事關(guān)國家興衰的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域
——復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化

李春田

事關(guān)國家興衰的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域
——復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化

李春田

本文在論述了復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的極端重要性并概括了復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)與一般產(chǎn)品不同的特征之后，指岀了對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)開展標(biāo)準(zhǔn)化的必要性。作者根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，提出了針對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)開展標(biāo)準(zhǔn)化的3種運(yùn)作模式。作者認(rèn)為在未來的國際標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)中，這個(gè)領(lǐng)域必將成為一個(gè)焦點(diǎn)。哪個(gè)國家要想使自已的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)在國際市場(chǎng)占有一席之地，那就一定要占據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化高地。

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng) 模塊化 綜合標(biāo)準(zhǔn)化

一、什么是復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)？

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)（complex products and systems，CoPS）是指研發(fā)投入大, 技術(shù)含量高, 單件或小批量、定制生產(chǎn)的大型產(chǎn)品、系統(tǒng)或基礎(chǔ)設(shè)施。諸如大型電信通信系統(tǒng)、大型計(jì)算機(jī)、航空航天系統(tǒng)、智能大廈、電力網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、大型船舶、高速列車、半導(dǎo)體生產(chǎn)線、自動(dòng)化生產(chǎn)線、信息系統(tǒng)、軌道交通控制系統(tǒng)、社會(huì)保障及社會(huì)安全系統(tǒng)等。

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)這個(gè)概念，最早是由英國的Hobday提出，并作為與傳統(tǒng)的大規(guī)模制造的產(chǎn)品有重大差異的產(chǎn)品類型進(jìn)行單獨(dú)研究。很顯然，其外延已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了通常的產(chǎn)品范圍，這里所講的“產(chǎn)品”是一類特殊的產(chǎn)品，其最大的特殊就是復(fù)雜，它不是一個(gè)孤立的產(chǎn)品而是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。我們今天所講的“大規(guī)模工程”指的也基本上是這類對(duì)象。

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)是由美國軍事開發(fā)系統(tǒng)中的大型技術(shù)系統(tǒng)（large technical systems）演化而來的，如美國陸軍的“探險(xiǎn)者”計(jì)劃、海軍的“響尾蛇”導(dǎo)彈計(jì)劃、空軍的“宇宙神”計(jì)劃、航天局的月球探險(xiǎn)計(jì)劃以及波音公司的“民兵”導(dǎo)彈計(jì)劃等，它們的共同特征是產(chǎn)品系統(tǒng)是由眾多子系統(tǒng)或零部件組成的多技術(shù)系統(tǒng)（multi-tech-nology systems）,有的甚至是多達(dá)幾十種技術(shù)的復(fù)合體，如“柰基—2”導(dǎo)彈就由一百多萬個(gè)零件組成,不僅要把它們安排在窄小的空間里而且還要互相關(guān)聯(lián)，其復(fù)雜性可想而知。負(fù)責(zé)這類項(xiàng)目的工程師們的共同感受是一旦介入這類項(xiàng)目，就陷入了復(fù)雜性災(zāi)難之中,技術(shù)的復(fù)雜性造成了各種不同的但又互相有關(guān)的混亂，有時(shí)僅僅由于計(jì)算中的一個(gè)誤差就會(huì)造成巨大損失。這就是推動(dòng)運(yùn)籌學(xué)和后來的系統(tǒng)工程發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。

人類社會(huì)發(fā)展到今天，已經(jīng)把我們從“大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)代”帶到了“大規(guī)模工程時(shí)代”。大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)代以生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品為己任，大規(guī)模工程時(shí)代則以研制或建造復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)為己任。今天，凡是接觸復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的人都有一個(gè)共同感受：在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)代，即使是管理最大的生產(chǎn)系統(tǒng)，問題也較簡(jiǎn)單，同今天遇到的問題相比也是小問題。因此，與“大規(guī)模工程時(shí)代”相伴而生的復(fù)雜性難題，就成了我們這一代人必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。

二、復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的重要性

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)，已成為當(dāng)今世界各國普遍關(guān)注的戰(zhàn)略重點(diǎn)。德國的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略、美國正在大力推廣的“3D”打印技術(shù)，以及IEC正在推進(jìn)的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化，其終極目的都是針對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)這個(gè)大目標(biāo)的。為什么當(dāng)今世界如此重視復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)呢？這主要是因?yàn)樗木薮蠹夹g(shù)經(jīng)濟(jì)意義：

