1、企业的模块化战略企业的技术平台战略,21 世纪企业竞争的前沿和制高点,童时中2009,个人简介,童时中，教授级高级工程师，毕业于南京航空航天大学，1981年前就职于长虹彩电，后任职于国家电网公司电力科学研究院。从事教学、机械设计、产品工艺、电子设备结构设计及工艺、标准化和技术管理等工作。2000年2007年，任深圳“华为技术有限公司”整机工程部顾问，协助建立企业的产品模块化体系和技术平台工作。2009年起，任上海三一科技有限公司和国网电力科学研究院的标准化、模块化顾问。,模块化理论的形成和发展 模块化产品开发模式 标准化、模块化对企业的价值 技术平台对企业的价值 模块化实施要点,目录,模块化理
2、论的形成和发展,当今企业技术环境面临的挑战 需求的多样化和个性化 经济全球化和生产分散化 激烈的市场竞争：质量、成本、速度 技术集成应对挑战的基本策略 挑战的主要矛盾：市场多变；时间紧缩。 应对的基本思路：以不变（或少变）应多变。 实施以模块化为基础的大规模定制。 基本措施：将各技术要素标准化，构成共享技术平台，抑制各技术要素的无序膨胀，减少低水平（或低层次）的重复劳动。,模块化理论的形成和发展,现代标准化前沿模块化 大规模生产20世纪企业竞争前沿 是制造业的一次革命。（相对于原作坊式的生产） 造就了一大批“工业发达国家”。 大规模生产创建了“标准化”学科，以适应大规模生产。 大规模定制（MC
3、）21世纪企业竞争前沿 制造业的又一次革命（以模块化为技术手段） 产生以模块化为核心的现代标准化（标准化的一次革命）。以适应大规模定制的需要。 现代标准化传统标准化模块化标准战争,基于模块化的大规模定制（Mass Customization）（美国，1996年提出） 目标：以大规模生产的速度和成本，满足用户的多样化、个性化需求。 特点：在产品多样化和定制化的同时，不相应地增加成本。其基本原理如图所示：目标： 速度快、成本低 满足多样化、个性化需求 制造手段： 大规模生产 定制 大规模定制 产品组成： 通用模块 柔性组装 个性化产品,模块化理论的形成和发展,知识经济与设计规则的竞争 知识经济时代
4、，标准（规则）的竞争： 贸易壁垒(贸易规则)知识产权 技术标准 知识霸权 标准战争(国际标准) 知识产权经济:知识产权是财富的主要来源，知识产权成为科技进步的主要产出，并对经济增长和社会进步的贡献率越来越大。知识产权权利资本的形式已成为决定生产力发展的主导要素。 知识,模块化理论的形成和发展,融入,形成,导致,模块化理论的形成和发展现代设计技术,企业竞争要素 设计技术质量 可靠性设计速度 CAD成本 可制造性设计市场：个性化需求 模块化设计 维修性（售后服务） 维修性设计 使用性 人机工程设计 艺术性 工业（造型）设计,模块化理论的形成和发展,模块化发展四个阶段 原始模块化：模块化思维是人的天
5、性，并往往对人类进步产生革命性的影响。例如： 汉语汉字：有独立含意的语音或字（模块），用语法（接口）组合成语言或文件（产品） 活字印刷：活字（模块），排版（接口）出印刷品（产品）。 乐曲：音阶和音符（模块），按乐理（接口）谱成乐曲（产品）。 中医中药：中药（模块），按药理、病理、生理（接口），按病情（个性化）开处方(产品)。 模块化思维的特点和规律：产品模块接口。 传统模块化：系统分解和组合理论指导下的模块化设计，是设计革命。,模块化理论的形成和发展,现代模块化“设计规则”指导下的模块化。 1964年IBM360模块型电脑系统的诞生，是一个有里程碑意义的事件。 它导致硅谷计算机产业群的兴起。
