美國新興的家具品牌Burrow,在創(chuàng)業(yè)3年內融資2800萬美元,主要的產品是采用模塊化設計的沙發(fā),可以根據空間情況配置模塊數量,并且無需任何工具,10分鐘內就能完成組裝。
Burrow主打沙發(fā)有四種座位選擇:1座(550美元);2座(750美元);3座(950美元);和4座(1,150美元)以及5種顏色:礫石、木炭、米色、海軍藍和磚紅色。
所謂“模塊化沙發(fā)”(Modular Sofa),重點體現為:客戶可以自行選擇(1)沙發(fā)座位的個數;(2)面料的材質和顏色;(3)沙發(fā)腿和沙發(fā)扶手形狀以及(4)是否搭配獨立的軟墊凳等,最多可搭配出23,000種選擇。
作為品牌方,既要保證規(guī)模化生產的成本和效率,又要滿足不同客戶的個性化需求,采用模塊化設計是一個有效的策略。
當客戶數量增多,需求多樣性也會隨之增加,市場需求側和供給側的復雜度都會提升。當客戶需求多樣,需要合作和對接的供應商自然也會增多。將產品的設計模塊化,模塊的數量在不增加太多的情況下,通過模塊之間的組合可以產生豐富的產品類型。
模塊化意味著:利用有限的模塊,創(chuàng)造出組合的多樣性,滿足需求的復雜性。
模塊是半自治的子系統(tǒng)
原國際經濟學會主席、斯坦福大學經濟學教授青木昌彥先生(已故),在其著作《模塊時代:新產業(yè)結構的本質》中對“模塊(Module)"和”模塊化(Modularity)“進行了定義。
”所謂模塊是指半自治的子系統(tǒng),通過和其他同樣的子系統(tǒng)按照一定的規(guī)則相互聯(lián)系而構成更加復雜的系統(tǒng)或過程。“
”模塊化“包括模塊化分解與模塊化集成兩大步驟。將一個復雜的系統(tǒng)或過程按照一定的聯(lián)系規(guī)則分解為可進行獨立設計的半自治的子系統(tǒng)的行為,稱之為“模塊化分解”。反之,將可進行獨立設計的子系統(tǒng)(模塊)按照規(guī)則逐步增加而構成更加復雜的系統(tǒng)或過程的行為,稱之為“模塊化集成”。
八卦是模塊化思維的經典例子
《系辭》:易有,是生兩儀,兩儀生四象,四象生八卦。
易有太極,是生兩儀:太極生成陰陽兩儀,一陰一陽,陰陽二爻,陽爻“—”和陰爻“- -”。
兩儀生四象:陰陽二爻,又生出四象:太陽,少陰,少陽,太陰。
四象生八卦:四象又衍生出第三爻,是為八卦。
陽爻“—”與陰爻“- -”,各是一個模塊。兩個模塊,組合出“四象”;三個模塊,組合出”八卦“。
3個模塊VS8種組合,組合多樣性似乎并不明顯。
據稱著名數學家和哲學家萊布尼茨研究過八卦與二進制的關系。如果將陰表示為”0“,陽表示為”1“,我們來看八卦、二進制以及十進制之間的關系。
我們幾乎每天都在接觸的”二維碼“就是二進制的應用。
微信名片就是37×37 的矩陣規(guī)格,微信的付款碼是 25×25 的矩陣規(guī)格。
每一排有 25 個方塊,共 25 列,除去定位用的方塊和冗余糾錯的方塊等,還剩下478 個方塊。按照二進制,每個方塊只有黑或白兩種選擇,所以 478 個小方塊理論上一共可以組合 2^478 個二維碼。
也就是一個25X25規(guī)格尺寸的二維碼可以生成:780437137578998057845399307448291576437149535666242787714789239906342934704941405030076525765872992789956732780351655723861993919822071326572544個二維碼。
假設微信一年會用掉6000億個二維碼,用掉25X25這一個尺寸產生的二維碼需要多少年呢?我們來算一下:2^478/6000億=1.301×10^132 年。
從二維碼可以看出,雖然模塊的種類和數量非常有限,但是卻能創(chuàng)造出近乎無限的可能性。
進一步來講,模塊化能夠將簡單性和復雜性——這看似矛盾的兩極,整合統(tǒng)一在一起。?
