淺析中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的模塊化發(fā)展戰(zhàn)略

梁秦 楊再靖

東風(fēng)柳州汽車(chē)有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

汽車(chē)是現(xiàn)代文明的標(biāo)志，自19世紀(jì)以來(lái)，世界汽車(chē)格局發(fā)生過(guò)數(shù)次重大變革，Henry Ford發(fā)明了汽車(chē)裝配流水線（如圖1.1所示），使世界汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展由歐洲轉(zhuǎn)向美國(guó)，掀起了汽車(chē)工業(yè)史上的第一次變革。20世紀(jì)60年代，日本豐田公司探索出了令世界耳目一新的“即時(shí)生產(chǎn)”管理模式（JIT），即在必要的時(shí)間、按必要的量、生產(chǎn)必要的產(chǎn)品，以精益制造核心思想的豐田模式，引發(fā)了第二次汽車(chē)工業(yè)革命。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，經(jīng)濟(jì)全球化已成為當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要趨勢(shì)，國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，為了適應(yīng)新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，快速反應(yīng)市場(chǎng)需求，縮短設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本，更好的滿足客戶需求，汽車(chē)行業(yè)的模塊化發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)運(yùn)而生，它被認(rèn)為是汽車(chē)工業(yè)史上的第三次工業(yè)革命[1]。

模塊（module）[3]，根據(jù)青木昌彥的解釋是指半自律性的子系統(tǒng)，通過(guò)和其他同樣的子系統(tǒng)按照一定的規(guī)則相互聯(lián)系而構(gòu)成的更加復(fù)雜的系統(tǒng)或過(guò)程。將一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)或過(guò)程按照一定的聯(lián)系規(guī)則分解為可進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)的半自律性的子系統(tǒng)的行為，稱(chēng)之為“模塊分解化”；按照某種聯(lián)系規(guī)則將可進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)的子系統(tǒng)（模塊）統(tǒng)一起來(lái)，構(gòu)成更加復(fù)雜的系統(tǒng)或過(guò)程的行為，稱(chēng)之為“模塊集中化”，二者統(tǒng)稱(chēng)為模塊化（modularization）[3]。

汽車(chē)工業(yè)是勞動(dòng)力密集和資金技術(shù)鱗集型產(chǎn)業(yè)，整個(gè)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展與成本、技術(shù)密切相關(guān)，傳統(tǒng)的發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)無(wú)法滿足未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的需求。截至目前，模塊化發(fā)展戰(zhàn)略，由于其成本低、周期短、通用性強(qiáng)、快速響應(yīng)市場(chǎng)需求等特點(diǎn)，已經(jīng)被大眾、通用、福特等全球汽車(chē)制造商廣泛采用[4]。利用模塊化發(fā)展戰(zhàn)略，提高零件的通用性，盡可能的提高零件共用率，減少零件品種和數(shù)量，達(dá)到用較少的成本生產(chǎn)較多系列車(chē)型的目的。

雖然模塊化已經(jīng)成為汽車(chē)行業(yè)的全球趨勢(shì)，但研究表明，不同國(guó)際汽車(chē)市場(chǎng)呈現(xiàn)出不同的模塊化特征。中國(guó)作為世界上公認(rèn)為的最大汽車(chē)市場(chǎng)和制造商，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與美國(guó)和日本等主要國(guó)家截然不同。中國(guó)超過(guò)60%的汽車(chē)企業(yè)是合資企業(yè)，中國(guó)企業(yè)特有的企業(yè)文化對(duì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)模塊化的影響深遠(yuǎn)。本文的研究目的是通過(guò)分析模塊化對(duì)中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的影響，提出模塊化的設(shè)計(jì)方法，幫助中國(guó)市場(chǎng)的汽車(chē)行業(yè)管理人員更加科學(xué)合理的制定模塊化創(chuàng)新戰(zhàn)略。

圖1 福特汽車(chē)生產(chǎn)流水線

2 模塊化對(duì)汽車(chē)工業(yè)的影響

模塊化對(duì)汽車(chē)工業(yè)的影響主要有以下幾個(gè)方面：

（1）提升競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：通過(guò)子系統(tǒng)及零部件設(shè)計(jì)的模塊化，不同的模塊設(shè)計(jì)工作可以并行進(jìn)行，且模塊設(shè)計(jì)可以應(yīng)用于不同產(chǎn)品系列，達(dá)到縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期的目的，更能適應(yīng)時(shí)代對(duì)多樣化的需求。汽車(chē)行業(yè)的不穩(wěn)定和產(chǎn)業(yè)過(guò)剩使得模塊化大大的提升了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可以大大減少模塊中組件的物流和庫(kù)存成本以及隱形的管理成本，并且使得消費(fèi)者更容易地修理和更換零部件。

