設計產業化理論與實踐
——產品平臺化設計策略研究

鄭剛強 李沛釗 羅蕾

在供應鏈協作的新制造業體系下，復雜工業產品的設計思路越來越偏向平臺化設計。為了探究新的產業背景下面向產業和市場的平臺化設計策略和方法，幫助企業提升系統性競爭力。文章從設計產業化理論的角度分析了平臺化設計的發展脈絡和基本方法，總結了面向產業的平臺化設計策略的思路和基本原則。確立了需求映射、柔性設計、模塊設計的基本策略。平臺化設計策略是新產業背景下的必然趨勢，面向產業需求進行平臺化設計才能更好地發揮出產品平臺的系統性優勢，幫助企業提高競爭力，實現設計驅動產業升級的目標。

產業化；平臺化設計；柔性設計；模塊化

引言

現階段，我國經濟進入到高質量發展時期，國家正在加快建設成為創新型國家[1]。成熟且富有活力的產業是設計創新能夠發揮價值的重要條件，設計創新也要貼合產業發展的實際需要。在一個巨大的同質市場中，用戶的需求不再簡單集中，而是呈現出個性化的特點。然而很多企業每次只設計一種產品以應對一類客戶的特性需求，導致無法在不同的產品或產品族之間構建通用性和兼容性的部分。最終的結果就是產品線和零部件不斷增加，企業的生產運營成本也不斷上升。

平臺化設計思路的出現本質上是成熟的供應鏈體系與大規模定制化的市場需求相結合的產物。在新的產業和市場環境下，大企業普遍在自己的主要產品線中推行平臺化的設計策略，以此來縮減開發成本，提升開發速度，壓縮企業內部需要協調管理的零部件數量，從而在激烈的市場競爭中獲得成本和速度的優勢，為企業帶來豐厚的利潤。例如通過采用 MQB 平臺，大眾集團將減少 20%的部件成本，減少 20%的投資成本，縮短 30%的制造時間，并計劃實現 80%～85%的零件通用[2]。

但是平臺化的設計策略牽扯面廣，需要調動的供應鏈企業眾多，開發投入大，一旦形成，在未來很長一段時間內都無法輕易轉向。所以平臺化的設計策略在制定之初就要面向產業、面向未來，充分考慮行業產業的發展趨勢、為新技術、新功能預留發展空間。只有這樣做才能更好地發揮出平臺化設計的降本增效的優勢。

1.面向產業化的平臺化設計概念

1.1 設計系統下的產業化理論與實踐

聯合國經濟委員會對產業化的定義包括：生產的連續性、生產物料的標準化、生產過程的集成化、組織化和機械化、生產與組織一體化的研究與開發。所謂“產業”其實是一個集合的概念，它沒有明確的邊界，包含了微觀層面上的經濟主體和宏觀經濟單位及其復雜的經濟關系。從設計系統的角度理解，產業化指的是在特定的市場條件下，以行業的發展和用戶的需求為導向，以提高效益為目標，依托優秀的設計和質量管理形成的系列化組織化的產品與服務體系。

傳統觀念在學科分類的慣性思維下，將設計產業作為一個獨立產業劃分到服務業的范疇中。然而設計并不能獨立發展，而是需要與其他產業深度融合，才能發揮出設計的價值。這也是設計產業化的核心含義，設計產業化的程度與國家競爭力的提升休戚相關[3]。在設計系統中引入產業化的思維可以推動中國的工業設計走向產業化和規模化，以設計創新統領全局實現產業的升級和革新。

設計產業化的理論與實踐旨在探尋設計創新驅動促進企業發展的切入點與結合點，幫助企業實現高質量高價值的發展。例如，蘋果公司以設計為紐帶，鏈接技術與市場，構建了“硬件+系統+應用+生態”的產業鏈，幫助蘋果公司實現了超22%的凈利潤率。豐厚的利潤又可以保持公司在研發和營銷上的高投入，實現企業高質量的良性循環。在傳統制造業企業中，戴森和無印良品也是將設計作為企業發展的核心驅動力的成功企業。優秀的設計帶來的溢價和成本優勢幫助企業獲得良好的利潤，豐厚的利潤又可以持續投入企業發展，形成良性循環。近年來，設計驅動產業創新的模式逐步受到業界的認可，小米生態鏈、ROOBO、鴻翼等本土企業堅持設計融合產業的發展戰略，以設計思維提升用戶體驗，創造中國新生活方式。綜上，設計創新與產業融合推進已漸成趨勢，而產品平臺化設計則是復雜工業產品實現設計升級的重要技術路徑，也是以設計產業化思維賦能產業升級的重要切入點與結合點。