6、现代模块化传统模块化设计规则。 模块时代模块化理论的深化和在更高层次上和更广泛范围内的运用。用作处理复杂系统问题的有效方法。 90年代末，哈佛商学院院长发表“模块时代的经营”，指出模块化进入了大发展时期。 由模块化设计延伸到模块化企业。 模块化原则和方法引入经济学、管理学领域。 模块化有可能彻底改变现存产业、企业的结构。 “政府、学术界、企业家都清醒地意识到模块化的重大意义，并且开始进行政策考量。”,模块化产品开发模式,模块化产品开发的基本思路 把产品族分解为模块，建立模块体系。不同模块组合构成柔性的、可变的、多样化的产品。 实现“以不变（模块系列）应多变（用户需求）的产品开发模式。系统分解为
7、模块的基本原则 以功能为核心、结合组装结构进行分解。 系统通用要素的提取和分离，相似要素的简化、归并、统一，经典型化处理，形成模块。 分解点的选择：高内聚，低耦合。,模块化产品开发模式,模块化设计的基本方法 模块组合法：新产品不变部分（通用模块）准通用部分（改型模块） 专用部分（新功能模块） 基本型派生法：研制一种基本型，通过变型（某些零部件的附加、替换、再加工），构成派生型产品，以满足不同需求。 组合法基本型派生法,现代模块化设计方法“设计规则” “设计规则”包含模块的三要素。 模块“结构规则”：又称“划分规则”。确定构成系统的模块的轮廓（界线），即系统是由哪些模块组成的，它们是怎样发挥作用
8、的。这实际上就是，系统分解（为模块）的规则、或系统要素组合（为模块）的规则。 模块间“接口规则”：规定模块如何相互作用，模块间的位置安排、联系，如何交换信息。通过“接口规则”，固化模块间接口特征。 模块“评定规则”：即系统集成与检测的规则。它是模块接口的检验、测定“标准” ，以保证系统集成质量。 设计规则的价值：把“由上而下”的设计原则，具体化为确立设计规则。即系统设计之前需首先确定设计规则；突出了“接口”（界面）在模块体系建设中的作用。,标准化、模块化对企业的价值,模块化产品开发模式,模块化设计特点：与整体式设计方法有原则上的区别 面向产品族：一种模块能通用于多种产品。 传统设计：面向某一具
9、体产品； 模块化设计：是面向整个产品族系统。 三个设计层次： 模块化系统总体设计。 模块系统设计。 模块化产品设计。 由上而下设计： 传统设计：由下而上着眼于功能设计、详细设计。 模块化设计：首先着眼于产品族系统分解，由上而下建立通用模块体系，最后由模块组合构成的产品。,两大设计团队及其任务 产品开发部（产品研发设计）：目标是针对明天市场，任务： 模块化系统宏模型（总体、架构）设计（包括模块系统更新）。 模块系列设计：形成企业产品开发的通用模块平台供产品（快速）设计选用。 新（专用）模块设计：满足用户特殊需求。 新产品设计：定型后转“产品工程部”。,模块化产品开发模式,产品工程部（产品快速设计
10、）：目标是以最快的速度满足今天的订单需要。其任务是充分运用现有技术平台，选用模块，快速进行产品设计。 基本型产品设计：选用现有模块，进行接口和组装设计。 改型产品设计：以现有模块为主，部分模块改型。 新型（新功能、性能）产品设计：以现有和/或改型模块为基础，配加新功能模块，进行接口、组装设计构成新产品。新产品中，新模块比例不宜大于30。,模块化产品开发模式,模块化产品开发模式,模块化产品族系列层次,产品族,基型产品A,基型产品B,基型产品C,派生型B1,派生型B2,派生型B3,派生型B4,标准化、模块化对企业的价值,企业赶超国际水平的模式 企业生存发展的三大支柱（竞争力要素）分析 技术创新：有
