现代标准化前沿
——?模块化?研究报告
李春田
前言
为什么要研究模块化?为什么说模块化是现代标准化的前沿?这要追溯到20年前。20世纪80年代初，美国著名未来学家托夫勒的《第三次浪潮》在中国掀起了不小的波澜。受其震动最大的莫过于标准化界。因为他不仅在书中宣称要向标准化?发起进攻?，而且预言今后的社会是一个?打破标准化后?的多样化社会。他认为这样的历史转折点已经到来，标准化?正被取而代之?。我作为一个标准化宣教工作者(当时在国家标准总局宣传教育处)更加感到问题的严重，因为它会起到?动摇军心?的作用。于是我奋笔疾书，连续发表文章予以驳斥(见《中国标准化》1984年第6、7期)。但是，当我冷静下来反复思考时，我认为托夫勒先生的观点中，确有值得我们深思的问题。因为他极力否定的是工业化时代的、行将过时的标准化，他所宣扬的是即将到来的信息时代。这样一次重大的时代变革能不触动标准化的原有体制吗?标准化体制乃至标准化的方法论难道不需要改造和创新就能完全适应这个崭新的时代吗?对此，我进行了长期的思索，并把这定位为我自己独立研究的方向。后来当我细读《第三次浪潮》时，书中有一段论述启发了我，他认定制造业将发生一场?剧变?，通过计算机设计和其他先进技术，能使越来越少的零件完成越来越多的功能，可以用一个?整体?来取代许多单个零件。他认为，这样既可取消标准件，又可摆脱那种?因为产品被分成零件然后又煞费苦心地重新组装起来?的装配式生产方法。这实际就是今天我们所说的模块化，但是当时我的知识层次只进展到组合化。又经过一段时间的知识积累我才豁然开朗，一条灿烂的曙光出现在我的眼前，这就是?模块化?。它最有可能成为标准化的新的生长点，成为应对信息时代挑战的标准化利器。标准不会?消亡?，标准化的新的制高点便是模块化。到了1991年我的这个认识更为坚定了，于是写了一篇题为?模块化的研究与讨论势在必行?的文章与童时中同志的一篇论文同期发表，以期动员标准化工作者共同投入这项事关标准化未来发展的理论探索。文章发表后，得到积极的回应，当年中国标准化协会便召开了首届全国模块化理论与应用研讨会，1994年又召开了第二次研讨会，研究模块化的越来越多。但是，由于《标准化法》的贯彻实施，标准化工作者关注重点的转移，以后的有组织的研究便断了线。我和童时中等不肯罢休的人便?转入地下?，各自独立探索。童时中同志后来写了一部很有分量的论著《模块化的理论、设计方法及应用》，由中国标准出版社出版。我则因为自己的功底较浅，仍在继续进行知识积累。
为什么现在抛出这个研究报告?我现在急于发表这个很不像样的研究报告，不是因为我的知识积累已经差不多了。而是一种外来的压力令我迫不及待。简单地说就是，日本的模块化研究起步比我们晚，按青木昌彦的说法，日本是从20世纪90年代中后期开始关注这一概念，而我们早在1991年就召开了全国规模的研讨会，日本的第一次研讨会是2001年召开的。但是，日本虽然起步较晚，甚至晚了10年，可今天的动作已经远远地走在了前面，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。同志们，只要你读一下本报告的第一章，你便会产生一种跟我一样的时不我待的感觉。
为什么这份研究报告采用这种方式提交?说实在的这既算不上是什么成果，又是一个不伦不类的报告，我认为研究是一种最好的学习方法，研究报告也就是学习报告。因为这项长达20多年的研究项目，既没在任何部门立项，又没花国家一分钱，所以我就省了许多麻烦事。连报告的体例格式都是打破常规的，我是纯粹的?自主研究?，这恐怕是受了模块化思想的影响。我把这些年积累的支离破碎的知识分成10个模块介绍给读者，其目的仍然同20年前一样，希望标准化界的朋友们重新聚集力量，夺回我们的优势。
模块化作为现代标准化前沿技术是当之无愧的，本报告的全部内容都集中在这一点上。模块化关系到方方面面的创新与发展，是我们建设创新型国家的标准化利器。建设创新型国家，不能光讲空话，要真干、实干，要到前沿阵地?浴血奋战?才能夺取制高点。我已经老了，寄希望于年青一代。努力吧，这里是你可以为祖国而发扬火力的战场。
李春田 2006年11月5日于沈阳天柱山老年公寓
第一章模块化——产业界关注的一个焦点
——从一次非同寻常的学术讨论会说起
在信息技术的背景下，产业结构正在发生根本性的变化。为了理解这一变化，经济学和经营学领域里开始流行的关键词就是?模块化?。
电脑企业不仅通过廉价、高速的信息处理能力进一步拓展了市场的范围，而且引导着产业结构向能够最好地发挥这种能力的方向转换。在令人叹为观止的发展过程中，处于中心地位的就是?模块化?。
一、关于?模块化对日本产业的冲击?的学术讨论会召开的背景
原日本通商产业省下属的通商产业研究所，随着通商产业省改为经济产业省，该所更名为经济产业研究所，并由政府机构的建制中分离出来，于2001年成为独立行政法人。
2001年7月13日为纪念独立行政法人经济产业研究所成立，在东京举办了一场学术讨论会。讨论会的主题是：?模块化对日本产业的冲击?。
讨论会由庆应义塾大学经营管理研究生院国领二郎教授主持。出席会议并发表演讲的有：美国斯坦福大学经济学教授兼日本经济产业研究所所长青木昌彦、NTTDoCoMo董事兼i-mode手机事业部部长梗启一、京电公司董事长桥本浩、日立公司董事兼日本综合科技会议议员桑原洋等。
著名管理专家、美国哈佛大学商学院前副院长卡丽斯〃鲍德温(Carliss Y．Baldwin)教授应邀出席了这次讨论会。鲍德温教授是现代模块化理论权威。1997年他同哈佛大学商学院院长金〃克
拉克(Kim B．Clark)教授联名在《哈佛商业评论》上发表的题为?模块时代的经营?的论文，第一次提出了?模块时代?的概念。作者在文中论述了模块化现象在若干领域里从生产过程扩展到了设计过程(产品创新开发过程)，并且敏锐地指出模块化对产业结构调整所具有的革命性意义。这篇震撼力极强的论文引起经济学界、管理学界和企业家们对模块化的高度关注。日本经济产业研究所举办这样一次研讨会并且把?模块化?作为主题，不仅是受了鲍德温教授模块化理论的影响，而且更重要的是试图把模块化作为调整日本经济产业结构、振兴日本经济的一把钥匙。
会议主持者国领二郎教授在他那简明扼要的开场白里把这次讨论会的宗旨和要达到的目的讲的再明白不过了。他说：?为什么我们现在要思考‘模块化’问题?这个出发点很重要。20世纪70年代始，日本制造业的竞争力开始取得绝对的优势。但是，80年代后半叶起又逐渐失去了优势，到了90年代则越来越困难了。通过分析过去的情况制定下一步战略是非常重要的，其中最大的线索就是‘模块化?’。从会议主持人的这段话里我们真真切切地体会到日本学者在为日本经济的停滞不前而焦虑不安，在所有可能采取的对策中，国领教授认为?其中最大的线索就是‘模块化’。?从而不难理解为制定日本经济发展战略方针的经济产业省提供战略咨询的产业经济研究所，在日本经济发展的这样一个关键时刻，在纪念该所成为独立行政法人的隆重日子里，把?模块化?提到如此高的地位广为议论。足以证明日本经济学界、产业界和政府对模块化已经有了较为深刻的了解，不然他们不可能如此兴师动众。
说到这里，必须向读者介绍一位在日本大力倡导模块化的重量级人物，他就是以研究微观经济学和信息经济学闻名于世的美国斯坦福大学教授青木昌彦先生。他最近出版的《比较制度分析》引起经济学界的关注，被誉为?当之无愧的经典理论著作?。就是这样的一位极有发展前景的世界知名经济学家，当着独立行政法人经济产业研究所成立之际，他毅然离开国际一流的斯坦福大学，回到日本担当起这个研究所所长。据上海复旦大学张军教授说：当有人问起青木先生为什么离开世界著名的学府回到日本来主持这个研究所的工作时，他说正是为了实验?组织的模块化?。张军教授评价他?在政策研究者与产业界之间搭建起了一个平台，体现了他作为经济学家的社会责任感。?
