设计产业化理论与实践——产品平台化设计策略研究

郑刚强 李沛钊 罗蕾

在供应链协作的新制造业体系下，复杂工业产品的设计思路越来越偏向平台化设计。为了探究新的产业背景下面向产业和市场的平台化设计策略和方法，帮助企业提升系统性竞争力。文章从设计产业化理论的角度分析了平台化设计的发展脉络和基本方法，总结了面向产业的平台化设计策略的思路和基本原则。确立了需求映射、柔性设计、模块设计的基本策略。平台化设计策略是新产业背景下的必然趋势，面向产业需求进行平台化设计才能更好地发挥出产品平台的系统性优势，帮助企业提高竞争力，实现设计驱动产业升级的目标。

产业化；平台化设计；柔性设计；模块化

引言

现阶段，我国经济进入到高质量发展时期，国家正在加快建设成为创新型国家[1]。成熟且富有活力的产业是设计创新能够发挥价值的重要条件，设计创新也要贴合产业发展的实际需要。在一个巨大的同质市场中，用户的需求不再简单集中，而是呈现出个性化的特点。然而很多企业每次只设计一种产品以应对一类客户的特性需求，导致无法在不同的产品或产品族之间构建通用性和兼容性的部分。最终的结果就是产品线和零部件不断增加，企业的生产运营成本也不断上升。

平台化设计思路的出现本质上是成熟的供应链体系与大规模定制化的市场需求相结合的产物。在新的产业和市场环境下，大企业普遍在自己的主要产品线中推行平台化的设计策略，以此来缩减开发成本，提升开发速度，压缩企业内部需要协调管理的零部件数量，从而在激烈的市场竞争中获得成本和速度的优势，为企业带来丰厚的利润。例如通过采用 MQB 平台，大众集团将减少 20%的部件成本，减少 20%的投资成本，缩短 30%的制造时间，并计划实现 80%～85%的零件通用[2]。

但是平台化的设计策略牵扯面广，需要调动的供应链企业众多，开发投入大，一旦形成，在未来很长一段时间内都无法轻易转向。所以平台化的设计策略在制定之初就要面向产业、面向未来，充分考虑行业产业的发展趋势、为新技术、新功能预留发展空间。只有这样做才能更好地发挥出平台化设计的降本增效的优势。

1.面向产业化的平台化设计概念

1.1 设计系统下的产业化理论与实践

联合国经济委员会对产业化的定义包括：生产的连续性、生产物料的标准化、生产过程的集成化、组织化和机械化、生产与组织一体化的研究与开发。所谓“产业”其实是一个集合的概念，它没有明确的边界，包含了微观层面上的经济主体和宏观经济单位及其复杂的经济关系。从设计系统的角度理解，产业化指的是在特定的市场条件下，以行业的发展和用户的需求为导向，以提高效益为目标，依托优秀的设计和质量管理形成的系列化组织化的产品与服务体系。

传统观念在学科分类的惯性思维下，将设计产业作为一个独立产业划分到服务业的范畴中。然而设计并不能独立发展，而是需要与其他产业深度融合，才能发挥出设计的价值。这也是设计产业化的核心含义，设计产业化的程度与国家竞争力的提升休戚相关[3]。在设计系统中引入产业化的思维可以推动中国的工业设计走向产业化和规模化，以设计创新统领全局实现产业的升级和革新。

设计产业化的理论与实践旨在探寻设计创新驱动促进企业发展的切入点与结合点，帮助企业实现高质量高价值的发展。例如，苹果公司以设计为纽带，链接技术与市场，构建了“硬件+系统+应用+生态”的产业链，帮助苹果公司实现了超22%的净利润率。丰厚的利润又可以保持公司在研发和营销上的高投入，实现企业高质量的良性循环。在传统制造业企业中，戴森和无印良品也是将设计作为企业发展的核心驱动力的成功企业。优秀的设计带来的溢价和成本优势帮助企业获得良好的利润，丰厚的利润又可以持续投入企业发展，形成良性循环。近年来，设计驱动产业创新的模式逐步受到业界的认可，小米生态链、ROOBO、鸿翼等本土企业坚持设计融合产业的发展战略，以设计思维提升用户体验，创造中国新生活方式。综上，设计创新与产业融合推进已渐成趋势，而产品平台化设计则是复杂工业产品实现设计升级的重要技术路径，也是以设计产业化思维赋能产业升级的重要切入点与结合点。