11、重点地研发、突破。 管理创新：对先进的管理方法，消化、吸收。 研发模式创新：“将产品模块化”，将企业“转向模块化的企业。”,目标（世界先进水平，取得竞争优势）,新的功能、性能,速度、成本、质量,技术创新,管理创新,研发模式创新,大规模定制(模块化),标准化、模块化对企业的价值,以产品的研发生产模式（模块化）为突破口：模块化是企业的内功，主动权完全在自己手中。 我们与世界先进企业处于相近的起跑线上。因而，在这个前沿突破，可取得速度、成本、质量上的优势。取得竞争优势和良好经济效益。,技术创新,研发模式创新(模块化),管理创新,国际先进水平,模块化 “设计规则” 的创新机制 模块创新：在符合“接口规
12、则”的前提下，模块可有最大的创新自由度，在竞争机制推动下，各类模块快速升级。 产品创新：在“接口 规则”指导下，产品设 计者可以充分运用 “选择权”，自由地、 随心所欲地选用所 需模块、创造新产品。 图71设计规则的创新机制,标准化、模块化对企业的价值,产品,设计规则,模块,模块化的效益 面向速度快：（例如即插式人造卫星） 基于模块平台：资源共享、继承性强，研发、制造周期短。 产品主要由通用模块组成，可快速上市。 面向质量可靠： 模块经反复优化，多处应用，其设计可靠性得到多次验证。 模块批量生产，工艺稳定，制造质量有保证。 面向成本低：（例如定制不收试制费） 模块的大规模生产，取得批生产的效益
13、。 最大限度减少零部件品种规格，降低全流程成本。,标准化、模块化对企业的价值,模块是通用部件，适于专业化生产和外包、协作。 面向用户满意：（例如施乐复印机） 可满足用户的个性化定制需求。 产品易于拆装和测试，便于产品的维修和升级。 面向市场取得竞争优势 产品构成模式有良好的规划，可实现有序和持续发展。 产品构成具有柔性，对变化的市场和机遇，可作出快速反应。 易于采用新技术、实现创新成果的产业化(体现为新模块)。 可减少低层次的重复劳动，而将精力投向新技术、新产品。 有助于保护企业的技术秘密。,标准化、模块化对企业的价值,模块化成为各大公司的追逐目标 IBM的产品策略是，提供一系列非常通用的“模
14、块”，市场部用这些“模块”配置用户的个性化产品。 HP公司的即插式测量仪器，可据用户需求，用各功能测量模块组合出几十种仪器。新一代模块与原模块可兼容。 施乐公司在开发出新型模块化复印机后，不再设计全新的复印机，只开发新模块，以便于用户局部更新。 美国空军研制“即插即用”式快速组装卫星，六天即可组装一颗。 日本模块化的轻型航空母舰，一年半即可组装一艘。 日本松下的定制式自行车。,标准化、模块化对企业的价值,西门子的气轮机研发，面对200种产品统一设计，零件数为3万个；而原来5万个零件仅20 种产品。 通用电气公司(GE)重新设计其断路开关箱，用1275个共享构件代替28000个独立零件，形成40
15、000种不同的配置。 丰田公司把各个品牌汽车放到一个项目组设计，形成统一的模块化结构。欧洲汽车公司正在联合起来，进行模块化和统一工作(从统一底盘着手)。并提出了一个包括28个模块的生产概念。,标准化、模块化对企业的价值,企业平台的组成、功能、价值 组成：由技术平台、管理平台、信息平台三大部分组成。 功能：企业平台是企业生存发展的基础。是企业在市场竞争中取得质量、成本、速度优势的根本保证。 价值：使企业的各项工作均有章可循，变人治为法治，是影响企业可持续发展的重要环节。技术平台（研发创新平台） 目的：把各种有助于产品研发的实用技术集成为一个可共享的技术系统。 平台的作用： 将相关技术知识与实际经
16、验相结合，转化为适于工程应用的、具有可操作性的、适合于企业特点的、实用的共享技术。 为快速、优质地进行产品研发、创新，提供一个科学的、综合的、坚实的基础（平台）使企业取得最大效益。 是标准化、模块化方法在企业的综合性、创造性的运用。推动企业的技术工作全面走上规范化。,技术平台对企业的价值, 平台飞跃的跳板 企业三大平台间关系：具有（大于）水涨船高的效应。,管理平台,信息平台,技术平台,研发团队水平,研发团队水平,研发团队水平,水平,低水平的重复劳动,高水准平台激发出的创造性,差距,技术平台对企业的价值,技术平台对企业的价值,模块平台的层次性 产品MJMFMc专用M （M模块）技术平台体系的层次
