模块化定义和创新

1、mmm从构成产模块化技术兴起于20世纪60年代，在这几十年中，随科学技术水平 的不断发展，模块化技术和思想与其应用领都获得了极大的拓展，模块化作为产品设计方式。创造出不胜枚举的优秀产品，如IBM360,个人电脑等。模块化的产品设计生产方式，进一步影响到产业的模块 化进程，从而一场浩大的模块化管理随之而起。环顾我们的生产生活， 到处都有模块化的影子，从生产模块化到企业内部组织结构模块化， 产业组织模块化，模块化不但帮助对产品和组织结构的设计， 还应用 于创新方式之中。本文从模块及模块化的概念内涵谈起， 简要回顾模 块化对管理产生的一系列影响。Start(1965)指出，为满足用户对于产品种类最大

2、化的需求，企业要发 展模块化生产的能力和与之相匹配的管理能力。此后，模块的定义几经变化，内容逐步充实扩大，涵盖范围也越来越广。MWWWWlKBtt,脱绑収耐麴加豁级绻' umm.翘卜傀孤牘筑表础碳抵耐氐 惋 眦賴糊圳 魅片解元;wmt 10(細)刪辄购肮墉赫知粗躺隸翱畀給菇統龙叫耐録钢制粽就卜鋤闻黠赛緬 mum.瞅歸飙胡对雎離羅耕苗財舵躺脱不同利肌，我们可以发现随着时闻的推移，模块应用范围的逐渐扩大， 品的各个组成部分的组件，渐渐脱离产品实体，向系统方向发展，越 来越具有通用性质。隐藏于模块化生产及管理背后的逻辑；Simon他认 为复杂系统可被分解为多个子系统， 各子系统之间保持一定的

3、层级关 系。子系统还可以再继续分解为更小的子系统。 那么这些子系统就是 构成整个系统的模块。12 模块构成属性 模块通常可以被理解为组合系统的、 具有某种确定功能的、 典型的通 用独立单元。它可以通过标准的界面结构与其他功能的半自律性的通 用独立单元，按照一定的规则相互联系而构成更加复杂的系统 (胡晓 鹏， 2004)。从模块的定义和内涵，我们可以大致得出模块的一些特 征属性。 黑箱是模块的基本特征 ，系统是由模块构成 ，系统设计师不 必要、 也不可能详细了解每个模块的内部结构， 两只需知道 模块的功 能和输入、输出端的接口要求，即可用来构成系统(童时中， 1995)。模块是可组合成系统的独立

4、单元，其 基本特征 为：具有确定的功能 ； 是一种标准单元 ；具有能组合成系统 的接口 ，因此组合是它们的共同 特征。这是模块实际运行中的特点， 是从实体的物理角度的分析。从 逻辑结构上来说，每个模块都有三个 基本要素 ：架构 (structure) 、模 块(module)和元(element)。从模块设计角度来说，Baldwin和Clark(1997) 认为设计规则 包含三个部分内容： 结构 。确定哪些模块是系统的构 成要素， 它们是怎样 发挥作用 的。 界面 。详细规定模块如何 相互作 用，模块相互之间的位置如何安排、 联系，如何交换信息等。 标准 。 检验模块是否 符合设计规则 ，测定

5、模块相对于其他模块的性能口。 由 此，每个设计出来的模块都包含这三个部分的信息，并在模块化过 程中得以体现 13 模块的分类 由于分类标准的不同，研究的视角各异，模块及模块系 统种类被划分为多样形式。从部件单位来源划分，Karim(2006)将其分为内部发展的(internallydeveloped unit)，和外部获得的(acquired unit)。外部获得的模块是指 进入企业前， 已经拥有自己产品和商业系统的单位。 从物理结构上划 分，模块分为三种类型：功能模块、结构模块、单元模块。功能模块， 指具有 相对独立功能 、并具有 功能互换性 的功能部件。结构模块，特 指具有 尺寸互换性 的

6、结构部件。 在很多情况下， 结构模块是不直接具 备使用功能的纯粹的结构部件， 而只是某种功能模块的 载体；单元模 块，即兼具功能互换性和尺寸互换性的部件。 它是由功能模块和结构 模块相结合形成的单元标准化部件， 是二者的综合体 (胡晓鹏， 2004)。 按照工序之间的关系划分，张治栋、韩康 (2006)将其分为 物理模块、 处理模块和价值模块 。物理模块体现工序专业化与企业内部联系， 以 效率为导向， 其意义在于 协调生产内部关系 ；处理模块体现 工序集中 化与生产柔性 ，将工序本身“分解”为可快速切换的“工序束” ，并 进行企业内“集中”管理。其联系以技术为媒介，以技术标准化为基 础，具有削