（1）復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)與一般產(chǎn)品相比，相對(duì)數(shù)量雖少，但規(guī)模大、單價(jià)高，所以整個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值占GDP的份額比較高，在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)中有著舉足輕重的作用。例如，一項(xiàng)對(duì)外的高速鐵路工程，它所創(chuàng)造的價(jià)值，遠(yuǎn)非一般工業(yè)產(chǎn)品可比。一列車蘋果換一臺(tái)設(shè)備，8億件襯衫換一架客機(jī)，講的都是這個(gè)道理。

（2）復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的綜合程度高，它由眾多子系統(tǒng)和零部件組成，一旦開發(fā)成功，便能夠迅速推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)其他那些普通的大規(guī)模制造產(chǎn)品的發(fā)展，它對(duì)整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)作用無與倫比。

（3）復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)涉及的技術(shù)種類多、技術(shù)含量高，其開發(fā)成功能夠直接導(dǎo)致內(nèi)嵌在復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的各種模塊技術(shù)應(yīng)用到其他領(lǐng)域，這種技術(shù)擴(kuò)散的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于通常的產(chǎn)品創(chuàng)新，從而引起整個(gè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)升級(jí)，帶來國家競(jìng)爭(zhēng)力的提升。

（4）復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)屬于大型資本型產(chǎn)品，它們?yōu)樯a(chǎn)“簡(jiǎn)單”產(chǎn)品以及提供現(xiàn)代化服務(wù)創(chuàng)造了條件，它們是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)現(xiàn)代化的支撐平臺(tái)。眾多工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，大型項(xiàng)目的投資建設(shè)，將極大地推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)的騰飛。

（5）復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)最能體現(xiàn)一個(gè)國家的綜合國力和科技競(jìng)爭(zhēng)力，能使一個(gè)國家在當(dāng)今以科技和知識(shí)為主導(dǎo)的國際競(jìng)爭(zhēng)中占有相當(dāng)主動(dòng)的地位，同時(shí)還可以為國民經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)調(diào)整以及整體發(fā)展方向指出戰(zhàn)略性的目標(biāo)。對(duì)國民經(jīng)濟(jì)起支柱作用的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)承擔(dān)起在開放的環(huán)境下支撐我國經(jīng)濟(jì)應(yīng)對(duì)國際競(jìng)爭(zhēng)的重任，尤其是國防尖端產(chǎn)品和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品。

因此，可以說復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的創(chuàng)新是一個(gè)國家在競(jìng)爭(zhēng)加劇的國際環(huán)境中賴以生存和發(fā)展、提升國際地位的有效途徑，是關(guān)系國家強(qiáng)弱盛衰的命脈。

三、復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的特點(diǎn)

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的研制或創(chuàng)新是一個(gè)巨大、復(fù)雜且技術(shù)密集的系統(tǒng)工程，與常規(guī)的產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)以及標(biāo)準(zhǔn)化有著截然不同的特點(diǎn)，如：

（1）復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度復(fù)雜性。構(gòu)成產(chǎn)品系統(tǒng)的要素不僅數(shù)量巨大（如構(gòu)成飛機(jī)的零件數(shù)目多達(dá)數(shù)百萬）而且要素之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。系統(tǒng)內(nèi)部有眾多子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)之間又是相互依賴的，子系統(tǒng)之間有許多協(xié)同作用，可以共同進(jìn)化。在復(fù)雜系統(tǒng)中，子系統(tǒng)會(huì)分為很多層次，大小也各不相同。面對(duì)這種復(fù)雜產(chǎn)品，我們難以制定通常的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)它進(jìn)行規(guī)范。

（2）復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)具有多學(xué)科知識(shí)集成的特點(diǎn)。這就使得復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的管理中更需要對(duì)多學(xué)科知識(shí)的集成管理。傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化把學(xué)科專業(yè)分得非常細(xì)，培養(yǎng)了大批的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作者，卻極度缺乏系統(tǒng)集成的綜合性人才和橫跨諸多專業(yè)和領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)驗(yàn)；傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化習(xí)慣于單個(gè)制定標(biāo)準(zhǔn)并追求單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)秀，復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的知識(shí)集成要求知識(shí)成套（標(biāo)準(zhǔn)成套）且互相協(xié)同。

