)在已進(jìn)入了模塊化的大發(fā)展時(shí)期”。這一理論被國(guó)際學(xué)術(shù)界譽(yù)為，具有開創(chuàng)性和里程碑意義的“現(xiàn)代模塊化”理論，并引發(fā)了一輪新的全球性的“模塊化熱”，使“模塊化”概念成為經(jīng)濟(jì)學(xué)和管理學(xué)專家、政府官員、企業(yè)家之間的最熱門話題之一[4，5]。

這三個(gè)理論體系，產(chǎn)生于同一時(shí)期，都是圍繞模塊化展開的，具有異曲同工之效。模塊化何以能成為如此廣泛領(lǐng)域的驕子？鮑德溫和克拉克一語(yǔ)道破天機(jī)：模塊化是解決復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題的有效工具。

2 “設(shè)計(jì)規(guī)則”指導(dǎo)下的模塊化設(shè)計(jì)制造

2.1 模塊化設(shè)計(jì)——將隨機(jī)性設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為規(guī)范化設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法是設(shè)計(jì)師的隨機(jī)的一體化設(shè)計(jì)，其基本特點(diǎn)是：面向特定產(chǎn)品，以滿足用戶的訂單需要為唯一目標(biāo)，著眼于特定的功能設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。這是一種相互依賴型設(shè)計(jì)，部件間設(shè)計(jì)參數(shù)相互依賴的程度相當(dāng)高，如果一個(gè)部件設(shè)計(jì)比較差，則會(huì)損害整個(gè)系統(tǒng)，而一個(gè)部件的修改會(huì)牽動(dòng)相鄰部件也需修改，甚至“牽一發(fā)而動(dòng)全身”。不僅如此，這種剛性的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模式難以滿足用戶多樣化、個(gè)性化的需求，而形成功能相似的產(chǎn)品品種的無(wú)序膨脹。使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)、成本高、靈活性小，難以適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。

對(duì)于一般產(chǎn)品系統(tǒng)而言，一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)由一人或幾個(gè)人即可完成，產(chǎn)品稍作修改就可滿足用戶的差異化需求，即便重新設(shè)計(jì)一個(gè)相似的產(chǎn)品，也花費(fèi)不了多少精力。這也是生產(chǎn)一般產(chǎn)品的企業(yè)沒(méi)有心思花費(fèi)精力來(lái)搞模塊化，滿足于采用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化方法，制定企業(yè)的通用零件或通用部件手冊(cè)的原因。

復(fù)雜產(chǎn)品不是一個(gè)孤立的產(chǎn)品而是一個(gè)大型技術(shù)系統(tǒng)，由龐大的研發(fā)、制造團(tuán)隊(duì)和復(fù)雜的管理體系組成。面對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)所固有的特征，例如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度復(fù)雜性、多學(xué)科知識(shí)集成、高度集成化、與時(shí)間變量有關(guān)的動(dòng)態(tài)性等[1]，所帶來(lái)的多品種、小批量和不確定性，導(dǎo)致零部件品種規(guī)格惡性膨脹和相伴的產(chǎn)品質(zhì)量、成本、速度等問(wèn)題，成為困擾多數(shù)企業(yè)的噩夢(mèng)。

解決復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的基本思路是將復(fù)雜系統(tǒng)化整為零進(jìn)行處理，把高度困難的任務(wù)變得相對(duì)容易。模塊化則是解決復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的有效方法，它是系統(tǒng)工程方法（系統(tǒng)的分解和組合）和標(biāo)準(zhǔn)化方法（典型化、規(guī)范化、通用化、系列化、組合化）相結(jié)合的產(chǎn)物。運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理和方法，對(duì)產(chǎn)品族進(jìn)行分解和分析；運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化方法把其中相同或相似的功能單元或要素分離出來(lái)，經(jīng)簡(jiǎn)化、歸并、集成，統(tǒng)一為一系列的標(biāo)準(zhǔn)單元（模塊）；用不同模塊的柔性組合構(gòu)成多樣化的產(chǎn)品[6]。

