发布时间 : 星期日 文章模块化产品开发的基本思路更新完毕开始阅读834aa9c287c24028905fc3cd
一般系统可采用传统模块化方法。
——具有创新需求的系统：对长期保持稳定性并无创新需求的系统，即使是复杂系统也没有必要将其模块化。
? 现代模块化的概念
——具有高度不确定性的系统：复杂系统和高技术产品的不确定性高，这是现代模块化特别引起关注的原因，但这是一条代价很高的路线。即使是有创新需求的系统，如果创新目标明确，完全可以采取较为直接的、有针对性的、可以节省资源的措施。 ▲现代模块化的目的：寻求选择权和选择价值 ——选择：从众多的选择对象中择优的行为。
——选择（权）价值：模块的竞争可产生不同功能和性能的模块，产品设计者可以自由选择模块，设计能带来最高价值的产品。
? 现代模块化的概念
——选择权：“模块化创造了选择权”，“选择权不仅仅属于设计者，而且交给了模块的设计者、制造者和消费者”。
●现代模块化的基本特征及其演进发展 ▲现代模块化的基本特征
——对象是复杂系统，其子系统通常也是一个复杂系统。
——模块化系统是通过设计规则事先构思好的：这是整个模块化过程的核心和关键。
? 现代模块化的概念
——自下而上的系统改进和整体创新：设计规则是较为稳定的，而隐模块内部的“隐形规则”则是非常活跃的，它能随着外部环境的变化而及时应对。
——模块化系统是创造“选择价值”的系统：模块设计师有权选择模块的“隐形规则”；整机设计师有权选择合适的模块来组成产品。 ——开放式结构和决策分散化：
1）开放式结构：整机厂不必大而全，模块可“外包”或选购。 2）使集中的决策分散化。有利于创新、以及分散和化解风险。
? 现代模块化的概念 ▲模块化系统的演进发展
——演进发展是模块化系统的突出特征：
1）与相互依赖的一体化系统不同，模块化系统是能通过演进途径不断创新发展的动态系统。
2）模块化系统是设计规则制约下的稳定系统，消除了模块间相互依赖关系，为通过模块变异来推进系统演化铺平道路，系统在稳定的基础上向期望的目标发展。
——事后的选择是模块化系统发展的动力机制：“隐模块”的“背靠背”的开发和“淘汰赛”式的竞争，和系统设计师的事后选择机制，是模块化结构创新法则的内在动力。
? 现代模块化的概念 ——模块操作（符），开创模块化系统的演进路径：通过灵活运用六种模块操作符，可改变系统结构，推动模块化结构演进、发展、创新。
——子系统独立进化发展的分散型体系：模块化系统在“设计规则”界定下，模块由分散的独立企业组成的“模块簇群”自行设计，而无需征得系统架构师的同意，这是激发创造力的源泉。
●通过模块操作符的设计演进
▲模块化系统中可能出现的变化是由六种相对简单的操作符引起的，操作符是将复杂系统动态变化的知识组织起来的有效方法。
? 现代模块化的概念 ▲六个操作符及其功能：
——分离(分割)：将系统分解为若干模块。 ——替代：用一种模块替代另外一种模块。 ——扩展：向某个系统添加新的模块。 ——排除：将某个模块从系统中排除。
——归纳：通过归纳创造一个新的设计（或设计规则）。将重复出现的共同的要素标准化，提升为具有通用接口的“结构化模块”。
——移植：将某个模块移植到另一个系统。为模块创造一个“外壳”，用到原系统之外的其他系统（用途改变）。例如，将外购的显示器通过接口构件装入机柜中构成电子设备。
? 模块化设计的设计规则 ●设计规则——现代模块化的亮点
▲模块化结构由三部分组成：“设计规则”、“隐形模块”、“检测模块”。 ——“设计规则”，分为：
a)“看得见的设计规则”，又称“明确规定的规则”。 b) “隐形设计规则”，又称“模块内部的设计规则”， “看不见的设计规则”。 ——“隐形模块”（隐模块），即模块是一个有明确接口的、具有不可见信息的“黑箱”。
? 模块化设计的设计规则
——系统集成与检测模块：是用以检测“隐形模块”的接口和性能，以保证系统集成的实现。
●设计规则的构成和作用
▲看得见的设计规则：是由系统设计师预先制定的，它规定了系统内模块之间的“联系规则”，是各模块设计师必需遵循的准则。是系统级设计规则。又叫“明确规定的规则”。 ▲“设计规则”中规定了模块的三要素。 ——模块“结构规则” ：又称“划分规则”。确定系统是由哪些模块组成的，它们是怎样发挥作用的。这实际上就是，系统分解（为模块）的规则、或系统要素组合（为模块）的规则。
? 模块化设计的设计规则
——模块间“接口规则”：规定模块如何相互作用，模块间的位置安排、联系，如何交换信息。其实质是，通过“接口规则”，固化接口特征。
——模块“评定规则”：即系统集成与检测的规则。检验模块是否符合“接口规则”（X模块在系统里是否能发挥作用）；测定模块性能（X模块为何比Y模块好）。它是模块接口的检验、测定“标准”（不管模块具体结构如何，因模块是“黑箱”），以保证系统集成质量。“评定规则”对软件和硬件是必不可少的。
? 模块化设计的设计规则 ●模块化设计的设计规则
“看得见的设计规则”往往在一定范围内作为正式的“标准”和“规范”，供模块开发者和系统集成者使用。
