产品结构的作用：研究与发展方向综述_模块化论文

产品架构的作用：研究综述与发展方向，本文主要内容关键词为：发展方向论文,架构论文,作用论文,产品论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。

产品架构(product architecture)是企业经营和转型升级的产品根基。对企业而言，产品架构胜过技术[1]，其作用在计算机、软件等高科技行业以及汽车、出版等传统行业中都得到了体现。具体而言，在汽车产品[2-3]、机械产品[4]、家电产品[5]、电子产品[6-8]、软件产品[9-12]、图书产品[13]等产品中，产品架构都表现出具有推动产品创新、提高企业竞争优势和经营绩效等的作用。然而，目前仍缺乏对产品架构作用的发展脉络的系统归纳。本文系统梳理产品架构作用研究的发展，以期为产品架构的优化和产品创新战略的制定提供参考。

1 研究方法

本文采用归纳研究方法[14]。在进行文献分析时，首先由本文的两位作者分别对相同的10篇文献进行分析，然后对两组分析结果进行比照，通过比较分析结果的差异(包括理解差异和表达差异)确定在产品架构作用的表现、实现策略、评价标准和研究方法4个关键维度上的统一分析和表达方法，最后对研究文献进行统一分析。在具体文献的逐条分析过程中，先由两位作者进行分析后，再由其他两位作者进行校对，以有效保证文献分析和认识的一致性。

在确认文献中的研究方法时，即确认研究属于案例研究还是案例分析时，笔者按照Yin[15]的观点，认为案例研究需要提及资料收集方法、分析方法和研究结论。如果作者在文献中没有明确提出使用“案例研究”(case study)的方法，或从文献中无法得到Yin提出的基本规范，则认为不属于案例研究；如果作者提供的案例资料很详细且有明确的针对性分析，则认为属于案例分析，否则认为是举例分析。虽然研究方法的确定确实有难度，但是基于上述明确的界定能够清晰、方便地加以判断。

综合已有文献可发现，产品架构的作用散布于企业经营管理的各个领域。为了更好地梳理、把握产品架构作用的研究脉络，本文以通常的管理职能领域为分析维度，这样容易发现产品架构的作用与不同管理职能领域的关系。本文的文献分析结构如图1所示。

2 产品架构的内涵

产品架构源于设计理论、软件工程、运作管理和产品开发管理等多学科的知识综合，是通过将产品功能分派给物理组块(physical chunk)而形成的系统性方案(scheme)[16-17]，体现了产品系统的分解和集成(decomposition and integration)。

每个组块由能实现产品功能的一个部件(component)集合构成[17]，即每个组块包含一个或多个部件；组块之间相互作用，这种相互作用由界面(interface)来反映和表达[6，16，18]，不过组块和界面的变化不一定是同步的[19]。由此可看出：首先产品架构作为一个系统整体而存在，系统保障了产品的整体性和功能集成[6]；然后产品架构包含组块和界面。因此，系统、组块和界面是产品架构的3个基本要素。

图1 产品架构作用分析框架

产品架构是产品设计的重要结果，其形态(form)可被称为是模块化的(modular)或一体化的(integral)[16]。模块化是产品架构的一种相对属性，只有在与其他产品相比较的情况下，才可以说某个产品架构呈现出更模块化或更一体化的特性，极少有产品是严格的模块化或一体化的[17]。其实，大多数产品是模块化与一体化的混合架构[16]。

在大多数情形下，企业要选择的不是完全模块化或完全一体化的产品架构，而是应该对哪些功能元素采用模块化或一体化的方式来处理[16]，模块化产品架构只是产品架构演化过程中的一种状态，并没有最终设计(final design)[20]。在企业发展和产品升级的过程中，产品架构会在模块化与一体化之间循环往复[13，21]。当已有的产品设计在组块或界面上具有局限性时，需要通过界面升级或进化来克服[22]。模块化是一个逐步实现的过程，不同地区企业(如美国、日本和欧洲地区的企业)的同一行业产品(如汽车产品)在模块化/一体化程度上也会存在明显差异[23]。

3 产品架构的多样化静态作用

从概念上，本文认为产品架构的作用(effect or impact)是指利用产品架构的自身特性而对管理职能产生的影响和结果[24]。目前对产品架构作用的研究主要体现在产品创新、竞争优势、供应链管理、商业模式4个管理职能领域(更为详细的文献分析请见文后附表)。