”模塊化“并非出現在現代的產品、工程和系統(tǒng)之中,我們日常生活利用模塊化思維的例子不勝枚舉。
假設我們把產品簡化為:模塊+接口,即:產品=模塊和接口
語言:有獨立含意的語音或字(模塊),用語法(接口)組合成語言(產品)
印刷:活字(模塊),排版(接口)出印刷品(產品)。
音樂:音階和音符(模塊),按樂理(接口)譜成樂曲(產品)。
中醫(yī):中藥(模塊),按藥理、病理、生理(接口),針對病情開具處方(產品)。
樂高:積木(模塊),拼插的凸起和內孔(接口)。
模塊化是管理復雜性的有效策略
在前面的文章中,我們提出了管理復雜性一般采取兩種基本策略:
弱化所處環(huán)境的復雜性(好比:水多加面)
強化應對復雜性的能力(好比:面多加水)
當一個組織在應對環(huán)境的復雜性的時候,往往會提高組織本身的復雜性(比如:擴大規(guī)模、增加層級、引入多樣性人才等),但是組織的復雜性提高又給管理與運營帶來挑戰(zhàn)。也就是說,組織會同時面臨外部的復雜性和內部的復雜性同時在提高的不利局面。比如,水多了加面,但是面多了又會加水,這樣形成正反饋,導致面團越來越大。
價值工程(Value Engineering)分析方法把“價值”定義為:“對象所具有的功能與獲得該功能的全部成本之比”,即Value(價值)=Function(功能)/Cost(成本)。
我們可以將公式做一個轉換:
價值V=應對外部復雜性的能力/處理內部復雜性的成本,V=Function(應對外在復雜性)/Cost(控制內在復雜性)
如果內部的復雜性以及處理成本在增加(分子),雖然應對外部復雜性的能力在提升(分母),但最終的價值增長有限。
因此,為了提高價值(Value),有三種基本策略:
1.控制內部復雜性的增長及其成本
2.提升應對外部復雜性的能力
3.提高應對外部復雜性的能力的同時,控制內部復雜性的增長。
模塊化就是管理復雜性、提升系統(tǒng)價值的一種有效策略。
模塊化能夠降低成本,提高效率
亞當斯密在《國富論》中講了一個以制造扣針的經典例子:
制造一枚扣針大約需要18道工序。如果是工人每人單獨完成所有工序,一天可能1枚針也造不出來。但如果18道工序分別由專門的工人擔任,即使是只有10人的小工廠,10個人每天能制造4.8萬枚針,就是每人每天制針4800枚。
亞當斯密以此案例旨在闡明勞動分工對提高效率的價值,其實,將“10道工序”交由專人完成也是一種“模塊化”生產方式。

分工雖然有效,但是如果分工過于細密,又會導致協(xié)作起來的難度加大。模塊化可以避免因分工過細而導致較高的協(xié)作成本。以汽車的座椅為例,50個零件一般需要30多家零件供應商提供,若以模塊化生產,整車廠只需要與一家座位模塊的供應商打交道。
例如,國產版的特斯拉Model3就將整體拆分為不同模塊并外包給對應的專業(yè)供應商。
202年1月,為與新冠病毒競速,武漢兩座傳染病醫(yī)院——火神山和雷神山醫(yī)院,創(chuàng)造了10天左右時間就建成的奇跡。
這兩所醫(yī)院都是采用模塊化的設計、運輸和搭建?;鹕裆结t(yī)院的組成模塊是6米長、3米寬的長方形模塊,一般每個單元為一個箱式板房,大概為1600間。通過水平與垂直方向不同的組合方式,形成了 病房、衛(wèi)生間、緩沖間、病人走廊、醫(yī)護走廊 等等不同的功能分區(qū)。
模塊化創(chuàng)新:創(chuàng)造”選擇權“
在生物進化中,上一代產生基因的“可遺傳變異”(主要為:基因突變、基因重組和染色體變異),傳遞給下一代??梢哉f,沒有變異就沒有進化;生物變異是生物多樣性的主要來源。
模塊化理論專家、哈佛大學鮑德溫教授認為,模塊化最重要的價值在于兩點:
1、模塊化設計可以創(chuàng)造選擇權(Option);
2、模塊化設計可以演化(Evolution)。
非模塊化設計的系統(tǒng)缺乏“選擇權”,原因在于:我們要么換掉整個系統(tǒng),要么保留或修補系統(tǒng)。
但是,對于模塊化設計的系統(tǒng),我們則可能有更多操作的選擇。
