模块化——建设创新型国家的标准化利器(20070912李春田讲稿)

1、模块化 建设创新型国家的标准化利器,一、关于模块化的最新动向,“模块热”的一些背景 1997年哈佛大学提出“模块时代”的概念 2000年美出版设计规则：模块化的力量 2001年日本召开“模块化对日本产业的冲击”研讨会 2004年至2005年日本经济产业省组织模块化实证调查 近年来，中国工业经济学界特别关注模块化对产业结构和技术创新的影响,二、模块化及其发展,1、传统模块化 起源：历史久远 基础：分工理论、标准化的其他形式 原理：分解组合 定义: 以模块为基础，总结了标准化其 他形式的特点，解决复杂系统类型多变、 功能多变的标准化高级形式,二、模块化及其发展（续）,2、现代模块化的诞生 起因：电

2、脑产品兼容问题 基础：信息技术和IT产业 起源：1961年IBM360电脑模块化设计 结果： 用模块化结构取代一体化结构（1964年） 解决了兼容问题，创造了可观的效益 引发了后来的信息技术产业的集群现象（硅 谷现象） 导致了电脑产业结构的飞速升级（调整、优化 创新） 开创了现代模块化的理论与方法,三、现代模块化的特点,1.使集中的决策分散化集权与分权结合 中央集权的设计路线，无法应对复杂系统 将复杂系统分解为模块，变复杂为简单 运用黑箱原理，对复杂系统分散决策 使决策方式从集中管理变为对每个模块的管理 依据设计规则，模块可并行开发、分散化创新和事后的竞争性再集中 实现自下而上的系统改进、高效

3、率的整体创新,三、现代模块化的特点 （续）,2.变“一体化”架构为“模块化”架构（架构改革） 一体化架构 要素、参数之间相互依赖，错综复杂，牵一发动全身（任何要素的修改都要求对产品进行重新设计）复杂性灾难 封闭式结构，难以演进、创新和变型 模块化架构 模块可独立发展（不影响其他模块），系统可分解、简化 消除或减少相互依赖性（与建立设计规则同时完成） 开放式结构：可利用外部资源、分散化创新、竞争性再集中 和事后改进,三、现代模块化的特点（续）,3、整体稳定基础上的局部动荡 两类“设计规则”的作用 必须遵守的、显性的“设计规则”：使系统有足够的稳定性（支撑其存在） 允许自由的、隐性的“设计规则”：

4、使系统有足够的创造性（推进其发展）,三、现代模块化的特点（续）,4、模块间竞争 竞争创造选择余地、选择权、选择价值 每一模块以多种方式而非单一任务方式设计选择余地 从中选择最好的模块构成最终产品（用挑选“最优品种”法，创造能产生最高价值的设计）选择价值 信息技术产业飞速升级的深层原因,三、现代模块化的特点（续）,5、模块与信息技术共同进化 模块将信息浓缩化，为信息技术快速升级创造条件 模块化将产品结构简化，为产品设计、制造、使用提供方便，使信息技术迅速普及 信息技术的快速普及和升级，为模块化产品开辟了广阔市场 模块化与信息技术互相支撑、协同发展,四、现代模块化的功能,1、应对复杂性 复杂性是高

5、新技术的共性、创新的难点 根源：要素、设计参数、任务之间的相互依 赖性、混沌性、不确定性 模块化应对复杂性的对策： （1）用模块分割系统，限制交互作用和相 互依赖性 （2）模块如果还复杂可继续分割下去，模块 设计者承担的任务其复杂程度显著降低 （3）建立确保系统整体性的“设计规则”对必 须保留和正确处理的关系做出统一规定,、,四、现代模块化的功能（续）,2、应对不确定性 不确定性：预期的不完全性和解决复杂问题能力的有限性技术创新的基本特征 系统越复杂其内生的不确定性越大 不确定性越大，风险越高，商机越多 模块化结构可包容不确定性（层层用黑箱包容）可有效降低不确定性、规避风险 选择权和事后改进的

6、弥补作用（互连设计做不到）,四、现代模块化的功能（续）,3、应对需求变化多变、快变 需求的多变、快变，既是创新的依据，又是创新的难题 模块化是搭建一个产品族的开发平台 通过“模块化操作” （分离、替代、增加、去除、归纳、改变），以少变求多变、快变低风险、高效率创新开发 模块化是应对市场变化的优选对策,四、现代模块化的功能（续）,4、应对个性化、低成本竞争 个性化和 低成本是一对尖锐矛盾 大规模定制是必由之路 实现定制式生产（个性化） 实现大规模生产（低成本） 大规模定制的两难处境 外部多样性与内部多样性 模块化能较好解决两个多样性的难 题，是实现大规模定制式生产的最 佳途径,五、模块化对建设创

7、新型国家的特殊意义,1、模块化是技术创新的稳健途径 产品生命周期越来越短，模块生命周期较长，且可靠程度高 模块化设计能显著降低创新风险和失败率 减少技术、市场的不确定性 提高产品的可靠性，保证产品质量 提高开发效率 、缩短开发周期及时抢占市场 通过模块化操作开发变型产品 模块化系统是企业的创新平台 降低开发成本，提高竞争力 能较好处理创新与稳定性、继承性的关系,五、模块化对建设创新型国家的特殊意义（续）,2、模块化造就了“硅谷模式”，产生了“摩尔法则” 硅谷（模块集约地）树立了产业集群、制度创新的样板 硅谷模式对高新技术开发区成建设有借鉴意义 摩尔法则：半导体的集度每18个月增加1倍IT产业技

8、术创新的周期率、企业的行路图 摩尔法则对我国IT企业同样适用,五、模块化对建设创新型国家的特殊意义（续）,3、武器装备现代化的优选途径 节省国防经费，以有限资金办更多的事 提高研制效率、缩短研制周期，保证时效性 实现演进创新、体现渐改原则，满足训练和实战要求 精炼、简化、延伸、拓展，灵活多变、以少胜多 我国武器装备的现代化得益于“三化”,五、模块化对建设创新型国家的特殊意义（续）,4、产业结构自然演进的内在动力 从事先设计和生产的集中控制，转向分散化创新和竞争性再集中， 变“大而全”企业为松散的企业簇群 新产业结构的本质模块化 模块化是新兴产业产品架构发展的必然趋势 产品架构模块化必将引起生产

9、方式和产业结构的变革 模块化组织和模块化簇群已在国内外大企业中出现 产品模块化向产业模块化演进并进一步向模块化生产 网络发展 分工经济向模块经济演进，模块化组织是主要载体 产业组织演进的必然形态将是模块化组织,五、模块化对建设创新型国家的特殊意义（续）,5、模块化是循环经济的实现形式 模块化设计符合3R原则（减量化、再利用、再循环） 模块可重组、可回收、可多次重复利用 模块化产品可升级、拓展、再制造,五、模块化对建设创新型国家的特殊意义（续）,6、模块化原理是一种创新思维，处理复杂问题的基本方法 模块化方法已扩展应用到诸多领域 复杂产品（硬件系统）结构模块化（从芯片到航空母舰） 软件产品模块化生产已成普遍趋势 现代服务业（电子商务、银行业、保险业、航空业、娱 乐业、时装业 ）的模块化产品 模块化教育系统 模块化电子战系统 标准系统的模块化