模塊化產(chǎn)品主要由模塊組合而成，其基本特征是：

（1）模塊是通用部件，具有功能互換性和/或尺寸互換性，并往往構(gòu)成系列供產(chǎn)品選用。

（2）模塊是具有通用接口的黑箱（或白箱），模塊之間是相互獨(dú)立的，只受一組通用“設(shè)計(jì)規(guī)則”的約束。各模塊可“背靠背”獨(dú)立設(shè)計(jì)，一個(gè)模塊的修改不影響相鄰模塊的穩(wěn)定。

（3）產(chǎn)品由模塊組合構(gòu)成，通過(guò)模塊搭配的靈活性（柔性）創(chuàng)造新產(chǎn)品。高水平的模塊化產(chǎn)品，可如同電腦那樣“即插即用”。

2.2 運(yùn)用“設(shè)計(jì)規(guī)則”理順復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的架構(gòu)

模塊化產(chǎn)品（包括模塊）的設(shè)計(jì)必須遵循預(yù)先制定的“設(shè)計(jì)規(guī)則”，由設(shè)計(jì)規(guī)則界定該產(chǎn)品系統(tǒng)的架構(gòu)。在此架構(gòu)制約下，開展產(chǎn)品和模塊的設(shè)計(jì)，使由獨(dú)立模塊的柔性組合，可以集成為多種多樣的產(chǎn)品，并保證其集成的質(zhì)量。產(chǎn)品系統(tǒng)的“設(shè)計(jì)規(guī)則”由三部分組成[7]：

（1）“結(jié)構(gòu)規(guī)則”：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)規(guī)則就是系統(tǒng)工程中的“體系（層次）結(jié)構(gòu)”（結(jié)構(gòu)樹）。又稱系統(tǒng)“分割規(guī)則”，即系統(tǒng)分解為模塊的規(guī)則。通過(guò)“結(jié)構(gòu)規(guī)則”固化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式。

（2）“接口規(guī)則”：規(guī)定模塊如何互聯(lián)，如何交換信息。其實(shí)質(zhì)是，通過(guò)“接口規(guī)則”固化模塊間的接口特征。

（3）“評(píng)定規(guī)則”：檢驗(yàn)?zāi)K是否符合“接口規(guī)則”，評(píng)定“黑箱”型模塊能否保證系統(tǒng)集成質(zhì)量。這是評(píng)定模塊的“標(biāo)準(zhǔn)”。

在設(shè)計(jì)規(guī)則約束下，模塊成為具有通用接口的“黑箱”（或白箱），模塊可以“背靠背”地自由創(chuàng)新；產(chǎn)品設(shè)計(jì)者甚至用戶，可以自由“選擇”模塊來(lái)組成所需的、個(gè)性化的新產(chǎn)品?；凇霸O(shè)計(jì)規(guī)則”的模塊化，使產(chǎn)品的構(gòu)成具有柔性，可實(shí)現(xiàn)以最少的模塊品種滿足市場(chǎng)的多樣化需求，最大限度地控制了產(chǎn)品品種規(guī)格的無(wú)序膨脹。

模塊化是諸多標(biāo)準(zhǔn)化形式在產(chǎn)品系統(tǒng)總體標(biāo)準(zhǔn)化上的綜合運(yùn)用，模塊化可簡(jiǎn)潔地表達(dá)為：

模塊化＝結(jié)構(gòu)典型化＋接口規(guī)范化＋通用化＋系列化＋組合化

其中：前兩項(xiàng)是“設(shè)計(jì)規(guī)則”（自上而下）；后三項(xiàng)是“三化”（自下而上）。

由此可見，運(yùn)用模塊化方法來(lái)規(guī)劃產(chǎn)品系統(tǒng)，可使高度復(fù)雜的產(chǎn)品系統(tǒng)變得脈絡(luò)清楚，輪廓清晰。同時(shí)，模塊化這一標(biāo)準(zhǔn)化形式也給出了實(shí)施模塊化的基本方法：自上而下制定“設(shè)計(jì)規(guī)則”；自下而上研發(fā)模塊（需符合設(shè)計(jì)規(guī)則）。

2.3 模塊化模式產(chǎn)品的制造和營(yíng)銷

重組產(chǎn)品生產(chǎn)線，形成零件制造、模塊組裝和產(chǎn)品總裝三類不同功能的生產(chǎn)線；擴(kuò)大模塊的“外協(xié)”“外包”，形成以整機(jī)廠為中心的模塊生產(chǎn)簇群，以提高專業(yè)化生產(chǎn)水平，提高質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品制造周期。