7、弱物理性而增强抽象性、 缩小互补性而增大独立性以及降 低依赖性而提高独立性等特点； 价值模块体现 工序自由重组与抽象独 立联系， 为适应价值链分析要求， 形成超越工序本身及相关工序的独 立价值模块。21 模块化定义 模块是构成系统的组件，区分不同的模块及其性质对于研究系统有关 键作用，但更重要的是模块化过程。对于模块化(Modularity)的理解和 应用，学者们的讨论则更为热烈。模块化可分为狭义模块化与广义模块化， 狭义模块化指由模块组合成 的模块化产品。例如，模块化的电子设备，模块化的机床 等。广义的 模块化是一切由典型的通用单元组合成的事物。例如，企业的组织结 构、流水线的构成等(童时中

8、，1998)。随着模块模块化应用的发展， 更多的学者将 模块化理论作为一种新的方法论，从的内容中可以看出, 模块化从最初作为一种产品设计方法，逐步向系统研究方法论角度转 变，模块化提供了一种思想，借助这种思想，我们可以将其应用于许 多领域的研究。在本文后半部分，将回顾模块化作为方法的应用成果。 模块化足设计、制造模块，使他们能够以最多的方式组合。模块化是 指由一些经专家确认的 具有独立功能 的通用单元组合成事或物的 过 程，属于标准化范畴，是标准化发展的一种崭新的形式。模块化是利 用更小的子系统来建造一个复杂的产品或程序，并作为整体发挥功能 而子系统可以各自分开设计。模块化是一种 思维的工具，

9、它通过对模块化对象的特征、规律的 科学分析，采用归纳和演绎、分析和综合、抽象和具体等逻辑方法以 及系统思维方法，来优化模块化对象体系 的结构。并运用标准化方 法.使各对象的构成要素 规范化、有序化。达到提岗系统综合运行效 率的目的。模块化是个一般系统概念。它是描述系统组成部分可以分 离和重新组合程度的连续统一体。它涉及组成部分间耦合的紧密程度， 以及规范系统组成部分之间能否混合与匹配的系统架构规则的程度。 模块化是管理复杂性的一套一般规则，通过把复杂系统分解成离散的 各个部分，彼此之间在标准的结构中，通过标准接口进行相互联系。 模块化是一套体系结构、界面和标准的组合。模块化是具有某种独立 功能

10、的、具有接结构的、专用或通用的单元的体系化过程。2. 2模块化过程及要素虽然大家对模块及模块化的定义各不相同，但都包含一些共同的特征模块化是将系统分解成模块和将模块组合成系统的过程，整个过程中有需要共同遵守的规则和标准。模块分解过程即模块分解化，是指将 一个复杂的系统或过程按照一定的联系规则分解为可进行独立设计 的半自律性的子系统的行为。模块组合过程即模块集中化，是指按照 某种联系规则将可进行独立设计的子系统(模块)统一起来，构成更加 复杂的系统或过程的行为。而此过程中 遵循的规则，Baldwin和Clark(1997)认为分为两类：显形的设计规则(visible information)和隐

11、形 的设计规则(hidden informa-tion)。显形设计规则都包含结构、界面和 标准三种信息。显形规则是在设计过程中就决定的，对于每个人都是 公开的，决定了系统内模块之间的关系和彼此的联系规则。隐形设计 规则的影响则 不超出模块范围，对模块设计团队外部是 封闭的引子。 模块作为半自律的子系统，自己身也可以再进行分解和组合。因此可 以将系统看作一个大模块，或者将模块看作小的系统。系统的隐形设 计规则对于模块设计团队来说则变成显形规则。设计规则是显形还是隐形，是个相对概念，模块内部的显形规则，在模块外部则可能变成 隐形规则。模块间的分解与组合规则描述了系统内 模块彼此之间的关 系，也就是

12、整个系统的结构。因此在模块分解与组合这两个类似互逆 的过程中，始终有几个要素的存在和相互作用：模块自身，分解和组 合的规则，分解与组合的界面（接口）。3模块化技术管理应用模块化的优丿点在于模块分解的绝对独立性、模块组合的系统性和模 块接口顺畅无缝。因此模块化技术和思想得以在产品及其生产过程、 企业内部组织、产业组织以及创新过程中都得到广泛应用。3. 1产品及生产模块化产品是最初体现模块化特征的，也是模块化思想的来源。模块化产品有两个基本特征：一是稳定的模块化构架；二是与产品构架可以相分 离的功能性模块（Henderson, Clark, 990）H J。模块化产品源于产品的 设计理念，模块化产

