文/李春田

事關(guān)國家興衰的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域（續(xù)）
——復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化

文/李春田

A模式——基于黑箱理論的模塊化

1. A模式的方法論基礎(chǔ)：黑箱方法

黑箱方法是探索復(fù)雜大系統(tǒng)的重要工具。它通過考察對象的輸入、輸出及其動態(tài)過程，而不直接考察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相互作用的大量細(xì)節(jié)，只是從總體行為上去描述和把握系統(tǒng)、預(yù)測系統(tǒng)的行為，定量地認(rèn)識研究對象的功能特征、行為方式及其機理的一種科學(xué)方法，這在研究復(fù)雜系統(tǒng)時特別有用。

所謂“黑箱”，就是指那些既不能打開，又不能從外部直接觀察其內(nèi)部狀態(tài)的系統(tǒng)。黑箱方法則從綜合的角度為人們提供了一條認(rèn)識事物的重要途徑，尤其對某些內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的系統(tǒng)和迄今為止人們的力量尚不能徹底認(rèn)識的系統(tǒng)。

運用黑箱方法研究系統(tǒng)，首先要孤立黑箱、確認(rèn)黑箱——規(guī)定它與周圍環(huán)境的邊界，將它從系統(tǒng)（環(huán)境）中分離出來之后，即可采用被動考察和主動實驗等方法來研究黑箱，使黑箱變成白箱。有時黑箱模型不止一個，這種情況下，系統(tǒng)應(yīng)辨識其中最合理的一個。

當(dāng)我們把一個復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)作為研制對象時，由于這個系統(tǒng)中還有許多未知的領(lǐng)域和大量的不確定問題，我們無法像對待一般產(chǎn)品那樣，一切全在掌握之中，可以做到由總體設(shè)計到施工設(shè)計再到生產(chǎn)制造一氣呵成。對于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)，只好把那些連總設(shè)計師也不清楚的不確定的難題裝進(jìn)黑箱里，一步步地向能打開黑箱的專業(yè)人員傳遞，最后再一層層地打開黑箱，變不確定為確定，變未知為已知。

2. A模式的運作方式：模塊化設(shè)計制造

模塊化是標(biāo)準(zhǔn)化的高級形式、黑箱方法的實現(xiàn)形式。模塊化運用黑箱原理應(yīng)對復(fù)雜性的主要對策是：

①復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的全部功能要求，可通過組合功能模塊的方法來實現(xiàn)，即復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)采用模塊化架構(gòu)。

②用模塊分割系統(tǒng)，限制要素間的交互作用，把復(fù)雜系統(tǒng)變成一個個較為簡單的系統(tǒng)，模塊設(shè)計者所承擔(dān)的任務(wù)，其復(fù)雜程度便會顯著降低。

③如果模塊還是復(fù)雜，可繼續(xù)分割下去，直到對專業(yè)人員來說，黑箱已變成了白箱，這時便可設(shè)計制造模塊了。

④產(chǎn)品的模塊化架構(gòu)，有利于對復(fù)雜系統(tǒng)分散決策，使決策方式從集中管理變?yōu)閷γ總€模塊的管理，從而可以顯著地降低對復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)管理的難度。

⑤當(dāng)所有黑箱被一層層打開，所有模塊均已建成，即可通過一層層的模塊系統(tǒng)集成，最終實現(xiàn)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)。

⑥由于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)通常是根據(jù)用戶的特殊要求定制的，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中將使用較多的專用模塊。又由于模塊的開發(fā)工作量極大，所以模塊集成商常需將非核心技術(shù)模塊外包，形成模塊化產(chǎn)業(yè)集群。

⑦模塊化產(chǎn)業(yè)集群一旦形成，便開始了背靠背的模塊研發(fā)競爭，產(chǎn)生無與倫比的創(chuàng)新效率。

⑧模塊具有可并行開發(fā)、分散化創(chuàng)新、競爭性再集中和事后改進(jìn)，以及模塊的可分、可合、可互換等特點，從而使采用模塊化架構(gòu)的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)充滿無限的生機和活力，產(chǎn)品系統(tǒng)雖然高度復(fù)雜卻有極強的應(yīng)變能力。這種能力已經(jīng)成為當(dāng)今市場競爭中決定勝負(fù)的關(guān)鍵能力。

在上述所有活動中，必須首先建立能確保系統(tǒng)整體性的“設(shè)計規(guī)則”或“設(shè)計規(guī)范”，對模塊劃分、模塊研制、模塊集成過程中必須遵守的規(guī)則和必須滿足的要求，以及在整個過程中必須保留和正確處理的關(guān)系、聯(lián)系和接口等作岀統(tǒng)一規(guī)定。它既是模塊化架構(gòu)的頂層設(shè)計，又是整個系統(tǒng)運作的總依據(jù)。如果模塊（子系統(tǒng)、分系統(tǒng)）較大，是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)的話，它還要通過建立相應(yīng)的子規(guī)范、分規(guī)范，用以指導(dǎo)子系統(tǒng)、分系統(tǒng)內(nèi)部的模塊化。如此發(fā)展下去，便形成一個規(guī)范體系，它是模塊化成功的最重要的保證。