實(shí)施模塊化銷售，提供多種模塊和產(chǎn)品構(gòu)成模式，提供用戶選擇，構(gòu)成用戶所需的個(gè)性化產(chǎn)品。

改變產(chǎn)品維修模式，以模塊作為維修單元。

【案例】

（1）生產(chǎn)工程機(jī)械的“三一重工”股份有限公司，由于企業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致零部件品種規(guī)格惡性膨脹、不堪重負(fù)。為此，公司一把手親自主持了標(biāo)準(zhǔn)化研討會(huì)，尋找出路。在了解了模塊化理論后，采取果斷措施，把產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模式，由一體式改為模塊式，按模塊劃分設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，集中和強(qiáng)化了專業(yè)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)模式和組織結(jié)構(gòu)的重組和革新。

（2）國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院（“南瑞”集團(tuán)公司）的繼電保護(hù)研究所，精通技術(shù)的一把手，親自抓模塊化設(shè)計(jì)，開發(fā)出質(zhì)優(yōu)、穩(wěn)定的20種插件（組件）模塊，可組裝出百余種產(chǎn)品，覆蓋了不同類型的全部產(chǎn)品系統(tǒng)；編制產(chǎn)品手冊(cè)，列出構(gòu)成產(chǎn)品的模塊，供用戶選用，實(shí)現(xiàn)了模塊化的銷售。

（3）生產(chǎn)橡膠輪胎機(jī)械的軟控公司，研究院院長(zhǎng)親自抓模塊化工作，成立各級(jí)模塊化小組。尤其是把歸屬于四大類產(chǎn)品的軟件設(shè)計(jì)人員，集成為一個(gè)團(tuán)隊(duì)。把四個(gè)特定的軟件系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為在統(tǒng)一架構(gòu)規(guī)范下的、公司級(jí)的模塊化軟件系統(tǒng)，建立了通用模塊化軟件庫(kù)。1人可完成原來(lái)7人的工作量。取得了超出預(yù)期的效果。

（4）南車四方廠，對(duì)新定型的城軌列車按模塊化方法進(jìn)行逆向分析，從確立“設(shè)計(jì)規(guī)則”入手，將其提升為“基型”車型，提出形成派生系列的方法；并為產(chǎn)品系統(tǒng)的模塊化總結(jié)出5個(gè)“模塊化設(shè)計(jì)導(dǎo)則”規(guī)范（企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），為各類列車系統(tǒng)產(chǎn)品的模塊化提供指導(dǎo)。

（5）昆船公司的輸送類產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)，在明確了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)規(guī)則和接口規(guī)則后，形成了由通用模塊系列、通用接口模塊系列、一種改型模塊（僅對(duì)一個(gè)線性尺寸進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)）組成的模塊化產(chǎn)品系統(tǒng)。更重要的是編制了一個(gè)設(shè)計(jì)軟件，輸入行李輸送路徑，即可自動(dòng)生成行李輸送線的總裝圖（模塊配置圖），從庫(kù)房領(lǐng)出相關(guān)通用模塊，制造幾個(gè)改型模塊，即可在現(xiàn)場(chǎng)按總裝圖進(jìn)行裝配。

3 運(yùn)用綜合標(biāo)準(zhǔn)化方法管理企業(yè)的共享技術(shù)要素（平臺(tái)）

3.1 綜合標(biāo)準(zhǔn)化方法的模塊化實(shí)質(zhì)

綜合標(biāo)準(zhǔn)化是“為了達(dá)到確定的目標(biāo)，運(yùn)用系統(tǒng)分析方法，建立標(biāo)準(zhǔn)綜合體，并貫徹實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)”。即IEC所提倡的“自上而下”的標(biāo)準(zhǔn)化方法，將系統(tǒng)進(jìn)行自上而下的分析，使復(fù)雜系統(tǒng)簡(jiǎn)化。它是以某一標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象為中心，綜合地、成套地解決問(wèn)題的方法。其工作重點(diǎn)是為各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象建立“標(biāo)準(zhǔn)綜合體”。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)綜合體都是一個(gè)（大小不同）系統(tǒng)，可構(gòu)成層次。事實(shí)上各層次的標(biāo)準(zhǔn)綜合體都是一種“標(biāo)準(zhǔn)模塊”（由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組成的“成套標(biāo)準(zhǔn)”）。所謂建立規(guī)范體系和共享技術(shù)平臺(tái)，實(shí)際上就是為不同標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象建立“標(biāo)準(zhǔn)綜合體”，或者說(shuō)是建立可供共享的不同功能的“標(biāo)準(zhǔn)模塊”體系[7，8]。