1)产品架构推动产品创新。产品架构在寻求产品模块化设计[6](包括以标准界面为基础实现了重用、替换等方面具有直接作用而无需改变产品架构本身)、产品变化多样性[25]、部件共享[26-28]、产品快速改进[29-30]、满足客户需求[31]和应对知识复杂性[32]等方面促进了产品的设计创新，并且在产品研发模式转变[33]、复杂产品的模块化开发方式[34]、质量[35]、开发组织[2，36]以及产品平台战略管理[37-43]等方面有效地提升了产品研发绩效。产品架构也可以通过发挥界面的作用适应产品创新需要[44-45]。这些研究为产品创新提供了丰富的理论基础，有助于深刻理解产品架构自身的构造能力。

2)产品架构创造竞争优势。通过产品架构创新，企业可形成独特的组织架构、获得模块知识优势，从而获得竞争优势[3，46-47]。以产品架构为依托，借助模块化的产品设计，企业可以有效降低产品制造成本，从而提升竞争优势[5，21，23，48-56]。产品架构可使企业在运作领域获取成本优势和时间优势，在产业层面获取战略价值[57]，并影响产业结构[58]和市场进入难度[8]。在先进制造模式上，可通过产品架构的模块化嵌入实现大规模客户化定制[59-60]，或通过模块化设计降低产品系统的复杂性、节约产品升级和开发成本，还可在产品使用上更适合客户的口味和需要[61-62]，以及实现延迟制造战略[63]和制造工艺流程创新[64]。另外，通过产品架构创新，企业可实现供应商参与研发[65]、改进创新战略[66-68]、实现战略柔性[69]，追赶中的企业还可获得低成本竞争优势[70]，通过产品架构的建立、转换和吸纳建立竞争优势[71]。模块化和模块化产品架构可实现组织柔性，进而改进组织绩效[72]和产生竞争优势[73-74]。不同领域的研究充分反映了产品架构的战略价值，为分析产品架构的作用表现提供了有力的参考基础。

3)产品架构增进供应链管理。产品架构的复杂性越高，其越会促进供应链的纵向集成[75]。但是，产品架构的整合或模块化状态与供应链的集中或分散配置策略并不是一一对应的，但相互影响[76]。产品架构的组合与分解影响供应链的激励效率[77]，产品架构、流程架构与供应链架构之间存在相互制约和支持机制[78]并影响供应链的绩效[79-80]。这些研究表明，产品架构通过影响供应链管理来改变企业的发展方式，提高了供应链管理水平。

4)产品架构催生新型商业模式。产品架构的整合与分解能力不断演化，既可让复杂产品系统走向下游(going downstream)以系统集成的方式提供高附加值的服务与解决方案，从而实现整体解决方案式商业模式[81]，也可对复杂信息产品架构进行部件化设计以保持其价值和突破规模经济瓶颈，从而实现规模化经营的商业模式[11-12]，还可通过模块化产品架构推动产品的国际标准化，从而实现联盟式商业模式[82]。进一步，产品架构的互补战略有助于成就企业的平台领导力、构筑起产业生态系统[7]。由此看来，产品架构改变了企业的发展方式，对商业模式创新确实起到了重要的推动作用。

以附表为参照，在所分析的文献中，关注产品架构“系统”作用的约占33％，关注“组块”作用的占56％，关注界面作用的占11％。虽然界面作用的关注度低，但是模块作用研究都假定界面是标准化的，因此界面的实际作用并不低。

从附表中的文献可发现：从研究方法看，采用理论模型方法的最多，约占88％，采用案例研究方法的约占37％，采用统计研究方法的约占12％，但是国内的研究文献极少采用统计研究方法。

通过上述分析可以发现，产品架构的作用表现多种多样、涉及多个维度和层次。但是，现有研究对这些作用的分析都是静态的，未明确产品架构的作用与情境的匹配关系，没有反映出产品架构的作用是如何发展演变的。这增加了把握和理解产品架构作用的难度，很容易在产品架构作用的走势判断上迷失方向。

4 产品架构作用的生发机制

附表中产品架构作用的评价标准反映出市场竞争是决定产品架构作用的基本导向，且文献已假定企业的销售力量是有保障的，由此易低估销售力量对产品创新和升级的重要影响[83]。文献也没有涉及企业市场预期目标的实现对产品架构的影响，因此难以判断产品架构的作用是否符合企业的战略需求。