1.2 新背景下的平臺化設計理念

工業設計本就是在工業化大生產的背景下勞動分工的產物，其伴隨著生產方式的變革而誕生，也必然隨著生產方式的轉變而轉變。在傳統的工業生產中，產品的設計、零部件的準備、裝配、包裝、營銷等環節基本都由一家企業或少數幾家聯系密切的企業完成。在這種簡單鏈式產業結構的背景下，設計環節與其他環節的關系較為清晰，產品在用戶端得到的反饋也比較直接。然而隨著工業產品的復雜度不斷提升，用戶對產品多樣化的需求也越來越大。導致企業需要管理的零部件和產品線越來越多，結構越來越復雜，企業也越來越依靠供應鏈的廣泛合作來降低自己的運營成本。

在新的產業背景下，傳統企業的設計生產模式遇到了挑戰。從生產的角度看，新的產業背景導致產品線的拉長，零部件數量的增加，研發生產和管理成本大幅增加。從設計的角度看，過長的產品線又增加了設計工作的強度，導致設計部門大量進行重復性的工作，使得設計資源過于分散，企業以較為封閉和松散的組織方式進行新產品的研發，最終導致創新能力受限，產品附加價值較低。從需求端的角度看，用戶的需求在多樣化的同時帶來了不確定性，產品過于豐富的功能和樣式影響了用戶對自身需求的定義。用戶模糊的需求在繁雜的產品線中會變得更加混亂，這些需求端的反饋最終以一種模糊和混亂的狀態反映到設計部門，也增大了設計部門正確改進產品的難度。

而目前各大制造業企業都在推行的平臺化設計策略就是從設計系統的角度解決這些問題的方法。值得一提的是，平臺化的設計策略最初并非刻意為之，而是在廣泛供應鏈協作和應對大規模定制化的市場需求時自然發展出來的一種策略。企業從標準化、模塊化，再到平臺化，通過不同層級的設計策略實現產品多樣性、運營成本、質量把控等方面的均衡，最終實現企業的降本增效。

產品平臺是一組產品共享的設計，是公共零部件與接口的集合，這些產品共享同一產品平臺，具有不同的性能和特征，并滿足一定范圍顧客的需求[4]。企業將產品平臺作為載體，把產品線中可以關聯合并的部分進行整合，優化產品線和生產方式，通過與供應鏈的廣泛合作將其中的優秀資源和設計引入平臺。以此來降低企業運營成本并創造更好的用戶價值。

2.面向產業的產品平臺化設計策略

2.1 產品平臺化設計思路

產品平臺并不是特定的產品或產品的一部分，而是一個包含眾多功能模塊、零部件、接口規則等要素的系統。平臺化的設計策略從標準化和模塊化中發展而來，經歷了自下而上再自上而下的兩個過程。企業的設計部門在大量重復設計工作中會選擇性的重新設計或合并一些類似的組件，從而形成自然的通用模塊和簡單的平臺架構以提高規模經濟水平。獲得良好的效果后，企業會從業務模塊和自身定位出發，戰略性的管理和設計一系列產品平臺及其衍生品，自上而下地對產品平臺進行系統性的構建和發展。

平臺化的設計策略需要企業明確自身的市場定位和發展戰略來定義平臺的屬性和需求，并以平臺架構需求為核心構建一套以功能模塊為基礎，以標準化的接口規則為連接的包含模塊、系統模塊、平臺、產品四個層次的系統性平臺（圖1）。在平臺化設計策略的指導下，設計工作也受到了更多因素的制約，例如用戶、市場、供應鏈、內部接口規則、通用化程度等。即使是分散組件的設計也要從系統性的角度考慮，以滿足用戶和企業內部的雙向需求[5]。平臺化設計策略通過對產品與業務的劃分確定不同定位產品的核心部件與技術范圍，發掘用戶價值，對客戶感知較強的部分重點關注。對于用戶感知較弱的部分采用標準化的技術方案，最大化設計效率，增加靈活度，減小復雜的產品和混亂的市場對企業的影響，縮短投資回報周期。

圖1 平臺化設計體系

2.2 產品平臺化設計基本原則

2.2.1 長期性原則：平臺化設計要著眼于長期發展，所謂長期原則，在戰略層面要求企業明確自身定位，以及對未來一段時間內產業發展趨勢和自身發展方向有一定規劃。從設計技術層面來講，要充分考慮外部和內部的不確定因素，在設定產品平臺主要指標時預留柔性空間，以較小的代價改變產品核心功能指標。要為功能模塊和平臺系統留下足夠的改造空間，以免在未來對功能模塊進行升級改造時擴大影響面，增加改造成本。對關鍵組件的柔性設計和更加合理的功能模塊劃分是實現產品平臺長期價值的關鍵。