此外，模塊化所特有的選擇權(quán)和事后改進(jìn)的特點，可以一定程度地彌補人們預(yù)期的不完全性和解決復(fù)雜問題能力的有限性，起到降低不確定性的作用。

在傳統(tǒng)制造業(yè)里模塊化方法早有利用，用模塊化解決復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)最成功的典范是IBM的計算機設(shè)計革命。到現(xiàn)在，無論是一般工業(yè)產(chǎn)品還是復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)，模塊化已成為首選的創(chuàng)新模式。從家用電器到機器設(shè)備，從運載火箭到航空雷達(dá)，從高速列車到航空母艦，都不約而同地選擇了模塊化架構(gòu)，最具競爭力的模塊化智能手機也已問世。

B模式——基于系統(tǒng)理論的綜合標(biāo)準(zhǔn)化

1. B模式的方法論基礎(chǔ)：系統(tǒng)分析方法

當(dāng)我們要創(chuàng)建一個復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)或者要解決復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)中的某些問題時，標(biāo)準(zhǔn)是必不可少的。但是，由于前面提到的，人們認(rèn)識和解決復(fù)雜問題能力的有限性，我們無法知道需要制定多少標(biāo)準(zhǔn)？什么標(biāo)準(zhǔn)？更無法知道標(biāo)準(zhǔn)該制定成什么樣？如何克服這個復(fù)雜性難題呢？系統(tǒng)分析方法便是可借助的科學(xué)方法之一。它不僅把標(biāo)準(zhǔn)化對象作為一個系統(tǒng)，而且還把這個系統(tǒng)放到它所存在的更大的系統(tǒng)（環(huán)境）中進(jìn)行考察。根據(jù)我們創(chuàng)建這個系統(tǒng)的目的和確立的目標(biāo)，運用各類方法和工具（如模型化方法、定量化方法、最優(yōu)化方法，以及從定性到定量的綜合集成方法等），通過自上而下的分析，不僅要找到影響目標(biāo)實現(xiàn)的相關(guān)要素，而且要弄清楚目標(biāo)與要素之間，以及要素與要素之間的定性與定量關(guān)系，從而為總目標(biāo)的分解、落實，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供基本依據(jù)。這個系統(tǒng)分析過程非常之重要，是決定綜合標(biāo)準(zhǔn)化成敗的關(guān)鍵。每一個綜合標(biāo)準(zhǔn)化項目，都是一項系統(tǒng)工程，都要經(jīng)歷一系列步驟和過程，其中的每一步都要經(jīng)歷分析和決策的反復(fù)迭代，可以說，在綜合標(biāo)準(zhǔn)化過程中起關(guān)鍵作用的是以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)的系統(tǒng)分析方法。

2. B模式的運作方式：綜合標(biāo)準(zhǔn)化

綜合標(biāo)準(zhǔn)化不是單純制定標(biāo)準(zhǔn)，它是要解決問題，而且是解決比較復(fù)雜的問題。恰是由于復(fù)雜，常常無從下手，不知道該怎樣做、做什么才能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。綜合標(biāo)準(zhǔn)化借助系統(tǒng)分析方法，進(jìn)行“自上而下”的分析，不僅要確定與目標(biāo)的實現(xiàn)密切相關(guān)的要素，而且要搞清楚各相關(guān)要素與產(chǎn)品系統(tǒng)之間，以及各要素相互之間的定性和定量關(guān)系，依此將我們設(shè)定的總目標(biāo)（總要求）分解為各相關(guān)要素的分目標(biāo)（分要求）。如果相關(guān)要素的分目標(biāo)仍然復(fù)雜難以落實，可再進(jìn)行分解，直到能夠落實到具體的執(zhí)行主體，隨后的工作就是制定確保目標(biāo)實現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)雖然各自的目標(biāo)不同、任務(wù)不同、執(zhí)行主體也不同，但卻都圍繞一個總目標(biāo)并保證總目標(biāo)的實現(xiàn)，它們被稱為“標(biāo)準(zhǔn)綜合體”。貫徹實施這個標(biāo)準(zhǔn)綜合體，便可使復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)創(chuàng)建和運行中的問題得到解決，這種方法運作上的特點便屬于IEC所提倡的“自上而下”的標(biāo)準(zhǔn)化方法。

