產(chǎn)品通用化、系列化、模塊化布局和設(shè)計

劉克岳

關(guān)鍵詞：通用化，系列化，模塊化，產(chǎn)品布局，“三化”設(shè)計

0 引言

產(chǎn)品是企業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，一般而言，企業(yè)開發(fā)/生產(chǎn)、銷售的產(chǎn)品越多，企業(yè)的經(jīng)營狀況和發(fā)展形勢就越好。

隨著工業(yè)化進程和市場經(jīng)濟不斷深入，產(chǎn)品得以快速豐富和發(fā)展，滿足廣大消費者對產(chǎn)品實用化、多樣化和個性化需求的同時，很多企業(yè)陷入“多品種、小批量、長周期”發(fā)展困境，直接影響企業(yè)做大、做強和可持續(xù)發(fā)展。

新時代、新征程，有必要立足新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局，積極探索破解企業(yè)發(fā)展瓶頸的方法和途徑，為高質(zhì)量發(fā)展注入新動能。

1 “三化”概念及其內(nèi)涵

1.1 “三化”概念

“三化”是減少產(chǎn)品品種、精簡產(chǎn)品規(guī)格、簡化產(chǎn)品設(shè)計，提高產(chǎn)品使用率和集成度，引領(lǐng)產(chǎn)品有序、高效發(fā)展的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化形式或方法。

1.2 “三化”內(nèi)涵

“三化”是產(chǎn)品通用化、系列化、模塊化的簡稱。其中：

通用化是減少產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品使用率，使產(chǎn)品具有互換性和兼容性的一種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化形式或方法。

系列化是精簡產(chǎn)品規(guī)格，提高產(chǎn)品使用率，使產(chǎn)品性能適當(dāng)分檔、分級的一種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化形式或方法。

模塊化是簡化產(chǎn)品設(shè)計，提高產(chǎn)品試制/生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品具有可集成性的一種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化形式或方法。

1.3 “三化”概念、內(nèi)涵的理解

1.3.1 通用化、系列化、模塊化三者的關(guān)系

通用化是系列化、模塊化的基礎(chǔ)，系列化是通用化的細化和模塊化的基礎(chǔ)，模塊化是通用化和系列化的延伸，三者之間的關(guān)系詳見表1。

1.3.2 “三化”與標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)系

“三化”屬于標(biāo)準(zhǔn)化范疇，也是產(chǎn)品設(shè)計的重要組成部分，“三化”和標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)系詳見表2。

1.3.3 產(chǎn)品“三化”設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)系

產(chǎn)品“三化”設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的重要組成部分，也是產(chǎn)品設(shè)計的設(shè)計要求和設(shè)計方法，產(chǎn)品“三化”設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)系見表3。

1.3.4 “三化”產(chǎn)品案例

為了便于對產(chǎn)品“三化”的認識和理解，特以使用范圍廣泛的華為手機“三化”情況示例（詳見表4）加以說明。

2 “三化”發(fā)展歷程和重大作用

2. 1 “三化”發(fā)展歷程

隨著工業(yè)化進程和市場經(jīng)濟深入推進，產(chǎn)品完全自由市場發(fā)展模式雖然使產(chǎn)品得到了不斷豐富和發(fā)展，滿足了用戶對產(chǎn)品多樣化、個性化需求，但同時也出現(xiàn)了產(chǎn)品雜亂無章、產(chǎn)品開發(fā)和使用成本高，產(chǎn)品競爭力不強等問題，為了扭轉(zhuǎn)這種局面，各國開始探索新的產(chǎn)品發(fā)展模式[1]。

18世紀(jì)80年代，為了限制兵器產(chǎn)品品種的自由發(fā)展，美國提出了“統(tǒng)一產(chǎn)品形制”要求，率先開啟了產(chǎn)品“通用化”工作。

20世紀(jì)初，為了限制同種產(chǎn)品規(guī)格的無序發(fā)展，德國率先提出了“以少數(shù)幾種形狀產(chǎn)品代替多種形狀，以最小努力獲取最高效率的產(chǎn)業(yè)合理化運動”；20世紀(jì)20年代，美國隨后提出了“以簡化產(chǎn)品式樣為中心的合理化運動”，德美先后開啟了產(chǎn)品“系列化”工作。