一个世界知名经济学家不仅关注标准化中的模块化，而且全身心地投入到这项社会实践中来，这足以表明这位经济学家以其丰富的阅历和出众的眼光与学识，看清了模块化理论和模块化实践的美好前景，尤其是它在未来经济发展中举足轻重的作用。因此，他到了这个研究所上任伊始就举办这样的讨论会为研究所的研究方向奠基。他实际上是这次讨论会的发起人和主办人。
青木所长在讨论会上做了?产业结构的模块化理论?的学术演讲。一开始便以其经济学家敏锐的目光尖锐地指出：?IT(信息技术)革命对现代经济社会最为重要的影响在哪里?它绝不仅仅体现在光缆的铺设量、移动电话的普及程度、互联网的上网次数等可计量的指标上，也就是所谓新兴信息产业的崛起上。这是因为信息的交换与处理技术的变化正慢慢影响着人与人、工作与工作、组织与组织之间的关系，进而对整个产业结构产生不可逆转的影响。?他的演讲一开始就把产业结构同模块化联系起来。他之所以重视模块化的最主要原因就在于他意识到模块化理论对解决产业结构问题的特殊意义，而且日本经济停滞的根本原因恰恰在于信息技术革命造成的对原有产业结构的挑战。
青木教授任教的斯坦福同举世闻名的?硅谷?同处于美国旧金山湾。斯坦福大学为?硅谷?培养了大批的优秀人才。青木教授亲眼目睹了硅谷的兴起和发展。他把硅谷现象同日本的现状加以对比，清楚地看到了日本产业体制上的弊端。他在深入研究了硅谷的?模块设计?原理在产品创新能力上的重要优势之后，终于明白了为什么美国在汽车和电子制造业落伍于日本之后，美国的新产业却走在了日本的前头。他说：20世纪90年代，我在硅谷，那里是?模块化?的先锋——大量的风险企业的主要?战场?，从那里观察日本，我看到其实是日本人自己制造了?失去的十年?。由此不难理解为什么青木先生回国之后便迫不及待地召开讨论会并把会议主题定位于?模块化对日本产业的冲击?。
二、经济产业研究所是?组织模块化?的试验田
这次讨论会的一个突出特点是理论联系实际。每个人都以自己的切身体会和实践经验谈如何理解和正确运用模块化原理。会议开得有声有色、深入浅出。
参加讨论会的企业家在发言中不仅论述了产品的模块化设计对产品开发创新、提高企业竞争力的意义，而且将模块化原理作为一种理念可以应用于经营管理的许多方面，组织的模块化便是其一。青木先生听了大家的发言，深有感触，就?组织模块化?问题，联系他自己和经济产业研究所今后的改革又做了一次长篇发言。他这次发言的重点就是要把经济产业研究所作为?组织模块化?的试验田。概括起来有如下几个要点：
1．从前的通商产业研究所是通商产业省的直属(内部)机构。因为是政府机关的内部组织，所以根本没有?模块化?。研究部长和研究官员的工作性质也很模糊：行政组织管理和专业研究两者兼而有之。但是，随着独立法人化的改革，研究人员变成了非公务员性质，这个研究所作为?模块?从通产省分离出来了。
2．新研究所(经济产业研究所)没有笼统地提倡普及政府的有关政策和提供政策的理论依据。而且摆脱了短期经济政策的框架，独立地思考日本真正的结构改革究竟需要怎样的政策。
3．公共政策研究迄今为止很难成为一个独立的研究领域。但是，随着独立行政法人化的改革，这个领域被?模块化?了。而且采用非公务员的组织形式后，经济产业省的官员能通过挂职锻炼暂时脱离政府的业务，像藤本先生、中马先生这样一边在大学执教一边也能兼任本所的教职研究员，从民间还招聘了包括中国等外籍人士在内的专职研究员。通过这种形式我们希望研究所里能产生相互促进的效果。随着将经济产业政策的研究与制定、实施相分离，从长远看，我相信两者的互补性反而会增强。经济产业省和其他部门的行政官员最近有很多人希望到经济产业研究所来工作。
4．在组织内部的模块化方面，把行政人员和研究人员完全分离，这一点也很重要。青木说?现在日本有很多人提倡‘大学改革’，其中最大的问题之一就是本来应该专心于教育、科研的教授会议却在讨论各种各样的行政问题。比如，听说有的大学的教授会议连学校的电梯应该设在哪都讨论。把教员组织和学校行政模块化之后尽早分开这一点在大学改革里是绝对必要的。?
5．在研究体制上我们也开展了模块化的试验。我们不以研究所的名义提建议。当今时代，不确定性很高。今后在经济政策、公共政策上会有很多选择的余地。如果从组织上对大家的意见进行总结，我认为是无法进行高质量的研究的。我们让60个研究员各自负责研究。研究课题是通过讨论决定的，但研究方法完全自由，用模块化的术语来表达就是：提高?选择价值?(本术语将在后面做简单解释)。因为我们是一个研究组织(不是产品开发组织)，相互促进效果也是必需的。因此，我们不分研究部门或研究领域，而将研究小组叫做?研究集群?。例如，我们成立了信息技术、企业组织、亚洲经济等研究集群，有模块化概念的人除了自己所属的集群之外，也可以同时属于诸如技术创新、创新体制等集群，通过非正式的形式发挥相互促进的效果。
6．个人的研究固然重要，但什么是组织的目标，这一点无论是研究人员或行政人员，全所人员必须共同拥有。本所的共同目标是：?作为新型的公共政策研究机构，开展自主的、个性化的高质量研究?，这点对整个组织来说非常重要。
青木所长果然不负众望。他对经济产业研究所进行的大刀阔斧的改革，为?组织的模块化?树立了一个样板，充分展示了模块化原理在组织创新和产业结构改革创新方面的广阔应用前景。
青木教授在他的研究所里所做的?试验?，是一项既具有实际意义又具有理论价值的组织再造和体制创新。是经济学家和模块化理论家的大手笔。
他把研究所从政府的机构里独立出来，从而彻底地解决了政事、政研不分的问题。研究人员不再具有公务员的身份，也就彻底摆脱了行政事务工作对专业研究的干扰。这就能使研究人员一心一意地从事研究活动，这恰是?模块化组织?应具备的前提条件。
在研究所的职能安排上，没有像其他研究所那样承担政府相关方针政策的宣传普及任务和为政府提供政策的理论依据任务。从而摆脱了与政府之间在日常业务和短期经济政策的纠葛，使研究所能独立自主地开展重大经济政策的研究，例如：?独立地思考日本真正的结构改革究竟需要怎样的政策。?这是把模块化原理应用于组织的职能设计上的绝妙之作。试想，一个经济研究机构，它的研究项目和研究活动整天围着政府的日常行政事务工作转，不停地接受那些临时的、短期研究课题，它就不可能集中所有的资源去探讨难度最大但却事关国家长远利益的课题。这样做从表面上看像是同政府密切合作，实际上是对国家最大的不负责任。
模块化理论主张最大限度地利用外部资源。产业经济研究所作为日本国家级经济研究所，其机构并不庞大，骨干研究力量只有60名左右的研究员，但研究领域比较广泛，高难度的研究课题也不少，青木所长灵活地采取了公务员来所挂职锻炼、边教书边研究的?教职研究员?、从民间乃至外国招聘人才等方式把外部资源运用到了极至。至于像他所说的?经济产业省和其他部门的行政官员最近有很多希望到经产研究所来工作?这样的事对我们来说简直是不可想像的。但是这确实是模块化机制的强大吸引力。这就叫?硅谷现象?，硅谷的创新企业群就是在这样的机制下集聚起来的。
青木?试验田?里最为精彩的试验项目是他将整个组织模块化之后，随之又实行组织内部的模块化。首先，把研究人员和行政人员完全分开。这里的?完全分开?不仅仅是一般意义上的职