（3）復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)通常是高度定制化的產(chǎn)品。不僅整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)是定制的，它的許多子系統(tǒng)和零部件也常常是定制的。已有的標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)體系無法滿足要求，許多標(biāo)準(zhǔn)也必須量身定制。這同我們以往的標(biāo)準(zhǔn)化觀念有著天壤之別。

（4）復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)多數(shù)情況下是單件或小批量制造的，批量生產(chǎn)法則常常不適用。建立在大批量生產(chǎn)方式基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化理論和思維方式也常常不適用。如傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化以重復(fù)性事物為對(duì)象，強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的通用性；而復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化常以非重復(fù)性事物為對(duì)象，許多標(biāo)準(zhǔn)具有專用的特點(diǎn)等。

（5）復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，即與時(shí)間變量有關(guān)的系統(tǒng)。沒有時(shí)間的變化，就沒有系統(tǒng)的演化，也就談不上復(fù)雜性規(guī)律，因?yàn)槭挛锟偸前l(fā)展變化的。以航空發(fā)動(dòng)機(jī)為例，20世紀(jì)30年代Frank Whittle推出的航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，然而，隨著航空業(yè)對(duì)壓力、速度、飛行高度、溫度等各因素的要求不斷提高，航空發(fā)動(dòng)機(jī)在原產(chǎn)品的基礎(chǔ)上不斷添加新的子系統(tǒng)，然后又需添加控制與監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)和其他相關(guān)元件，從而使得現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展成為具有代表性的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)?，F(xiàn)代的航空發(fā)動(dòng)機(jī)由22 000多個(gè)零部件組成（其中許多零部件是定制的），它能夠?qū)崿F(xiàn)許多新的功能，能挑戰(zhàn)原有發(fā)動(dòng)機(jī)所不能克服的惡劣環(huán)境 。但是傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的最大問題就是缺乏對(duì)這種動(dòng)態(tài)變化的適應(yīng)能力，企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系越是龐大，它的剛性便越強(qiáng)，動(dòng)態(tài)變化的能力便越差。

（6）復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的研制與生產(chǎn)同步。它們是融合在一起的，很難把研制和生產(chǎn)區(qū)分開。標(biāo)準(zhǔn)怎么辦？我們沒有能力把研制過程中所需要的標(biāo)準(zhǔn)事先全部準(zhǔn)備好，更沒必要等到研制結(jié)束后再去制定標(biāo)準(zhǔn)，許多標(biāo)準(zhǔn)也只能跟研制與生產(chǎn)同步進(jìn)行——即需、即制、即用。

（7）開發(fā)任務(wù)與開發(fā)人員的多元化。研制過程中各相關(guān)方的廣泛參與和協(xié)同創(chuàng)新以及由跨企業(yè)的多職能項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)承擔(dān)等等，都是傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化從未涉足的領(lǐng)域。

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)之所以有這么多與眾不同的特點(diǎn)，歸根結(jié)底是由于它的高度復(fù)雜性，一切皆由復(fù)雜性而生。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)有的規(guī)模很大，如一項(xiàng)奧運(yùn)工程；有的規(guī)模并不大，如一部智能手機(jī)，但復(fù)雜性卻是共同的特點(diǎn)。那么，什么是復(fù)雜性呢？復(fù)雜性當(dāng)然與要素有關(guān)，但并不一定是要素越多越復(fù)雜。復(fù)雜性的根源主要是產(chǎn)品的要素、設(shè)計(jì)參數(shù)和任務(wù)之間的相互依賴性、混沌性和不確定性。

復(fù)雜性與不確定性休戚相關(guān)。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的內(nèi)嵌技術(shù)有著高度的不確定性，有的無法在研發(fā)生產(chǎn)前預(yù)知。通常是系統(tǒng)越是復(fù)雜其內(nèi)生的不確定性便越大。不確定性越大，失敗的概率越高，投資風(fēng)險(xiǎn)越大但商機(jī)越多（這也是人們甘冒風(fēng)險(xiǎn)的原因）。那么，不確定性是因何而來的呢？主要是由于人們預(yù)期的不完全性和解決復(fù)雜間題能力的有限性。