從系統(tǒng)分析到形成標(biāo)準(zhǔn)綜合體，是一個由分析到綜合的反復(fù)迭代過程。在這個過程中，自上而下的分析使復(fù)雜系統(tǒng)簡化，幫助我們認(rèn)識系統(tǒng)，知道該定哪些標(biāo)準(zhǔn)和定什么樣的標(biāo)準(zhǔn)；自下而上的綜合，是把標(biāo)準(zhǔn)組織起來，形成一個標(biāo)準(zhǔn)綜合體，也就是建立一個復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。只有用復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)才能解決復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的問題。因為這個標(biāo)準(zhǔn)綜合體已不是單個標(biāo)準(zhǔn)的簡單相加，而是參數(shù)指標(biāo)經(jīng)過整體協(xié)調(diào)，各要素互相關(guān)聯(lián)、互相作用的有特定功能的有機整體，它所產(chǎn)生的系統(tǒng)效應(yīng)，是它能解決問題的根據(jù)。

為實現(xiàn)一個較為簡單的目標(biāo)，通常建一個標(biāo)準(zhǔn)綜合體就能解決問題。對于較復(fù)雜的系統(tǒng)目標(biāo)（需要再分解的目標(biāo)）則需要建多個標(biāo)準(zhǔn)綜合體，分別解決各個分目標(biāo)的問題。各綜合體之間的關(guān)系，猶如各子系統(tǒng)之間也是互相關(guān)聯(lián)的，共同保證更高層目標(biāo)的實現(xiàn)。

《中國工業(yè)報》曾經(jīng)對綜合標(biāo)準(zhǔn)化做過這樣的評論：“我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)作為技術(shù)前沿領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)體系尚不成熟完備，標(biāo)準(zhǔn)缺口較大，而綜合標(biāo)準(zhǔn)化恰好采取集中、成套制定標(biāo)準(zhǔn)模式，可以在短期內(nèi)填補標(biāo)準(zhǔn)空白，解決標(biāo)準(zhǔn)缺口較大問題。其次，我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)種類多、更新快，產(chǎn)業(yè)競爭白熱化等特點，使得標(biāo)準(zhǔn)制定中的配套性、協(xié)調(diào)性難以保障，而綜合標(biāo)準(zhǔn)化恰好采取系統(tǒng)思考、統(tǒng)籌規(guī)劃的方法，可以解決標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容之間協(xié)調(diào)優(yōu)化問題，保障標(biāo)準(zhǔn)的配套性?？梢?，當(dāng)前在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)開展綜合標(biāo)準(zhǔn)化工作，正好契合了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對標(biāo)準(zhǔn)的需求，可謂開展正當(dāng)時。”[1]

A+B模式——模塊化與綜合標(biāo)準(zhǔn)化互相融合

模塊化和綜合標(biāo)準(zhǔn)化都是應(yīng)對復(fù)雜性的標(biāo)準(zhǔn)化工具。

模塊化是從改變復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的架構(gòu)入手，將復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的一體化架構(gòu)改變?yōu)槟K化架構(gòu)，實現(xiàn)對一體化架構(gòu)的分割，從而使其每一部分變得簡單，以達(dá)到降低復(fù)雜性的目的，使我們有可能對復(fù)雜產(chǎn)品展開設(shè)計和制造。

綜合標(biāo)準(zhǔn)化是從復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的目標(biāo)入手。我們無論創(chuàng)建什么系統(tǒng)，都是有目的和具體目標(biāo)的。實現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)，是創(chuàng)建復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的最終目的。因此，綜合標(biāo)準(zhǔn)化堅守目標(biāo)導(dǎo)向原則和用系統(tǒng)分析方法對目標(biāo)進(jìn)行分解。但是，目標(biāo)不是抽象的，對復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)來說，會大量涉及物理實體，如設(shè)備、材料、部件、零件等，它們都可能是目標(biāo)的載體。對目標(biāo)的分解，常常會變成對物理實體的分解，這就演變成模塊化過程。反過來，在模塊化過程中對每個具體模塊（黑箱）進(jìn)行處理時，又可借助綜合標(biāo)準(zhǔn)化的方法對黑箱進(jìn)行系統(tǒng)分析，找到打開黑箱的途徑。

因此，A模式和B模式都不是絕對的，它們在解決具體問題過程中有時只用A模式或B模式，有時交叉并用，你中有我，我中有你，這就是A+B模式。

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化是“重中之重”

