基于模块化系统的产品创新能力研究:海尔案例

陈占锋

(国家行政学院政治学教研部，北京100089)

一、引 言

Starr(1965)［1］最先提出了模块化生产的概念，指出其实质是所设计、开发和生产的零件能产生最大组合或通用性，不仅能实现大规模、标准化的高效率、高质量生产，还能满足用户的个性化需求。进入90年代后，世界企业均面临大规模生产与个性化需求两难处境时，模块化才得到应有的重视。Ulrich(1995)认为，模块包括一个从功能结构中的功能元素到产品物理部件的一对一映射，以及部件之间的分解与链接的界面。［2］Baldwin和 Clark(2000)认为，模块化为一种特殊的设计结构，其参数和任务结构在单元(模块)内是相互依赖又相互独立的。［3］青木昌彦(2003)认为，“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更加复杂的系统或过程。［4］Baldwin和Clark(1997)指出，模块化系统能否高效运行关键在于严格界定系统的设计规则和个别的设计规则。系统的设计规则是界定模块之间关系的规则，由结构、界面和标准三个部分组成。

产品创新是企业实现其产品战略的一个重要手段，必须通过某种产品创新管理模式才能实现;而模块化作为一个新的“设计规则”，甚至作为一种“新产业结构的本质”［4］，必然会对产品创新管理产生影响，比如企业模块化给企业带来低成本的竞争优势［5］。但是国内外研究模块化与产品创新管理的关系以及模块化对产品创新管理的影响的文献相对较少;另外，通过规范的案例研究方法对产品创新和模块化进行研究的文章也比较少。因此，本文拟通过海尔防电墙电热水器产品的开发案例，探讨海尔的这种基于模块化理论的产品创新模式，进一步挖掘模块化系统对于海尔产品创新管理的影响以及影响机制。

二、案例描述

(一)防电墙热水器的产品创新

1.研发课题的提出

2003年7月，《沈阳晚报》刊发题为“电热水器电死祖孙”的文章:“26岁青年男子蒋某在洗澡时不幸触电，祖母抢救孙子时也一同触电，导致祖孙二人当场死亡。经现场勘验，专家组一致认为是火线和地线接在一起导致热水器带电。”而按照当时国家电热水器标准，企业在法律上是没有任何责任的。但是海尔研发人员认识到中国的用电环境恶劣，作为生产厂家有责任解决“环境带电”对用户的伤害问题。

2.防电墙技术的研发过程与创新

防电墙技术的开发主要经历了三个阶段:实验阶段、测试阶段、全面上市阶段。防电墙技术创新在于它通过“水电阻”有效解决了困扰热水器行业多年的因“地线带电”、“水管带电”等用电环境导致的逆向漏电问题，实现了从产品安全到系统安全的跨越。

(二)产品开发中的组织结构创新

1.技术开发的无边界团队

热水器公司总经理任该项目负责人(海尔称型号经理)，带领团队从事新产品开发，其主要负责项目总牵头和资源配置，其他团队成员分别负责电器部件、结构部件、系统性能测试、市场分析和产品开发前的实验、售后服务等方面。其中，市场人员和售后人员作为研发的支持人员从一开始就参与了研发团队，市场人员主要了解用户的需求，并对用户进行小范围的试验来验证该项目是否可行;售后人员通过全国各地的售后服务网点来调查全国各地的水质，从自来水公司中搜集水质数据，对各地的用电环境进行调查等，为研发提供基础信息。

2.构建开放式研发平台

海尔防电墙热水器的核心技术——防电墙技术在研发中整合了海尔在日本、欧洲的研发资源以及国内专家资源;海电热水器产品的另外两种关键技术——“3D动态加热技术”、“安全预警技术”也是与中科院合作研发完成的。这种基于开放式研发平台而研发首先起始于海尔研发人员对客户需求的充分了解和满足客户需求的产品创意的产生。产品创意产生后，海尔的研发人员会首先在内部寻求现成的解决方案。如果内部没有现成解决方案，海尔就会利用全球的研发资源寻求现成的解决方案，以求在最短的时间内找到合适的方案。