1.2 新背景下的平台化设计理念

工业设计本就是在工业化大生产的背景下劳动分工的产物，其伴随着生产方式的变革而诞生，也必然随着生产方式的转变而转变。在传统的工业生产中，产品的设计、零部件的准备、装配、包装、营销等环节基本都由一家企业或少数几家联系密切的企业完成。在这种简单链式产业结构的背景下，设计环节与其他环节的关系较为清晰，产品在用户端得到的反馈也比较直接。然而随着工业产品的复杂度不断提升，用户对产品多样化的需求也越来越大。导致企业需要管理的零部件和产品线越来越多，结构越来越复杂，企业也越来越依靠供应链的广泛合作来降低自己的运营成本。

在新的产业背景下，传统企业的设计生产模式遇到了挑战。从生产的角度看，新的产业背景导致产品线的拉长，零部件数量的增加，研发生产和管理成本大幅增加。从设计的角度看，过长的产品线又增加了设计工作的强度，导致设计部门大量进行重复性的工作，使得设计资源过于分散，企业以较为封闭和松散的组织方式进行新产品的研发，最终导致创新能力受限，产品附加价值较低。从需求端的角度看，用户的需求在多样化的同时带来了不确定性，产品过于丰富的功能和样式影响了用户对自身需求的定义。用户模糊的需求在繁杂的产品线中会变得更加混乱，这些需求端的反馈最终以一种模糊和混乱的状态反映到设计部门，也增大了设计部门正确改进产品的难度。

而目前各大制造业企业都在推行的平台化设计策略就是从设计系统的角度解决这些问题的方法。值得一提的是，平台化的设计策略最初并非刻意为之，而是在广泛供应链协作和应对大规模定制化的市场需求时自然发展出来的一种策略。企业从标准化、模块化，再到平台化，通过不同层级的设计策略实现产品多样性、运营成本、质量把控等方面的均衡，最终实现企业的降本增效。

产品平台是一组产品共享的设计，是公共零部件与接口的集合，这些产品共享同一产品平台，具有不同的性能和特征，并满足一定范围顾客的需求[4]。企业将产品平台作为载体，把产品线中可以关联合并的部分进行整合，优化产品线和生产方式，通过与供应链的广泛合作将其中的优秀资源和设计引入平台。以此来降低企业运营成本并创造更好的用户价值。

2.面向产业的产品平台化设计策略

2.1 产品平台化设计思路

产品平台并不是特定的产品或产品的一部分，而是一个包含众多功能模块、零部件、接口规则等要素的系统。平台化的设计策略从标准化和模块化中发展而来，经历了自下而上再自上而下的两个过程。企业的设计部门在大量重复设计工作中会选择性的重新设计或合并一些类似的组件，从而形成自然的通用模块和简单的平台架构以提高规模经济水平。获得良好的效果后，企业会从业务模块和自身定位出发，战略性的管理和设计一系列产品平台及其衍生品，自上而下地对产品平台进行系统性的构建和发展。

平台化的设计策略需要企业明确自身的市场定位和发展战略来定义平台的属性和需求，并以平台架构需求为核心构建一套以功能模块为基础，以标准化的接口规则为连接的包含模块、系统模块、平台、产品四个层次的系统性平台（图1）。在平台化设计策略的指导下，设计工作也受到了更多因素的制约，例如用户、市场、供应链、内部接口规则、通用化程度等。即使是分散组件的设计也要从系统性的角度考虑，以满足用户和企业内部的双向需求[5]。平台化设计策略通过对产品与业务的划分确定不同定位产品的核心部件与技术范围，发掘用户价值，对客户感知较强的部分重点关注。对于用户感知较弱的部分采用标准化的技术方案，最大化设计效率，增加灵活度，减小复杂的产品和混乱的市场对企业的影响，缩短投资回报周期。

图1 平台化设计体系

2.2 产品平台化设计基本原则

2.2.1 长期性原则：平台化设计要着眼于长期发展，所谓长期原则，在战略层面要求企业明确自身定位，以及对未来一段时间内产业发展趋势和自身发展方向有一定规划。从设计技术层面来讲，要充分考虑外部和内部的不确定因素，在设定产品平台主要指标时预留柔性空间，以较小的代价改变产品核心功能指标。要为功能模块和平台系统留下足够的改造空间，以免在未来对功能模块进行升级改造时扩大影响面，增加改造成本。对关键组件的柔性设计和更加合理的功能模块划分是实现产品平台长期价值的关键。

