模块化设计思想

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
系统和产品 d 模块化设计
——21 世纪企业竞争的制高点——
目录
(一)从模块化设计到模块化时代 (二)面向系统总体的设计 (三)面向模块化的设计 (Ⅰ) ——经典模块化方法 (四)面向模块化的设计 (Ⅱ) ——现代模块化方法 (五)面向模块化的设计 (Ⅲ) ——模块化技术过程控制 (六)面向可持续发展的设计策略 (Ⅰ) ——模块化为核心的技术平台 (七)面向可持续发展的设计策略 (Ⅱ) ——模块设计的创新
多样化的挑战(三)
▲现代标准化的构成: 现代标准化=传统标准化+模块化+标准战争 ——传统标准化:运用其一整套理论和方法,获得模块批生产的 低成本和质量。 ——模块化:以产品(系统)的柔性构成模式,满足用户的个性 化需求,以新产品上市速度快取得市场竞争优势。 ——标准的竞争:知识产权是市场竞争的重要因素,应运用标准 化手段,迅速把技术创新成果予以提升,使之转化为专利;并尽 可能将其规范化,成为一种大家都需遵守的“设计规则”——标 准。取得市场竞争的主导权。 ▲模块化为标准化提供了新的转机: ——可实现多样化,而无损于规模经济。 ——加快产品和技术更新,而又能保证质量和效益。 ——有助于产业结构优化和专业化。推动经济发展。 ——发展了标准化理论,赋予标准化以新的柔性和活力。
大规模定制与模块化(四)
●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 ●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
大规模定制与模块化(三)
技术创新 研发模式创新(模块化) 管理创新 国际先进水平
▲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 ▲IBM的产品策略是,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。 ▲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。
大规模定制与模块化(一)
●大规模定制(MC)——21世纪企业竞争前沿 ▲大规模定制(Mass Customization)(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: 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(二)
●企业生存发展的三大支柱(竞争力要素)分析
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)
▲技术创新:非一日之功,有重点地研发、突破。 ▲管理创新:对先进的管理方法,正在消化、吸收,由必然到 自由尚有时日。 ▲研发模式创新:世界上尚在发展完善之中,我们站在相近的 起跑线上,主动权都在自己手中,在这个前沿突破,可取得 速度、成本、质量上的优势。
大规模定制与模块化(五)
● 模块化和大规模定制的重要性 ▲ “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,
多样化的挑战(二)
● “传统标准化”的历史性贡献——推动了20世纪的经济发展。 ▲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 ——标准化是大规模生产的需要和产物。 ——标准化是大规模生产的基础。没有标准化,不可能进行大规 模生产。 ●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 国标准化工作者提出了以模块化为核心的“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
当今企业技术环境面临的挑战(二)
▲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。 ▲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
知识经济与“设计规则”的竞争
●知识经济时代,(技术)知识与标准化的关系: 贸易壁垒(贸易规则) 融入 导致 形成 知识产权 技术标准 知识霸权 标准战争(产品标准) ●知识经济(Knowledge Economy) ▲知识经济就是以现代科学技术为核心的,建立在知识和信息的 生产、存储、使用和消费之上的经济。 ▲知识经济概念所描述的是一种继农业经济和工业经济以后的又 一种新的社会经济形态。经济发展的主要推动力将是信息和知识。 ▲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。
主要参考文献
[1] 李春田,“现代标准化前沿——‘模块化’研究报告”(共十章),《中国 标 准化》2007-2起连载。 [2] 李春田主编,《标准化概论》(第4版),中国人民大学出版社,2005。 [3] 李春田主编,《工业企业标准化》,北京:中国计量出版社,1992。 [4] 童时中,《模块化原理、设计方法及应用》,中国标准出版社,2000 [5] 童时中,童和钦,《维修性及其设计技术》,中国标准出版社,2005 [6] 卡丽斯· 鲍德温、金· 克拉克著,张传良等译,《设计规则:模块化的力量》, 北京:中信出版社,2006。 [7] 青木昌彦、安藤晴彦编著,周国荣译,《模块时代——新产业结构的本质》, 上海:上海远东出版社,2003。 [8] B.约瑟夫.派恩著,操云甫等译,《大规模定制-企业竞争的新前沿》,北 京:人民大学出版社,2000。 [9] 大卫.M.安德森、B. 约瑟夫.派恩著,冯涓等译,《21世纪企业竞争前沿- 大规模定制模式下的敏捷产品开发》,北京:机械工业出版社,1999。 [10] 张平、马跷著,《标准化与知识产权战略》(第二版),北京:知识产权 出版社,2005。 [11] R.S.普雷斯曼[美],《软件工程》,郭肇德、郑少仁译,北京:国防工业 出版社,1988。
多样化的挑战(四)
●我国的模块化动态和实践:2007年,李春田教授发表了他的的新 作《现代标准化前沿——“模块化”研究报告》,他为我们失去 的10年而痛心疾首。他说“我老了,寄希望于年轻一代。努力吧, 这里是你们可以为祖国而发扬火力的战场。”李春田教授在他耄 耋之年再一次举起了“模块化”的大旗,令人鼓舞,令人唏嘘。 衷心地希望他的呼吁能得到广泛的响应。在日本学者青木的2003 年中文版序言中称: “多数中国人对 ‘模块化’一词可能感到 比较陌生”。这是10年沉寂的结果。事实是(仅是局部): ▲1991年,中国标协把模块化研究列为学术工作的重点任务,先 后召开两次全国性模块化研讨会,。作为研究的成果之一,出版 了《模块化原理、设计方法及应用》(2000)。 ▲解放军总装备部要求武器装备全面实施模块化。例如,1993年 启动雷达模块化研制工作,2000年召开“雷达模块化研讨会”总 结。 ▲1989~1991年,机械电子工业部公布模块化设计研究项目86项。 ▲90年代初,技术监督局与船舶总公司立“模块化造船研究”课 题。
当今企业技术环境面临的挑战(三)
●现代设计技术 企业竞争要素 质量 速度 成本 市场:个性化需求 维修性(售后服务) 使用性 艺术性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
设计技术 可靠性设计 CAD 可制造性设计 模块化设计 维修性设计 人机工程设计 工业(造型)设计
多样化的挑战(一)
●信息社会标准化会消亡? ▲美国未来学家托夫勒在他的著名的《第三次浪潮》一书中声称 要向标准化“发起进攻”并预言: ——信息社会是一个“打破标准化后”的多样化社会,今后的一 切将“越来越不一致和没有标准了”。 ——标准化对未来的信息社会不再适用,信息社会一旦到来,标 准化便不复存在了,它将同工业化社会一同消亡。 ▲托夫勒把多样化作为新产业革命的特征——非常正确。 ●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。
●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。 ▲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。
(一)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
当今企业技术环境面临的挑战(一)
相关文档
最新文档