附表中产品架构作用的实现策略反映出以发挥产品架构的性能为主，主要表现在部件重用、模块化设计、产品架构三要素的价值开发和利用方面。在产品进化过程中，掌握和有效应用产品架构知识和模块知识并了解时间周期对于企业而言都是挑战[46]。企业将产品模块化后进行生产外包，依靠产品架构实现企业间的合作研发，这些都需要协调和吸收学习知识[84-86]。因此，产品架构作用的发挥依赖组织内部、组织之间的协调，考验了企业的知识掌握、应用和吸收能力。Henderson和Clark[46]在分析失败企业时虽然比较了企业在产品架构创新选择上的差异，但是未弄清企业在面临产品进化和升级时对产品架构作用的权衡取舍机制。这一权衡取舍机制是决定产品架构作用表现的关键，而市场预期、销售力量、协调和吸收等因素是影响权衡取舍的关键，因此需要从战略上思考产品架构作用的权衡取舍机制。这样，该生发机制会对产品架构作用的取舍和发挥产生促进或阻碍作用。

5 产品架构作用的演变

只有将产品架构的形态(form)与其情境(context)相匹配[87]，才能很好地理解和分析产品架构的作用，进而才能为产品架构的优化发展和产品创新战略的制定提供有效的决策分析基础。

产品架构作用的演变受当时企业所处情境的影响，而这种影响在目前绝大多数研究中被忽略了。这使得无法合理分析和判断产品架构的作用，并容易误解产品架构的作用。为了深入反映产品架构作用的演变深受其所处情境的影响，根据产品的社会影响力、产品升级发展的代表性，本文选取了福特的T型车、IBM的360计算机、Intel的电脑微处理器等产品进行直观对比(见表1)。

从表1可以看出：第一，在产品升级过程中，产品架构的演变是一种与情境相匹配的策略；第二，产品架构的形态会发生变化，且其发挥作用的机制也会变化；第三，产品架构的三要素——系统、组块和界面的作用并不是同步的。

同样，上述情形在其他类型的产品架构中也会出现，如数控机床产品[21]、软件产品[2，10-12]、手机产品[8]等。随着产品升级进程的推进，产品架构的系统、组块和界面三要素都会在当时企业所处情境下分别发挥不同作用。

由此看来，在很多情况下，不是产品架构的某个单独要素在发挥作用，而某一要素现有作用的发挥有时需要其他要素作用的发挥作为保障和前提。比如：Henderson和Clark[46]以部件的可重用作用为前提，通过改变部件之间的界面实现了产品创新；Baldwin和Clark[6]以产品架构的系统集成作用为前提，深入地展现了模块化的系列作用。然而，现有研究文献在涉及某一要素的作用时，并没有明确表明此要素作用的发挥是否以其他要素作用的发挥为保障。这样在认识和理解产品架构的作用时就容易忽略具有前提保障作用的要素的价值。因此，本文提出，要从系统、组块和界面三要素出发，将已有研究中所体现的产品架构作用在三要素上进行归属分析，做出更明确的区分，以利于充分认识和深刻理解产品架构的作用。

综合国内外的研究文献，产品架构的作用表现具有以下特点：

第一，作用呈静态的多样化。绝大多数文献关注了产品架构作用的静态表现，认为产品架构的作用呈多样化特点，但没有明确作用的情境，因此也无法把握其作用的走势脉络，从而增大了把握产品架构发展走势的难度。第二，在作用研究上，需要跨领域分析模型理解作用生发机制。现有文献聚焦于产品架构在产品研发领域的作用，虽然一些文献也涉及产品架构在制造领域的作用，但是未深入涉及跨越研发领域和制造领域的作用生发机制——这需要深入研究。第三，需要依赖作用的情境和演变机理把握走势和匹配策略。产品架构的形态和作用都在演变，由于研究情境对其作用的影响未被明确提出，因此出现产品架构作用与情境匹配的困难。第四，缺乏调查统计研究。从附表可以发现，针对国外企业的产品架构研究大多运用调查统计研究方法，而目前针对中国企业的产品架构研究尚没有采用调查统计研究方法，目前此方面的国外文献也很少。

6 产品架构作用研究的发展建议

根据上文的文献分析，本文认为以下有必要作为未来产品架构作用研究的发展方向。

1)产品架构三要素作用的区隔。

Henderson和Clark[46]开拓性地研究了产品架构在产品创新中的作用，尤其突出了通过改变界面而非改变产品部件(component)来实现产品创新，分析了在不同时期进入市场的企业采取的架构创新演变策略，并将架构创新与模块创新进行了明确区分。后续的绝大多数文献(如文献[6]和[27]等)主要深入研究了模块化产品架构的作用。其核心是：立足于模块间的低依赖性，假定界面是固定的，认为模块化架构在研究情境中是静态的①，重点分析了“模块化”的作用机制，忽视了产品架构整体。虽然也有文献研究了界面的战略价值[18，44，94]，但是只从一个侧面反映了产品架构的局部作用而非整体作用，从而容易混淆产品架构与模块化的界限，误认为模块化产品架构代替了产品架构的全部。因此，已有研究并没有充分反映产品架构作为整体系统以及产品架构的各组成部分(系统、组块和界面)的差异。