20世紀(jì)70 年代，為了提高雷達新產(chǎn)品的互通性、可靠性和研制效率，美國提出了“通用電子模塊”要求，率先開啟了產(chǎn)品“模塊化”工作。

由于近代中國長期處于半封建、半殖民、列強瓜分、軍閥割據(jù)、抗戰(zhàn)和內(nèi)戰(zhàn)狀態(tài)，工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，英制、美制、蘇制、日制等裝備并存，產(chǎn)品品種和規(guī)格五花八門、雜亂無章。新中國成立后，對“三化”的認識和重視程度不斷提高，20世紀(jì)60年代提出了武器裝備通用化系列化工作理念，20世紀(jì)80年代，正式將“三化”納入軍用標(biāo)準(zhǔn)化工作范疇[2-3]。

綜上所述，西方國家“三化”工作起步較早，而且啟動時間前后跨度較大，其中通用化有240多年發(fā)展歷史，系列化有110多年發(fā)展歷史，模塊化有50多年發(fā)展歷史。與西方發(fā)達國家相比，國內(nèi)“三化”工作起步較晚，僅有40多年的發(fā)展歷史，但“三化”啟動時間基本同步。

2. 2 “三化”作用

直接作用：減少產(chǎn)品品種、精簡產(chǎn)品規(guī)格、簡化產(chǎn)品設(shè)計，提高產(chǎn)品使用率和集成度。

間接作用：調(diào)整供給側(cè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化產(chǎn)品布局和資源配置，引領(lǐng)產(chǎn)品有序、高效發(fā)展；推動企業(yè)產(chǎn)品發(fā)展模式由“多品種、小批量、長周期”向“少品種、大批量、短周期”轉(zhuǎn)型升級，市場開拓模式由“市場需求、產(chǎn)品開發(fā)”向“市場需求導(dǎo)向、‘三化設(shè)計、引領(lǐng)市場需求”轉(zhuǎn)型升級，推進企業(yè)“技術(shù)、質(zhì)量、進度、成本、效益” 協(xié)調(diào)發(fā)展。

“三化”具體作用及分類詳見表5。

3 “三化”形勢分析

3.1 “三化”工作現(xiàn)狀

國內(nèi)“三化”工作經(jīng)過40多年的發(fā)展，人們對“三化”的認識和重視程度逐步提高，“三化”產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不斷豐富和完善，先后發(fā)布“三化”標(biāo)準(zhǔn)2460多個，其中：“三化”軍用標(biāo)準(zhǔn)1975個（包括通用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)1835個、系列型譜標(biāo)準(zhǔn)93個、模塊/組件標(biāo)準(zhǔn)47 個），“三化”民用標(biāo)準(zhǔn)485 個（包括：通用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)234個、系列型譜14個、模塊/組件規(guī)范247個），為產(chǎn)品有序、高效發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

和軍品相比，雖然民品“三化”標(biāo)準(zhǔn)較少，顧客要求也不明確，但民品企業(yè)（特別是汽車、計算機、手機等大型民品企業(yè)）出于企業(yè)自身發(fā)展的需要，自愿、自發(fā)開展“三化”工作，取得了顯著成效。

3.2 “三化”存在問題和加強“三化”工作的必要性

盡管國內(nèi)“三化”工作取得了一定的成效，但應(yīng)該清醒地看到，當(dāng)前國內(nèi)“三化”工作形勢不容樂觀，具體表現(xiàn)在：“三化”工作重視程度不夠，“三化”責(zé)任主體不明確，“三化”考核不夠具體；“三化”認識不夠全面、深入，“三化”理念、意識不高；“三化”工作流于形式，“三化”工作自覺性和主動性不強；產(chǎn)品品種繁多、規(guī)格無序擴張、開發(fā)/生產(chǎn)周期長，企業(yè)陷入“多品種、小批量、長周期”發(fā)展困境等現(xiàn)象和問題仍然比較普遍，嚴重影響企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

因此，當(dāng)前深入轉(zhuǎn)變思維方式、組織方式和工作方式，全面推進“三化”理論研究和實踐，破解企業(yè)發(fā)展瓶頸，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展增添新活力、打造新引擎，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

4 “三化”工作內(nèi)容和工作方法

4.1 “三化”布局

4.1.1 “三化”布局目的

優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈各層級產(chǎn)品分布，減少產(chǎn)品品種、精簡產(chǎn)品規(guī)格、簡化產(chǎn)品設(shè)計，提高產(chǎn)品的使用率和集成度，推動產(chǎn)品有序發(fā)展和高效發(fā)展。