17、性：集团公司通用平台；分公司通用平台；某类产品通用平台。,集团公司（跨分公司）通用模块 MJ,分公司A MF,分公司B通用模块 MF,分公司C MF,产品 Mc,产品 Mc,产品 Mc,产品专用,产品专用,产品专用,产品专用,产品专用,产品专用,产品专用,企业技术平台由五大体系构成： 标准体系：企业适用的上级标准的汇编。 企业规范体系：即企业自行建立的企业标准体系。 模块体系：机械模块，电路模块，软件模块，集成模块等。 通用要素库：各类技术要素优选库。如材料库、通用件库等。 知识体系：企业适用的各类知识介绍和培训教材等。,技术平台对企业的价值, 构建以模块化为核心的技术平台的重要性和价值： 技
18、术共享：减少低层次、低水平重复劳动。可加快技术进。 可高起点开展工作，不必一切从头开始。体现老企业优势。 统一各技术要素，使每项技术工作都有统一的“技术语言”。 提高工作可靠性：平台提供了成熟技术，可保证工作质量。 各项工作都有章可循，使工作有序化、规范化，避免混乱，减少不必要的扯皮。 通过对先进、成熟的经验和成果的提升、固化，以及相应技术配套成龙，可提高企业整体技术水平。 以雄厚的平台为依托，可提高工作效率，加快产品研发速度，有助于取得市场竞争的主动权。 以标准化原则建立的技术平台，技术继承性强，可有效地降低企业的全流程成本。 在人员流动频繁情况下，新人可依据平台很快开展工作。 是企业技术水
19、平和成熟度的重要标志。是大规模定制的基础。 技术平台有助于实现高水平继承基础上的创新。,技术平台对企业的价值,目前企业平台建设存在的问题 由于对技术平台构成和价值缺乏了解，技术平台的建设问题尚未摆上一般企业的议事日程。 企业一般会有产品发展规划，但大多没有产品族模块化规划、没有平台建设规划。这将影响企业的效益和可持续发展。 虽然有一些局部的技术平台，但是： 内容不系统、不全面。往往是由下而上，仅是为满足局部工作需要，投入的人力、物力有限，缺全面安排和长远考虑，缺乏严密性和先进性。 各个平台分散于各个部门，形同孤岛，彼此之间缺乏有机的联系。有些问题在技术上甚至相互矛盾。 仅有的这些平台，建成时作
20、为一项工作成果，颇受好评，但由于缺乏有效的动态管理和维护，发挥作用有限。 企业的许多技术积累和工作成果，未及时总结、提升为企业的共享要素，存在着大量的低层次的重复劳动。 平台的体系结构比较粗糙，使用、检索不便。 无组织措施：整个企业的一些共享技术要素（包括有待统一的要素），无统一的归口管理部门。,技术平台对企业的价值,大规模定制一书的见解 “大规模定制模式下的敏捷产品开发”是“21世纪企业竞争前沿”。 “到目前为止，这是世界领先的制造商们保守得最好的一个秘密。” “大规模定制是企业参与竞争的新方法，是关于企业如何获得成功的一种新的思维模式。” “为了进入大规模定制的模式，要求将产品模块化”，将
21、企业“转向模块化的企业。” 安德森（美）认为：“如何更快、更好地完成从现有企业生产方式向大规模定制的转变，已经成了振兴中国制造业的必由之路，也是关系到中国制造业能否在21世纪的全球性竞争环境中占有一席之地的关键。”(21世纪企业竞争前沿中译本序) “我们尚未达到定制的水平，企业在下一个十年中还会面对同样的窘境。”l“没有标准化，任何企业都不能实现有效的定制。再次重申，模块化是大规模定制的产品开发中的关键”。,模块化实施要点,解放军总装备部的经验 “要搞好模块化，必须从高层决策、早期决策开始抓起，做好顶层设计和预先规划，避免分散和各自为政。” “从战略高度充分认识和理解模块化的重要意义。” “是
