模块化产品开发的基本思路Word下载.docx

模块化产品开发的基本思路Word下载.docx

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——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。

●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：

由下而上着眼于功能设计、详细设计。

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。

●

●模块化思维的特点和规律：

产品＝模块＋接口。

•当今企业技术环境面临的挑战

（1）

●社会需求的多样化和个性化

▲生活水平和教育水准的提高，人们的爱好‘需求、审美观、价值观等逐渐向个性化发展，唤起了多样化的消费心态。

▲市场的激烈竞争，促使各企业不惜标新立异，开发出品种繁多的新产品，以适应市场需求的多变和提高市场的占有率。

●经济全球化、生产分散化和企业再造工程的兴起

▲随着经济全球化，世界市场变得越来越开放，协作成为经济结合的流行方式，跨国经济将成为21世纪的主导。

•当今企业技术环境面临的挑战

（2）

▲生产的分散化和专业化：

企业的生存取决于它的技术能力和应变能力，小企业经营灵活，采用先进技术，随着技术更新的加快，大批中小企业兴起，形成生产的专业化和社会化。

▲企业再造和企业重组：

以增强企业竞争能力和抗风险能力。

●时间已成为竞争的主要因素

▲时间紧缩：

技术开发时间、产品寿命周期和投资回报周期的间隔迅速缩短。

•当今企业技术环境面临的挑战（3）

▲产品的成本和质量虽然仍是竞争的重要因素，但随着先进生产技术和设备的普遍采用，企业间的产品质量日趋接近，新产品的投放速度和交货期已成为决定竞争胜负的最关键因素。

●技术集成

▲功能集成：

当今随着技术的发展，电子技术、计算机技术已渗透到各个领域，市场上任何一种产品都是一系列不同技术（功能）的集合体。

•当今企业技术环境面临的挑战（4）

▲系统集成：

现代的各种技术系统都是多种技术设备的综合体，用户希望一个企业不仅是提供一种主产品，而能提供相关的成套设备和系统集成服务。

●面临挑战的对策

▲应对上述种种挑战的唯一途径就是模块化。

由模块组成的柔性的产品或系统，能够适应多样化的需求和组织专业化生产，可快速组合成新产品，通过通用接口实现技术集成。

▲下述的大规模定制以及现代模块化和模块化时代的理论，都是应对上述挑战的对策和产物

•多样化的挑战

（1）

•多样化的挑战

（2）

●传统标准化面临多样化挑战

▲标准化的基本原则：

约束多样化，治乱。

▲多样化（源于个性化需求和市场竞争）导致小批量、多品种生产。

●标准化向何处去？

——模块化是一条“唯一”、“必由”之路。

▲多样化中含有规范化的因素，任何事物有它典型的构成模式，哪怕是“量体裁衣”，上衣和裤子是截然不同的。

▲集标准化多种要素于一体的“模块化”，能适应多品种、小批量生产的需要，它为多样化时代的标准化工作开辟了一条新路。

•多样化的挑战（3）

•多样化的挑战（4）

●现代标准化——以模块化为纲

▲我国的“现代标准化”理论的诞生和价值：

——为适应多样化需求，在90年代初，以李春田教授为代表的我国标准化工作者了以模块化为核心“现代标准化”理论。

——指出标准化不会消亡，提出模块化可实现多样化与效益的有机统一，为信息时代的“多品种、小批量”生产模式指明了方向和途径（是必由之路）。

——“现代标准化”是我国对标准化理论的创新，是标准化的革命。

•知识经济与“设计规则”的竞争

（2）

▲知识经济理论形成于20世纪80年代初期。

经济合作与发展组织（OECD）在1996年首次提出“以知识为基础的经济”。

预计，人类将在21世纪的下半叶全面进入知识经济时代。

▲知识经济必须以人的智力创造为核心，重视终身教育培训、重视建立创新机制。

●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

•大规模定制与模块化

（1）

●大规模定制（MC）——21世纪企业竞争前沿

▲大规模定制（MassCustomization）（美国，1996年提出）

——目标：

大规模定制是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：

•大规模定制与模块化

（2）

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

▲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。

•大规模定制与模块化（3）

●企业生存发展的三大支柱（竞争力要素）分析