? 模块化设计的设计规则
▲“看不见的设计规则”（“隐形设计规则”）
——自由的设计规则：由模块设计师自行确定的模块内部设计规则，它既不影响系统的集成，也不影响其它模块的设计。由此形成同类模块方案间的竞争和创新。是模块级的设计规则。
——“看不见（隐形）”的含意：是把模块视作“黑箱”，即不管其内部原理及结构如何，只要输出符合系统接口要求就行。 ——“看不见”的相对性：对生产模块的企业来说，模块设计规则在企业内部应是“看得见”的，并用来制约同类模块及产品的设计。
? 模块化设计的设计规则 ▲设计规则的运用
——设计规则的层次性：根据系统（或产品）的复杂程度，设计规则可分成若干层次。 1）系统级设计规则：包括系统总体设计规则和各子系统设计规则。 2）模块级设计规则：包括模块设计规则和各子模块设计规则。
——在公开的“设计规则”制约下(例如，各种国际标准、贸易规则、行业标准等)，存在着大量的创新机遇，在于如何巧妙地运用。见下述“模块化的创新机制”。
? 模块化设计的设计规则
——“隐模块”的“公开”化——“结构化模块”
1）模块层级的提高：有些模块(如许多程序中都存在不同版本的“打印管理”子程序) ，可考虑把它移至设计层级的较高层次，使之在一定范围内是可见和可用的。
2）结构化模块：标准电路和软件应用模块等都是部 分可见、部分不可见的，他们将可见结构与隐模块结合起来。在企业中，被提升进入共享 （“公开”）平台的模块都是结构化模块。
3）在市场经济中，控制着重要的“结构化模块”的企业，拥有巨大的影响力，并获得大量的经济价值。
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●设计规则是模块化理论的新发展 ▲模块化系统设计的基本方法： ——把系统（产品）分解为模块。
——把模块间的接口模式和参数制定为“接口规则”。即把系统（产品）与模块间的关系予以固化。
——在“接口规则”约束下,按“隐形设计规则”设计模块系列(产品)。 ——把模块按市场需求集成为新系统（产品）。
? 设计规则对模块化的意义
▲点出了模块化设计的要害，把“由上而下”的设计原则，具体化为确立设计规则。是对传统模块化方法的重要补充，即在按传统模块化方式设计产品时，也应首先确定设计规则。 ▲突出了“接口”（界面）在模块体系建设中的作用，在模块轮廓已基本清楚的情况下，模块化水平的高低和效益，主要取决于“接口规则”的优化和水平。 ▲提出了限制其品种规格的恶性膨胀的新途径：在每一个层次模块设计之前，先确立相应设计规则。
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● 为建立模块化系统和提升模块化水平提供了有效方法
▲设计规则的实质：规定模块化的架构。
▲建立产品模块化系统的基本方法：先制定“设计规则”，确定并固化系统架构、模块间的接口，然后才进行模块系统设计。 ▲欲提升模块化水平：应重新确立和优化设计规则，使模糊的设计规则清晰化、具体化，并以新的设计规则作为评审模块和产品的基准。
▲为建立和完善模块生产的“外包”和协作体系指明了方向，是建立以我为中心的产业簇群的依据。
? 设计规则对模块化的意义
▲企业级的设计规则是制定企业发展规划的主要依据之一。例如，IBM的计算机 “设计规则”，全面改变了计算机产业的布局。
● 为模块和产品的开发和创新提供最大的自由度：
▲企业应把自己的专长转化为“设计规则”，取得技术主导权。 ▲在已有“设计规则”范围内,创造性地发展产品级和模块级技术。 ●为模块化水平的评价，提供了一个简明扼要的标准：看是否建立起各个层次的产品设计规则和相应的企业标准。
? 设计规则的表达和固化
●模块化系统“设计规则”的两种表达方式
▲设计层次法：由系统树状图（结构层次图）和模块间接口图（表）组成。进而形成由系统设计规则、若干层子系统设计规则，直到设计层次的最下端模块的“隐形设计规则”。 ▲矩阵图法：产品表现为各种设计参数的集合（模块）。并表示出每个参数是被其他参数影响影响，还是影响其他参数。
? 设计规则的表达和固化 ●系统树状图（结构层次图）
把系统按层次逐层分解为子系统、直至模块，清晰简明地表达系统的组成和层级关系。树状图可使系统的所有逻辑关系一目了然，并检查其完整性。 图3－2 模块化系统树状图 ●模块间关联（接口）图(以机柜为例) ▲机柜的接口包括：
——内部接口：机柜与内部各模块的接口。 ——外部接口：机柜与外部各要素的接口。
▲关联图：反映模块（或问题点）间的相互依赖关系。
? 设计规则的表达和固化 ●模块间接口要素表
▲关联图仅表示模块间相关，未表达出其密切程度。实际上，两个模块间的关联线（要素），不止一条。所以，关联图是示意性的，仅表示模块设计时需考虑的各个“方面”。 ▲模块接口要素表：表达模块间详细的依赖关系。 （见下表）。
●模块化系统结构矩阵图
▲结构矩阵（行列）图：可综合表达上述结构树状图和关联图；还可根据各要素间依赖的密切程度来构建模块。
? 设计规则的表达和固化 ? 设计规则的表达和固化 ▲结构矩阵图绘制步骤