复杂产品系统模块化创新模式研究

复杂产品系统模块化创新模式研究
复杂产品系统在现代经济发展中发挥着越来越重要的作用，甚至影响着一个国家的综合竞争力。

本文以复杂产品系统的概念和特性、复杂产品系统与模块化的关系以及复杂产品系统模块化创新模式的研究现状为理论基础，基于复杂产品与企业间关系的视角，构建了三种复杂产品系统模块化创新模式，即单一复杂产品内部形成的模块化创新模式、产品内企业间形成的面向协作和配套的模块化创新模式及基于资源互补的产品间模块化创新模式，并详细阐述了每种模式及其适用性。

最后，指出了上述三种复杂产品系统模块化创新模式在我国的应用与发展情况。

关键词：复杂产品系统模块化模块化创新模块化创新模式
复杂产品系统（Complex of Product System，简称COPS）是由大型技术系统（Large technical systems）概念演化而来，这一概念出现于20世纪90年代中期，是由Hobday，Rush等著名教授较为系统地提出。

他们认为复杂产品系统都是关系到国计民生的大型产品和系统，虽然生产产量小，但由于其规模大、单价高，所以整个复杂产品系统产业的总产值占GDP的比例比较高，在现代经济发展中发挥着重要作用，甚至影响着一个国家的综合竞争力。

但在我国，复杂产品系统的研究还处于概念引进阶段，尤其是对于复杂产品系统模块化创新模式的研究更少，有待于学者进行更多的专门研究。

复杂产品系统理论概述
国外学者Mike Hobday （1996，1998），Hansen和Rush（1998），Andrea Prencipe（2000），Gershenson，Prasad和Zhang Y.（2003）及国内学者张炜（2001），杨志刚和吴贵生（2003），陈劲、周永庆等（2004）对复杂产品系统概念进行了研究。

综合国内外研究，本文将复杂产品系统界定为：研发成本较高、子系统（或模块）较多、界面复杂、涉及多种知识和技能、产品架构具有层级性特征、用户定制化需求的大型产品或系统。

复杂产品系统一般可以为特定用户以单件/小批量进行定制生产，其研发与生产往往融合在一起，生产与制造的重点在于研究、开发和模块系统的集成。

一个复杂产品系统要实现具有模块化的功能基本上要涉及到两个过程：模块分解化和模块集中化。

模块化能降低系统开发的复杂性，进而可以降低系统的开发费用（Clark，1989；Clark & Fujimoto，1991）。

模块化技术很好地解决了产品设计与制造的复杂性问题，通过产品的模块化分解，降低了整体研发和制造的复杂程度，
提高了创新的效率。

模块化能实现系统的并行开发，使模块生产的各方从事自己所擅长的工作，缩短开发时快速响应市场需求（Rothel & Gardliner，1990；Sanderson & Uzumeri，1997）。

复杂产品系统特性决定了其模块化特征，从模块化与复杂产品系统的关系可以看出，需要用模块化创新理论分析复杂产品系统的创新。

复杂产品系统模块化创新模式研究现状
Tim Brady和Andrew Davies（2004）等从价值链增值角度提出复杂产品系统的创新过程模式，将复杂产品系统的创新过程分为早期阶段、制造、系统集成、运营、提供服务、最终消费者，注重整个开发的价值传递过程，更为注重开发过程中需要经历的若干阶段。

陈劲（2004）提出了一个复杂产品系统创新三阶段漏斗模型，该模型认为复杂产品系统创新分为涌现式创新、设计式创新和指导下创新三个阶段，强调复杂产品系统研发过程管理，关注复杂产品系统是如何被开发出来，模块化和外包是复杂产品系统开发的主要手段和工具。

上述两模型都强调复杂产品系统的结构复杂，陈劲运用模块开发和任务包侧面反映了COPS的结构复杂性，Tim Brady和Andrew Davies运用设计、建构、系统集成来反映。

从以上分析可知，现有文献对于复杂产品系统创新模式的研究，大多集中在复杂产品系统创新过程、研发过程、价值传递过程等方面。

而对于复杂产品系统模块化创新模式未进行深入探讨，基于复杂产品与企业间关系视角的研究更是很少涉及，因此需要构建新的复杂产品系统模块化创新模式。

基于复杂产品与企业间关系的复杂产品系统模块化创新模式选择
在国内外关于复杂产品系统模块化创新研究基础上，本文基于复杂产品与企业间关系的视角，构建了复杂产品系统的三种模块化创新模式。

把复杂产品系统模块化创新模式分为单一复杂产品内部形成的模块化创新模式、产品内企业间形成的面向协作和配套的模块化创新模式，基于资源互补的产品间模块化创新模式。

（一）单一复杂产品企业内部形成的模块化创新模式
单一复杂产品企业内部形成的模块化创新模式是指在企业内部进行模块化产品的设计、制造和组装，产品生产过程再分解过程中而进行的相关部门的协调和配合。

模块在设计、制造之前，集成企业的系统设计师负责确定系统的设计规
则。

此时，集成企业的系统设计往往是企业内部的一个相关部门。

系统集成部门通过企业市场分析部门对整体装备的市场需求，再针对长期客户群的意见和建议分析产品所需具备的新的功能特征，在分析的基础上，将各个功能分解到各个模块生产部门中实现。

而同时，各模块的设计、制造部门在系统的设计规则约束下，确定个别的设计规则并独立开展各自的活动。

系统设计师和各部门之间的信息传递是自上而下单向流动的，各部门没有信息反馈给系统设计师。

各部门的模块设计活动开始后，即使系统环境发生了很大变化，也只有系统设计师有权决定改变系统的设计规则，各部门在此过程中没有任何决策的权力。

单一复杂产品企业内部形成的模块化创新模式主要适用于纵向整合能力较强、产品研发和生产的每个环节均在企业内部完成的企业。

（二）复杂产品内企业间形成的模块化创新模式
复杂产品内企业间形成的面向协作和配套的模块化创新模式可以分为技术联盟模式和核心企业协调下的模块化创新模式。

1.复杂产品系统的技术联盟模块化创新模式。

复杂产品系统的技术联盟模块化创新模式是指复杂产品系统的集成制造商在寻求技术产品外包时还寻求在行业内有着重要影响的、同时能够和自己资源和市场互补或相互促进的企业结成同盟，形成更富有影响力的、技术能力更高的复杂产品系统开发联盟。

复杂产品系统的集成企业出于实际需要，组建跨企业的技术联盟，建立以复杂产品系统创新为导向、以合同契约为保证的跨企业的技术联盟。

系统集成制造企业与技术联盟企业往往在研发、生产等方面能力相当，二者构成的联盟所起到的作用明显区别于其他企业或模块供应商。

联盟内部企业间的关系是平等的，往往通过联盟形式来进行合作。

在技术联盟中，企业和其他机构应注重企业间的协调机制，不同于传统制造过程中注重边界清晰的各个企业之间的交易，是单纯的买卖关系。

联盟内部企业间的关系紧密，共同领导着包括外部模块供应商在内的整个复杂产品系统开发组织。

在跨企业的技术联盟建立的同时，各成员企业的高级管理人员组成联盟管理委员会，负责合作各方的协调工作，主要目的是健全复杂产品系统创新过程的监测和应变机制，协调各方利益，减少各成员之间的磨擦，提高合作各方的创新效率，降低复杂产品系统创新的风险。