圖2（a）和圖2（b）右半部分代表著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，左半部分代表著產(chǎn)品性能。每個(gè)模塊化產(chǎn)品組件與其性能之間形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，模塊化設(shè)計(jì)減少產(chǎn)品組件之間功能的相互依賴(lài)關(guān)系，使得各組件相互獨(dú)立，減少了設(shè)計(jì)及管理成本。

圖2 模塊化設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較圖

（2）節(jié)省投資，降低風(fēng)險(xiǎn)：通過(guò)子系統(tǒng)及零部件的生產(chǎn)模塊化，將生產(chǎn)流程分割并分配給不同的模塊供應(yīng)商，可以節(jié)省模塊內(nèi)所有組件的生產(chǎn)投資，使生產(chǎn)結(jié)構(gòu)具有靈活的可變性，同時(shí)將生產(chǎn)投資的風(fēng)險(xiǎn)從汽車(chē)制造商（OEM）轉(zhuǎn)移到模塊供應(yīng)商，提高對(duì)現(xiàn)有千變?nèi)f化的市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)適應(yīng)性。

圖3 模塊化與非模塊化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)比較圖

圖3（a）和圖3（b）右半部分代表著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，左半部分代表著生產(chǎn)過(guò)程。模塊化使得生產(chǎn)打破了單一串行的生產(chǎn)工序，如圖2.2 b）所示，可以在P1和P2兩條裝配線上分裝兩個(gè)分總成，再通過(guò)一條短的總裝線得到最終產(chǎn)品。

（3）實(shí)現(xiàn)集成式管理：公司通過(guò)采用模塊化創(chuàng)新戰(zhàn)略，由上而下垂直整合采購(gòu)供應(yīng)鏈，減少零部件供應(yīng)商數(shù)量，使得汽車(chē)制造商更容易地管理整個(gè)零部件供應(yīng)系統(tǒng)，同時(shí)可以打破產(chǎn)品供應(yīng)鏈的現(xiàn)有格局限制，使得汽車(chē)制造商可以在全球范圍內(nèi)選擇優(yōu)秀模塊供應(yīng)商。

如圖4（a）所示，零部件供應(yīng)商繁多，且外部供應(yīng)商僅提供小的零部件總成，而在圖4（b）中的模塊化供應(yīng)鏈中，模塊供應(yīng)商負(fù)責(zé)購(gòu)買(mǎi)和組裝零部件和分總成，這樣更有利于公司靈活地管理下屬供應(yīng)商。因此，模塊化也是汽車(chē)零部件行業(yè)并購(gòu)潮的驅(qū)動(dòng)力之一。

圖4 模塊化與非模塊化供應(yīng)鏈比較圖

3 模塊化評(píng)價(jià)體系

在模塊化評(píng)價(jià)體系中，我們可以從三個(gè)維度來(lái)反應(yīng)，分別是模塊化產(chǎn)品架構(gòu)、隱性知識(shí)隔離和供應(yīng)鏈整合，這三個(gè)維度分別體現(xiàn)了設(shè)計(jì)模塊化、生產(chǎn)模塊化和組織模塊化。

3.1 模塊化產(chǎn)品架構(gòu)

模塊的產(chǎn)品架構(gòu)擁有著基本的特征，即與其他子系統(tǒng)和整個(gè)系統(tǒng)兼容，同時(shí)具有自己獨(dú)立的復(fù)雜功能。架構(gòu)是評(píng)價(jià)模塊好壞的決定性因素，包括兼容性，功能性，客戶可接受性和產(chǎn)品成本。如圖5所示，模塊接口的設(shè)計(jì)對(duì)模塊功能和兼容性（產(chǎn)品內(nèi)模塊之間的互換性）有直接影響。