3.模块经理与型号经理

海尔热水器有限公司由市场部、研发部、销售部、生产部、售后部组成。其中的研发部下面有“三所一部”:电热水器开发所、燃气热水器开发所、太阳能热水器开发所和平台支持部。各个所下面分别设立模块部，主要负责电热水器产品的模块化开发工作。模块经理隶属于模块部，每个模块经理负责一个模块，可以同时服务于不同的产品开发项目组。海尔热水器公司和研发部的组织结构如图1所示。

模块经理的主要职责，一方面要对现有模块做横向延伸，包括零部件减少、成本优化、质量提升;另一方面要及时地纵向延伸，也就是技术延伸。

海尔热水器公司的研发部通过型号经理来全程管理每个项目。型号经理直接隶属于各个研究所，是通过招标产生的。团队成员包括各个模块经理、物流、采购以及实验团队等，依据市场链机制从新产品开发的市场利润中分成。

三、案例分析

结合海尔案例，将模块化系统分解为内部模块化和外部模块化，可分析其产品创新模式。

(一)“内部模块化+外部模块化”

1.内部模块化

内部模块化是指在企业内部进行模块化的设计、制造和组装。对于一个具体的产品而言，海尔内部模块化的系统模型如图2所示。

图1 海尔热水器公司和研发部组织结构

图2 海尔内部模块化系统模型

在该产品的内部模块化系统模型中，型号经理处于“系统集成商”的位置，是某一型号产品开发的最高负责人，负责整个产品开发项目的全程管理。型号经理制定产品设计和开发的系统信息，并将系统信息传达给各个模块经理。模块经理主要负责某一模块的开发。模块经理对所负责的模块都非常了解，他们在遵守系统规则的前提下可以自主对模块进行开发。模块经理在开发模块的同时也会不断地与型号经理沟通，型号经理根据模块经理的建议对系统信息做调整。

该模型中的系统信息即型号经理所制定的产品的设计开发规则，主要包括四类信息:产品的物理结构、产品设计的技术参数和标准、产品设计的任务分工、市场化管理。前三类系统信息都是具体可见的。而市场化管理作为海尔集团的一种制度，是该系统中的一种“隐形的系统信息”，即型号经理和模块经理在合作时都已经了解，不用明确写出来。市场化管理对于内部模块化系统的正常运行发挥了不可替代的作用。

2.外部模块化

所谓外部模块化是指在企业间的模块化，不同企业设计、生产不同的模块。对于一个具体的产品而言，海尔的外部模块化系统模型如图3所示。

图3 海尔外部模块化系统模型

海尔作为系统集成商，制定产品设计的系统信息，然后把信息传达给外部各模块的供应商。这些模块商在遵循系统规则的前提下，自主开发海尔所需要的模块。

3.内部模块化与外部模块化的结合

在一个产品的设计和开发过程中，海尔的内部模块化和外部模块化并不是孤立存在的，而是相互结合的，如图4所示。

(1)结合点1:模块的升级与优化

在海尔内部模块化系统模型中，型号经理作为某一产品开发项目的最高负责人，负责设计新产品的系统信息，然后将这种系统信息传达给各个模块经理。

在该模型中，对于一些需要模块经理升级优化的模块(如模块1、2)，各自的模块经理会和外部相关模块商进行信息交流，他们之间遵循的系统信息E1’，E2’对于型号经理来说仍然是个别信息。

图4 “内部模块化+外部模块化”模型

(2)结合点2:新模块的设计

海尔的模块化要做到四新:新材料、新工艺、新技术、新标准。因此海尔不是仅仅通过模块经理自己来做模块化，还会到外界开放式系统中让其他模块商来做模块化。因此，如图4所示，在模型中，对于海尔内部缺乏的模块3(如防电墙热水器中的防电墙模块)，型号经理会直接向相关的模块商发出系统信息，模块商在遵循系统信息的基础上对该模块进行独立开发。