3.2 共享平臺(tái)是產(chǎn)品模塊化體系的必要組成部分

復(fù)雜產(chǎn)品是一個(gè)由龐大的技術(shù)要素構(gòu)成的系統(tǒng)，它必須是有序的而不是雜亂無(wú)章的。正如李春田教授指出的，“要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)或者要解決復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)中的某些問(wèn)題時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)是必不可少的?！奔匆粋€(gè)共享技術(shù)要素平臺(tái)是必不可少的。運(yùn)用綜合標(biāo)準(zhǔn)化方法梳理眾多的技術(shù)要素，形成脈絡(luò)清晰的技術(shù)平臺(tái)，供模塊化設(shè)計(jì)制造之用。

將各種可供復(fù)用和共享的技術(shù)要素優(yōu)化、規(guī)范化，使之成為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，擺上共享技術(shù)平臺(tái)，作為企業(yè)的技術(shù)法規(guī)，指導(dǎo)制約設(shè)計(jì)制造。其價(jià)值在于：

（1）將相關(guān)技術(shù)知識(shí)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，轉(zhuǎn)化為適于工程應(yīng)用的、具有可操作性的、適合于企業(yè)特點(diǎn)的、實(shí)用的共享技術(shù)。相當(dāng)于是一本緊密貼合企業(yè)實(shí)情的“技術(shù)手冊(cè)”。

（2）為快速、優(yōu)質(zhì)地進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)、創(chuàng)新，提供一個(gè)科學(xué)的、綜合的、堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)（平臺(tái)），使企業(yè)取得最大效益。有助于提高企業(yè)技術(shù)工作的質(zhì)量和效益。

（3）抑制各技術(shù)要素的無(wú)序膨脹。

（4）是標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化方法在企業(yè)的綜合性、創(chuàng)造性的運(yùn)用。推動(dòng)企業(yè)的技術(shù)工作全面走上規(guī)范化。

在現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化中，構(gòu)建和貫徹“共享技術(shù)平臺(tái)”是標(biāo)準(zhǔn)化人員的主要工作任務(wù)。

3.3 企業(yè)共享技術(shù)平臺(tái)的構(gòu)成

（1）產(chǎn)品體系平臺(tái)（產(chǎn)品庫(kù)）：列出模塊化產(chǎn)品系統(tǒng)系列型譜（體系表），表達(dá)產(chǎn)品系列（橫向基型系列和縱向的基型派生系列）的構(gòu)成，以及產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)。體系表應(yīng)及時(shí)“新陳代謝”，補(bǔ)充新開發(fā)的產(chǎn)品，淘汰低質(zhì)、過(guò)時(shí)的產(chǎn)品。

（2）模塊體系平臺(tái)（模塊庫(kù)）：給出模塊體系（機(jī)械結(jié)構(gòu)、電路、動(dòng)力、軟件等模塊）的結(jié)構(gòu)層次圖，列出最底層“標(biāo)準(zhǔn)綜合體”的模塊明細(xì)表。

（3）標(biāo)準(zhǔn)體系平臺(tái)（標(biāo)準(zhǔn)體系表）：給出標(biāo)準(zhǔn)體系（包括上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)體系和企業(yè)規(guī)范體系）的架構(gòu)，列出最底層“標(biāo)準(zhǔn)綜合體”的標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)表。

（4）通用物料體系平臺(tái)——（外購(gòu)）通用物料庫(kù)：

——羅列設(shè)計(jì)及制造需用的、成熟的各種通用物料，供查詢、選用 。應(yīng)列出優(yōu)選、可用、限用，對(duì)選用進(jìn)行引導(dǎo)。用于控制品種、規(guī)格，約束各類要素的無(wú)序膨脹。

——給出通用物料體系（包括：原材料，電力、電子元器件，動(dòng)力件和裝置，其他外購(gòu)件等）的架構(gòu)，列出最底層“標(biāo)準(zhǔn)綜合體”中的物料明細(xì)表。