圖5 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成示意圖

模塊化產(chǎn)品架構(gòu)使企業(yè)能夠滿足客戶的各種需求，因?yàn)橛筛鳟a(chǎn)品系列可以通過(guò)不同模塊組合滿足客戶的即時(shí)需要。由于不同模塊的設(shè)計(jì)過(guò)程可以并行進(jìn)行，因此也縮短了設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的時(shí)間和成本。

3.2 隱性知識(shí)隔離程度

眾所周知，模塊與系統(tǒng)之間會(huì)存在一個(gè)或多個(gè)有效的接口。Parente等人在2003年提出隱性知識(shí)必須在模塊級(jí)別內(nèi)隔離，接口之間只能存在明確的可共享的知識(shí)[7]。根據(jù)企業(yè)的信息邊界來(lái)看，企業(yè)的信息邊界取決于企業(yè)可以管理的知識(shí)內(nèi)容。關(guān)聯(lián)到汽車(chē)行業(yè)的模塊化，則可以理解為汽車(chē)制造商與模塊供應(yīng)商之間的界限取決于各方的管理知識(shí)，從汽車(chē)供應(yīng)商到模塊供應(yīng)商的模塊外包的主要推動(dòng)力為降低隱性管理知識(shí)的成本，并降低隱性知識(shí)的投資風(fēng)險(xiǎn)。

在20世紀(jì)90年代，豐田的JIT理念風(fēng)靡全球，模塊化戰(zhàn)略成為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要工具。即模塊供應(yīng)商負(fù)責(zé)管理生產(chǎn)模塊的復(fù)雜知識(shí)，并簡(jiǎn)化汽車(chē)制造商的管理問(wèn)題。因此，模塊化產(chǎn)品在模塊供應(yīng)商邊界內(nèi)的隱性知識(shí)隔離程度是模塊化評(píng)價(jià)的關(guān)鍵考量。

3.3 供應(yīng)鏈整合

除了模塊內(nèi)隔離隱性知識(shí)外，模塊供應(yīng)商的另一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)是與汽車(chē)制造商（OEM）并肩合作以確保整個(gè)供應(yīng)鏈成功順利地運(yùn)作。模塊化本身其實(shí)是會(huì)導(dǎo)致供應(yīng)鏈的解體，汽車(chē)制造商（OEM）將模塊的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)分拆給供應(yīng)商。 然而，一旦完成了模塊化戰(zhàn)略的實(shí)施，并且汽車(chē)制造商與模塊供應(yīng)商之間的知識(shí)管理界限得到解決，那么在整個(gè)過(guò)程中，從設(shè)計(jì)過(guò)程到生產(chǎn)，物流，組裝，直到客戶服務(wù)，雙方都需要高度的團(tuán)隊(duì)合作。因此，供應(yīng)鏈的整合程度會(huì)影響著模塊化戰(zhàn)略的實(shí)施程度。

4 模塊化對(duì)象及任務(wù)

模塊化創(chuàng)新戰(zhàn)略的對(duì)象及任務(wù)可以從四個(gè)方面來(lái)表述，分別是優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、優(yōu)化生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)、優(yōu)化管理機(jī)構(gòu)及流程。

4.1 優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

首先我們需要將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)劃分為一個(gè)個(gè)的目標(biāo)模塊，然后對(duì)目標(biāo)模塊進(jìn)行分類(lèi)定義。目標(biāo)模塊的定義包括模塊的組成、范圍、接口和功能。首先需要定義模塊的范圍及其零部件組成，然后則是定義模塊的接口、重要連接尺寸和關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，最后明確目標(biāo)模塊的各組成部分的功能，確定決定性能的核心部件。例如我們可以將汽車(chē)下車(chē)體劃分為七大目標(biāo)模塊，分別為前橋、前車(chē)體、前座椅、中地板、后座椅、后車(chē)體、后橋。

目標(biāo)模塊=基本模塊（通用部分）+可變模塊（專(zhuān)用部分）?；灸K指可通用于各種車(chē)型的組件，而可變模塊指為了滿足技術(shù)需要和客戶需求，具有特定接口的組件。當(dāng)然除開(kāi)基本模塊和可變模塊，還有一些不能被模塊化并且是車(chē)輛配置所必須的特定組件。通過(guò)對(duì)目標(biāo)模塊進(jìn)行定義劃分，我們可以大大的簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

4.2 優(yōu)化生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)

