事關(guān)國家興衰的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域
——復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化

文/李春田

事關(guān)國家興衰的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域
——復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化

文/李春田

什么是復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)（complex products and systems，CoPS）是指研發(fā)投入大, 技術(shù)含量高,單件或小批量、定制生產(chǎn)的大型產(chǎn)品、系統(tǒng)或基礎(chǔ)設(shè)施。諸如大型電信通信系統(tǒng)、大型計(jì)算機(jī)、航空航天系統(tǒng)、智能大廈、電力網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、大型船舶、高速列車、半導(dǎo)體生產(chǎn)線、自動化生產(chǎn)線、信息系統(tǒng)、軌道交通控制系統(tǒng)、社會保障及社會安全系統(tǒng)等等。

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)這個概念，最早是由英國的Hobday提出，并作為與傳統(tǒng)的大規(guī)模制造的產(chǎn)品有重大差異的產(chǎn)品類型進(jìn)行單獨(dú)研究。很顯然，其外延已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了通常的產(chǎn)品范圍，這里所講的“產(chǎn)品”是一類特殊的產(chǎn)品，其最大的特殊就是復(fù)雜，它不是一個孤立的產(chǎn)品而是一個復(fù)雜系統(tǒng)。我們今天所講的“大規(guī)模工程”指的基本上是這類對象。

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)是由美國軍事開發(fā)系統(tǒng)中的大型技術(shù)系統(tǒng)（large technical systems）演化而來的，如美國陸軍的“探險者”計(jì)劃、海軍的“響尾蛇”導(dǎo)彈計(jì)劃、空軍的“宇宙神”計(jì)劃、航空航天局的月球探險計(jì)劃以及波音公司的“民兵”導(dǎo)彈計(jì)劃等等，它們的共同特征是產(chǎn)品系統(tǒng)由眾多子系統(tǒng)或零部件組成的多技術(shù)系統(tǒng)（multi-tech-nology systems），有的甚至是多達(dá)幾十種技術(shù)的復(fù)合體，如“柰基-2”導(dǎo)彈就由一百多萬個零件組成，不僅要把它們安排在窄小的空間里，而且還要互相關(guān)聯(lián)，其復(fù)雜性可想而知。負(fù)責(zé)這類項(xiàng)目的工程師們的共同感受是一旦介入這類項(xiàng)目，就陷入了復(fù)雜性災(zāi)難之中，技術(shù)的復(fù)雜性造成了各種不同但又互相有關(guān)的混亂，有時僅僅由于計(jì)算中的一個誤差就會造成巨大損失。這就是推動運(yùn)籌學(xué)和后來的系統(tǒng)工程發(fā)展的強(qiáng)大動力。

人類社會發(fā)展到今天，已經(jīng)把我們從“大規(guī)模生產(chǎn)時代”帶到了“大規(guī)模工程時代”。大規(guī)模生產(chǎn)時代以生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品為己任，大規(guī)模工程時代則以研制或建造復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)為己任。今天，凡是接觸復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的人都有一個共同感受：在大規(guī)模生產(chǎn)時代，即使是管理最大的生產(chǎn)系統(tǒng)，問題也較簡單，同今天遇到的問題相比也是小問題。因此，與“大規(guī)模工程時代”相伴而生的復(fù)雜性難題，就成了我們這一代人必須面對的挑戰(zhàn)。

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的重要性

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)，已成為當(dāng)今世界各國普遍關(guān)注的戰(zhàn)略重點(diǎn)。德國的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略、美國正在大力推廣的“3D”打印技術(shù)，以及IEC正在推進(jìn)的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化，其終極目的都是針對復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)這個大目標(biāo)的。為什么當(dāng)今世界如此重視復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)呢？這主要是因?yàn)樗木薮蠹夹g(shù)經(jīng)濟(jì)意義：

1.復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)與一般產(chǎn)品相比，相對數(shù)量雖少，但規(guī)模大、單價高，所以整個復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值占GDP的份額比較高，在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)中有著舉足輕重的作用。例如，一項(xiàng)對外的高速鐵路工程，它所創(chuàng)造的價值，遠(yuǎn)非一般工業(yè)產(chǎn)品可比。一列車蘋果換一臺設(shè)備，8億件襯衫換一架客機(jī)，講的都是這個道理。

2.復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的綜合程度高，它由眾多子系統(tǒng)和零部件組成，一旦開發(fā)成功，便能夠迅速推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)而帶動其他那些普通的大規(guī)模制造產(chǎn)品的發(fā)展，它對整個國民經(jīng)濟(jì)的帶動作用無與倫比。