4.1.2 “三化”布局內(nèi)容

規(guī)劃哪些產(chǎn)品做成通用化產(chǎn)品，哪些產(chǎn)品做成系列化產(chǎn)品，哪些產(chǎn)品做成模塊產(chǎn)品。具體布局內(nèi)涵詳見表5。

4.1.3 “三化”布局準(zhǔn)則

（1）產(chǎn)品布局

產(chǎn)業(yè)鏈全部產(chǎn)品包括：1）主流產(chǎn)品；2）關(guān)鍵環(huán)節(jié)產(chǎn)品（核心/關(guān)鍵產(chǎn)品，實施自主可控的產(chǎn)品）；3）價值高端產(chǎn)品（單臺套產(chǎn)值/利潤高的產(chǎn)品）；4）其他產(chǎn)品。

（2）“三化”產(chǎn)品布局

為了充分利用資源，提高效率，“三化”布局主要針對主流產(chǎn)品進行布局。

（3）主流產(chǎn)品識別方法

根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈已有產(chǎn)品情況、需求分析和產(chǎn)品發(fā)展規(guī)律，識別和預(yù)測主流產(chǎn)品，主流產(chǎn)品一般是市場需求大的產(chǎn)品、重復(fù)使用或廣泛使用的產(chǎn)品。

4.1.4 “三化”布局思路和方法

（1）建立產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品體系

根據(jù)需求分析、產(chǎn)品發(fā)展規(guī)律和當(dāng)前產(chǎn)業(yè)鏈各層級產(chǎn)品的分布情況，建立產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品體系。

產(chǎn)品實施分層、分級管理，根據(jù)產(chǎn)品層級，確定產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品體系框圖，如圖1所示。產(chǎn)業(yè)鏈上游產(chǎn)品包括：材料、元器件、零部件；產(chǎn)業(yè)鏈中游產(chǎn)品包括：模塊、整機；產(chǎn)業(yè)鏈下游產(chǎn)品包括：分系統(tǒng)、系統(tǒng)。

產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品體系為企業(yè)產(chǎn)品布局和確定“三化”對象奠定基礎(chǔ)。

（2）建立產(chǎn)品、主流產(chǎn)品分布清單

建立全產(chǎn)業(yè)鏈和企業(yè)的產(chǎn)品、主流產(chǎn)品分布情況清單，有助于了解全產(chǎn)業(yè)鏈和企業(yè)產(chǎn)品、主流產(chǎn)品分布情況，根據(jù)企業(yè)自身定位和專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，謀劃“三化”對象，為優(yōu)化產(chǎn)品布局（即“三化”布局）奠定基礎(chǔ)。產(chǎn)業(yè)鏈和企業(yè)的產(chǎn)品、主流產(chǎn)品分布清單詳見表6。

建立全產(chǎn)業(yè)鏈和企業(yè)的產(chǎn)品、主流產(chǎn)品分布情況清單，有助于了解全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品、主流產(chǎn)品分布情況，根據(jù)企業(yè)自身定位和專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，謀劃“三化”對象，為優(yōu)化產(chǎn)品布局奠定基礎(chǔ)。

（3）開展“三化”布局

根據(jù)產(chǎn)品的市場需求、產(chǎn)品發(fā)展規(guī)律、企業(yè)專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢和中長期發(fā)展定位，謀劃產(chǎn)業(yè)鏈“三化”布局。

根據(jù)產(chǎn)品的功能確定產(chǎn)品的品種布局，根據(jù)產(chǎn)品的主要性能確定產(chǎn)品的規(guī)格布局，根據(jù)產(chǎn)品的組成獨立功能單元確定產(chǎn)品的模塊。“三化”布局與產(chǎn)品功能、性能的關(guān)系詳見表7，適宜“三化”布局的產(chǎn)品層級詳見表8。

