產品通用化、系列化、模塊化布局和設計

劉克岳

關鍵詞：通用化，系列化，模塊化，產品布局，“三化”設計

0 引言

產品是企業賴以生存和發展的基礎，一般而言，企業開發/生產、銷售的產品越多，企業的經營狀況和發展形勢就越好。

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

新時代、新征程，有必要立足新發展階段、貫徹新發展理念、構建新發展格局，積極探索破解企業發展瓶頸的方法和途徑，為高質量發展注入新動能。

1 “三化”概念及其內涵

1.1 “三化”概念

“三化”是減少產品品種、精簡產品規格、簡化產品設計，提高產品使用率和集成度，引領產品有序、高效發展的產品標準化形式或方法。

1.2 “三化”內涵

“三化”是產品通用化、系列化、模塊化的簡稱。其中：

通用化是減少產品品種，提高產品使用率，使產品具有互換性和兼容性的一種產品標準化形式或方法。

系列化是精簡產品規格，提高產品使用率，使產品性能適當分檔、分級的一種產品標準化形式或方法。

模塊化是簡化產品設計，提高產品試制/生產效率，使產品具有可集成性的一種產品標準化形式或方法。

1.3 “三化”概念、內涵的理解

1.3.1 通用化、系列化、模塊化三者的關系

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

1.3.2 “三化”與標準化的關系

“三化”屬于標準化范疇，也是產品設計的重要組成部分，“三化”和標準化的關系詳見表2。

1.3.3 產品“三化”設計與產品設計的關系

產品“三化”設計是產品設計的重要組成部分，也是產品設計的設計要求和設計方法，產品“三化”設計與產品設計的關系見表3。

1.3.4 “三化”產品案例

為了便于對產品“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”發展歷程和重大作用

2. 1 “三化”發展歷程

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

18世紀80年代，為了限制兵器產品品種的自由發展，美國提出了“統一產品形制”要求，率先開啟了產品“通用化”工作。

20世紀初，為了限制同種產品規格的無序發展，德國率先提出了“以少數幾種形狀產品代替多種形狀，以最小努力獲取最高效率的產業合理化運動”；20世紀20年代，美國隨后提出了“以簡化產品式樣為中心的合理化運動”，德美先后開啟了產品“系列化”工作。

20世紀70 年代，為了提高雷達新產品的互通性、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、抗戰和內戰狀態，工業基礎薄弱，英制、美制、蘇制、日制等裝備并存，產品品種和規格五花八門、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60年代提出了武器裝備通用化系列化工作理念，20世紀80年代，正式將“三化”納入軍用標準化工作范疇[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多年發展歷史，系列化有110多年發展歷史，模塊化有50多年發展歷史。與西方發達國家相比，國內“三化”工作起步較晚，僅有40多年的發展歷史，但“三化”啟動時間基本同步。

2. 2 “三化”作用

直接作用：減少產品品種、精簡產品規格、簡化產品設計，提高產品使用率和集成度。

間接作用：調整供給側結構，優化產品布局和資源配置，引領產品有序、高效發展；推動企業產品發展模式由“多品種、小批量、長周期”向“少品種、大批量、短周期”轉型升級，市場開拓模式由“市場需求、產品開發”向“市場需求導向、‘三化設計、引領市場需求”轉型升級，推進企業“技術、質量、進度、成本、效益” 協調發展。

“三化”具體作用及分類詳見表5。

3 “三化”形勢分析

3.1 “三化”工作現狀

國內“三化”工作經過40多年的發展，人們對“三化”的認識和重視程度逐步提高，“三化”產品標準不斷豐富和完善，先后發布“三化”標準2460多個，其中：“三化”軍用標準1975個（包括通用規范標準1835個、系列型譜標準93個、模塊/組件標準47 個），“三化”民用標準485 個（包括：通用規范標準234個、系列型譜14個、模塊/組件規范247個），為產品有序、高效發展奠定了基礎。

和軍品相比，雖然民品“三化”標準較少，顧客要求也不明確，但民品企業（特別是汽車、計算機、手機等大型民品企業）出于企業自身發展的需要，自愿、自發開展“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“三化”工作取得了一定的成效，但應該清醒地看到，當前國內“三化”工作形勢不容樂觀，具體表現在：“三化”工作重視程度不夠，“三化”責任主體不明確，“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；產品品種繁多、規格無序擴張、開發/生產周期長，企業陷入“多品種、小批量、長周期”發展困境等現象和問題仍然比較普遍，嚴重影響企業高質量發展。