因此，如何克服復(fù)雜性和不確定性，如何改變預(yù)期的不完全性和解決復(fù)雜問題能力的有限性，就成為人類跨越復(fù)雜性障礙的關(guān)鍵。

面對(duì)這個(gè)關(guān)鍵性難題的挑戰(zhàn)，標(biāo)準(zhǔn)化能否有所作為？這不僅是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的重大考驗(yàn)，而且對(duì)未來標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展與走向有著至關(guān)重要的意義。

四、復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化模式

基于上述的與傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品截然不同的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的管理理論、傳統(tǒng)的流程管理工具（如ERP）以及常規(guī)管理模式，如質(zhì)量體系、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系等等，由于它們都是著眼于企業(yè)內(nèi)部的管理，對(duì)于橫跨諸多行業(yè)、專業(yè)與組織的項(xiàng)目管理則不具有指導(dǎo)意義。

傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的管理模式是：把一個(gè)組織開展各項(xiàng)活動(dòng)所需要的標(biāo)準(zhǔn)事先全部制定出來，存到倉庫里備用。這種模式，在技術(shù)進(jìn)步非常緩慢的工業(yè)化初期或計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代，以及產(chǎn)品和生產(chǎn)（服務(wù)）流程長(zhǎng)期不變的企業(yè)是基本可行的；隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的急劇變化以及產(chǎn)品生命周期的縮短，單靠以往積累的標(biāo)準(zhǔn)來應(yīng)對(duì)當(dāng)今的市場(chǎng)挑戰(zhàn)，已經(jīng)越來越不能適應(yīng)了；到了后工業(yè)化時(shí)代，不要說無法滿足越來越多的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的要求，就是一般工業(yè)產(chǎn)品的多元化快速應(yīng)變它都顯得力不從心，傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化到了該轉(zhuǎn)型的時(shí)候了。

正如恩格斯所說：“社會(huì)一旦有技術(shù)上的需求，則這種需求就會(huì)比十所大學(xué)更能把科學(xué)推向前進(jìn)”。技術(shù)的快速進(jìn)步、嚴(yán)峻的市場(chǎng)形勢(shì)和復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的迫切需求是把傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化推向現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化的決定性力量。

作為現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化前沿的模塊化已經(jīng)在諸多領(lǐng)域里大行其道，中國的綜合標(biāo)準(zhǔn)化和IEC的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化正在積聚經(jīng)驗(yàn)、蓄勢(shì)待發(fā)，它們將最先擔(dān)當(dāng)起復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的重任。根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的運(yùn)作方式可以初步概括為以下3種模式：A模式、B模式和A+B模式。

（一）A模式——基于黑箱理論的模塊化

1. A模式的方法論基礎(chǔ)：黑箱方法

黑箱方法是探索復(fù)雜大系統(tǒng)的重要工具。它通過考察對(duì)象的輸入、輸出及其動(dòng)態(tài)過程，而不直接考察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相互作用的大量細(xì)節(jié)，只是從總體行為上去描述和把握系統(tǒng)、預(yù)測(cè)系統(tǒng)的行為，定量地認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的功能特征、行為方式及其機(jī)理的一種科學(xué)方法，這在研究復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)特別有用。

所謂“黑箱”，就是指那些既不能打開，又不能從外部直接觀察其內(nèi)部狀態(tài)的系統(tǒng)?！昂谙浞椒ā睆木C合的角度為人們提供了一條認(rèn)識(shí)事物的重要途徑，尤其對(duì)某些內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的系統(tǒng)和迄今為止人們的力量尚不能徹底認(rèn)識(shí)的系統(tǒng)。

運(yùn)用黑箱方法研究系統(tǒng)首先要孤立黑箱，確認(rèn)黑箱——規(guī)定它與周圍環(huán)境的邊界，將它從環(huán)境中分離出來之后，

即可采用被動(dòng)考察和主動(dòng)實(shí)驗(yàn)等方法來研究黑箱，使黑箱變成白箱。有時(shí)黑箱模型不止一個(gè)，這種情況下，系統(tǒng)辨識(shí)其中最合理的一個(gè)。