能与办公场所的分离。从模块化理论上讲他们是互相独立的功能模块，研究模块不参与行政事务，行政模块不干扰研究活动，这就是模块独立运作的原则。其次，在研究体制上进行了大胆的创新，他没有像传统的研究机构那样，院内设所、所内设室、室内设组。而是把每一个研究员当做一个模块，研究课题通过讨论决定之后，每个模块(研究员)各自独立承担；研究所不提建议、不定调子、不予任何干扰，研究方法完全自由。同时，不分研究部门和研究领域可自由组合，形成研究小组，甚至允许同时参加另外的小组。这样做既能充分调动租发挥每个研究员的积极性和创新精神，又能产生相互促进的效果(模块之间的竞争)，尤其是能提高?选择价值?(注1：按照模块化理论，选择价值源于选择余地。传统模式下，任何课题的研究结果都只有一个，不论其质量好坏都得接受；当相同模块有若干个，他们之间又展开竞争时，便有了选择余地，可从中选择最优的即产生选择价值。)出高质量的研究成果。
青木所长还把他的这些研究小组叫做?研究集群?。这可能是他对硅谷的信息技术产业的集群现象情有独钟的缘故。就是他把IBM在20世纪60年代后期大胆地采用了设计上的模块化战略，从而在硅谷引发的信息技术产业的?集群现象?叫做?硅谷现象?。
然而，他所有的这些举措都不是随心所欲的，它们紧紧地围绕着一个核心问题即本所的共同目标：?作为新型的公共政策研究机构，开展自主的、个性化的高质量研究。?试想，如果他不对研究所进行模块化改造、想开展?自主的、个性化的研究?是根本不可能的；如果不存在?选择余地?，创造不出?选择价值?，想产生?高质量的研究?和?高质量成果?也是困难的。
青木所长的试验是向传统的组织结构和科研管理思维的挑战，依靠他的权威性的影响力取得了初步成功。但是，传统的习惯势力也是不可低估的，因为这其中还隐含着东方与西方不同的传统文化的冲突。一旦青木先生离开这个研究所，换一个传统势力的代表人物来担任所长时，青木先生所开创的这一切会不会付之东流，也未可知。不管怎么样，这位大名鼎鼎的经济学家的这些传奇式的举动，起到传播模块化的不可替代的作用。他的试验即使最终失败了，他也不愧为第一个吃螃蟹的人。
三、讨论会上阐发的主要观点
这个讨论会的方式是自由发言。虽然有明确的主题，但发言者并不像回答提问那样，而是按照自己的思路去讲，讲话的风格也各有千秋、无拘无束，体现出良好的学术氛围。因而要对大家的观点加以归纳确实有些困难。不过还是可以提炼出一些重要观点，如：
1．模块化对我们来说是必不可少的。虽然我们自己并不是在有意识地应用?模块化?，甚至连?模块化?这个概念还不清楚，但是我们的某些做法实际上就是?模块化?。因为只有按这样的方法和思路去做，才能取得较好的效果。对这一点，京电公司董事长桥木浩的体会最深，他说：?我们京电公司和我可以说就是‘模块化’的产物?。为什么这么说呢?他列举了这样一些理由：
我的?不变哲学?是：做生意可以用一句话来概括。说到底就是如何在尽量短的时间内，用尽量少的钱获得尽量多的成果。如果有无限的时间和无限的金钱，那么人人都是成功者。为了实现?用尽量少的钱获得尽量多的成果，同时又要在短时间内，只有模块化这个办法。?
我是在长野县深山里起步的，环境很差，几乎什么条件都没有，我不得不从外部引进资金、技术、人际关系。现在回想起来，我这就是灵活运用了?模块化?。但我并没意识到这是?模块化?，我是不得不这样做。
我曾把一个个分散的元件装配成独立的组件，就形成了大的产品。有一天，我造出了集群部件(即我们所说的电子设备、主动电子元件的集合)，我想：天下竟有这样方便的事情。从独立的组件里发现了那样的电子设备，这对我产生了很大的影响。我的人生观以及从商的理念和这件事有密切的关系。
2．企业模块化存在一个最优规模。这种能够充分发挥模块化优势的最优规模，取决于在适应市场规模的前提下，对本企业业务的定位。模块化不适合用来追求扩大企业规模。但是，日本企业有一种?越大越好?、追求?大而全?的倾向，往往超过了模块化能够解决的范围。现在的综合电器公司就存在着非常大的缺陷，为了扩大公司规模，它们把业务范围铺得太开。这在当今是一种很危险的做法。日本制造业的产品基本上都是自己生产的，试图凭借日本独有这种结构在国际竞争中取胜。但是，这个时代已经结束了。封闭的、大而全的做法只能给消费者带来高价的产品，同时又必须负担高昂的维修保养费用，还减缓了开发新产品的速度，这样是无法和模块化的优势相抗衡的。
3．让每个模块都有充分的自主权。企业?组织模块化?的最大优点在于?便于采取主动进攻?、?企业活动的最优化?、?迅速的决策?、?执行速度的提高?。不过它有一个条件，就是必须保障模块内部完全的自由。容易受到外部干扰的体制是与模块化理论背道而驰的。在日本即使在形式上实现了模块化，但是母公司干涉子公司的倾向仍然十分严重。这是一个很大的问题，一定要加以解决。
4．DoMoCo公司成功的秘诀就是?模块化?。该公司基本上是中小企业的集合。他们把每个企业视为?模块?，这个公司就是?模块的集合?。就是说这个公司内部已经?模块化?了。各个模块(小企业或公司各部门)的领导都可以根据自己的信念自由地开展工作。总经理只提出一个远期目标，让各部门去自由创造，然后总经理只需关心他们的工作结果。从表面上看是一个公司，但其实内部也有相互的竞争，只有获得了成果才会反映到表面上来。另外，该公司在组织人事方面的模块化也很成功。招聘人才不拘一格、不问出处，而是把每个人都视为一个?模块?，只招必要的?模块?。然后把在业务上取得成功所必要的?模块?(人才)组织起来。结果是?渴望成功?的一群志同道合的人聚在一起努力奋斗，终于创造了i-mode手机开发和市场销售的成功。
i-mode手机也是集合了各种模块的产物。
5．没有?设计师?只能成为模块的供应者。在当今的?模块时代?，在事业的模块化里，每个企业只有两种选择：是成为设计师呢?还是成为模块的供应者?要成为设计师必须有超凡的实力，能被市场所接受，一定要准确地估计自己的实力之后才能做出判断。在日本缺乏?系统设计师型?的人才。如果我们不通过创造新的文化向市场提供这类人才，是无法改变现状的。日本综合科技会议议员、日立公司董事桑原洋说：过去我们曾经创造了起源于日本的家电文化，我们也在为今后日本应该在哪个领域创造新的文化而在绞尽脑汁。广义的移动上网会进一步普及乃至进军海外，下一代的数码家电也是一个对象。不过，日本在这些领域的制造商有10多家，缺乏统一的战略。
这样是无法产生?设计师?，(这里所说的?设计师?不是通常意义上的设计工程师，而是特指在模块化企业里从事模块化系统的总体规划以及制定模块的共同?设计规则?的?系统设计师?。关于?设计规则?的作用以及?设计师?和?模块供应者?有什么不同等，将在后续章节中介绍。)他认为日本的企业几乎都沦为了?模块的供应者?的情况令人担忧。
6．模块之间要有?透明的竞争规则?。模块化的一个突出优点就是通过模块间的相互促进效果来提高价值。相互促进也就是竞争。因此一定要有共同遵守的?透明的竞争规则?，它是把模块联系起来的重要因素。每个模块在遵守共同规则的前提下，自由地展开竞争。只要定义明确，人人都可参与，所以会产生激烈的竞争和进化发展，对于任何人都有机会。站在大局上定义的?规则?能给予具体工作(模块)一定的?自由度?。所以，?自由度?不等于绝对的自由，而是指在规则定义下，可以根据自己的想法创造性地工作。如果最终能够获得显著成果，便可提高价值，进一步刺激竞争，进一步发展进化，这就是模块化的优点。
是不是良好的模块化规则，得看它在多大程度上实现了互相促进的效果。这里要强调的关键是把?规则?贯彻到每一个职员身上。这就是通常所说的?公司目标?、?集体目标?或?产品目标?。要让生产人员、销售人员、营业人员都有目标，这样?规则?才能发挥作用。贯彻规则比规则本身更重要。