（5）知識(shí)體系平臺(tái)：羅列企業(yè)適用的各類知識(shí)介紹和培訓(xùn)教材等。

（6）其他各種特定功能（專題）的“標(biāo)準(zhǔn)綜合體”，例如，各種直接與產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造技術(shù)有關(guān)的技術(shù)管理體系：按ISO 9000系列標(biāo)準(zhǔn)建立的質(zhì)量管理體系，按ISO 14000系列標(biāo)準(zhǔn)建立的環(huán)境管理體系，安全管理體系，物資管理體系，生產(chǎn)管理體系等。

4 復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)和路線圖

面對(duì)令人眩目的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)，該如何下手 設(shè)計(jì)？

4.1 模塊化產(chǎn)品系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)

按照模塊化理論和設(shè)計(jì)原則，運(yùn)用逆向工程和再工程（再思考、再認(rèn)識(shí)）方法 ，對(duì)已有產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行重組，形成由模塊和模塊化架構(gòu)組成的新的產(chǎn)品體系模式。為此需自上而下進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)——確立產(chǎn)品系統(tǒng)的“設(shè)計(jì)規(guī)則”（結(jié)構(gòu)規(guī)則、接口規(guī)則、評(píng)定測(cè)試規(guī)則），并以企業(yè)規(guī)范的形式固化之。把一個(gè)相互依賴的、混沌的、不確定的產(chǎn)品系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一個(gè)由一系列相對(duì)獨(dú)立的模塊組成的、脈絡(luò)清晰的、穩(wěn)定的模塊化產(chǎn)品架構(gòu)。

4.2 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品模塊化的基本途徑

把模塊化理論轉(zhuǎn)化為一系列規(guī)則性的或指導(dǎo)性的、可操作的設(shè)計(jì)方法規(guī)范，用以約束設(shè)計(jì)，把設(shè)計(jì)活動(dòng)納入模塊化的軌道，使設(shè)計(jì)方法規(guī)范化。

模塊化設(shè)計(jì)，可由三個(gè)類型的設(shè)計(jì)方法規(guī)范來(lái)表達(dá)，這三類設(shè)計(jì)規(guī)范可分別用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模塊設(shè)計(jì)（下面僅介紹產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，用于模塊時(shí)，可將模塊視為產(chǎn)品）：

（1）“設(shè)計(jì)規(guī)則”類規(guī)范：規(guī)定和固化產(chǎn)品系統(tǒng)的構(gòu)成模式和子系統(tǒng)間的聯(lián)系。設(shè)計(jì)規(guī)則主要由“結(jié)構(gòu)規(guī)則”和“接口規(guī)則”兩部分組成（“檢測(cè)規(guī)則”可視產(chǎn)品特點(diǎn)而定）。

（2）“設(shè)計(jì)導(dǎo)則”類規(guī)范：其實(shí)質(zhì)是總體設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，介紹為實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求的解決方案。

（3）“基型結(jié)構(gòu)及其派生設(shè)計(jì)指南”類規(guī)范：是對(duì)產(chǎn)品或模塊的基型的描述，也是其派生型詳細(xì)設(shè)計(jì)的指南。

這三種設(shè)計(jì)方法規(guī)范，是資深設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的綜合，可以將“隨機(jī)性設(shè)計(jì)”，轉(zhuǎn)化為“規(guī)范化設(shè)計(jì)”。應(yīng)對(duì)訂單的產(chǎn)品設(shè)計(jì)大多變成了在“規(guī)范性產(chǎn)品”模式基礎(chǔ)上的派生設(shè)計(jì)（“按葫蘆畫瓢”式設(shè)計(jì)），可由一般工程師承擔(dān)；資深設(shè)計(jì)師可從低層次的常規(guī)設(shè)計(jì)中解脫出來(lái)，從事專題性研究和新產(chǎn)品開發(fā)；把這些規(guī)范作為設(shè)計(jì)評(píng)審的主要依據(jù)之一，以此來(lái)約束模塊和產(chǎn)品品種規(guī)格的無(wú)序膨脹。