22、对传统的发展思路、设计思想、管理模式的一种冲击，更是一种改革。” 模块化是“高水平继承的前提下，有重点地进行创新”。“是国外武器装备发展的总趋势” 美国强调国防科学和技术战略集中的问题之一是“武器平台设计与建造的模块化”。,模块化实施要点,集中领导、全面规划、统筹安排 模块化是系统性、高技术的群体活动，要付诸实施，必需有战略的眼光、统一的步调，实行集中领导、全面规划、统筹安排。自由发展或控制不严，必将给系统发展带来混乱，延误时机。建立控制与协调机构（模块化领导小组）： 组建一个权威性的常设机构，负责模块化系统的组织、计划、评审、决策和协调等。大处着眼，小处着手 模块化既浅显易懂又深奥莫测。,模
23、块化实施要点,模块化实施要点, 推行？推动？互动？ 推行：自上而下推行，可有令行禁止的效果，取得巨大效益。但需高层决策、早期决策、预先规划、顶层设计，有一个跨产品族的、科学的、严密的“设计规则”体系。 推动：自下而上推动，由设计师、标准化工作者通过宣传引起有关方面重视，并在自己的工作中实践。但可能推而不动；有限的实践也只是个体行为，没有全局性的效果。 互动：全员有强烈的模块化意识，上层推行，下层献策，身体力行，共同推动模块化这一战略目标的实现。,标准化人员在模块化中的作用 用现代标准化理论武装自己，把工作重心转到为企业的可持续发展铺路上来。 以模块化为核心开展标准化工作。 模块化的积极倡导者和
24、推动者。 策划构建企业研发创新平台（技术平台）。 标准化、模块化评审和把关。 实施标准化管理：模块的接口管理、档案管理，技术平台的动态管理。,模块化实施要点, 模块化设计程序,统一思想认识,成立模块化领导小组,需求及现状分析,模块化企业的规划,模块化体系总体设计,组织结构调整,各模块系统设计,企业平台构建,模块化产品设计,模块化动态管理,模块化实施要点, 企业模块化工作的全过程,模块化思维,模块化设计,模块化组织管理,共享技术平台,模块化生产线,模块化营销,组织再造,模块化过程管理,模块化企业,模块化规划,模块化实施要点,模块化实施要点,实施模块化的若干问题 既浅显易懂、又深奥莫测（出现的错综
25、复杂问题，难于处理）。 既是技术问题，又（首先）是管理问题。战略层面和战术层面 模块化设计是战术层面：领导重视，但缺具体措施，且只能解决局部问题，收效有限。 战略层面：往往被忽视，但是根本问题。 缺规划，无产品族架构（设计规则）。 只抓模块化设计，未抓组织机构调整、流程再造，无构建模块化企业意图，效益打折扣。,模块化实施中若干误区(1),模块化概念的理解误区 这个产品该如何模块化？对于一个孤立的产品不存在模块化问题，只是一个功能划分和布局的问题；只有面向产品族，才有模块化课题（主要是模块的通用性问题）。 模块化不就是组合化吗？组合化只是模块化特征之一，模块化是“标准部件”的组合，而不是功能块的
26、组合。 我们实行参数化设计，效率很高。参数化设计可以提高设计效率，但由于零部件通用化程度低，面对多品种、小批量产品，不可能取得批生产的效率，制造成本高。,我们的产品也是由部件组成与模块化有什么区别？模块化产品主要由通用部件组成，须有“模块化规划”、 “产品族架构方案”、“模块体系表”、“模块化产品系列型谱”、“模块复用度统计表” 等。工作太忙、头绪太多，实在顾不过来： 模块化是解决复杂问题的一种极为有效的思维方法，有助于理顺思路。只有对产品族的架构进行总体规划，才可能从根本上摆脱被一个个产品牵着走的被动局面，使全局变活。 产品设计任务重，难于抽专人设计模块。在设计规则确定后，通过新产品设计带出