虽然从产品架构、模块化和模块化产品架构、界面的相关研究(如文献[5]、[6]、[11]、[44]、[46]等)中可以发现产品架构三要素的作用，但是已有文献并没有着意区分三要素的作用，也没有反映三要素作用之间的协同效应。要想更完整地认识产品架构的作用，不仅需要从产品架构整体构成三要素——系统、组块、界面出发，而且必要从动态视角研究产品架构作用的演变机制。

2)产品架构作用的情境。

本文在进行文献分析的过程中发现，现有研究文献并没有明确产品架构的作用所对应的情境，从而增大了作用与情境匹配的难度。只有产品架构的形态与其情境相匹配[87]，才能很好地理解和分析产品架构的作用。准确界定和描述研究情境，是保障产品架构作用研究成功的基础和前提。

有3种基本情境可作为备选——企业竞争发展阶段、产品生命周期和产品升级。成功企业往往经历了单一企业主体竞争阶段—产业链竞争阶段[95-96]—产业生态系统竞争阶段[7]。为了更好地反映产品架构的战略价值，产品架构作用研究会越来越多地与企业发展方式、发展阶段等相结合。虽然企业发展阶段和产品生命周期都可作为分析产品架构作用演变时的可选情境，但是由于企业发展阶段和产品生命周期都是事后的总结，而在发展过程中很难准确界定和判断，因此建议优先选择产品升级作为研究情境。这是因为：产品升级在企业发展过程中比较普遍，很容易对产品是否进行了升级做出判断。不过，难处在于如何区分不同的产品升级情况。

在已有关于产品架构的研究文献中，产品演化被作为研究情境[46]，产品架构的演化得到了关注。产品架构的模块化或一体化的形态是演变的[21]，在面临创新和技术变革时模块化也不是稳定的[23]，并且产品架构的组块演变不一定都是趋向模块化[48，58]。虽然产品架构的作用多种多样，但是由于其情境未被明确，因此无法准确分析和判断产品架构的走势，也很难把握产品架构的作用与情境的匹配策略。

3)产品架构作用的生发机制。

从附表可发现，产品架构作用领域涉及研发和制造领域的比例最高，并且可制造性和制造工艺流程的创新也是产品架构设计的重要方面[17，97-98]，探索性学习可以促进架构系统的创新[99]。目前文献对某个领域——如研发(如Henderson和Clark[46]等)或生产外包(如Takeishi[84]等)上的协调分析[100-101]进行了较多研究，但对于跨领域分析框架仍然尚未涉及。因此，在跨领域的基础上研究作用生发机制是未来的重要方向之一，而以产品架构为分析对象有助于把握创新扩散的路径[102]。

4)行业产品架构作用的演变。

产品架构的演变发生在多个行业。例如：在数控机床行业，产品架构的模块化或一体化的形态是在演变的[21]；在汽车行业，面临创新和技术变革时模块化不是稳定的[23]，且产品架构组块的演变不一定都是趋向模块化[58]。进一步，从附表可以看出：产品架构作用研究分布于多个行业，在综合分析产品架构作用的演变时亟需基于一个具有良好整合作用的视角。本文认为，对一个特定行业中产品架构作用的演变进行纵贯研究是一种上策之选。进行纵贯研究不仅可以深刻地理解产品架构作用的演变规律，而且有助于更好地服务于产品创新战略。

5)调查统计研究方法与中国企业的产品架构作用。

从附表可以发现，关于产品架构作用的研究文献多采取理论模型方法，也有一定比例的案例研究。而目前关于中国企业的产品架构作用研究尚未使用调查统计研究方法。从研究方法来说，调查统计研究为发现中国企业产品架构作用的特点提供了新的途径，有助于提高研究结论的质量。

7 结语

本文以产品架构的作用分析为核心，从产品架构的内涵出发，通过文献分析认为，虽然产品架构的作用丰富多彩，但是由于缺乏可以把握其发展趋势的脉络，所以企业在进行产品架构优化时仍然会十分困惑。本文的文献综述和发展方向建议能为产品架构作用研究提供可借鉴的分析基础，从本文的基本分析框架出发可发现产品架构作用研究的突破口——包括作用情境、作用生发机制、作用演变和研究方法等。

附录：