2.2.2 设计成本前置原则：设计是具有决策性的成本。研究表明，虽然产品设计成本仅占产品总成本的5%，却决定了产品总成本的60%～80%[6]。这一效应在平台化设计策略中体现更加明显。

2.2.3 通用性原则：通用性的设计原则体现在产品平台的各个方面。首先平台自身就应当具备一定的通用性，以适应不同分级的产品线需求。其次产品平台的功能模块在设计时也需要考虑通用性的需求，尽可能多地适应不同的平台和产品。产品平台系统中的物理接口和信息接口等也应当尽量采用行业标准接口，以便采用外部的标准化设计方案以节约成本。

2.2.4 开放性原则：开放性是平台化设计策略的生命，开放的平台架构设计有利于利用外部设计资源解决问题，从平台层面对供应链开放可以保持产品的创新型和快速迭代能力，是以最小代价保持企业产品线拥有系统性创新能力的方法。而开放性的基础就来源于通用性。

3.平台化设计方法

3.1 市场与产业需求映射模型

产品的本质就是需求的体现，需求决定了产品的特征、功能和价格等核心要素。通常来讲，原始的需求包含结构化、半结构化和非结构化的需求[7]。结构化的需求一般非常明确，可以从功能和性能的角度表达为技术参数，通常从产业和供应链反馈的需求都属于结构化需求。半结构化的需求往往表达形式不够明确，信息也比较模糊，需要进行系统的分析将其量化。非结构化的需求往往来自用户的自然语言表达，带有极强的主观性和模糊性，需要扩大样本进行数据分析，将其明确。

平台化设计往往跨越众多产品线，需要处理包括客户、供应链、产业等多方面的需求，如何平衡各方需求并转化成具体的设计指标体现在产品中是平台化设计策略的关键。在基于柔性设计和功能模块配置的平台化设计中，需要建立一套完整的从需求到配置参数再到模块结构的映射机制。

如图2所示，首先需要整理来自市场和产业上的需求，并建立规范化的需求表达式。在此过程中需要剔除部分不合理的需求，对半结构化和非结构化的需求进行明确。通过AHP法将规范后的需求进行权重分析，优先满足权重高的需求项。然后需要将相应的用户需求转化为产品功能，并结合设计经验和功能分析方法明确实现功能所需的模块和结构。通常企业会根据成本、市场、技术等条件将所需组件分为内部组件和外部供应链组件，设计师需要在内部或外部的组件库中选择实现功能所需的模块或结构，并对其进行技术验证，确保满足产品需求。如果内外部组件库中皆无法提供满足需求的模块或结构，则需要将该需求提交内部或外部的设计部门进行重新设计。

图2 市场与产业需求映射模型

3.2 产品平台的柔性设计

狭义上讲，柔性产品平台可定义为一个由公共和柔性元素（ 组件、过程或接口） 组成的组织或系统[8]。在设计中，可对平台柔性元素进行参数上的改变，产生一系列的产品，以此来满足市场变化带来的挑战。产品平台的柔性设计主要目的就是为了应对产业和市场的不确定性。因此，识别产品发展中的不确定性是产品平台柔性设计中最重要的部分。

产品平台所面对的不确定性从性质上可以分为可知不确定性、不可知不确定性、数据不确定性及描述不确定性四种。从来源上可以分为产品方面、组织方面、市场方面、文化方面、政策方面等等。分析产品平台的不确定性，并找出与之对应的模块和设计参数，以此指导平台柔性元素的设计是产品平台柔性设计的基本方法。对于可知的不确定性（通常来自产品和企业内部），设计师可以通过经验和数据的积累确定相应柔性元素的位置及参数变化范围。对于不可知不确定性（通常来自外部环境变化），首先要确定这些不确定性与产品模块和结构的映射关系，并进一步判别具体是模块和结构的那些属性和参数与不确定性相关（如尺寸、样式、功率等），以此来确定柔性设计的尺度和范围。例如Kent Yu 设计的《筑》，（图3）一款采用竹条为基础材料的坐具。通过基础结构的交叉、重复排列可以堆叠出家具的轮廓。《筑》可根据空间和需求灵活改变长度，完美适应外部环境变化带来的不确定性，是柔性产品平台设计的经典之作。