13、品中模块之间的 结合是松散的，模块的结合依靠 标准化的界面。因此，模块化技术的应用首先是在制造业，其基本原 理就是按照模块化原则将制造系统分解成一些结构和功能独立的标 准单元模块，然后按照特定模块化产品的制造需求进行模块的组合, 构造一种精益制造环境，使制造系统能够很容易地快速适应新产品的 制造需要（徐宏玲，李双海，2005）。模块化产品生产使其对应的业务运营也按照模块化方式发生变 化。模块化生产不需要把所有生产工序 集中在一个企业内部，可以把 生产工序进行模块化分解，外包给其他经营单位，或者从市场上采购 模块部件。企业可以通过外包非核心模块，以专注于成本控制和内部具有竞争优势的模块。由于模块

14、化生产只关注模块产品本身，并不关心产品的生产过程，这样简化了生产环节，降低了成本，从而也降低了产品的价格，增强了产品的竞争力。生产方式的变革引发了价值形 式的变化，信息和知识中的价值代替了物质产品中的价值，信息和知 识成为模块化生产方式的主要生产要素(孙晓峰，2005)。Sanchez和 Mahoney(1996)认为通过模块化的杠杆作用，企业可以通过的对不同 产品的模块化设计来减少产品差异化的成本。Schilli ng和 Steensma(2000, 2001)建立了一个模块系统通用模型，并用此模型提 出一个企业内部产品模块化模型 H J。通对330家美国制造业企业的 实证检验，他们发现：行

15、业生产过程中 投入和需求的异质性和模块 化的水平成正相关关系。当异质性很高时，行业内的技术改变和竞 争强度会给企业实行模块化带来更多的推动力。快速的技术变化会 直接增加对柔性化的压力，技术变革和组织模块化之间成正相关关系 四。除生产产品外，一系列服务也被模块化了。这些服务主要集中在 金融领域。因为该领域的工作流程较为顺畅，对股票及其他证券服务 进行模块化要比对任何其他服务进行模块化更为容易。3. 2组织模块化模块化的可分解性在产品生产， 企业内部组织形态，行业组织分化等 方面产生了一系列的连锁反应。 模块化产品的创造，不仅增加了产品 设计的柔性，同时还造成了产品松散耦合设计、柔性和模块化的组织

16、 结构(Sanchez Mahoney, 1996)。随着信息技术的发展和模块化技术 成为主导技术，以及大规模生产向模块化生产的转变，从根本上动摇 了层级制组织存在的技术基础。 模块生产网络作为一种新型的组织形 式出现， 模糊了工业时代层级制组织的边界， 以适应大规模生产向模 块化生产的转变 （孙晓峰， 2005）。组织进行模块化分解与组合可以从 两个方面进行研究，企业内部组织模块化和企业外部组织模块化。 33 企业内部组织模块化 模块化是企业为适应市场需求快速变化而出现的改变， 这也是模块化 出现的一个动因旧j。企业内部形成模块化的经营单位，不仅仅是构 建一个按一定规则相互联系的复杂性系统，

17、 更重要的是要使每一个模 块具有一种独特的基因 核心竞争能力，成为一个活的。组织企 业内部各业务单元的模块化也是企业内部交易市场建立起来的必要 条件。企业模块化在本质上就是对纵向一体化企业实施分离的同时引 入市场机制的行为， 它将在主导企业和模块企业间形成一种具有网络 性质的组织形式。 企业模块化后将带来三个重要的经济效应， 即创新 效应、多样化效应和市场效应。Helfat和Eisenhardt（2004认为分散化 的和模块化的组织结构能帮助企业获得跨期的范围经济。 企业通过组 织模块化和重新组合来获得跨期范围经济的能力， 使企业不必通过商 业单元问的高度协调，就能从相关多元化中受益。3 4

18、产业组织模块化 企业内部组织模块化的发展演变出现大量业务外包， 很多非核心业务 可以游离与企业生产。 模块化生产与管理促进了行业分化与新行业形 成。产业内业务不同模块组织进行“面对面” 合作，业务相同的模块 组织进行。 背对背竞争。 这其中面对面的合作就是在遵守公开显形规则的前提下， 不同模块生产企业之间的活动及联系。 背对背的竞争是 同业模块生产企业之间的竞争问题。 企业外部组织模块化包括企业业 务价值链上的模块化问题和企业所处的产业模块化问题。 公开设计规 则的模块化产品设计使产品的结构大体相似， 企业转而专注各模块内 部的设计。商品更加大众化， 但利润并没有因此而消失。 利润在价值 链的