汽車(chē)制造業(yè)正在進(jìn)入一個(gè)新的挑戰(zhàn)時(shí)代，在這個(gè)多變而競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中，企業(yè)需要對(duì)市場(chǎng)的變化做出快速而準(zhǔn)確地響應(yīng)。產(chǎn)品越早的投入市場(chǎng)，企業(yè)就能越早地占領(lǐng)市場(chǎng)，因此制造系統(tǒng)的生產(chǎn)效率顯得尤為關(guān)鍵。同時(shí)產(chǎn)品的多功能化和定制化將來(lái)會(huì)成為市場(chǎng)的主流趨勢(shì)，多功能化意味著產(chǎn)品需要更多的組件來(lái)提供額外的功能和特性，定制化則意味著產(chǎn)品中會(huì)參入客戶的個(gè)人喜好等參數(shù)。因此制造系統(tǒng)需要生產(chǎn)更多的產(chǎn)品品種以滿足零散的、復(fù)雜的和個(gè)性化的需求。

于是柔性化的制造系統(tǒng)成為了各大企業(yè)改造生產(chǎn)線的主要任務(wù)，柔性的生產(chǎn)線由不同的功能模塊單元組成，譬如生產(chǎn)單元、運(yùn)輸單元、倉(cāng)儲(chǔ)單元與計(jì)劃管理單元。

圖6 大眾模塊化運(yùn)輸系統(tǒng)示意圖

圖7 大眾模塊化制造系統(tǒng)示意圖

如圖6所示，大眾模塊化制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從高爾夫到帕薩特的不同型號(hào)、軸距車(chē)型的裝配。

如圖7所示，大眾集團(tuán)模塊化的制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了柔性化生產(chǎn)，在產(chǎn)量、機(jī)械化程度和車(chē)型數(shù)量上都占有極大的優(yōu)勢(shì)。

4.3 優(yōu)化管理機(jī)構(gòu)與流程

首先根據(jù)各部門(mén)的職能和接口關(guān)系，設(shè)立模塊化組織機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)中應(yīng)設(shè)立模塊化開(kāi)發(fā)指導(dǎo)委員會(huì)，委員會(huì)應(yīng)自上而下地從戰(zhàn)略制定到產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、采購(gòu)管理，最后到市場(chǎng)銷(xiāo)售進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，各個(gè)項(xiàng)目平臺(tái)負(fù)責(zé)實(shí)施。其次項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中應(yīng)設(shè)立模塊化指定對(duì)接人，負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)目的模塊化率和各項(xiàng)目模塊化方案的評(píng)審和實(shí)施。最后應(yīng)該明確各部門(mén)及成員間職責(zé)分工與流程，在此過(guò)程中，使各部門(mén)接口數(shù)量盡可能的減少。

各項(xiàng)目平臺(tái)負(fù)責(zé)人應(yīng)定期向指導(dǎo)委員會(huì)匯報(bào)項(xiàng)目模塊化實(shí)施進(jìn)展，同時(shí)為了保證項(xiàng)目的模塊化率，指導(dǎo)委員會(huì)應(yīng)制定相應(yīng)流程對(duì)達(dá)標(biāo)的項(xiàng)目平臺(tái)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)不達(dá)標(biāo)的項(xiàng)目平臺(tái)進(jìn)行考核。而且各項(xiàng)目平臺(tái)應(yīng)分系統(tǒng)、分模塊、分零部件地建立詳細(xì)的數(shù)據(jù)管理庫(kù)，各種信息按其屬性進(jìn)行分類(lèi)及檢索，用塊命令向計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸入、存儲(chǔ)和輸出。

5 結(jié)語(yǔ)

本文從模塊化對(duì)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的影響入手，分析了模塊化的三大優(yōu)點(diǎn)：能提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、降低投資風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)現(xiàn)集成式管理。從設(shè)計(jì)模塊化、生產(chǎn)模塊化和組織模塊化三個(gè)維度，論述了模塊化評(píng)價(jià)體系，最后提出了模塊化創(chuàng)新戰(zhàn)略的對(duì)象及任務(wù)，分別是優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、優(yōu)化生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)和優(yōu)化管理機(jī)構(gòu)與流程。本文旨在幫助汽車(chē)行業(yè)管理人員更加科學(xué)合理的制定模塊化創(chuàng)新戰(zhàn)略，使中國(guó)的汽車(chē)行業(yè)更上一層樓。