3.復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)涉及的技術(shù)種類多、技術(shù)含量高，其開發(fā)成功能夠直接導(dǎo)致內(nèi)嵌在復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的各種模塊技術(shù)應(yīng)用到其他領(lǐng)域，這種技術(shù)擴(kuò)散的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于通常的產(chǎn)品創(chuàng)新，從而引起整個相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)升級，帶來國家競爭力的提升。

4.復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)屬于大型資本型產(chǎn)品，它們?yōu)樯a(chǎn)“簡單”產(chǎn)品以及提供現(xiàn)代化服務(wù)創(chuàng)造了條件，它們是經(jīng)濟(jì)和社會現(xiàn)代化的支撐平臺。眾多工業(yè)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用、大型項(xiàng)目的投資建設(shè)，將極大地推動國民經(jīng)濟(jì)的騰飛。

5.復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)最能體現(xiàn)一個國家的綜合國力和科技競爭力，能使一個國家在當(dāng)今以科技和知識為主導(dǎo)的國際競爭中占有相當(dāng)主動的地位，同時還可以為國民經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)調(diào)整以及整體發(fā)展方向指出戰(zhàn)略性的目標(biāo)。對國民經(jīng)濟(jì)起著支柱作用的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)將承擔(dān)起在開放的環(huán)境下支撐我國經(jīng)濟(jì)應(yīng)對國際競爭的重任，尤其是國防尖端產(chǎn)品和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品大多屬于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)。

因此，可以說復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的創(chuàng)新和發(fā)展，是一個國家在競爭加劇的國際環(huán)境中，提升國際競爭力和國際地位，賴以生存和發(fā)展的有效途徑，是關(guān)系國家強(qiáng)弱盛衰的命脈。

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的特點(diǎn)

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的研制或創(chuàng)新是一個巨大、復(fù)雜且技術(shù)密集的系統(tǒng)工程，與常規(guī)的產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)以及標(biāo)準(zhǔn)化有著截然不同的特點(diǎn)，如：

1.復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度復(fù)雜性。構(gòu)成產(chǎn)品系統(tǒng)的要素不僅數(shù)量巨大（如構(gòu)成飛機(jī)的零件數(shù)目多達(dá)數(shù)百萬），而且要素之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜。系統(tǒng)內(nèi)部有眾多子系統(tǒng)， 這些子系統(tǒng)之間又是相互依賴的，子系統(tǒng)之間有許多協(xié)同作用，可以共同進(jìn)化。在復(fù)雜系統(tǒng)中，子系統(tǒng)會分為很多層次，大小也各不相同等等。面對這種復(fù)雜產(chǎn)品，我們難以制定通常的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對它進(jìn)行規(guī)范。

2.復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)具有多學(xué)科知識集成的特點(diǎn)，這就使得復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的管理更需要的是對多學(xué)科知識的集成管理。傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化把學(xué)科專業(yè)分得非常細(xì)，培養(yǎng)了大批的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作者，卻極度缺乏系統(tǒng)集成的綜合性人才和橫跨諸多專業(yè)和領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)驗(yàn)；傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化習(xí)慣于單個制定標(biāo)準(zhǔn)并追求單個標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)秀，復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的知識集成要求知識成套（標(biāo)準(zhǔn)成套）且互相協(xié)同。

3.復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)通常是高度定制化的產(chǎn)品。不僅整個產(chǎn)品系統(tǒng)是定制的，它的許多子系統(tǒng)和零部件也常常是定制的。已有的標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)體系無法滿足其要求，許多標(biāo)準(zhǔn)也必須量身定制。這同我們以往的標(biāo)準(zhǔn)化觀念有著天壤之別。

4.復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)多數(shù)情況下是單件或小批量制造的，批量生產(chǎn)法則常常不適用。建立在大批量生產(chǎn)方式基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化理論和思維方式也常常不適用。如傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化以重復(fù)性事物為對象，強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的通用性；而復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化常以非重復(fù)性事物為對象，許多標(biāo)準(zhǔn)具有專用的特點(diǎn)等等。