注：[1]摘自《契合新需求 創(chuàng)綜合標(biāo)準(zhǔn)化新局》（中國工業(yè)報，2011-08-26）

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化，是一個世紀(jì)性課題。雖然我們對它的認(rèn)識還很膚淺，但是，有一點是肯定的，它己經(jīng)或必將成為國家之間經(jīng)濟和科技實力較量的焦點和未來標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的重點。因此，IEC已經(jīng)將其提到議事日程并納入《發(fā)展綱要》。IEC認(rèn)為：“技術(shù)多樣性以及許多新興市場中的技術(shù)融合（特別是那些大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域），現(xiàn)在需要自上而下的方法開展標(biāo)準(zhǔn)化。首先從系統(tǒng)或系統(tǒng)架構(gòu)層面開展工作，而非以往的從產(chǎn)品層面開展工作。系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)在多領(lǐng)域的需求將快速增長，包括環(huán)境、安全和健康?！盜SO在質(zhì)量管理和環(huán)境管理領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化取得成功之后，一發(fā)而不可收拾，接著在食品安全、社會安全、信息安全、道路交通安全、能源管理、風(fēng)險管理、社會責(zé)任等關(guān)鍵領(lǐng)域，推出了近20個基于系統(tǒng)方法的管理系列標(biāo)準(zhǔn)。2012年國家標(biāo)準(zhǔn)委以“系統(tǒng)管理”的思維將綜合標(biāo)準(zhǔn)化列為“重中之重”，選擇了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、大型客機、海上鉆井平臺、智能電網(wǎng)、電子商務(wù)、社會管理和公共服務(wù)等典型的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)開展了大范圍的綜合標(biāo)準(zhǔn)化試點。工業(yè)與信息化部在太陽能光伏、半導(dǎo)體照明、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、鋰離子電池、智能電視、智能終端等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點領(lǐng)域（共10大領(lǐng)域72個子領(lǐng)域）的綜合標(biāo)準(zhǔn)化項目正在扎實推進(jìn)，并籌劃下一步挑戰(zhàn)智能制造領(lǐng)域。中國向高難度的現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化邁出的這一步，是有里程碑意義的，必將對中國經(jīng)濟的騰飛產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

在面對復(fù)雜系統(tǒng)的大規(guī)模工程時代，所謂標(biāo)準(zhǔn)化實力，主要不在于你擁有多少標(biāo)準(zhǔn)，也不在于你有多大機構(gòu)和多少人，更不在于你規(guī)范了多少業(yè)務(wù)流程，關(guān)鍵是看你是否具有應(yīng)對復(fù)雜系統(tǒng)的能力并參與其中做出實實在在的成效，這才是當(dāng)今時代要求標(biāo)準(zhǔn)化具備的“能力”。

這種“能力”的培育和形成，要經(jīng)歷極其艱難的過程，要做大量艱苦細(xì)致的工作，要有相當(dāng)規(guī)模的資源投入，毫無疑問它一定是標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略的重點。

這種“能力”的研究，也就是解決復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化難題，必將成為各類科研機構(gòu)攻堅的目標(biāo)。對標(biāo)準(zhǔn)化研究機構(gòu)來說，同樣的是對它的研究能力和研究水平的考驗。

所謂“高素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化人才”的培養(yǎng)，除了把他們放到復(fù)雜性“災(zāi)難”之中去磨練，讓他們組織跨學(xué)科、跨專業(yè)、跨領(lǐng)域的專家團隊去攻克標(biāo)準(zhǔn)化難題之外，別無他法。

我國的標(biāo)準(zhǔn)化搞了60多年，已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的增長已不是當(dāng)務(wù)之急，到了該用標(biāo)準(zhǔn)解決關(guān)鍵性難題的時候了，也就是到了該轉(zhuǎn)型的時候了。

當(dāng)年，聶榮臻元帥主管標(biāo)準(zhǔn)化工作時，講過一句很有分量的話，他說標(biāo)準(zhǔn)化工作搞不好會“誤大事”的。什么才是大事呢？事關(guān)國家興衰的課題就是大事，別的小事做得再多再好，如果對這類大事無所作為，就有可能“誤大事”。標(biāo)準(zhǔn)化工作的對象永遠(yuǎn)是無限的，隨便一抓就是一大把，但標(biāo)準(zhǔn)化的資源卻是有限的，因此，國際標(biāo)準(zhǔn)化界才提出了“優(yōu)先順序”的概念。聶帥的教導(dǎo)不僅為我們安排優(yōu)先順序指明了方向，而且指出了標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)劃和戰(zhàn)略的重點和方向。當(dāng)前的重點和方向就是要把這類與國家命運攸關(guān)的事情提上日程。

本文所述的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的3種模式（可能還有許多種），只是根據(jù)已有經(jīng)驗的探索，需要解決的技術(shù)和方法難題還有很多，探索的路還會很長、很艱巨。但是可以預(yù)見，無論哪個國家要想使自已的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)在國際市場占有一席之地，就一定要占領(lǐng)這個標(biāo)準(zhǔn)化高地。

（作者：中國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會常務(wù)副理事長、上海市質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化研究院首席標(biāo)準(zhǔn)化顧問）