模块化的基本理论

第十讲 模块化的基本理论
一、模块化的含义
“模块”是指半自律性的子系统，通过和其他同样 的子系统按照一定的规则相互联系而构成的更加复 杂的系统或过程
模块化的含义经历了从产品模块化到设计模块化及 组织模块化的变化过程
模块化与分工是一个既相互联系又有明显区别的概 念，模块化是分工的必要而非充分条件
模块化促进了知识的增长，从而可以促进分工的深化
模块化降低了系统内部不同分工之间的知识关联，使 分工所带来的协调成本大大降低
模块化提高了人力资本的积累
二、模块的基本特征
模块是系统的构成要素，模块既可以构成系统， 又是系统分解的产物。用模块可以组成新系统乃 至复杂的大系统
模块具有特定的相对独立的功能，可以商品的形 式单独生产和销售，可以根据一定规则单独设计、 运转、测试
模块的互换性和可兼容性是模块化操作的条件， 这使模块具备了通用性和多种组合的可能性
模块可以理解成是产品的部件，但不具备上述特 征的部件不是模块
三、现代模块化的诞生——IBM/360电脑 的设计革命
复杂性灾难与电脑设计的困境
世界上第一台计算机是1944年问世
直到1965年之前，计算机都是整机制造的，当 时的设计是相互依赖的，之所以这样是因为计算 机系统太复杂了
在这种复杂性灾难之下，不可能像现在这样按照 某种标准，遵照通用化原则，设计具有兼容性的 可以实现工业化大生产的产品，使得计算机在当 时非常昂贵
三、现代模块化的诞生——IBM/360电脑
的设计革命
模块化——摆脱“复杂性灾难”的必由之 路
1944年在美国国防部的资助下，由J.Presper Eckert Jr 和W.Mauchly领导的小组在宾夕法尼 亚大学建造了一台名为ENIAC的计算机。生产完 全是在试错过程中进行，应用完全是实验性的
1945年当ENIACt投入使用之后，设计者累积的 知识使他们明白了如何建造一台性能更好的机器。 他们把想象中的机器命名为ENVAC，并把计算 机系统界定为一种“组合式”制品。标明其关键 组成部分是基本存储器、控制单元、运算“器 官”、输入/输出和辅助存储器
三、现代模块化的诞生——IBM/360电脑
的设计革命
不久冯诺依曼提出新计算机构想的设计方案的核心是模块 化的，除软件外，他们在设计中定义了六大基本要素（内 存、控制、运算单元、输入、输出和外部存储），并把计 算机界定为一个由各司其职、相互影响的组成部分构成的 复杂系统
到1951年全世界只有4台计算机在运行的时候，微程序设 计实现了紧密关联的计算机控制逻辑的模块化，把控制逻 辑从硬件中分离出来，从而把计算机分解为三个独立的模 块，即指令集、微程序设计和数据通路
1948年IBM的第一个标准电子电路问世，它是作为一个 单元封装和测试的，由一个真空管加上相连的电阻器和电 容器形成的装配件，当时叫做“插入元件”，“可插件” 的概念被应用到IBM的产品设计中
三、现代模块化的诞生——IBM/360电脑 的设计革命
1957年晶体管电路登上技术舞台，他们组织开发了用于 制造晶体管道路的新系统，创造出电路封装技术，为IBM 开发“标准模块系统（SMS）”奠定了基础
从1958年开始，IBM公司的电路、卡片、电路板、电源、 存储器、机身和外壳相继实现了标准化
把一个电路的所有元件布置在一块芯片上的技术于1958 年末由德州仪器公司完成；同年7月神童半导体公司掌握 了运用各种方式在一块芯片上刻制整个电路的“平面工 艺”。IBM公司于1961年提出并于1964年初建成固态逻 辑技术，有了它，晶体管芯片的设计、陶瓷模块、卡片和 电路板，以及自动布线就可以交给不同的开发小组完成。 IBM于1964年4月7日宣布它的新产品——360系列计算 机的诞生
四、模块化理论中的关键词
模块化系统：由各单位（模块）构成，虽然它是独 立设计的，但它和统一的系统一样可以发挥作用
看得见的规则（明确规定的规则）是影响下一步决 策的决策
结构：确定哪些模块是系统的构成要素，它们是怎样发挥 作用的
界面：详细规定模块如何相互作用、模块相互之间的位置 如何安排、联系、如何交换信息等
标准：检验模块是否符合设计规则、测定模块的性能等
隐形的设计规则是一种仅限于一个模块之内，对其 他模块的设计没有影响的决策
系统信息=看得见的规则 个别信息=看不见的规则
五、模块化的类型
产品结构的模块化，即设计的模块化
f11
F1 1
f11
F f11
F21
f11
s11
S1 s21
S s31
S2
s41
s11 f11
F11 f11
S1 s21
F
S
f11 F21
s31 S2
f11
s41
统合型结构产品的设计
模块化结构产品的设计
五、模块化的类型
生产的模块化
主生产线
P1
P2
P3
P
P4 P5 P6 P7
分生产线
S1
P1
S2
主生产线
P2
S3
S4
S
S5
P3
P
P1
S6
p4
S7
p5
S8
p6
S1 S2
S3 S1
S4
S
S5
S1
S6
S7
S8
非模块化生产流程
模块化生产流程
五、模块化的类型
以采购模块化为代表的企业组织关系模块化
零部件企业1
分 生 产 线 P1
S1
P1
S2
组装企业
P2
S1
P2
S3
p1
P3
S4
S5
P3 P1
S2
分生产线
主生产线 p4
S6
p4
p5
S7
主生产线
p5
p6
p6
S8
零部件企业2
非模块化采购
模块化采购
六、模块化研究的主要理论流派
以鲍德温和克拉克为代表的哈佛大学学派
哈佛学派对模块化研究的突出贡献首先体现在他 们敏锐地捕捉到了在电脑、汽车和金融产业出现 的模块化现象
他们认为模块化经营，不仅具有激励创新，加快 产业变化速度，提高竞争压力等作用，而且还会 改变企业之间的关系
创建了利用模块化进行系统创新的理论框架 强调模块化并非适合所有产业领域，而且模块化
也存在成本与收益问题，模块化虽然能够创造价 值，但也可能是十分危险的
六、模块化研究的主要理论流派
以国领二郎、池田信夫等人为代表的比较产业论 学派
在详细考察日本互联网产业和汽车产业发展的基础上，以企业 之间关系为切入点展开其模块化理论
他们将数码化看作模块化运行的基础条件和环境
他们认为数码化的最大意义在于大幅度降低了信息传递成本