图3 Kent Yu 设计的《筑》

通过将产品平台发展中的不确定性映射到具体的执行模块和机构上，平台可以快速响应市场和定制需求的变化，对组件进行设计参数上的调整。这提升了企业应对市场变化的能力，增强了企业的生命力和竞争力。

3.3 产品平台的功能模块设计

功能模块在平台化设计中的运用是最广泛最普遍的，如果说柔性设计是为了应对不确定性而对产品性能上的调节，那么模块化的设计就是为了满足细分市场的多样需求对产品功能上的调节。

产品平台的模块化设计是一种以需求映射、功能分解、系统集成为主的模块化设计方法（图4）。其核心要求就是以尽可能少的组件实现尽可能丰富的产品功能和产品线。因此平台化模块设计的第一步就需要企业从产业发展需要和自身市场定位的角度整理产品线，确定其主力产品平台及其衍生产品的功能和定位。在产品平台基本属性确定后，需要分解其功能需求，并匹配相应的功能元件，为下一步的模块化设计做准备。

图4 产品平台模块设计基础流程

模块化设计的对象就是组成产品的各种零组件，要对零组件进行模块化的设计就要先对其进行标准化的设计。复杂工业品的标准化设计基本可以分为结构接口的标准化和属性参数的标准化。结构接口的标准化可以从物理接口和信息接口两个部分切入，统一产品平台各组件之间的物理连接结构和各个组件之间的信息传递数据格式等。通过标准化的接口规则可以降低不同设计部门对同一产品平台的衍生产品设计过程中可能出现的潜在风险，大幅提高产品开发的效率和质量。属性参数的标准化是平台模块化设计中最细致的工作，需要对企业内外部组件库中数量庞大的组件进行归类，并从组件来源、性质、功能、性能、接口等多个方面对组件进行标准化的描述与编码。便于设计师在开发设计阶段对组件进行快速优选。

产品平台中的模块化设计可以最大限度发挥企业现有资源的价值，提升产品的开发效率和可靠性，最小化潜在风险，以最小的投入产生最多的产品，系统性的构建企业的持续竞争力。

总之，小学语文教学中“儿童视野”的运用，不仅仅“师生关系”的调节剂，更是学生学习、教师进步的奠基石。用儿童视野看世界，能够收获不同的感受、能够看到不同的风景。每个孩子的想法不同，更需要教师耐心倾听，会对自己的教学，乃至日后的工作有非常大的帮助。

4.结语

产品平台并不是简单的产品或产品的一部分，而是一个包含组件、模块、标准和接口的系统。产品平台在设计阶段需要对来自市场和产业的需求充分研究，以确定平台的设计方向。在设计技术上通常采用柔性设计和模块设计的方式满足产品功能和性能的调节，以满足多样化的市场需求。平台化的开发方式虽然可以帮助企业实现降本增效，但是在设计阶段投入大，需要调动的资源多。因此一种产品平台在设计阶段就要尽可能地容纳更多的产品线，预留一定的升级空间，面向产业，面向未来。不但要考虑市场的需要，更要贴合供应链的需求，以产业发展的眼光来着手平台设计，充分发挥柔性设计和模块化设计的升级潜力和容错能力，才能在新的产业和市场背景下实现各方利益的最大化和平台的良性发展。

注释：

[1]习近平：《决胜全面建成小康社会夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利——在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告》，《党建》2017年第11期，第15-34页。

[2]田静：《汽车平台及发展趋势简析》，《科技和产业》2013第10期，第166-169+190页。

[3]李一舟等：《设计产业化与国家竞争力》，《设计艺术研究》2012年第2期，第6-12+26页。

[4] MEYER M H，LEHNERD A P，The power of product platform s:building value and cost leadership，New York:N.Y.，USA: Free Press，1997.

[5]王浩涛：《MD公司基于模块化设计的平台化产品研发管理研究》，硕士学位论文，广东工业大学，2012年。

[6]David M.Anderson.，Optimizing Cost，Quality，and Time-to-Market，Planning View，2003，pp，36-38.

[7]但斌等：《大规模定制环境下客户需求信息分类模型及其表达方法研究》，《计算机集成制造系统》2008年第8期，第1504-1511页。

[8]史康云等：《基于柔性产品平台的产品族开发》，《计算机集成制造系统》2009年第10期，第1880-1889页。