27、模块（已有部件改造、提升和新模块设计）。,模块化实施中若干误区(2),新技术发展太快，市场需求多变，模块化设计周期长、投入大，模块寿命短，搞模块化是否值得？模块寿命短，问题往往在于： 按专用产品设计思路，片面追求紧凑，未考虑必要的冗余。应权衡专用和通用间的得失问题。 模块太大，包容的功能太多，某一功能或结构略有变化或修改就难于适应。 功能集成未反复优化：应把相对稳定的功能集成在一起，并充分考虑其通用性，有助于延长模块的寿命。 从总体效益来看，产品的创新发展，不应走斜坡，而应走台阶。,模块化实施中若干误区(3),对价值不大的小改小革，未加以控制，甚至受到鼓励，使模块失去稳定，也破坏了模块体系。模
28、块化道理易懂，但实施起来有些难于下手 统一认识：有关人员(尤其是领导)认真领会模块化方法和价值，统一思想，就模块化课题取得共同语言。(避免低层次重复劳动） 统一的步调：成立以厂长或总工程师为首的模块化领导小组，按上述步骤制定规划和计划。 模块化是一种有组织、有计划的技术活动过程，对组织管理有一系列要求，不是设计师的个人设计行为，设计师个人无法实现模块化设计。,模块化实施中若干误区(4),按并行工程原则成立跨产品族的多功能小组，实施统一设计。 模块化是一种既通俗又深奥的设计方法，其难点在于需考虑跨产品族的通用化问题。产品族的模块化水平，在于对模块化方法的全面理解和运用技巧。善于摆脱现有产品构成模
29、式的束缚。 模块化架构和接口一旦确定，就应固化为规范，强制执行。,模块化实施中若干误区(5),我们一直很重视模块化，但效果不理想：主要是缺乏具体措施。 应建立常设的模块化领导小组。案例：全国雷达模块化课题，在总装备部设有模块化领导小组，委托总参54所为组织协调单位，各有关厂所成立以厂长为首的模块化领导小组。 没有建立以模块化为核心的技术平台（与模块化相关的设计规范、接口规范、模块库或手册），模块及其模式在专家头脑中，未上共享平台，模块化设计无章可循。 没有严格的模块化、标准化审查制度。 关键是：领导的决心；抓得紧；科学地按模块化的方法步骤办。,模块化实施中若干误区(6),系统和产品的模块化设计
30、（提纲）,1 从模块化设计到模块化时代 1.1 当今企业技术环境面临的挑战 1.2 多样化的挑战模块化是必由之路 1.3 知识经济与 “设计规则”的竞争 1.4 基于模块化的大规模定制 21世纪企业竞争的前沿 1.5 现代模块化与模块化时代 模块化进入大发展时期2 传统模块化方法 2.1 标准化设计 2.2 模块化概念及其价值,系统和产品的模块化设计（提纲）,2.3 模块化产品开发模式 2.4 模块化的系统分解技法 2.5 模块系列设计 2.6 模块化产品设计 2.7 模块化设计案例分析3 现代模块化方发 3.1 现代模块化的概念 3.2 模块化设计的设计规则 3.3 设计规则的表达和固化4
31、基于模块化的技术平台的构建 4.1 企业平台的构成和价值,系统和产品的模块化设计（提纲）,4.2 标准和规范体系平台 4.3 模块、通用要素体系平台 4.4 知识体系平台5 模块化系统总体设计 5.1 系统需求分析： 5.2 产品系统总体设计 5.3 产品系统接口设计 5.4 产品系统环境条件分析6 模块化技术过程控制 6.1 模块化和大规模定制的重要性 6.2集中领导，统筹规划,系统和产品的模块化设计（提纲）,6.3模块化的过程管理 6.4模块化的技术和产销管理 6.5 标准化人员在模块化中的作用 6.6 模块化实施中的若干误区7 模块系统的创新 7.1 模块化的创新机制 7.2 产品创新的方法和技巧 7.3 创造性思维技法 7.4 创新心理,本文观看结束！,谢 谢欣 赏！,