當(dāng)我們把一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)作為研制對(duì)象時(shí)，由于這個(gè)系統(tǒng)中還有許多未知的領(lǐng)域和大量的不確定問題，我們無法像對(duì)待一般產(chǎn)品那樣，一切全在掌握之中，可以做到由總體設(shè)計(jì)到施工設(shè)計(jì)再到生產(chǎn)制造一氣呵成。而對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)，只好把那些連總設(shè)計(jì)師也不清楚的不確定難題裝進(jìn)黑箱里，一步步地向能打開黑箱的專業(yè)人員傳遞，最后再一層層地打開黑箱，變不確定為確定，變未知為已知。

2. A模式的運(yùn)作方式：模塊化設(shè)計(jì)制造

模塊化是標(biāo)準(zhǔn)化的高級(jí)形式，黑箱方法的實(shí)現(xiàn)形式。模塊化運(yùn)用黑箱原理應(yīng)對(duì)復(fù)雜性的主要對(duì)策是：

（1）復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的全部功能要求，通過組合功能模塊的方法來實(shí)現(xiàn)，即復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)采用模塊化架構(gòu)。

（2）用模塊分割系統(tǒng)，限制要素間的交互作用，把復(fù)雜系統(tǒng)變成一個(gè)個(gè)較為簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，模塊設(shè)計(jì)者所承擔(dān)的任務(wù)其復(fù)雜程度便會(huì)顯著降底。

（3）如果模塊還復(fù)雜，可繼續(xù)分割下去，直到對(duì)專業(yè)人員來說，黑箱已變成了白箱，這時(shí)便可設(shè)計(jì)制造模塊了。

（4）產(chǎn)品的模塊化架構(gòu)，有利于對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)分散決策,使決策方式從集中管理變?yōu)閷?duì)每個(gè)模塊的管理，從而可以顯著地降低對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)管理的難度。

（5）當(dāng)所有黑箱被一層層打開，所有模塊均已建成，即可通過一層層的模塊系統(tǒng)集成，最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)。

（6）由于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)通常是根據(jù)用戶的特殊要求定制的，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中將使用較多的專用模塊。又由于模塊的開發(fā)工作量極大，所以模塊集成商常需將非核心技術(shù)模塊外包，形成模塊化產(chǎn)業(yè)集群。

（7）模塊化產(chǎn)業(yè)集群一旦形成，便開始了背靠背的模塊研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)生無與倫比的創(chuàng)新效率。

（8）模塊可并行開發(fā)、分散化創(chuàng)新、競(jìng)爭(zhēng)性再集中和事后改進(jìn)以及模塊的可分、可合、可互換等特點(diǎn)，從而使采用模塊化架構(gòu)的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)充滿無限的生機(jī)和活力，產(chǎn)品系統(tǒng)雖然高度復(fù)雜但卻有極強(qiáng)的應(yīng)變能力。這種能力已經(jīng)成為當(dāng)今市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中決定勝負(fù)的關(guān)鍵能力。

在上述所有活動(dòng)中，必須首先建立能確保系統(tǒng)整體性的“設(shè)計(jì)規(guī)則”或“設(shè)計(jì)規(guī)范”，對(duì)模塊劃分、模塊研制、模塊集成過程中必須遵守的規(guī)則和必須滿足的要求，以及在整個(gè)過程中必須保留和正確處理的關(guān)系、聯(lián)系和接口等做出統(tǒng)一規(guī)定。它既是模塊化架構(gòu)的頂層設(shè)計(jì)，又是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作的總依據(jù)。如果模塊（子系統(tǒng)、分系統(tǒng)）較大，它也是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)的話，它還要通過建立相應(yīng)的子規(guī)范、分規(guī)范，用以指導(dǎo)子系統(tǒng)、分系統(tǒng)內(nèi)部的模塊化。如此發(fā)展下去，便形成一個(gè)規(guī)范體系，它是模塊化成功的最重要的保證。

此外，模塊化所特有的選擇權(quán)和事后改進(jìn)的特點(diǎn)，可以一定程度地彌補(bǔ)人們預(yù)期的不完全性和解決復(fù)雜問題能力的有限性，起到降低不確定性的作用。

在傳統(tǒng)制造業(yè)里模塊化方法早有利用，用模塊化解決復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)最成功的典范是IBM的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)革命。到現(xiàn)在無論是一般工業(yè)產(chǎn)品還是復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)，模塊化已成為首選的創(chuàng)新模式。從家用電器到機(jī)器設(shè)備，從運(yùn)載火箭到航空雷達(dá)，從高速列車到航空母艦都不約而同地選擇了模塊化架構(gòu)，最具競(jìng)爭(zhēng)力的模塊化智能手機(jī)也即將問世。