2.2.2 設計成本前置原則：設計是具有決策性的成本。研究表明，雖然產品設計成本僅占產品總成本的5%，卻決定了產品總成本的60%～80%[6]。這一效應在平臺化設計策略中體現更加明顯。

2.2.3 通用性原則：通用性的設計原則體現在產品平臺的各個方面。首先平臺自身就應當具備一定的通用性，以適應不同分級的產品線需求。其次產品平臺的功能模塊在設計時也需要考慮通用性的需求，盡可能多地適應不同的平臺和產品。產品平臺系統中的物理接口和信息接口等也應當盡量采用行業標準接口，以便采用外部的標準化設計方案以節約成本。

2.2.4 開放性原則：開放性是平臺化設計策略的生命，開放的平臺架構設計有利于利用外部設計資源解決問題，從平臺層面對供應鏈開放可以保持產品的創新型和快速迭代能力，是以最小代價保持企業產品線擁有系統性創新能力的方法。而開放性的基礎就來源于通用性。

3.平臺化設計方法

3.1 市場與產業需求映射模型

產品的本質就是需求的體現，需求決定了產品的特征、功能和價格等核心要素。通常來講，原始的需求包含結構化、半結構化和非結構化的需求[7]。結構化的需求一般非常明確，可以從功能和性能的角度表達為技術參數，通常從產業和供應鏈反饋的需求都屬于結構化需求。半結構化的需求往往表達形式不夠明確，信息也比較模糊，需要進行系統的分析將其量化。非結構化的需求往往來自用戶的自然語言表達，帶有極強的主觀性和模糊性，需要擴大樣本進行數據分析，將其明確。

平臺化設計往往跨越眾多產品線，需要處理包括客戶、供應鏈、產業等多方面的需求，如何平衡各方需求并轉化成具體的設計指標體現在產品中是平臺化設計策略的關鍵。在基于柔性設計和功能模塊配置的平臺化設計中，需要建立一套完整的從需求到配置參數再到模塊結構的映射機制。

如圖2所示，首先需要整理來自市場和產業上的需求，并建立規范化的需求表達式。在此過程中需要剔除部分不合理的需求，對半結構化和非結構化的需求進行明確。通過AHP法將規范后的需求進行權重分析，優先滿足權重高的需求項。然后需要將相應的用戶需求轉化為產品功能，并結合設計經驗和功能分析方法明確實現功能所需的模塊和結構。通常企業會根據成本、市場、技術等條件將所需組件分為內部組件和外部供應鏈組件，設計師需要在內部或外部的組件庫中選擇實現功能所需的模塊或結構，并對其進行技術驗證，確保滿足產品需求。如果內外部組件庫中皆無法提供滿足需求的模塊或結構，則需要將該需求提交內部或外部的設計部門進行重新設計。

圖2 市場與產業需求映射模型

3.2 產品平臺的柔性設計

狹義上講，柔性產品平臺可定義為一個由公共和柔性元素（ 組件、過程或接口） 組成的組織或系統[8]。在設計中，可對平臺柔性元素進行參數上的改變，產生一系列的產品，以此來滿足市場變化帶來的挑戰。產品平臺的柔性設計主要目的就是為了應對產業和市場的不確定性。因此，識別產品發展中的不確定性是產品平臺柔性設計中最重要的部分。

產品平臺所面對的不確定性從性質上可以分為可知不確定性、不可知不確定性、數據不確定性及描述不確定性四種。從來源上可以分為產品方面、組織方面、市場方面、文化方面、政策方面等等。分析產品平臺的不確定性，并找出與之對應的模塊和設計參數，以此指導平臺柔性元素的設計是產品平臺柔性設計的基本方法。對于可知的不確定性（通常來自產品和企業內部），設計師可以通過經驗和數據的積累確定相應柔性元素的位置及參數變化范圍。對于不可知不確定性（通常來自外部環境變化），首先要確定這些不確定性與產品模塊和結構的映射關系，并進一步判別具體是模塊和結構的那些屬性和參數與不確定性相關（如尺寸、樣式、功率等），以此來確定柔性設計的尺度和范圍。例如Kent Yu 設計的《筑》，（圖3）一款采用竹條為基礎材料的坐具。通過基礎結構的交叉、重復排列可以堆疊出家具的輪廓。《筑》可根據空間和需求靈活改變長度，完美適應外部環境變化帶來的不確定性，是柔性產品平臺設計的經典之作。