因此，當前深入轉變思維方式、組織方式和工作方式，全面推進“三化”理論研究和實踐，破解企業發展瓶頸，為企業可持續發展增添新活力、打造新引擎，具有十分重要的現實意義。

4 “三化”工作內容和工作方法

4.1 “三化”布局

4.1.1 “三化”布局目的

優化產業鏈各層級產品分布，減少產品品種、精簡產品規格、簡化產品設計，提高產品的使用率和集成度，推動產品有序發展和高效發展。

4.1.2 “三化”布局內容

規劃哪些產品做成通用化產品，哪些產品做成系列化產品，哪些產品做成模塊產品。具體布局內涵詳見表5。

4.1.3 “三化”布局準則

（1）產品布局

產業鏈全部產品包括：1）主流產品；2）關鍵環節產品（核心/關鍵產品，實施自主可控的產品）；3）價值高端產品（單臺套產值/利潤高的產品）；4）其他產品。

（2）“三化”產品布局

為了充分利用資源，提高效率，“三化”布局主要針對主流產品進行布局。

（3）主流產品識別方法

根據產業鏈已有產品情況、需求分析和產品發展規律，識別和預測主流產品，主流產品一般是市場需求大的產品、重復使用或廣泛使用的產品。

4.1.4 “三化”布局思路和方法

（1）建立產業鏈產品體系

根據需求分析、產品發展規律和當前產業鏈各層級產品的分布情況，建立產業鏈產品體系。

產品實施分層、分級管理，根據產品層級，確定產業鏈產品體系框圖，如圖1所示。產業鏈上游產品包括：材料、元器件、零部件；產業鏈中游產品包括：模塊、整機；產業鏈下游產品包括：分系統、系統。

產業鏈產品體系為企業產品布局和確定“三化”對象奠定基礎。

（2）建立產品、主流產品分布清單

建立全產業鏈和企業的產品、主流產品分布情況清單，有助于了解全產業鏈和企業產品、主流產品分布情況，根據企業自身定位和專業技術基礎，謀劃“三化”對象，為優化產品布局（即“三化”布局）奠定基礎。產業鏈和企業的產品、主流產品分布清單詳見表6。

建立全產業鏈和企業的產品、主流產品分布情況清單，有助于了解全產業鏈產品、主流產品分布情況，根據企業自身定位和專業技術基礎，謀劃“三化”對象，為優化產品布局奠定基礎。

（3）開展“三化”布局

根據產品的市場需求、產品發展規律、企業專業技術優勢和中長期發展定位，謀劃產業鏈“三化”布局。

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

（4）“三化”布局輸出

“三化”布局是后續選定“三化”對象的基礎，“三化”布局示意圖詳見圖2。

4.2 產品“三化”設計

4.2.1 產品“三化”設計目的

獲得通用化產品、系列化產品、模塊化產品，提高產品使用率和試制/生產效率。

4.2.2 產品“三化”設計準則

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

4.2.3 產品“三化”設計方法

（1）產品通用化設計方法

產品通用化設計內涵詳見表10。

產品通用化設計方法：對功能、性能相近的產品特性（包括：主要技術參數、體積、重量、外形、顏色、接口、通用質量特性等）進行歸并、優化和統一，使產品功能、性能相同，具有互換性、兼容性。

（2）產品系列化設計方法

產品系列化設計內涵詳見表11。

產品系列化設計方法：根據用戶需求和產品發展規律，按照一定規則對同類產品主要性能（如：技術參數、體積、重量、外形、顏色等）進行適當地分檔、分級和排列，使產品功能相同，性能呈階梯狀分布。

（3）產品模塊化設計方法

產品模塊化設計內涵詳見表12。

產品模塊化設計方法：根據產品復雜程度和功能分析，對產品組成單元按功能劃分、設計和生產，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，實現快速構建新產品或批產的能力。

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

4.2.4 建立“三化”標準體系

建立“三化”標準體系，有利于適時全面動態掌握產業鏈“三化”產品標準制修訂情況，為產品通用化、系列化、模塊化提供標準支撐?！叭睒藴鼠w系主要包括產品通用規范、產品型譜標準、產品詳細規范、模塊/組件標準等?！叭睒藴鼠w系框圖詳見圖3。

5 結語

本文全面闡述了“三化”概念，豐富了“三化”內涵，梳理了“三化”發展歷程，總結了“三化”作用，提出了“三化”布局和產品“三化”設計內容、思路和方法。有利于減少產品品種、精簡產品規格、簡化產品設計，集中資源聚焦主流產品，引領產品有序和高效發展，為企業高質量發展增添新活力、打造新引擎。