（二）B模式——基于系統(tǒng)理論的綜合標(biāo)準(zhǔn)化

1. B模式的方法論基礎(chǔ)：系統(tǒng)分析方法

當(dāng)我們要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)或者要解決復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)中的某些問題時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)是必不可少的。但是，由于前面提到的，人們認(rèn)識(shí)和解決復(fù)雜問題能力的有限性，我們無法知道需要制定多少標(biāo)準(zhǔn)？什么標(biāo)準(zhǔn)？更無法知道標(biāo)準(zhǔn)該制定成什么樣？如何克服這個(gè)復(fù)雜性難題呢？系統(tǒng)分析方法便是可借助的科學(xué)方法之一。它不僅把標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象作為一個(gè)系統(tǒng)，而且把這個(gè)系統(tǒng)放到它所存在的更大的系統(tǒng)（環(huán)境）中進(jìn)行考察。根據(jù)我們創(chuàng)建這個(gè)系統(tǒng)的目的和確立的目標(biāo)，運(yùn)用各類方法和工具（如模型化方法、定量化方法、最優(yōu)化方法、以及從定性到定量的綜合集成方法等），通過“自上而下”的分析，不僅要找到影響目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的相關(guān)要素，而且要弄清楚目標(biāo)與要素之間以及要素與要素之間的定性與定量關(guān)系，從而為總目標(biāo)的分解和落實(shí)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供基本依據(jù)。這個(gè)系統(tǒng)分析過程非常重要，是決定綜合標(biāo)準(zhǔn)化成敗的關(guān)鍵。每一個(gè)綜合標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目，都是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，都要經(jīng)歷一系列步驟和過程，其中的每一步都要經(jīng)歷分析和決策的反復(fù)迭代，可以說在綜合標(biāo)準(zhǔn)化過程中起關(guān)鍵作用的是以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)的系統(tǒng)分析方法。

2. B模式的運(yùn)作方式：綜合標(biāo)準(zhǔn)化

綜合標(biāo)準(zhǔn)化不是單純制定標(biāo)準(zhǔn)，它是要解決問題，而且是解決比較復(fù)雜的問題。恰是由于復(fù)雜，常常無從下手，不知道該怎樣做、做什么才能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。綜合標(biāo)準(zhǔn)化借助系統(tǒng)分析方法，進(jìn)行“自上而下”的分析，不僅要確定與目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)密切相關(guān)的要素，而且要搞清楚各相關(guān)要素與產(chǎn)品系統(tǒng)之間以及各要素相互之間的定性和定量關(guān)系，依此將我們?cè)O(shè)定的總目標(biāo)（總要求）分解為各相關(guān)要素的分目標(biāo)（分要求）。如果相關(guān)要素的分目標(biāo)仍然復(fù)雜難以落實(shí)，可再進(jìn)行分解，直到能夠落實(shí)到具體的執(zhí)行主體，隨后的工作就是制定確保目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)雖然它們各自的目標(biāo)不同、任務(wù)不同、執(zhí)行主體也不同，但卻都圍繞一個(gè)總目標(biāo)并保證總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，它們被稱為“標(biāo)準(zhǔn)綜合體”。貫徹實(shí)施這個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)綜合體”便可使復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)創(chuàng)建和運(yùn)行中的問題得到解決，這種方法運(yùn)作上的特點(diǎn)便屬于IEC所提倡的“自上而下”的標(biāo)準(zhǔn)化方法。