4.3 模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法

（1）模塊組合法：

——不同模塊組合構(gòu)成柔性的、可演進(jìn)的、多樣化的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)“以不變或少變（模塊）應(yīng)多變（用戶需求）”的產(chǎn)品開發(fā)模式。

——產(chǎn)品主要由通用模塊組成，對(duì)部分模塊進(jìn)行變型設(shè)計(jì)和/或設(shè)計(jì)專用模塊，即可推出新產(chǎn)品：

新產(chǎn)品 ＝ 通用模塊(不變部分)＋改型模塊(準(zhǔn)通用部分)＋新功能模塊(專用部分)

或表達(dá)為：個(gè)性化產(chǎn)品 ＝ 通用(固化)模塊 ＋可變(可編輯)模塊 ＋ 可選(個(gè)性化)模塊

（2）基本型派生法：集中力量研制一種基本型（或選用一種成熟的現(xiàn)有產(chǎn)品，經(jīng)改造提升為基型），以其為基礎(chǔ)，通過(guò)變型（某些零部件的附加、刪除、替換、再加工），派生出滿足多種個(gè)性化需求的產(chǎn)品。

（3）實(shí)際應(yīng)用：組合法＋基本型派生法。組合是構(gòu)成產(chǎn)品基本方法，基型派生法是產(chǎn)品模塊化實(shí)際應(yīng)用的方法。

4.4 運(yùn)用并行工程加快模塊化進(jìn)程

（1）為加快產(chǎn)品模塊化進(jìn)程，可上、下結(jié)合，并行展開：

——頂層設(shè)計(jì)（自上而下）：運(yùn)用現(xiàn)代模塊化方法制定“設(shè)計(jì)規(guī)則”，固化系統(tǒng)架構(gòu)和模塊間的接口（保證系統(tǒng)的穩(wěn)定）。

——模塊系列設(shè)計(jì)（自下而上）：在遵循“設(shè)計(jì)規(guī)則”的前提下，運(yùn)用傳統(tǒng)的大家熟悉的標(biāo)準(zhǔn)化方法（通用化、系列化），建立模塊體系?？蓪F(xiàn)有產(chǎn)品的部件改造提升為部件級(jí)通用件（模塊），或通過(guò)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶出模塊，供產(chǎn)品組合之用。

（2）頂層設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)方法規(guī)范制定、共享技術(shù)平臺(tái)構(gòu)建齊頭并進(jìn)。【案例】

華為公司通過(guò)近20年的奮斗，由一個(gè)十幾人的小作坊發(fā)展成為全球矚目的、IT行業(yè)的一匹“黑馬”，與其持續(xù)不懈地推行標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化是分不開的：

——實(shí)施的只抓核心技術(shù)，把通用模塊的制造剝離出去、改為“外協(xié)”“外包”的策略，有效地分散和化解風(fēng)險(xiǎn)，安全地度過(guò)了IT行業(yè)的“冬天”。

——成立由幾十人組成的公司級(jí)模塊化架構(gòu)辦公室，各大設(shè)計(jì)部門均成立架構(gòu)部，以強(qiáng)化、細(xì)化產(chǎn)品的架構(gòu)（總體）技術(shù)。

——提倡對(duì)現(xiàn)有體系的再思考、再認(rèn)識(shí)，不斷提高產(chǎn)品系統(tǒng)的模塊化水平。例如，華為上海研究所，成立由一名頂級(jí)設(shè)計(jì)師為首的10余人團(tuán)隊(duì)，專職全力投入對(duì)產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)成模式進(jìn)行再思考、再認(rèn)識(shí)，確立了清晰的模塊化架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品系統(tǒng)的更新?lián)Q代，形成了能適應(yīng)快速變化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的、具有柔性結(jié)構(gòu)的模塊化產(chǎn)品系統(tǒng)。

——由資深設(shè)計(jì)師牽頭，制定各類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），規(guī)范和指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不僅縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，并使一般工程師也能設(shè)計(jì)出具有國(guó)際水平的產(chǎn)品。

——推行全員標(biāo)準(zhǔn)化，要求各技術(shù)部門面向設(shè)計(jì)制造各環(huán)節(jié)，制修訂相應(yīng)規(guī)范，建立各部門的規(guī)范體系（包括模塊體系、規(guī)范體系和通用物料體系）。

——不斷調(diào)整組織結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大通用模塊的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，縮小特定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。