（4）“三化”布局輸出

“三化”布局是后續(xù)選定“三化”對象的基礎(chǔ)，“三化”布局示意圖詳見圖2。

4.2 產(chǎn)品“三化”設(shè)計

4.2.1 產(chǎn)品“三化”設(shè)計目的

獲得通用化產(chǎn)品、系列化產(chǎn)品、模塊化產(chǎn)品，提高產(chǎn)品使用率和試制/生產(chǎn)效率。

4.2.2 產(chǎn)品“三化”設(shè)計準(zhǔn)則

“三化”設(shè)計準(zhǔn)則用來指導(dǎo)設(shè)計人員進行產(chǎn)品“三化”設(shè)計，以提高產(chǎn)品的“三化”設(shè)計水平，具體準(zhǔn)則如下：“三化”設(shè)計應(yīng)和產(chǎn)品設(shè)計（功能、性能、通用質(zhì)量特性）有機融合，達到同策劃、同設(shè)計、同驗收，不存在獨立于產(chǎn)品設(shè)計之外的“三化”設(shè)計；“三化”設(shè)計對象包括產(chǎn)品及其組成產(chǎn)品，也就是說“三化”設(shè)計不僅包括新產(chǎn)品的“三化”設(shè)計，同時也包括新產(chǎn)品的組成產(chǎn)品的“三化”成果利用、新產(chǎn)品的組成產(chǎn)品的“三化”設(shè)計；“三化”設(shè)計應(yīng)貫徹互換性原則，互換性既是“三化”的前提和基礎(chǔ)，也是“三化”的目的和歸宿；“三化”設(shè)計應(yīng)貫徹繼承性原則，推進“三化”成果的廣泛應(yīng)用，優(yōu)先選用成熟的“三化”產(chǎn)品。

4.2.3 產(chǎn)品“三化”設(shè)計方法

（1）產(chǎn)品通用化設(shè)計方法

產(chǎn)品通用化設(shè)計內(nèi)涵詳見表10。

產(chǎn)品通用化設(shè)計方法：對功能、性能相近的產(chǎn)品特性（包括：主要技術(shù)參數(shù)、體積、重量、外形、顏色、接口、通用質(zhì)量特性等）進行歸并、優(yōu)化和統(tǒng)一，使產(chǎn)品功能、性能相同，具有互換性、兼容性。

（2）產(chǎn)品系列化設(shè)計方法

產(chǎn)品系列化設(shè)計內(nèi)涵詳見表11。

產(chǎn)品系列化設(shè)計方法：根據(jù)用戶需求和產(chǎn)品發(fā)展規(guī)律，按照一定規(guī)則對同類產(chǎn)品主要性能（如：技術(shù)參數(shù)、體積、重量、外形、顏色等）進行適當(dāng)?shù)胤謾n、分級和排列，使產(chǎn)品功能相同，性能呈階梯狀分布。

（3）產(chǎn)品模塊化設(shè)計方法

產(chǎn)品模塊化設(shè)計內(nèi)涵詳見表12。

產(chǎn)品模塊化設(shè)計方法：根據(jù)產(chǎn)品復(fù)雜程度和功能分析，對產(chǎn)品組成單元按功能劃分、設(shè)計和生產(chǎn)，形成具有獨立功能、性能和接口的系列、通用組件，通過組件選擇和組合，實現(xiàn)快速構(gòu)建新產(chǎn)品或批產(chǎn)的能力。

產(chǎn)品模塊化意味著提高了產(chǎn)品試制/生產(chǎn)的起點層級，至少可以節(jié)約元器件采購周期（1個月左右）、元器件篩選周期（0.5個月左右）、PCB電裝調(diào)試和板級篩選周期（0.5個月左右），可以縮短產(chǎn)品試制和批產(chǎn)周期（2個月左右）。

4.2.4 建立“三化”標(biāo)準(zhǔn)體系

建立“三化”標(biāo)準(zhǔn)體系，有利于適時全面動態(tài)掌握產(chǎn)業(yè)鏈“三化”產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制修訂情況，為產(chǎn)品通用化、系列化、模塊化提供標(biāo)準(zhǔn)支撐?！叭睒?biāo)準(zhǔn)體系主要包括產(chǎn)品通用規(guī)范、產(chǎn)品型譜標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品詳細規(guī)范、模塊/組件標(biāo)準(zhǔn)等?！叭睒?biāo)準(zhǔn)體系框圖詳見圖3。

5 結(jié)語

本文全面闡述了“三化”概念，豐富了“三化”內(nèi)涵，梳理了“三化”發(fā)展歷程，總結(jié)了“三化”作用，提出了“三化”布局和產(chǎn)品“三化”設(shè)計內(nèi)容、思路和方法。有利于減少產(chǎn)品品種、精簡產(chǎn)品規(guī)格、簡化產(chǎn)品設(shè)計，集中資源聚焦主流產(chǎn)品，引領(lǐng)產(chǎn)品有序和高效發(fā)展，為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展增添新活力、打造新引擎。