鮑德溫教授還巧妙地借鑒和引用了金融中的期權理論(期權英文也為:Option)。一個選擇權的組合,要優(yōu)于對組合的選擇權。比如,對于投資組合中的不同資產(基金、股票、不動產等),我們都有選擇賣出/買入的權利,要優(yōu)于僅僅對這個投資組合擁有買入/賣出的選擇權。
在《設計規(guī)則:模塊化的力量》中,鮑德溫教授梳理了六種操作模塊的主要方法(Modular Operators,注:operator在數學和計算機科學中為運算符或算子):
分割(Splitting ):將一個系統(tǒng)分解為兩個或更多的模塊
替代(Substitution ):用一種模塊化設計代替另一種
擴展(Augmenting):向某個系統(tǒng)添加新的模塊
排除(Exclusion) :將某個模塊從系統(tǒng)中除去
歸納( Inverting) :通過歸納創(chuàng)造一個新的設計或新的設計規(guī)則
移植(Porting):將某個模塊移到另外一個系統(tǒng)中
以搭建樂高積木為例,你將將一個拼接好的積木塊兒拆開來(分解);
用一個新的積木來替換舊的(替代);
把一個積木添加到正在搭建的積木塊兒中(擴展);
把其中一個不想用的積木直接移出(排除);
將若干積木組合出一個大的積木塊兒或者以一種新的組合方法來組合出積木塊兒(歸納);
把剛拼接好的積木塊兒安放到另外一個積木當中(移植)。
我們假設一個產品中包含N個模塊,上面6種模塊操作程序都可以應用到每個模塊上,當然可以選擇什么都不做,那么,該產品意味著就有[6^N(次冪)×2-1]種可能的狀態(tài)。
應用模塊操作程序的方法,如圖所示:
模塊A:分拆為三個小的組件
模塊B:設置了三種可替換的模塊
模塊C:從系統(tǒng)出排除出去
模塊D和模塊E:組合(歸納)成為大的結構化模塊
模塊F:從系統(tǒng)Ⅰ移植到系統(tǒng)Ⅱ當中
模塊G:添加(擴展)進新的模塊
該產品所擁有的6個模塊(A+B+C+D+E+F),就有[6^6×2-1]=93311中不同的組合或者說可能性空間。這還是進行1次6種操作的結果,還可以進行第2次、第3次、第4次……
以有限的模塊應對復雜的需求
蘸料是吃火鍋的必備項,但是每個人口味不同,如何才能滿足多樣性的需求呢?不可能給每位客戶都定制一碗蘸料。因此,每家火鍋店就有了一個標配——調料臺,放置著:醬油、香醋、辣椒、芝麻、香菜等10幾種調味料。每個客戶可以各取所需,調制出符合自己口味的蘸料。
這里每一種調味料就是一個功能模塊。是否選擇某個模塊以及取量多少,由客戶自行決定,能夠搭配出多少種口味,我們不得而知,但可以肯定是數量巨大,完全可以滿足需求的復雜性。
以有限數量的模塊,創(chuàng)造出無限可能的組合,因此,既兼顧了成本的簡單性要求,又滿足了功能的復雜性需求。
在電動車品類的競爭中,特斯拉與大眾汽車采取不同的市場競爭策略。其中,特斯拉采用爆款策略,其整車制造的特點是將單品打造成爆款車型,在積累一定數量的銷量優(yōu)勢后開始降本。
與特斯拉不同,大眾采取模塊化平臺策略共攤成本,推出了電動車MEB平臺。該平臺具有較好的擴展性,可以延伸多個級別的所有類型車型,如三廂轎車、兩廂轎車、SUV 、MPV、兩門跑車、敞篷車等,具有明顯的靈活性優(yōu)勢,有助于實現快速和高效的生產,并實現規(guī)模效應。
不同級別、不同類型的車型可以實現核心零部件的大量共用,電機、 電池組等實現高度的標準化,通用化率顯著提高。與此同時,動力性、整車的輪距、軸距、車身形式等各個關鍵參數又能自主定義 ,從而滿足市場需求的復雜性。
模塊化設計:結構+接口+標準
根據鮑德溫和克拉克的模塊化理論,模塊化設計可總結為“模塊化1-2-3”,即一個可模塊化的系統(tǒng)是在兩套規(guī)則作用用下,通過三個核心要素而形成。
一個可模塊化的系統(tǒng)是指系統(tǒng)本身是可拆分或分解的,否則無法進行模塊化設計。
兩套規(guī)則:
1.看得見的設計規(guī)則(又稱可見信息,Visible Information),是界定模塊之間關系和互動的規(guī)則;
2.看不見的設計規(guī)則(又稱隱藏信息,Hidden Information),是僅限于模塊之內而對其他模塊沒有影響的規(guī)則。
三個核心要素(“可見信息”):
1.結構:確定哪些模塊是系統(tǒng)的構成要素,它們應該按照何種結構組合;
2.接口:詳細規(guī)定模塊之間如何相互作用,如何傳遞能量和交流信息;
3.標準:檢驗模塊是否符合設計規(guī)則,模塊之間是否匹配及能否成功整合為一體。
”馬賽克戰(zhàn)“概念:模塊化殺傷網
2017年,美國DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency,國防高級研究計劃局)戰(zhàn)略技術辦公室(STO)正式提出“馬賽克戰(zhàn)”的全新戰(zhàn)爭概念,其靈感源自建筑領域的馬賽克材料,尺寸小、可拼接的馬賽克片,可以組合出結構較復雜、設計可變化、規(guī)??蓴U展的墻面。
“馬賽克戰(zhàn)”概念,根據戰(zhàn)場具體的情況和面臨威脅的程度,將各類單獨負責Observe感知、Orient定位、Decide決策和Act行動的模塊進行靈活的分解、組合和重構,從而實現由過往的殺傷鏈Kill Chain轉變?yōu)闅WKill Web。
參照模塊化設計規(guī)則的三個核心要素,“馬賽克戰(zhàn)”之所以能夠根據戰(zhàn)場情況和戰(zhàn)役目標實現彈性、敏捷和可擴展,最重要的原因是,模塊之間的組合從鏈式的結構轉為網狀的結構。
模塊化設計的應用:“模塊化飲食方案”
“模塊化飲食方案”是健身營養(yǎng)大V“仰望尾跡云”自創(chuàng)的一套簡單而靈活的減肥和健身飲食指引。
我們可以通過公式估算出自己每天的熱量總消耗,假如是2500千卡。你想減肥,每周想減1斤,那么每天就應該少攝入500千卡,每天吃2000千卡。問題是,你怎么知道自己正好吃了2000千卡呢?針對中餐進行準確的計算熱量很難。
“模塊化飲食方案”精心設計了一張“備選食材表”,將上百種常見食材分成九大類:蔬菜、水果、肉類、蛋類、奶類、豆類、堅果及種子、主食、植物油。每一類里面的每一份食材,熱量都一樣而且都是方便計算的整數。
我們使用這個表的時候,根據自己減肥需要攝入的飲食熱量,在這幾類食物里面分別挑選幾份食物,一湊,就是一天的全部飲食。
比如,你計算出來,要滿足減肥的目標,需要每天吃1500千卡熱量,那么就可以在食物表里,選1份350千卡的主食,作為早飯和午飯,選1份150千卡的主食作為晚飯。這就500千卡了;
再選擇3份50千卡的蔬菜,2份100千卡的水果,小計350千卡,一共是850千卡了。剩下650千卡,我們任意選擇1份肉類,是200千卡。
再選擇1份堅果1份豆類1份奶類1份蛋類,一共是300千卡。還剩150千卡,正好是3份植物油,炒菜的時候用。
模塊化減肥飲食就好像我們去吃一種特殊的自助餐。餐桌上擺著各種不同的食物,都是一份一份的。雖然多種多樣,但有一個特點:不同種類的食物,在固定重量下,熱量都是一致的整數(50千卡、100千卡和150千卡等)。
另外,不同類型的運動在某個時間長度內可以消耗多少熱量,也做了計算和統(tǒng)計。
也就是說,吸收熱量需要的飲食和消耗熱量需要的運動,都被拆解為容易理解、記憶和操作的模塊。
與此同時,每個人的減肥訴求和生活方式不一樣,并且都希望每天飲食的種類和口味多樣化,模塊化的飲食便能在一定的”設計規(guī)則“下進行組合,生成每天和每餐的飲食方案。
結構:
1.攝入-消耗結構:吸收多少能量(飲食)-消耗多少能量(運動)
2.營養(yǎng)結構:九大種類的食材,每種都必須包含
接口:
1.按照飲食習慣的組合:比如,意面+肉醬、饅頭+咸菜等;
2.按照個人口味的組合:比如,酸奶+香蕉、油醋汁+意面等。
標準:
1.不同的生活習慣和身體狀況,適用對應的飲食及運動方案;
2.滿足每天的能量缺口,即:為了達成減肥目標,總體消耗能量——吸收能量要為負值。