從系統(tǒng)分析到形成標(biāo)準(zhǔn)綜合體是一個(gè)由分析到綜合的反復(fù)迭代過程。在這個(gè)過程中，“自上而下”的分析使復(fù)雜系統(tǒng)簡(jiǎn)化，幫助我們認(rèn)識(shí)系統(tǒng)，知道該定那些標(biāo)準(zhǔn)和定什么樣的標(biāo)準(zhǔn)；“自下而上”的綜合，是把標(biāo)準(zhǔn)組織起來，形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)綜合體，也就是建立一個(gè)復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。只有用復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)才能解決復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的問題。因?yàn)檫@個(gè)標(biāo)準(zhǔn)綜合體已不是單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)單相加，是參數(shù)指標(biāo)經(jīng)過整體協(xié)調(diào)，各要素互相關(guān)聯(lián)、互相作用的有特定功能的有機(jī)整體，它所產(chǎn)生的系統(tǒng)效應(yīng)，是它能解決問題的根據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)一個(gè)較為簡(jiǎn)單的目標(biāo)通常建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)綜合體就能解決問題。對(duì)于較復(fù)雜的系統(tǒng)目標(biāo)（需要再分解的目標(biāo)）則需要建多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)綜合體，分別解決各個(gè)分目標(biāo)的問題。各綜合體之間的關(guān)系，猶如各子系統(tǒng)之間也是互相關(guān)聯(lián)的，共同保證更高層目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（三）A+B模式——模塊化與綜合標(biāo)準(zhǔn)化互相融合

模塊化和綜合標(biāo)準(zhǔn)化都是應(yīng)對(duì)復(fù)雜性的標(biāo)準(zhǔn)化工具。

模塊化是從改變復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的架構(gòu)入手，將復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的一體化架構(gòu)改變?yōu)槟K化架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)一體化架構(gòu)的分割，從而使其每一部分變得簡(jiǎn)單，以達(dá)到降低復(fù)雜性的目的，使我們有可能對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品展開設(shè)計(jì)和制造。

綜合標(biāo)準(zhǔn)化是從復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的目標(biāo)入手。我們無論創(chuàng)建什么系統(tǒng)，都是有目的和具體目標(biāo)的。實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)，是創(chuàng)建復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的最終目的。因此，綜合標(biāo)準(zhǔn)化堅(jiān)守目標(biāo)導(dǎo)向原則和用系統(tǒng)分析方法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分解。但是，目標(biāo)不是抽象的，對(duì)產(chǎn)品系統(tǒng)來說，會(huì)大量涉及物理實(shí)體，如設(shè)備、材料、部件、零件等，它們都可能是目標(biāo)的載體。對(duì)目標(biāo)的分解，常常會(huì)變成對(duì)物理實(shí)體的分解，這就演變成模塊化過程。反過來在模塊化過程中對(duì)每個(gè)具體模塊（黑箱）的處理時(shí)，又可借助綜合標(biāo)準(zhǔn)化的方法對(duì)黑箱進(jìn)行系統(tǒng)分析，找到打開黑箱的途徑。

因此，A模式和B模式都不是絕對(duì)的，它們?cè)诮鉀Q具體問題過程中有時(shí)只用A模式或B模式，有時(shí)交差并用，你中有我我中有你，這就是A+B模式。

五、復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化是“重中之重”

雖然我們對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化的認(rèn)識(shí)還很膚淺，但有一點(diǎn)是肯定的，它已經(jīng)或必將成為國家之間經(jīng)濟(jì)和科技實(shí)力較量的焦點(diǎn)和未來標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的重點(diǎn)。因此，IEC已經(jīng)將其提到日程并納入《發(fā)展綱要》。IEC認(rèn)為：“技術(shù)多樣性以及許多新興市場(chǎng)中的技術(shù)融合（特別是那些大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域）現(xiàn)在需要“自上而下”的方法開展標(biāo)準(zhǔn)化。首先從系統(tǒng)或系統(tǒng)架構(gòu)層面開展工作，而非以往的從產(chǎn)品層面開展工作。系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)在多領(lǐng)域的需求將快速增長(zhǎng)，包括環(huán)境，安全和健康”。ISO在質(zhì)量管理和環(huán)境管理領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化取得成功之后，一發(fā)而不可收拾，接著在食品安全、社會(huì)安全、信息安全、道路交通安全、能源管理、風(fēng)險(xiǎn)管理、社會(huì)責(zé)任等關(guān)鍵領(lǐng)域，推出了已接近20個(gè)基于系統(tǒng)方法的管理系列標(biāo)準(zhǔn)。2012年國家標(biāo)準(zhǔn)委以“系統(tǒng)管理”的思維將綜合標(biāo)準(zhǔn)化列為“重中之重”，選擇了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、大型客機(jī)、海上鉆井平臺(tái)、智能電網(wǎng)、電子商務(wù)、社會(huì)管理和公共服務(wù)等典型的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)開展了大范圍的綜合標(biāo)準(zhǔn)化試點(diǎn)。工業(yè)與信息化部在太陽能光伏、半導(dǎo)體照明、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、鋰離子電池、智能電視、智能終端等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域（共10大領(lǐng)域72個(gè)子領(lǐng)域）的綜合標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目正在扎實(shí)推進(jìn)，并籌劃下一步將挑戰(zhàn)智能制造領(lǐng)域。中國向高難度的現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化邁出的這一步，是有重大戰(zhàn)略意義的，必將對(duì)中國經(jīng)濟(jì)的騰飛產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