7．模块化结构是通过冒风险和挑战创造出来的。鲍德温教授听了大家的发言后说：关于?什么是好的模块化?引用大家的话来说就是：与成本的相互依赖性相称的结构就是?好的模块化?。?模块化?这个概念是伴随着多次有新的发现，表现非常优秀的企业出现的。他认为：模块化能创造价值，但又是极具风险的。对于为了拥有、支配模块化系统并从中得益而进行开发的企业来说，是极其危险的。模块化能创造价值，然而要获得这个价值是要冒风险的。在开展模块化实验产生的相互作用中，模块化能够成为鼓励人们前进的动力，产生令人吃惊的结果，同时也很危险。
对此DoMoCo的檀启一也认为最早开始努力的人要冒风险。他说，我们刚推出i-mode时，花了半年时间才把厨户发展到100万个。早在产品推出之前，我们就邀请网络内容的供应商参加我们的网络，但当时只有六七家公司响应。现在除了已参加的1 000家公司，申请加入的公司还源源不断。我，们最早进入市场的时候，没有一个手机是对应i-mode的。当时有勇于承担风险的公司，也有拒绝使用我们软件的公司。现在有一部分公司就是最早请他们参加被他们拒绝，后来才参加进来的。报纸、杂志等媒体当初也对我们的i-mode能否成功持怀疑态度。就是说，当时社会上的人大多数用一种怀疑的眼光看着我们。能在那种情况下勇于冒风险的企业获得利益是理所当然的。
8．农耕民族型思维方式不适合?模块化结构?。桑原洋针对模块化的特点，一针见血地指出：我最担心的是日本的农耕民族型思维方式。?隔壁人家种什么，我们也种什么?的理念是不适合?模块化?的。需要?别人猎不到的动物我来猎?的狩猎民族型思维方式。否则，就会掉进这样的陷阱：在日本只流行?模块化理论?，大家都一窝蜂地做同样的事情，结果是大家都遭殃。模块化与企业经营者的意识密切相关，这对日本是个巨大的挑战。打个比方，就好像吃亏的人什么时候意识到自己吃亏了。仅家电企业日本就有10多家，那样当然不会盈利。如果不把意识转变到模块化和狩猎民族型思维方
式上，日本就无法重新焕发活力。
鲍德温教授补充说：狩猎民族精神的本质就是真正抓住机会、利用机会。在模块化里蕴含着很多机会，要用狩猎民族的精神勇敢地去挑战。在很多情况下，胜利者并不是大企业。结果，因为?猎取新价值?本身很刺激，所以有人热衷于追求模块化的胜利。通过不断重复这一过程，能够获得价值。各人有各人的机会，这次没遇到下次可能遇到。他又说：我的同事强得拉教授指出：?20世纪的产业发展，只有最初的10年在竞争，之后的大约100年则是垄断状态?。我想最初10年的竞争是很有意思的，但其余的90年则变得很平静。生活在乎静的时代也许是一件好事，但在我们面前已经没有这种选择了。所以我们只有参加狩猎，学习如何享受狩猎的乐趣。
9．需要进一步讨论的一些问题。由于讨论会涉及的问题较为宽泛，有些问题讨论时未能展开，有些重要问题尚无明确说法，尚需进一步深入研究和讨论。例如：
①模块化结构是否有好坏之分?什么样的结构算是?好的模块化结构??比较一致的认识是模块化有好坏之分，仅仅把整体系统分解为模块后就撒手不管是不行的。不能说只要形成模块结构就是好的，实际上存在着好的模块化和不好的模块化。那么，什么样的模块化结构才算是好的结构呢?国领教授认为：?在良好的模块化结构下，从最初的设计阶段就产生了各种活力，而模块化能够将这些良好的因素结合起来，即使在结构成型之后，也应该有各种管理手法对其进行完善。什么是‘良好的模块化结构’?就是说在何处应该给予充分的自由，在何处应该给予严格的限制，应该建立一种怎样的结构才能使每个小的单位具有较高的自主性，不断发挥大家的创造性，从而获得最好的结果呢??这是一个需要深入研究的问题。
②在建立?结构?和制定?规则?过程中由谁掌握主导权?对此，鲍德温教授说：关于如何创造结构这一点，一般认为有3种形式。在信息技术的早期阶段，通常是一个设计师创造了一种结构．他可能实行自上而下的决策方式(如，IBM／360型电脑的模块化结构就是由3个天才的设计师确立的)这是过去创造模块化结构的典型形式。现在，至少还有两种形式：一是通过互相协商、不断协调的方式。比如在政府和产业团体的主导下，让各有关方面的人一起协商决定总体结构。如果顺利的话，这可能是一种好的方法，但它的风险是协商可能没完没了，停滞不前。不过，它也有可能成为建立结构和一系列标准的有效方法。二是DoMoCo采用的方法，先提出一种结构，然后看消费者的反映和开发者的努力。WAP(无线入网协议)是标准化作业，如果采取这种形式，由于因特网上已经有了各种网络内容和正规的技术标准，你就可以在此基础上确定自己的标准和结构。他又说：在信息技术高度发展、存在各种技术标准的今天，你必须采取最理想的模块化结构。良好的模块化结构应该由企业家、商人们勇敢地承担风险，自己进行选择和决策之后得到的。至于?应该由谁去实践，由谁去创造，如果我事先知道问题的答案，我就不做学者了。?
③一旦建立起来的结构是否反而会成为僵化的原因呢?例如i-mode的结构成型之后，是否会成为限制下一阶段发展的原因呢?究竟是让小的模块逐步地进化发展好，还是自上而下地推行改革好呢?这是国领教授提出的一个十分尖锐的问题。对此，桑原董事认为：设计师可以?独断专行?一些。他的?独断专行?会引发同其他设计师之间的竞争。优胜劣汰，这是最基本的。最初的设计师可以自上而下地进行决策。设计的好坏要看下面基层是否能顺利地运作，这是设计师的水平。目前，日本的企业、研究所等在现行体制下动弹不得，自下而上的改革是困难的。他认为?僵化是无法避免的?。在模块化中，可靠的共同界面和结构是必不可少的，如果你不断地改动它，大
家就会感到不安，不跟你走了。所以，一定要把结构固定下来。不过，一旦固定了它就必然有寿命，这是无法避免的。结构终究是要僵化的，采取行动时就要预见到这一点。
四、本章小结
这一章作为?现代标准化前沿——模块化?研究报告的开篇，起着引言的作用。但是，没有按传统的引言模式，先讲一大篇背景，再讲一大堆概念和一连串的意义。而是使读者身临其境地参加到模块化的讨论中来，从大家讲述的经验体会、观点和事例中去感觉和领悟什么是模块化?它有什么用?经济学家和产业界为什么如此重视它？
?模块化?发展到今天已经由制造过程推进到设计过程；由生产领域扩展到经营管理和服务等诸多领域；模块化的理论也随着信息技术的发展和在电脑产业的应用，由?传统的模块化?阶段进入了?现代模块化?阶段。日本经济产业研究所举办的这次讨论会上大家的发言，基本上讲的是?现代模块化?，而且由于该研究所属于宏观经济政策研究所，因此讨论的重点始终围绕企业组织结构和日本经济产业结构方面的问题，而对与产品开发创新有重大意义的模块化设计则涉及不多。
尽管如此，这个讨论会以理论联系实际的方式，用生动的事例向我们揭示了?现代模块化?的精彩图景，给我们留下活生生的印象，这对我们下一步掌握系统的模块化知识、理解较为抽象的概念和原理是有帮助的。
?现代模块化?在美国已经大行其道，日本人在急起直追。这次讨论会上发言的人，有的对模块化理论研究较深，有的具有实践经验，他们的观点都值得我们重视。正如张军教授所说：?什么是模块?为什么把我们现在的时代称为‘模块时代’?日本的企业界为什么要反思自己的产业发展模式?在汽车和电子制造落伍于日本之后，美国的新产业却走在了日本的前头?这些问题不仅日本人关心，我们中国人也关心。?
