模块化直面客户多样性需求与标准化制造之间的矛盾,通过优化模块的标准化设计减少客户多样性需求对生产制造系统的冲击,是应对工业发展核心目的(即应对客户多样性需求)的有效解决方案。
初期的模块化源于计算机产品的兼容问题,1961年IBM360的模块化设计被公认为是模块化产品的第一次实现,1964年IBM计算机的模块化架构彻底取代了原有的计算机一体化结构,这也引发了后来的信息产业集群发展现象(硅谷现象),进一步导致了计算机产业结构的飞速发展,开创了现代模块化理论和方法。
1997年美国哈佛大学提出了“模块时代”的概念,2000年美国出版了《设计的规则:模块化的力量》一书,标志着模块化正式成为制造领域的一种全新的规范标准,在全球范围内得到推广和实现。模块化由原来仅为计算机信息系统内的解决方案,扩展到各个工业领域范围,也由原来仅针对设计研发领域,逐渐扩展到模块化采购、模块化制造等不同的领域。
德国大众公司创造性地应用模块化解决方案,并于2007年正式宣布其模块化发展战略,其中大众MQB平台(见图2-1)也被认为是最成功的模块化战略解决方案。
图2-1 大众汽车模块化模拟图
大众汽车模块化方式主要是模块化横置式发动机装配包的使用,模块化横置式发动机装配包使得汽车部件在样式和种类上的参数实现了更多的标准化。所有型号(波罗、甲壳虫、高尔夫、尚酷、捷达、途观、途安、夏朗、帕萨特及CC)除了轮距与轴距不同,具备理论上在同一条生产线生产的可能,横置式发动机标准的安装位置是模块化装配包的主要优点。横置式发动机的模块化平台(MQB,见图2-2)为大众集团完全打开了新的可能,这样一来,就能够大批量生产多样性的汽车,质量一流,价格也具有竞争力。大众汽车因模块化装配套件而被授予“德国经济创新奖”。
图2-2 大众MQB平台示意图
另外一家飞机制造公司——波音飞机制造公司也采用的是模块化方式(见图2-3),在波音飞机制造集团有足够的资源来自行生产的情况下,仍将它的飞机部件甚至包括机翼和机身生产,外包给世界其他50个分包商,仅仅保留工程、设计、研发、装配及客户支持这些业务(见图2-4)。波音的CEO James McNerney认为:“研发投资水平与供应商共享风险的模式在现阶段来讲是比较合理的。”
图2-3 波音飞机模块化构成效果图
模块化作为工业发展的一个分支,主要用于解决客户多样性需求与标准化制造之间的矛盾,是一种系统优化改进方法,其主要体现在应对更多客户定制方案、更多创新实现、更短产品生命周期、更短运输、更短项目周期等诸多方面,对现代企业制造及精益制造概念都是极为有利的补充。
图2-4 波音飞机制造现场
模块化在产品结构重组上所具有的作用,对工业4.0也有非常重要的意义,因此模块化作为一个由信息产业产生,逐渐向制造领域扩展的工具方法,无论是在产品研发、企业策略,还是在生产制造等方面均改变了原有的制造模式。作为工业4.0的核心基础,模块化将彻底改变工业制造的模式。
国内模块化战略的整体进程不温不火,只有少数具有战略性眼光的企业才瞄准了模块化的运作模式,海尔是在模块化战略上起步较早的企业,它直接将企业组织架构按照模块化方式进行了重组变革。在海尔白电研发公司,不只有各产品系列的经营体团队,更有并行的模块化组织结构,这不是形式意义上的研发矩阵式管理模式,而是专职的经营体体长负责产品型号系列,模块团队负责模块单元的创新研发及标准化,经营体在研发新产品时仅进行模块的选择,更像是用搭积木的方式将产品重新组合起来。
国内像海尔这样充分重视模块化的企业毕竟还是少数,更多的企业对模块化闻所未闻,这其中的主要原因还是国内自主研发的能力太弱。我们已经习惯于通过模仿来生产产品,所以,也就习惯于不再深刻思考产品还有什么样的改进提升空间,往往在滞销的时候才说这款产品不适合国内市场,在国内没有市场空间。
这种现象在国内制造业越来越普遍,我们不知道国人需要什么样的产品,也不知道该怎样设计一款好的产品,只知道如何制造出产品,这又有什么意义呢?所以,未来无论是中国制造2025还是工业4.0,我们都必须将缺失的那部分补上,充分认识和了解要制造的产品,通过模块化理论优化我们的产品,这样才能更好地实现中国制造。
模块化是采用主动方式解决客户多样性需求与标准化制造之间矛盾的一种方式,同时模块化的方式也弥补了精益模式在产品设计研发方面的不足。模块化理论不只是模块化设计,同时也包含了模块化采购、模块化制造的过程。