在面對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的大規(guī)模工程時(shí)代，所謂標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)力，主要不在于你擁有多少標(biāo)準(zhǔn)，也不在于你有多大機(jī)構(gòu)和多少人，更不在于你規(guī)范了多少業(yè)務(wù)流程，關(guān)鍵看你是否具有應(yīng)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的能力并參與其中做出實(shí)實(shí)在在的成效，這才是當(dāng)今時(shí)代要求標(biāo)準(zhǔn)化具備的“能力”。

這種“能力”的培育和形成，要經(jīng)歷極其艱難的過程，要做大量的艱苦細(xì)致工作，要有相當(dāng)規(guī)模的資源投入，毫無疑問它一定是標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略的重點(diǎn)。

這種“能力”的研究，也就是解決復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化難題，必將成為各類科研機(jī)構(gòu)攻堅(jiān)的目標(biāo)。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化研究機(jī)構(gòu)來說，同樣的是對(duì)它的研究能力和研究水平的考驗(yàn)。

所謂“高素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化人才”的培養(yǎng)，除了把他們放到復(fù)雜性“災(zāi)難”之中去磨練，讓他們組織跨學(xué)科、跨專業(yè)、跨領(lǐng)域的專家團(tuán)隊(duì)去攻克標(biāo)準(zhǔn)化難題之外，別無它法。

我國的標(biāo)準(zhǔn)化搞了60多年，已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的增長(zhǎng)已不是當(dāng)務(wù)之急，到了該用標(biāo)準(zhǔn)解決關(guān)鍵性難題的時(shí)候了，也就是到了該轉(zhuǎn)型的時(shí)候了。

標(biāo)準(zhǔn)化工作的對(duì)象永遠(yuǎn)是無限的，隨便一抓就是一大把，但標(biāo)準(zhǔn)化的資源卻是有限的，因此，國際標(biāo)準(zhǔn)化界才提出了個(gè)“優(yōu)先順序”的概念。聶帥的教導(dǎo)不僅為我們安排優(yōu)先順序指明了方向，而且指出了標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)劃和戰(zhàn)略的重點(diǎn)和方向。當(dāng)前的重點(diǎn)和方向就是要把這類與國家命運(yùn)攸關(guān)的事情提到日程。

本文所述的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的3種模式（可能還有許多種），只是根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)的探索，需要解決的技術(shù)和方法難題還有很多，探索的路還會(huì)很長(zhǎng)、很艱巨。但是可以預(yù)見，哪個(gè)國家要想使自已的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)在國際市場(chǎng)占有一席之地，就一定要占領(lǐng)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化高地。

[1] 恩格斯. 自然辯證法[M]. 北京：人民出版社，1960.

[2] IEC發(fā)展綱要2011.

[3] IEC SMB/anG35（系統(tǒng)組）報(bào)告 （IEC內(nèi)部文件2013.05.03）.

[4] 陳鋼. 在全國標(biāo)準(zhǔn)化工作會(huì)議上的工作報(bào)告，2012.02.23.

[5]（美）弗雷蒙·E·卡斯特，等. 科學(xué)、技術(shù)與管理[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，1978.

[6] 陳勁. 復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)創(chuàng)新管理[M]. 北京：科學(xué)出版社，2007.

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[8] 烏爾里希·森德勒. 工業(yè)4.0[M]. 鄧敏，李現(xiàn)民，譯. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

Research on Standardization of Complex Products and Systems

Li Chun-tian

It is necessary to carry out the standardization work of complex products and systems (CoPS) due to the extremely signif cance and different characteristics of CoPS. Based on the existing experience, the author puts forward three operation models for carrying out CoPS standardization and believes the sector will become the focus in the future international standards competition.

complex products and systems, modularization, integrated standardization