由于本章的内容涉及的领域较为广泛，现代模块化的许多理论、原则、观点和基本概念在讨论中多次出现，也由于在我国对现代模块化的研究和知识普及都还没有提到日程，自然对许多概念感到陌生，加之又受到篇幅局限，未能一一解释。但在后续的各章中都将详细介绍，带着问题讨论，不失为一种较好方法。
这一章要达到的目的是对模块化有大致的了解和初步的印象，好比是参观了一次模块化展览会，为随后的深入、系统讨论增强信心、做好准备。
第二章模块化———标准化的高级形式
———标准化形式的与时俱进
即使模件（块）化是标准化的最高形式，但是，它也离不开标准化的其他形式，有时甚至与某些形式（如组合化）难以截然区别。
———林鸿铮（前中国舰船研究院研究员）模块化是标准化原理在应用上的发展。它是多种标准化形式在产品总体标准化上的综合运用。
———童时中（国家电力公司电力自动化研究院教授级高工）技术装备的模块化生产，可视为复杂系统标准化的最高形式。
———A?A?瓦西里耶夫（前列宁格勒造船学院教授）
一、标准化形式的发展进化
标准化形式是标准化内容的存在方式。因此，标准化形式是由标准化内容决定的，并随着标准化内容的变化而不断发展进化。
标准化内容是由人类社会实践的客观要求决定的，并随着实践经验的累积和实践内容的变化而不断变化。
人类的社会实践是一个永不止息并不断发展的过程，标准化的内容也必定随之发展，其形式随之进化。
在标准化的发展史上，比较主要的、在全世界广为流行的标准化形式有：简化、统一化、通用化、系统化、组合化、模块化。不同的标准化形式反映不同的标准化内容、发生不同的作用。标准化的科学意义和经济价值几乎都通过这些生动的形式表现出来。人类的标准化创造也大都通过这些形式体现出来。
1. 简化和统一化
这是最早出现的标准化形式，是人类最初的标准化创举。无论是有意识的标准化还是无意识的标准化都可以追溯到久远的从前。
简化和统一化又是标准化的一般形式或基本形式。标准化的其他形式都是在这个基本形式基础上的进化形式，并且都体现简化和统一化思想。
简化着眼于精练，统一化则着眼于一致性。二者相辅相成、交替运用、互为因果。无论是古代还是今天，人类一直在对事物的复杂性进行简化，并用统一化建立共同遵循的秩序。
2. 通用化、系列化、组合化
这是工业化时代发展起来的标准化形式。它们的共同特点是体现了社会化大生产的客观要求，为创造机械化、自动化生产的高效率和资本主义市场经济的高效益提供了科学途径。这些标准化形式是人类社会的重要文明成果。它们在工业化社会中的普遍应用创造了无数经济奇迹，乃至经济学家们在回首这一二百年的工业发展时都不约而同地强调标准化的作用，甚至把这个工业化时代又称作?标准化时代?。
通用化最初是制造业的一个创造。当制造者从工场手工业迈向大机器工业过程中，一方面创造了成批、大量的生产方式，一方面开辟了广阔的市场。在用机器大量制造产品的企业里，其内部的生产分工日益细化，每个生产岗位甚至只完成零件加工的一道工序，并在制造业的企业之间逐渐地出现了生产专业化的发展趋势，有些企业走上了零件生产专业化之路。而零件的专业化生产必然要求扩展其产品的应用领域以增加产量，摆脱?批量法则?的制约。这就提出了零件或产品通用化的客观要求。
通用化在技术上的前提条件是互换性技术。到底是通用化的客观要求催生了互换性，还是互换性造就了通用化？虽然还不易说清楚，但是，它们同时并存、互为因果这一点是肯定的。
通用化一经被应用，就显示出独特的经济意义。产品或零件的通用化程度越高，其市场范围越广、生产批量越大、制造成本越低、维修越经济。当通用化从企业内部延伸到企业之间，从一个行业扩展到另外的行业时，它就为更大范围内的统一化奠定了基础。
通用化至今还被作为一种设计原则而被普遍应用着。
系列化和组合化是制造业的杰出创造，它们是资本主义市场激烈竞争的产物。在技术进步的速度加快、商品过剩、形成明显的买方市场的情况下，市场竞争的环境发生了显著变化。在顾客驱动市场、市场主导制造业的生产的形势下，企业面对的市场不仅稳定性低、快速多变，而且需求日益呈高质量化、层次化、多样化和个性化的特点。以往那种靠单一品种大量生产的经营模式，已经难以应对新的市场挑战。企业必须顺应时代潮流，面对现实改变自己的经营方针和产品开发策略，生产出具有如下特征的产品：
能满足顾客个性化需求的定制式产品；
新产品易于制造，生产周期短、成本低、交货及时；
品种、规格多，变化快；
质量好，产品生命周期成本低；
安全、环保，便于维修和更新换代等。
系列化和组合化就是在这种经济、技术背景下被企业作为产品开发的竞争策略而推广应用［可参阅《标准化概论》（第四版）第六章］。
系列化可以说是企业?优势的延伸策略?。所谓?优势延伸策略?是指企业原有的优势遇到挑战，原本畅销的产品销售下降。在这种情况下，企业不是把原有的一切推倒重来，而是充分利用已有的资源和优势，扩展、延伸自己的专长。在充分掌握市场需求的情况下，以老产品为基础，利用系列产品的独有特点，开发能更好满足市场需求的派生、变型产品，保持市场的优势地位。
组合化可以说是?以少变求多变，以组合求创新?的开发策略。市场需求的一个最大特点就是千变万化。市场多变使产品开发无所适从。企业产品开发追赶不上市场变化，这样的事例比比皆是。如何跳出这个多变的怪圈？组合化便是一种应变对策。组合化的特点是通过可互换的标准单元组合为物体，这些单元又可重新拆装，组成具有新功能的新物体或新结构，而结构单元又可重新利用。可见，组合化的应变机理就是以组合单元的变来应对需求的变（而不是以整个产品的变来应对需求的变），有时改变某些单元的种类，有时只改变单元的组合方式。这就能以不变应万变，以少变求多变，以组合求创新。
系列化和组合化即是这样一种经济环境的产物，又是可以促进这种经济发展的有力工具。这是它们得以存在和发展的根本原因。
3. 模块化
模块化也是工业化时代的产物，大约是在20世纪中期发展起来的一种标准化形式。它产生的背景同产品和工程的复杂程度增高有极密切的关系。高度现代化的舰船武器系统、大型装备、航天器和电子设备等高度复杂的产品的快速设计和快速生产，向传统的设计方式和生产模式提出了挑战。一些工业发达国家研制的舰船武器系统、指挥系统和火控系统，早在20世纪70年代就已经采用了模块化的设计方法，而英国从60年代后期就应用模块化概念开发武器系统。由于集成电路的发展，美国首先出现了标准电子模块，美国海军从70年代开始大力推广这一技术。
当人类的活动（设计、制造或研究、开发）面对如此庞大、复杂的系统时，通常的处理和思考问题的方法已无能为力。其信息量之巨大，远远超出了人的大脑处理信息的能力。在这种情况下，把大系统加以分割，分成若干个相对独立的部分，变复杂为简单，从而使问题易于解决。随着经济的发展和技术创新步伐的加快，复杂的大系统日渐增多，模块化也就成了人们用来处理复杂问题的常用方法。
模块化是以模块为基础，综合了通用化、系统化、组合化的特点，解决复杂系统类型多样化、功能多变的一种标准化形式。
模块化的对象是可分解的复杂系统。这个系统的特点是结构复杂、功能多变、类型多样。模块化操作有利于减少复杂性，创造多样性和多变性。
模块化是标准化的一种形式。它是在综合了标准化其他形式的特点的基础上发展起来的标准化的高级形式。
二、模块及其种类
1. 模块
模块是模块化的基础。?模块?这一概念早已普遍流行。虽然不同专业也曾对这个概念给出过定义，但互相差别较大，至今尚未形成统一的一般性定义。在我国的造船行业里通常将?模块?称为?模件?。
《标准化概论》（第四版）综合了国内外已有定义之后，给出了如下的定义：?模块通常是由元件和零部件组合而成的、具有独立功能的、可成系列单独制造的标准化单元，通过不同形式的接口与其他单元组成产品，且可分、可合、可互换。?
