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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
2、化理论的形成和发展,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
3、（MC）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
4、经济时代，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
5、：模块化思维是人的天性，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
6、算机产业群的兴起。 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
7、开发模式。 系统分解为模块的基本原则 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
8、成的，它们是怎样发挥作用的。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
9、。 传统设计：面向某一具体产品； 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,
10、产品工程部（产品快速设计）：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
11、要素）分析 技术创新：有重点地研发、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
12、模块创新：在符合“接口规则”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
13、模生产，取得批生产的效益。 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，
14、提供一系列非常通用的“模块”，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280
15、00个独立零件，形成40000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