•大规模定制与模块化（4）

•大规模定制与模块化（5）

▲企业赶超国际水平的模式：

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。

●模块化成为各大公司的追逐目标

•大规模定制与模块化（6）

●适应MC的设计技术

▲要求：

建立合理的产品族结构，同时完成一组产品（而不是一个）的设计，通过扩大产品族中模块、标准件的比例来提高定制的速度，并降低成本。

▲设计的瓶颈：

——面向产品族，面向多用户的个性化需求。

——需在产品设计早期进行整体概念设计，建立模块化的、由生命力的产品体系模型。

——需电路、结构同时协调进行；

模块划分与零部件结构协调

•大规模定制与模块化（7）

●现代标准化理论与大规模定制理论——殊途同归

▲我国对“多品种、小批量”生产模式的研究，形成了系统的以模块化为核心的现代标准化理论（1999）——主要从标准化和产品研发技术切入

▲美国在总结跨国公司经验后，提出以模块化为基础的大规模定制理论（1993）——主要从管理切入

• 

现代模块化与模块化时代

（1）

●模块化的回顾与发展——四个阶段

▲原始模块化：

模块化思维是人的天性，虽然没有模块化理论指导，但许多事物呈现出模块化特征。

是模块化意识的成功应用。

——人类三次信息革命的实质：

1）语言革命：

语言是人有别于动物的关键环节，汉语语音（包括四声）共有415个，经组合能表达极其复杂的内容。

2）文字革命：

每一个汉字都具有特殊的形态和特定意义，文字组合可形成表达不同思想的文件。

汉字是公用的通用单元。

现代模块化与模块化时代

（2）

3）印刷革命：

活字印刷术加速了信息的传播，极大地推进了人类社会的进步。

用字模排版印刷，拆版后通用的活字可复用。

——中医中药的模块化实质：

具有特定性味（功能）的中药（通用模块）由医师（设计师）据病情（需求）组配成药方（产品）。

——上述所采取的方法是相同的，就是将具有独立功能的个体，按不同需要进行新的组合。

——其基本构成模式都是：

现代模块化与模块化时代（3）

▲经典模块化——系统分解和组合理论指导下的模块化设计——设计革命：

——20世纪初，建筑业出现可以自由组合的建筑单元；

——1920年，德国等设计出模块化的铣床和车床；

随后，机床设计普遍采用了模块化模式。

——1923年为解决成套电子设备结构的通用互换问题，美国制定了机箱面板和机架尺寸系列标准，后升级为IEC标准，沿用至今。

现代模块化与模块化时代（4）

——50年代，欧美提出模块化设计概念，扩展应用到军用装备、舰船等设计。

例如，1956年美国推出的机载模块化电子设备的ATR系列，后为世界各国所采用，并扩展应用与坦克等系统。

▲现代模块化——

——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。

——使模块化设计理论得以升华和普及。

——现代模块化＝传统模块化＋设计规则。

•现代模块化与模块化时代（5）

▲模块化时代——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。

由经济学家推动。

处理复杂系统问题的有效方法

——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。

——产业结构的配置、调整：

模块化培育“模块簇群”，推动产业升级，改变现存产业、企业的结构，具有十分强大的冲击力。

•现代模块化与模块化时代（6）

●模块化企业——企业竞争的利器：

是对企业内部组织进行再设计。

由企业家（企业管理者）推动。

——按模块化原则组织设计团队：

总体设计；

模块设计；

产品设计。

——按模块化原则构建企业技术平台。

——按模块化原则改造生产体系（生产线设置，模块“外包”）。

——面向模块化的组织改造（内部组织及流程的再设计）。

•现代模块化与模块化时代（7）

●模块化新高潮的兴起

▲1992～1997“大规模定制”理论问世。

——把模块化提到新的高度，指出没有模块化就没有大规模定制，模块化成为世界各大公司所追逐的目标。

——模块化企业是进入大规模定制模式的途径。

▲1997年哈佛商学院发表“模块时代的经营”，提出：

——模块化进入了大发展时期。

•系统需求分析

▲使用功能——可用性：

体现设备的易用性可可服务性。

提供了用户使用（察看、操作、维护）设备的人机界面。

实现设备的物质功能。

▲精神功能——美观性：

机械结构体现产品的形象和外观艺术效果，使之具有艺术性（精神功能）。

注：

前两项主要是面向产品的自身品质；

后两项主要是面向用户和市场。

▲需求分析：

搜集并综合用户的基本需求和各用户的多样化、个性化需求。

并进行分析和分配。

▲目标的可行性论证：

分析制约条件，如关键技术的成熟程度、自身