2008年8月6日，在e-works舉辦的“第四屆全國PDM/PLM技術、實施與應用高級研修班”上，祁國寧先生講述的產品模塊化與PLM/PDM的的內容節選。

    從60年代資源經濟到21世紀體驗經濟的轉變，經歷了技術創新、產品創新、價值創新等階段。所謂體驗是指使每一個消費者以個性化的方式參與某個事件，使其情緒、體力、智力和精神達到某一特定水平時在意識中產生的美好感覺。產品提供者不僅僅向消費者提供商品或服務，更要提供最終的體驗，充滿感性的力量，給消費者留下難以忘懷的愉悅記憶。不難看出，消費者價值觀的差異必然導致產品或服務的個性化。個性化成為目前制造企業面臨的三大挑戰（全球化、綠色化和個性化）之一。全球企業都在不同程度地追求著產品的個性化。然而，個性化生產模式必然會導致產品生產的低效率，如何解決生產效率與個性化的矛盾呢？我們知道，模塊化設計可以在減少內部多樣化的情況下，獲得更多的外部多樣化。通過模塊化設計可以解決生產效率與個性化的矛盾。PLM技術在提高企業產品設計和管理效率的同時，也能為模塊化產品設計提供一些技術支撐。

    當回歸產品設計的本源，重新探討產品開發方法論時，我們會發現，我們曾經忽視了一個重要階段——產品開發階段。在產品開發階段，產品設計師根據市場要求進行產品規劃，比如：這個產品采用什么樣的架構，企業供應鏈如何配套，如何進行模塊化產品設計？模塊化產品還存在哪些問題？下面將會一一討論這些問題。

    一、產品架構、產品族和產品平臺的含義

    1.產品架構：將產品功能映射到產品物理構件的配置方案，其目的是定義組成產品的基本物理模塊應該完成的功能以及這些模塊之間的接口。

    產品架構分為三類：模塊化產品架構、集成產品架構、混合產品架構：

    模塊化產品架構：產品的一個功能映射一個或幾個模塊，當功能要求變化時，只需要換一個或幾個模塊就可以了；

    集成產品架構：產品的多個功能對應一個或幾個模塊，當其中某個功能要求變化時，需要更換整個模塊；

    混合產品架構：介于模塊化產品架構和集成產品架構之間，大部分企業的產品屬于混合產品架構。

    2.產品族：一組具有相同特征、構件或子系統，以滿足不同市場需求的產品。

    3.產品平臺：對某個產品族中所有產品都相同的特征、構件和子系統的集合。

    二、產品架構與供應鏈

    不同的產品架構需要不同的供應鏈架構支持。例如：

    Toyota汽車是典型的集成產品架構，從系統總體性能最優出發進行產品設計。Toyota的供應鏈與這種產品架構相配套，總裝廠與各級供應商建立了緊密的深層的合作關系。JIT生產方式正是這種產品架構下的最優實踐。我國很多企業實施Toyota生產方式不成功的原因之一很可能就是與其產品架構不配套。

    DELL是典型的模塊化產品架構和模塊化供應鏈，通過標準接口、用現成的元器件組

    裝成產品。因此，DELL計算機具有大范圍的組合可能性。但是，模塊化產品的性能并不是最優的。這種產品架構的供應鏈比較松散，除了Intel和Microsoft以外，其他供應商對DELL來說，都不是不可缺少的，有很多供應商供應同樣的產品。這種架構下，供應商也不需要參與設計。

    NOKIA手機是混合產品架構的例子。由于尺寸和功率的約束，要求電子和通訊元器件之間形成緊密的集成，顧客可以根據需要選擇內存、處理器、顯示器尺寸和鍵盤。其手機的軟件和電路板則實現了模塊化。這種架構下，NOKIA與關鍵供應商保持長期緊密的合作，內存、LCD和顯示器等元器件高度獨立。軟件和電器板的安裝則可以外包出去。

    圖1模塊化產品架構和集成產品架構

    三、不同層次的產品模塊化

    產品模塊化可以分為裝置級、產品級、部件級及零件級四個層次。企業可以根據自身的規模和產品特點，采用不同層次的模塊化。

    在汽車行業，模塊化的粒度越來越大，比如PASSAT，一臺整車由15個大模塊組成，分別由14個供應商供貨，供應鏈相當簡單。圖2表示了可根據顧客要求快速組裝的多功能車-銑中心。

    圖2可根據顧客要求快速組裝的多功能車-銑中心

    四、產品模塊化關鍵技術

    產品開發和產品設計是兩個不同的階段，產品開發過程在PDM/ERP環境下，不針對某個訂單或用戶；而產品設計過程是在產品平臺的基礎上針對具體用戶的要求開展的。產品模塊化的關鍵技術為系列化和組合化；

    1.系列產品開發過程

    系列產品是具有相同的功能、工作原理和盡可能相同的制造方法的產品集合；它們具有多種參數和性能指標，以滿足不同用戶的需要，這些參數和性能指標間具有一定的公比級差。系列產品的開發步驟首先是確定基本型，然后確定相似類型、參數和尺寸級比，計算導出產品尺寸，最后調整尺寸，形成產品的主結構和各種主文檔。參見圖3：

    根據GB/T321-2005的規定，優先數和優先數系適用于各種量值的分級，特別是在確定產品的參數或參數系列時，應該盡可能采用該標準的規定。

    圖3系列產品開發過程

    2.組合化產品開發過程

    組合產品是用不同的結構塊（或稱積木塊）通過合理的組合而實現不同功能的技術對象（整機、部件或零件）。

    組合產品中的結構塊被劃分成不同的參數等級，因而其結構塊也是產品系列。組合產品的開發步驟首先是明確要求、劃分功能結構，然后確定分功能的作用原理、選擇方案和評價，最后計算導出產品尺寸，調整尺寸，形成產品的主結構和各種主文檔。參見圖4：

    圖4組合產品的開發過程