这个定义的特点是力图概括描述模块的基本特征，但不够精练，可简化为：?模块是构成系统的，具有特定功能，可兼容、互换的独立单元。?这个定义也不能说是最恰当的，它除了较为简练之外，主要是想突出模块如下的基本特征：
模块是系统的构成要素。模块既可构成系统，又是系统分解的产物。用模块可以组成新系统（系统创新）乃至复杂的大系统。这是模块与一般零部件的重要区别。
模块具有特定的、相对独立的功能。因此，可以商品的形式单独生产和销售，可以依据一定规则单独设计、运转、测试。这是模块化设计和模块化产品一系列优势的本源，也是它和一般零部件的区别。
模块的互换性和可兼容性是模块化操作或模块运筹组合的条件（它要求模块具有互相联接并传递信息和功能的接口及相应的结构），由此模块便具备了通用性和多种组合的可能性。
模块相当于机械产品的部件，但不具备上述特征的部件不能称其为模块。有时在模块化设计中大型关键零件（如机床导轨、立柱）也列为模块。随着模块化技术的发展和模块化应用领域的扩展，模块的固有特征也将随之变化（如电脑产业中的模块），这些将在后续的章节中讨论。
2. 模块的种类
由于模块化应用的领域越来越广，模块的新类型层出不穷。当模块化尚处于制造业，特别是机器制造业的时候，模块具有硬件的属性。但是，现在的软件生产也走上了模块化的道路，出现了软件模块或模块式软件。至今，模块的种类（品种）已经相当繁多，诸如：基本模块、标准模块、辅助模块、附加模块、部件模块、系统模块、生产模块、通用模块、专用模块、主体模块、固定模块、变型模块、单元模块、设备级模块、部件级模块、集成模块等等。按照不同的分类依据会有不同的类型。有时同一个模块会分别归属不同类型（如某模块既是基本模块、又是标准模块、固定模块、部件级模块等等）。所以模块分类是一个复杂问题，类似于零件分类。
对模块进行科学分类的关键是统一模块分类标准（分类依据）。有了科学统一的分类依据，才能防止分类和命名上的混乱。这是标准化学科建设中的一项基础性工作（许多学科的建设就是从分类开始的）。
按照当前国内通常的做法，首先是将模块分成功能模块和结构模块两大类。
①功能模块
功能模块是依据价值工程的功能分析方法，对模块化产品的功能进行分析的基础上确立的模块类型。每种模块都成为相应功能的载体，所有模块的集合便是能够满足全部功能要求的产品。按照这样的原则建立的功能模块，不仅具有相对独立的功能，并具有功能互换性。功能模块是该类型模块的总称，通常包括：
基本模块：对应产品（系统）的基本功能，满足用户最基本、最重要功能要求的模块。它应该能在同类产品的各种变型、派生产品中重复使用，它毫无疑问又属于通用模块。
辅助模块：对应产品（系统）的辅助功能，有时不直接形成产品的功能，仅用于连接模块或对基本模块起辅助作用（如联接模块）。
专用模块：对应产品（系统）的特殊功能，是为某一用户或某项用途而专门设计的，为满足个性化需求，有时要单独研制。
附加模块：对应产品（系统）的附加功能或补充辅助功能的模块。
扩充模块：用于扩充产品（系统）的功能而开发的模块。
②结构模块
结构模块通常不具备使用功能，但却是功能模块的载体（如机箱、机柜）。不过也不绝对如此，如建筑物的门、窗等结构模块也是具备使用功能的。为保证模块的通用、互换，结构模块的安装连接部分的几何参数必须符合规定要求。通常规定协调尺寸为标准模数的倍数和整数分割值［见《标准化概论》（第四版）第五章第五节］。
把模块分成这样两大类是通常的做法。这是出于把握模块基本属性的需要。由于对产品进行分析研究时，通常也是从产品的功能和结构入手，形成与两大类模块间的逻辑联系，更易于加深对模块属性的理解。但这也只是相对的，客观上还存在着既具有功能特征又具有结构特征的模块，况且功能模块又常与结构模块结合或以结构模块为载体组成新的模块（单元模块）。
由于产品或系统的结构和功能具有层次性，与其相对应的模块也有层次性，即高层模块由低一层次的模块组合而成，最底层的模块则是由零件或元件组成，由此形成模块的层次结构。于是就产生了诸如产品级模块、部件级模块、单元级模块等等。在企业里也有的把模块按上述顺序分为1级、2级、3级的，也有分得更细的。
产品级（1级）模块就是模块产品。它常以箱体、固定板、安装轨道等结构模块和辅助模块为载体，集合全部所需的功能模块、专用模块和附加模块，构成具有某些特定功能的产品。
部件级（2级）模块，相当于产品的部件或总系统的子系统，它具有产品（系统）的部分功能或结构。构成产品（系统）的部件级模块会有两个以上。它们还可由更下层的模块组成，组成部件级模块的底层模块（单元级模块）也会有两个以上。
单元级（3级）模块是部件级模块的构成要素，是模块的最低层次（也有不止分至3级的）。它的元件一般均为最基本的几何形体，如各种零件（元件）、分元件和负分元件。[1] 此外，按模块的通用化程度还可将模块分成通用模块和非通用模块（专用模块、特别模块）；按其在系列化过程中所处的地位和所起的作用，将某些模块分成基型模块和派生、变型模块；按模块在产品中的重要程度把构成产品的模块分为主体模块和非主体模块（辅助模块、附加模块）等等。
在一个具体的产品系统（如电脑）中，根据模块的具体功能会有更具特性的模块。如：主机模块、键盘模块、鼠标模块、音箱模块、光盘驱动模块、存储器模块……等等。
三、模块化过程
模块化过程一般来说包括模块化的全部活动内容。这里重点讨论模块化策划、模块的划分、模块化设计（模块创建与模块组合）。
1. 模块化策划
对一个企业来说，要真正实施模块化的话，首要的工作是认真策划。策划的内容会因对象不同而有所不同，但较为共同的方面主要有：
模块化的目的和目标是什么？也就是要弄清楚为什么开展模块化？最终要达到什么样的目标？对这些问题的回答不能过于抽象，论证得越透彻越明确越好。必要时做市场调查、趋势和需求预测。
采取那些措施和途径？包括产品对象、模块化的方式（自上而下还是自下而上）、模块的研制开发方式、相关规则标准的制定等。
模块化系统总体设计。分析其覆盖产品范围和对市场的应变能力。
制定详细的实施计划。科学分工、充分利用各种资源（企业现有资源和社会资源）、按优先顺序分配资源。力求节省投资、早见成效。
2. 模块划分
如何合理划分模块，是模块化过程的又一个关键问题，是系统分解的核心工作内容。产品模块划分是将通过市场调查和需求预测所掌握的对产品的总功能要求，分解为若干个功能单元，由此确定相应的功能模块的过程。从理论上讲，可以对产品从任意层次进行划分，从而形成该层次的模块。但从产品性能、加工、管理等不同角度，会有不同的要求和不同的划分方式。如果划分的结果，模块的种类较少，模块的通用化程度提高，加工批量便会增大，对制造较方便，生产成本也会较低。但从满足产品的各种功能和性能要求以及提高系统柔性和产品应变能力角度考虑，希望模块划分细一些、种类多一些，可这样一来产品制造、装配的管理就变得复杂和困难。在设计过程中，必须从系统整体出发，按照一定的原则，进行全面分析，才能使所确定的模块种类和数量较为合理。划分模块时应该遵循的原则[2]是：