(二)开放的产品创新平台

所谓开放的产品创新平台就是把产品创新中遇到的研发问题放到开放的环境中去寻求解决方案，而不是仅仅从企业内部求解。这种开放的产品创新平台要求海尔根据消费需求提出产品创意和研发中的问题，然后将信息传达给海尔其他地区的研发资源、各供应商、科研院所，由他们来提供解决方案，海尔从中挑选最优方案。因此，这种开放的产品创新平台可以产生模块化理论中所谓的“重复的研究开发努力产生的选择价值”和“模块开发中‘淘汰赛’的刺激效果”。由于各种研发资源之间的实验是独立进行的，因此使各种研发资源之间开展设计竞争成为可能;同时设计被海尔采取的供应商能够成为海尔的战略性合作伙伴，这也刺激了各供应商进行创新以为海尔提供解决方案。

(三)对产品创新的积极影响

1.缩短产品创新周期

在模块化中，模块经理只需要在遵循系统规则的前提下独立进行模块的开发，模块经理对所负责模块更加了解，还可以自由广泛地尝试各种创新方法，从而显著提高模块开发速度。型号经理在开发产品时可以针对不同消费者的需求来选用不同的模块，组合成具有不同性能的产品，这降低了产品开发的难度，从而提高了产品开发速度。

2.降低新产品开发成本

型号经理与模块经理、模块商之间只需通过系统信息进行沟通，交易成本大大降低;另外，标准零部件的通用使得零部件采购成本大大降低。

3.促进产品创新的多样性

型号经理在设计一个产品时，主要根据用户个性化需求，在通用模块的基础上添加几个特别模块，或者对现有的通用模块做一些改变或创新，开发出新型号的产品，这促进了产品创新的多样性，并且可以快速满足用户的个性化需求。

4.增加产品创新的可靠性

在模块化结构中以现有模块为基础增加新研制模块，组合而构成新产品。其中，现有模块的设计、制造和安装均已定型，可靠性已得到全面验证，型号经理只需验证新模块的可靠性，因而模块化大大提高了整个产品的可靠性。另外，模块经理不断提高本模块的质量，而在质量提高中模块经理可以获得相应的奖金，这反过来也激励了模块经理注重模块的质量。

(四)对产品创新的负面影响

1.有可能阻碍产品系统创新

虽然每一个模块都在进行创新，但是僵化的系统规则导致整个系统层面上的创新很难发生。系统集成商要构建和维持模块化系统以获取上述五点优势，必须保证系统规则的相对稳定性。系统规则一旦形成，很难更改。

2.产品容易被模仿，陷入同质化竞争局面

模块化虽然可以形成多样化，但其系统规则是不变的，各个模块的变动形成的只是有限的差异化，而这个差异化比较容易在较短时间内被人模仿，形成同质化竞争局面，因此，其产品很难具有长期的、可持续的竞争优势。

四、研究结论与展望

本文基于模块化理论，通过研究海尔防电墙热水器产品开发的案例，深入系统地探讨了中国企业的产品创新模式，指出了海尔创新管理模式呈现内部模块化与外部模块化相结合的特征。海尔创新管理模式对产品创新产生积极影响比如缩短产品开发周期、降低产品开发成本、促进产品创新多样性、增加产品创新的可靠性等，海尔的开放式产品创新平台对于核心技术的获取起了非常重要的推动作用。与此同时，本文还指出模块化产品创新不利于产品系统创新，因为模块化创新的子系统具有背靠背的特征，缺乏整体创新思维。模块化创新容易带来产品功能同质，导致企业与企业之间的产品陷入同质化竞争。

笔者将继续跟踪研究海尔的这种基于模块化理论的产品创新模式，对于内部模块化与外部模块化如何整合管理、该模式的不足之处等进行进一步的研究，并寻求优化现行的产品创新模式的方法，使这种模式进一步巩固、成型、优化、推广。

［1］Starr.Modular Production——A New Concept.Harvard Business Review，1965，43:131-142.

［2］Ulrich.The Role of Product Architecture in the Manufacturing Firm.Research Police，1995，24:418-440.

［3］C.Y.Baldwin，K.B.Clark.Design Rules:The Power of Modularity.Cambridge，MA:MIT Press，2000:25-35.

［4］青木昌彦，安藤晴彦，模块时代:新产业结构的本质.周国荣译.上海:上海远东出版社，2003:15-20.

［5］Hua Wang，Chris Kimble.Low-Cost Strategy through Product Architecture:Lessons from China.Journal of Business Strategy，2010，31(3):12 – 20.