圖3 Kent Yu 設計的《筑》

通過將產品平臺發展中的不確定性映射到具體的執行模塊和機構上，平臺可以快速響應市場和定制需求的變化，對組件進行設計參數上的調整。這提升了企業應對市場變化的能力，增強了企業的生命力和競爭力。

3.3 產品平臺的功能模塊設計

功能模塊在平臺化設計中的運用是最廣泛最普遍的，如果說柔性設計是為了應對不確定性而對產品性能上的調節，那么模塊化的設計就是為了滿足細分市場的多樣需求對產品功能上的調節。

產品平臺的模塊化設計是一種以需求映射、功能分解、系統集成為主的模塊化設計方法（圖4）。其核心要求就是以盡可能少的組件實現盡可能豐富的產品功能和產品線。因此平臺化模塊設計的第一步就需要企業從產業發展需要和自身市場定位的角度整理產品線，確定其主力產品平臺及其衍生產品的功能和定位。在產品平臺基本屬性確定后，需要分解其功能需求，并匹配相應的功能元件，為下一步的模塊化設計做準備。

圖4 產品平臺模塊設計基礎流程

模塊化設計的對象就是組成產品的各種零組件，要對零組件進行模塊化的設計就要先對其進行標準化的設計。復雜工業品的標準化設計基本可以分為結構接口的標準化和屬性參數的標準化。結構接口的標準化可以從物理接口和信息接口兩個部分切入，統一產品平臺各組件之間的物理連接結構和各個組件之間的信息傳遞數據格式等。通過標準化的接口規則可以降低不同設計部門對同一產品平臺的衍生產品設計過程中可能出現的潛在風險，大幅提高產品開發的效率和質量。屬性參數的標準化是平臺模塊化設計中最細致的工作，需要對企業內外部組件庫中數量龐大的組件進行歸類，并從組件來源、性質、功能、性能、接口等多個方面對組件進行標準化的描述與編碼。便于設計師在開發設計階段對組件進行快速優選。

產品平臺中的模塊化設計可以最大限度發揮企業現有資源的價值，提升產品的開發效率和可靠性，最小化潛在風險，以最小的投入產生最多的產品，系統性的構建企業的持續競爭力。

總之，小學語文教學中“兒童視野”的運用，不僅僅“師生關系”的調節劑，更是學生學習、教師進步的奠基石。用兒童視野看世界，能夠收獲不同的感受、能夠看到不同的風景。每個孩子的想法不同，更需要教師耐心傾聽，會對自己的教學，乃至日后的工作有非常大的幫助。

4.結語

產品平臺并不是簡單的產品或產品的一部分，而是一個包含組件、模塊、標準和接口的系統。產品平臺在設計階段需要對來自市場和產業的需求充分研究，以確定平臺的設計方向。在設計技術上通常采用柔性設計和模塊設計的方式滿足產品功能和性能的調節，以滿足多樣化的市場需求。平臺化的開發方式雖然可以幫助企業實現降本增效，但是在設計階段投入大，需要調動的資源多。因此一種產品平臺在設計階段就要盡可能地容納更多的產品線，預留一定的升級空間，面向產業，面向未來。不但要考慮市場的需要，更要貼合供應鏈的需求，以產業發展的眼光來著手平臺設計，充分發揮柔性設計和模塊化設計的升級潛力和容錯能力，才能在新的產業和市場背景下實現各方利益的最大化和平臺的良性發展。

注釋：

[1]習近平：《決勝全面建成小康社會奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利——在中國共產黨第十九次全國代表大會上的報告》，《黨建》2017年第11期，第15-34頁。

[2]田靜：《汽車平臺及發展趨勢簡析》，《科技和產業》2013第10期，第166-169+190頁。

[3]李一舟等：《設計產業化與國家競爭力》，《設計藝術研究》2012年第2期，第6-12+26頁。

[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]王浩濤：《MD公司基于模塊化設計的平臺化產品研發管理研究》，碩士學位論文，廣東工業大學，2012年。

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

[7]但斌等：《大規模定制環境下客戶需求信息分類模型及其表達方法研究》，《計算機集成制造系統》2008年第8期，第1504-1511頁。

[8]史康云等：《基于柔性產品平臺的產品族開發》，《計算機集成制造系統》2009年第10期，第1880-1889頁。