①功能单元分解化原则：功能单元的划分，取决于用户对产品发展的要求，并借助一定的科学方法对功能和结构进行透彻的分析。
②功能单元独立化原则：已分解的功能单元在结构上尽可能做到独立化，以利于拼组、搭配，构成多种变型品种。
③部件模块化原则：部件是产品设计与制造过程中经过长期的经验积累而形成的结构相对独立的单元。以部件为模块单元，便于模块的互换，同时也便于借鉴以往的设计成果。部件模块化强调功能的独立性。
④组件模块化原则：功能分解细化后，可进一步将部件中的某些组件模块化。组件模块化有时比部件模块化更灵活、更经济。
⑤基础件模块化原则：基础件是产品的大件，大都是铸件或焊接件（如机床中的立柱），其模块有利于扩大机床规格在保证刚度的前提下具有变化的可能。
总之，模块不能过大（划分过粗），太大了控制过于复杂，设计、实现、维护都不方便；模块也不能太小（划分过细），太小了功能意义消失，反而使模块之间关系增强、模块的独立性降低，从而影响模块的阶层结构。模块的大小（划分的程度）必须以模块的功能意义、复杂程度、便于管理、经济适用为标准[3]。
3. 模块的创建
产品模块化设计包括产品模块创建和模块组合两大过程。
模块的创建也就是模块设计。关键是要设计一组能满足产品基型设计和变型设计的模块系列，因此又可称作?模块系列设计?。
在模块系列设计中，首要的是创立起基型模块系列，由基型模块系列可组合成基本系列产品。在基型模块基础上可发展派生、变型系列模块，通过对基本系列产品的操作，便可产生各种派生、变型产品。这是创建模块系列的目的。
模块系列的创建，不是轻而易举的事，可以说是一项复杂的系统工程。不经过严密科学的分析、论证，不掌握科学方法，不按照必要的科学程序是难以取得好的效果的。
我国有实践经验的工程师们，对模块创建的程序和方法各有不同主张。其中童时中同志在《模块化原理设计方法及应用》一书中详细地介绍了他的经验和理论观点。其要点如下：
①模块系列设计包括两个内容：进行模块系列的总体策划（比模块化系统设计更为具体）；进行各类模块的详细设计，画出成套制造图纸（即总体设计和详细设计）。
②模块系列总体设计需描绘出各模块的具体轮廓，并在进行构成的典型化和集成化的基础上，列出整个模块化体系完整而详细的实体结构系列表，才可将需由众人参加的、周期较长的各种模块的详细设计工作，有秩序地全面铺开。
③模块构成的典型化包括两方面内容：确定模块的功能、结构型式、组装方式、接口方式；确定模块的互换模式和构成系列的模式，并形成系列参数（性能参数及结构尺寸）。这就是要使模块功能、结构型式、接口典型化。
④模块构成的集成化。目的是通过集成，简化产品系统的设计、组装、调试，提高效率；还可减少外接口，而把各模块之间的接口变为内部接口，从而可提高产品的可靠度、降低成本。集成的表现形式有功能集成、配套集成、散件集成。
⑤模块构成系列化。它包括基型模块系列、横向扩展系列、纵向扩展系列。
4. 模块的组合
模块的组合又叫?模块集中?，是利用创建的模块组合产品的过程，也就是模块化产品的设计过程，但还不是模块化产品的制造、装配过程。
模块化设计的具体方法和步骤，不同行业不同企业也各有不同。
机械产品模块化设计的一般步骤（见下图）[4]：
模块组合，是对模块的灵活运用。设计师可以充分发挥自己的聪明才智，设计出千变万化的产品，以满足用户千变万化的需求。
模块化产品设计过程中的模块组合并不是模块实体的生产组装，它仍属于设计范畴。它是根据市场或用户的需求进行功能分析，然后选用现有模块或设计（采用）个别专用模块进行组合。如果组合成的产品的总功能充分满足了需求（目标），则可以进行产品化；如果不能满足要求，则需重新选用模块，必要时须重新设计模块或改进某些模块后，再进行组合，直到满足要求为止。模块组合是这样一个设计、试验、分析、评估等一系列活动的综合。
模块化产品设计通常是产品系列设计，模块组合的战略目标是产品系列型谱中的所有品种、规格，并且力求以较少的模块组合成尽量多的不同功能和性能的产品，随着市场形势的变化仍能具有应变能力。为此，以下几项工作显得格外重要：
充分掌握用户需求，特别是功能、性能、参数、造型、价格、交货时间等方面的需求和特殊要求，以及近期和远期的市场趋势等关键信息。
依据上述信息确定产品的主参数、基本参数并制定产品系列型谱［可参阅《标准化概论》（第四版）第六章第四节］。
基型产品设计。通常要在明确基型对象之后进行功能分析，在功能分解的基础上，建立相应的功能模块系统和与其相对应的生产模块（考虑加工装配关系，由功能模块进一步形成生产模块）。
模块接口设计。接口在模块化产品中有着极特殊、极重要的作用。因为有彼此协调的接口，模块才有独立性，相互独立的许多模块才能进行组合，形成一个功能协调的整机。而整机的性能并不是全部模块性能的简单相加，它与接口设计的水平密切相关。因此，接口不是一个简单、孤立的?口?，也不仅仅是一个?件?，应该作为?接口模块?对待。接口设计应考虑的重点是匹配问题。尤其是模块的外部接口，直接影响与相关模块或外部设备的互连。这是解决模块化产品兼容性和互换性的一个重要方面。最关键的是广泛领域的统一化（如国际标准）。
变型产品设计。其过程同基型产品设计大体一致，包括功能分析、建立功能模块和生产模块，并对变型产品进行考核等。但这绝不是基型产品设计的简单重复，变型产品要有变型模块。
专用模块设计。为满足用户的个性化需求，在进行模块化产品设计时，通用模块不能完全解决问题，通常采取?通用模块+专用模块?的设计原则。专用模块常常是订货后临时设计。对于专用模块的设计也是事先考虑到今后能重复利用，重复多了就有变?专用?为?通用?的可能。
四、模块化是对标准化其他形式的继承和发展
1. 模块化是标准化的一种形式
标准化的形式是标准化内容的存在方式。模块化体现什么标准化内容呢？蕴含于模块化中的标准化内容，最核心的就是具有特定功能的模块的标准化。所谓的?通用模块?实际就是标准化模块，是否制定了相应标准并不重要。其形成过程、运作方式、技术特性都具有标准化的一般特征，更何况通用化本身就是标准化的一种形式。因此，我们既可以说?模块化是以具有特定功能的通用模块为主体构建产品的标准化形式?，也可以说?模块化是以具有特定功能的标准模块为主体构建产品的标准化形式?。这个基本特征是其他标准化形式所不具备的，因此，它是一种独立的标准化形式。
2. 模块化以标准化的其他形式为基础
模块化不是凭空产生的，它是一个独立的标准化形式，但它是以其他标准化形式为基础发展起来的。在模块化过程中始终伴随着简化、统一化、通用化、系列化和组合化等标准化过程。它们为模块化奠定了坚实而有效的方法论基础。
模块化的对象是复杂系统，模块化的一个重要作用就是使复杂系统简化。如何简化？把复杂系统分解，将其功能由独立模块承担，而模块却成了?黑箱?，除了接口和少数技术参数之外无需过问。这就使系统大为简化，对复杂系统的认识和控制也变得相当的容易。这是很高超的简化。