——對(duì)庫(kù)存通用物料，定期實(shí)行“大掃除”，為工程師選用物料進(jìn)行指導(dǎo)，控制物料的無(wú)序膨脹。

5 結(jié)束語(yǔ)

李春田教授的文章，不僅“論述了復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的極端重要性”，提出了“針對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)開展標(biāo)準(zhǔn)化的三種運(yùn)作模式”，并強(qiáng)調(diào)“哪個(gè)國(guó)家要想使自已的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)在國(guó)際市場(chǎng)占有一席之地，那就一定要占領(lǐng)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化高地”。它的價(jià)值還在于指明了我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的方向性問(wèn)題。

李春田教授在文中呼吁“傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化到了該轉(zhuǎn)型的時(shí)候了”[7，8]，傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)順應(yīng)時(shí)代的變化而演進(jìn)為現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)他提出的“復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化”模式和《現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化前沿——“模塊化”研究報(bào)告》《現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化方法——綜合標(biāo)準(zhǔn)化 》的精神，我們是否可以引伸出“現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化”應(yīng)是：

現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化＝傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化＋模塊化＋綜合標(biāo)準(zhǔn)化＋標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)則）戰(zhàn)爭(zhēng)

即現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化的主要方法是否應(yīng)包括下述四個(gè)方面：

——繼承和運(yùn)用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化中行之有效的基本方法；

——將基于方法論中黑箱理論的模塊化，作為認(rèn)識(shí)研究對(duì)象（系統(tǒng)）的功能特征、行為方式及其機(jī)理的一種科學(xué)方法；

——將基于系統(tǒng)理論的綜合標(biāo)準(zhǔn)化，作為實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化管理的一種科學(xué)方法；

——強(qiáng)烈的標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)則）“戰(zhàn)爭(zhēng)”[9]意識(shí)，則是應(yīng)對(duì)技術(shù)強(qiáng)國(guó)將自己的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)上升為國(guó)際間的“游戲規(guī)則”、轉(zhuǎn)化為技術(shù)（貿(mào)易）壁壘和“知識(shí)霸權(quán)”的對(duì)策。我們應(yīng)積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，取得標(biāo)準(zhǔn)話語(yǔ)權(quán)；積極主動(dòng)參與標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)則）的制修訂，以適應(yīng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的“游戲規(guī)則”，維護(hù)我國(guó)的國(guó)家利益；對(duì)于我國(guó)具有優(yōu)勢(shì)的技術(shù)項(xiàng)目，則應(yīng)去取得起草國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)權(quán)。

[1] 李春田. 事關(guān)國(guó)家興衰的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域——復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化[J]. 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2015（3）.

[2] 李春田. 現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化前沿——“模塊化”研究報(bào)告[M]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[3] 大衛(wèi).M.安德森，B. 約瑟夫·派恩. 21世紀(jì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)前沿——大規(guī)模定制模式下的敏捷產(chǎn)品開發(fā)[M]. 馮涓等，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[4] 卡麗斯·鮑德溫，金·克拉克. 設(shè)計(jì)規(guī)則：模塊化的力量[M]. 張傳良等，譯. 北京：中信出版社，2006.

[5] 青木昌彥，安藤晴彥. 模塊時(shí)代——新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)[M]. 周國(guó)榮，譯. 上海：上海遠(yuǎn)東出版社，2003.

[6] 童時(shí)中. 模塊化原理、設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用[M]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.

[7] 李春田. 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系須進(jìn)行結(jié)構(gòu)改革——試回答“企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系該怎么辦？”[J]. 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2015（5）.

[8] 李春田. 現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化方法——綜合標(biāo)準(zhǔn)化[M]. 北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[9] 張平，馬蹺. 標(biāo)準(zhǔn)化與知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略[M]. 2版. 北京：知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2005.

Modulization Is the Only Way on Development of Complex Products and Systems

Tong Shizhong ( State Grid Electric Power Science Research Institute )

It is necessary and difficult to carry out the standardization work of complex products and systems(CoPS). This can succeed with the aid of methods for modularity and complex standardization. Based on the existed experience, the author offers a pattern for a top level design & route chart of CoPS and puts forward the basic methods of modern standardization.

complex products and systems, modularity, complex standardization, top level design & route chart(movements), methods of modern standardization