19、当前环节消失，在另一环节段出现，这就是Christe nse n（2004指出的利润守恒定律。企业发展战略及行业形势也都因此而发生改变模块化产品的生产 实际上伴随着三种企业经营方式的定位， 即通 用模块供应商、专用模块供应商、集成产品整体功能的制造商（陈向东等， 2002）。产业融合以价值模块为载体，通过产业结构密切相关 的价值模块研发，重用和整合三个关键环节，朱瑞博（2003）分析了三种基本的模块整合模式 （内部组织模式，元件市场交易模式和授权设 计交易模式 ），研究与产业融合。通过对托产业的具体研究。朱瑞博 （2004）指出价值转移模块化背景下， 价值链分解和模块化导致了 Ic 产 业的整

20、合模式先后经历了一体化、 价值链整合、 与虚拟再整合三个阶 段，并以虚拟再整合趋势继续发展。产业模块化是以功能标准为其本质特征， 它不仅保持了产业标准 化的优势， 也有效地克服了其内在的劣势。 产业模块化不仅是对产业 标准化的升级，也是对产业标准化的整合。产业模块 化包含三个层次的内涵： 产品体系或者产品设计的模块 化，制造生产的模块化，组织形式或者企业内部系统的模块化。 产业模块化实质就是一种基于某个产品体系的流程再造（胡晓鹏， 2005）以汽车行业执行模块化为典型实例，Kalmbach和Lunani(2005)。白雪 洁(2005)研究汽车产业模块化 的三个内容：产品结构的模块化 即设计

21、的模块化、生产的模块化 和采购的模块化。进而出现模块集成供应商， 模块构件生产商，非模块产品生产商等。模块化推动汽车生产组织方 式变革的根本表现是促使零部件企业分层。 而产业执行模块化战略的 好处是：获得效益，减少最终组装时的复杂程度，低成本的发展和米购，提高质量。3。5模块化创新模块化是作为简化系统复杂性的手段而出现的，系统的模块可分解和简化复杂问题，但与其同时出现的组合性以及不同模块之间的相对封 闭性和耦舍性产生了意外的副作用，这主要体现在模块化创新方面。模块化不仅加快变革的速度、增大竞争压力，它还改变了企业闯的关 系。在残酷的创新竞争中，模块设计者快速地进入并退出合资企业、 技术联盟、分

22、包协议、改用协议及财务安排等市场。模块化加速了创 新速度，也加大了设计过程中的 不确定性幅。固定的可预测的模块化 会刺激创新的发。但模块化也由此进入两难境地。模块化一方面导致 大量的仿制，破坏企业的持续市场效。另一方面，模块化使企业更容 易满足不同客户的需求，更容易产生有针对性的创新。在一定条件下， 模块化持续创新的利大于模仿给企业绩效带来的弊。Henderson和Clark(1990脂出模块化构架下，产品创新有两种途径：一是基于各模 块内部创新，二是基于构创新。模块化创新是只改变技术的核心设计 概念的创新。模拟电话变成数字电话。产品的结构没有发生变化，其 核心设计概念变化。 结构创新是改变核

23、心设计概念之间的关系， 改变 产品结构， 但其组件和核心设计概念没有变化。 结构新的本质是重新 配置己建立系统中现有组件的联结关系。 不意味着组件就一点改变都 没有， 结构创新往往是由于组的变化引起的。 使用结构化创新这个词 语的意图是为了强在叛的结构中使用现有核心设计概念的组件， 改变 的是他们之间的关系，而不是组件本身的技术。具体创新方式方面， 对具有可分解性的系统各部件联规则进行创造性的分解和再整合，可以实现复杂系统的创 (Baldwin, Clark 2000)。通 过模块化操作的六种形式可以行创新：分离(Split模块；用更新的模块设计替代(Sustitution)l日的模块设计；去

24、除(Exclude某个模块；增 (Augment迄今为止没有的模块；从多个模块中归纳出共要素，将它 们组织起来，形成一个新层次，即模块的归(Inversion；) 为模块创造一个外壳,使它成为可以在原来计的系统之外也能发挥作用的模块, 即模块用途的改 (Porting)12j。六种模块操作方式可以为模块系统进行 四种类型创新 ：增量包新、 模 块创新、结构刨新和设计者开发新产品 (孙晓峰, 2005),从而形成 模 块创新三个特点 ：一是模块化系统的子模块之间通过 “背靠背” 式的 “淘汰赛” 完成创新的基本实现工作； 二是模块化系统在持续性刨新 过程中,通过允许浪费、不断试错方式使各子模块之间平行展开工作； 三是