模块化极大地提高了系统的灵活性，但却以必要的统一化为前提。接口的统一化、参数的统一化和设计规则以及保证兼容性、互换性的标准都是必不可少的统一。
至于通用化、系统化和组合化，在模块化的全过程中可以说寸步不离。模块化产品的系列设计过程，可以说就是效仿一般的产品系列设计的思路。组合化和模块化至今仍有人认为它们是一回事，也有关于?模块化是组合化的高级形式?的主张。它们都不无道理，从一个侧面反应出两者之间的密切关系。
3.模块化有别于标准化的其他形式
模块化继承并综合地运用了标准化各种形式的机理和方法。但它不是简单地继承和综合，它有发展、有创新。它的特长和奇妙的功能，令世人惊叹叫绝。不然那些前卫的学者们怎么会把我们今天所处的时代又称作?模块时代?呢！
模块化有哪些创新和发展？它有什么样的奇妙功能？为什么会令人惊叹叫绝？又为什么把当今的信息时代称做?模块时代?？这些问题用简短的文字是说不清楚的。本报告后续各章将结合?现代模块化?一起讨论并试图回答这些问题。
五、本章小结
本章内容围绕两个核心问题展开。一个是标准化形式发展进化的过程，另一个是标准的高级形式———模块化。
对第一个问题，要点在于把握每一种标准形式的特点（主要功能）及其产生的客观经济背景，从而理清标准化与时俱进的脉络，加深对标准化与社会经济、技术之间密切关系的理解。
第二个问题是?标准化的高级形式———模块化?的问题。但这是整个报告的任务，本章只是开了个头。可把模块化分成两个发展阶段，一是?传统模块化?，即从机器制造业发展起来，后来又普及到其他行业的模块化；二是从电脑产业中发展起来以美国硅谷为代表的叫做?现代模块化?。现代模块化是本报告的重点。但现代模块化是在传统模块化基础上发展起来的，因此首先讲传统模块化。本章的任务就是介绍传统模块化。
说模块化是标准化的高级形式，没有贬低其他形式的意思，更不能说有了高级形式其他形式就没用了。不同的形式体现不同的内容起着不同的作用。在每个企业的标准化活动中都不可能只用单一形式，实际是多种形式的综合运用。
有关?现代模块化?的内容将从第三章开始介绍。（未完待续）
注：[1]负分元件又叫负模块，是较低等级元件或分元件的结构元素（最基本的模块元件）。
注：[2]《计算机辅助设计》（陈定芳、李文锋主编），载于余俊主编的《现代设计方法与应用》，中国标准出版社（2002）出版。
注：[3]《计算机程序的模块化设计与可靠性》陶建波，载于中船总第七设计院编《舰船标准化理论研究论文集》（1）（1988）（内部资料）
注：[4]同注[2]。
第三章：现代模块化的诞生——IBM/360电脑的设计革命
在20世纪60年代前期，整个计算机产业的设计师都在寻求解脱困境的办法。在IBM，努力的结果是诞生了360系统———计算机的第一个模块化产品线。360系统在很宽的产品线上实现了应用软件的兼容，从而成就了对计算能力的巨大需求。这项成就本身将产生重要的经济影响，然而360系统的最终影响还要更为深远。
360系统的诞生是一个具有里程碑意义的事件。
———鲍德温教授（哈佛大学商学院前副院长）
———克拉克教授（哈佛大学商学院院长）
一、复杂性灾难与电脑设计的困境
世界上的第1台计算机是在1944年问世的，它由18 000个真空管组成，足足装了一屋子。虽然，从那以后，计算机及其程序和使用模式等等方面，均以惊人的速度向前发展。但是，从那时起，直到1965年之前的这20多年时间里，计算机都是整机制造的。当时的设计是相互依赖的（广泛联系）。因为每开发一款新计算机，都是为了具备某种新的特殊功能，以满足用户新的特殊的需求。所以，每开发一款新计算机时，指令集、外围设备、应用软件等都要从头做起。虽然新机型也会采纳和吸收老机型的一些经验，但整个说来每个新机型的产品线都是独立的、不同的、不能通用的，因而是不能兼容的。不同厂家，乃至同一厂家不同时期生产的电脑，其操作系统、处理器、应用软件等都不能兼容。用户一旦改换不同的电脑或更新电脑，就必须重新改写原来的程序或软件。这不仅给用户更换电脑带来极大麻烦，而且对电脑产业的发展极为不利。电脑系统的兼容问题便成了电脑产业发展中的突出障碍。
电脑设计师们为什么解决不了这个?老大难?问题呢？关键的难题就是计算机这个系统太复杂了。它的复杂程度和设计过程中要思考和处理的关联问题有如天上的繁星，令人望而生畏。
系统是由要素组成的，要素之间是相互联系（相互影响、相互制约）的。系统越来越复杂，要素越多，相互关联也越多，而且远远超出要素的数目。不仅识别这些关联困难，解决和处理（安排）这些关联更困难。处理一对关联之后，又会引起新的关联，?按下葫芦瓢起来?。这种无休无止的恶性循环，使设计师陷入泥潭。一位设计师回忆道：?你解决了一件事情的一个方面，而另一方面却脱节了。当你改正了这个，其他的又出错了。你不停地转来转去，无法生产出一个完全正确的形式。?例如，当你对驱动系统做出某种决定后，便引起了与主板有关的问题，继而又引起与显示屏有关的问题；当你对显示屏的参数进行重新选择，反过来又引起与主板的另一个问题，这又会反馈给驱动系统；重新调整驱动系统，又引起了线路结构问题，这个过程一直持续下去，处理这个相互依赖的关系链（这被称为?相互依赖型设计?），通常要花费很长时间，令设计师伤透了脑筋。这就是计算机这个复杂系统所造成的?复杂性灾难?。
被这种灾难所困扰的电脑设计师们，不可能像我们想象的那样，按照某种标准，遵循通用化原则，设计具有兼容性能的可以实现工业化大量生产的产品（那是模块化之后的事）。说当时的电脑设计是研究电脑也可以，是试制也可以，实际情况可以说是知识渊博、头脑灵活、技艺高超的电脑工匠在制作?电脑工艺品?。这种手工业方式生产的?工艺品?，不仅价格极其昂贵，只有像美国国防部那样的单位才能买得起，而且制约着技术创新、电脑的工业化生产和电脑知识、电脑产品的普及。因此，可以说能否摆脱?复杂性灾难?对电脑设计的困扰，关系到计算机产品的前途、电脑产业的形成以及信息时代的降临。
二、模块化———摆脱?复杂性灾难?的必由之路
模块化是解决复杂问题的一种方法，早已为人所知。我国北宋时代的毕昇早在公元1041～1048年间发明的活字印刷术，就非常成功地运用了标准件、互换性、通用件、分解与组合、重复利用等方法和原则，来解决雕版印刷所遇到的复杂性难题，可以说是人类社会较早出现的模块化杰作。到了工业化时代，模块化更是大行其道。那么电脑设计师们为什么不能一开始就采用模块化的设计路线呢？
从1944年到1966年这个模块化之前的时代里，计算机设计师们在从事着所谓的?相互依赖型设计?过程中，遇到种种困扰时，可以说每个人都在寻求出路和解决问题的方法。那些制造?电脑工艺品?的?工匠?们是了不起的开拓者。他们当中一开始就有人提出模块化的主张。高等研究院的约翰?誗冯?誗诺伊曼（John Von Neumann）、剑桥大学的莫里斯?誗威尔克斯（Maurice Wikes）和IBM公司的拉尔夫?誗帕尔默（Ralph Palmer）等人就曾有过模块化操作[1]的概念，他们设想