5.復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)是動態(tài)系統(tǒng)，即與時間變量有關(guān)的系統(tǒng)。沒有時間的變化，就沒有系統(tǒng)的演化，也就談不上復(fù)雜性規(guī)律，因?yàn)槭挛锟偸前l(fā)展變化的。以航空發(fā)動機(jī)為例，20世紀(jì)30年代Frank Whittle推出的航空發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)非常簡單，然而，隨著航空業(yè)對壓力、速度、飛行高度、溫度等各因素要求的不斷提高，航空發(fā)動機(jī)在原產(chǎn)品的基礎(chǔ)上不斷添加新的子系統(tǒng)，然后又需添加控制與監(jiān)測子系統(tǒng)和其他相關(guān)元件，從而使得現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)發(fā)展成為具有代表性的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)。現(xiàn)代的航空發(fā)動機(jī)由22 000多個零部件組成（其中許多零部件是定制的），它能夠?qū)崿F(xiàn)許多新的功能，能挑戰(zhàn)原有發(fā)動機(jī)所不能克服的惡劣環(huán)境。但是傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的最大問題就是缺乏對這種動態(tài)變化的適應(yīng)能力，企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系越是龐大，它的剛性便越強(qiáng)，動態(tài)變化的能力便越差。

6.復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的研制與生產(chǎn)同步。它們是融合在一起的，很難把研制和生產(chǎn)區(qū)分開。標(biāo)準(zhǔn)怎么辦？我們沒有能力把研制過程中所需要的標(biāo)準(zhǔn)事先全部準(zhǔn)備好，更沒必要等到研制結(jié)束后再去制定標(biāo)準(zhǔn)，許多標(biāo)準(zhǔn)也只能跟研制與生產(chǎn)同步進(jìn)行——即需、即制、即用。

7.開發(fā)任務(wù)與開發(fā)人員的多元化，研制過程中各相關(guān)方的廣泛參與和協(xié)同創(chuàng)新以及由跨企業(yè)的多職能項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)承擔(dān)等等，都是傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化從未涉足的領(lǐng)域。

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)之所以有這么多與眾不同的特點(diǎn)，歸根結(jié)底是由于它的高度復(fù)雜性，一切皆由復(fù)雜性而生。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)有的規(guī)模很大，如一項(xiàng)奧運(yùn)工程，有的規(guī)模并不大，如一部智能手機(jī)，但復(fù)雜性卻是共同的特點(diǎn)。那么，什么是復(fù)雜性呢？復(fù)雜性當(dāng)然與要素有關(guān)，但并不一定是要素越多越復(fù)雜。復(fù)雜性的根源主要在于產(chǎn)品的要素、設(shè)計(jì)參數(shù)和任務(wù)之間的相互依賴性、混沌性和不確定性。

復(fù)雜性與不確定性休戚相關(guān)。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的內(nèi)嵌技術(shù)有著高度的不確定性，有的無法在研發(fā)生產(chǎn)前預(yù)知。通常是系統(tǒng)越復(fù)雜其內(nèi)生的不確定性便越大。不確定性越大，失敗的概率越高，投資風(fēng)險越大，但商機(jī)也會越多（這也是人們甘冒風(fēng)險的原因）。那么，不確定性是因何而來的呢？主要是由于人們預(yù)期的不完全性和解決復(fù)雜問題能力的有限性。

因此，如何克服復(fù)雜性和不確定性，如何改變預(yù)期的不完全性和解決復(fù)雜問題能力的有限性，就成為人類跨越復(fù)雜性障礙的關(guān)鍵。

面對這個關(guān)鍵性難題的挑戰(zhàn)，標(biāo)準(zhǔn)化能否有所作為？這不僅是對標(biāo)準(zhǔn)化的重大考驗(yàn)，而且對未來標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展與走向有著至關(guān)重要的意義。

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化模式

基于上述的與傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品截然不同的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的管理理論、傳統(tǒng)的流程管理工具（如ERP）以及常規(guī)管理模式，如質(zhì)量管理體系、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系等等，由于它們都是著眼于企業(yè)內(nèi)部的管理，對于橫跨諸多行業(yè)、專業(yè)與組織的項(xiàng)目管理則不具有指導(dǎo)意義。

傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的管理模式是：把一個組織開展各項(xiàng)活動所需要的標(biāo)準(zhǔn)事先全部制定出來，存到倉庫里備用。這種模式，在技術(shù)進(jìn)步非常緩慢的工業(yè)化初期或計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代，以及產(chǎn)品和生產(chǎn)（服務(wù)）流程長期不變的企業(yè)是基本可行的；隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展、市場競爭環(huán)境的急劇變化以及產(chǎn)品生命周期的縮短，單靠以往積累的標(biāo)準(zhǔn)來應(yīng)對當(dāng)今的市場挑戰(zhàn)，已經(jīng)越來越不能適應(yīng)了；到了后工業(yè)化時代，不要說無法滿足越來越多的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的要求，就是一般工業(yè)產(chǎn)品的多元化快速應(yīng)變都顯得力不從心，傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化到了該轉(zhuǎn)型的時候了。

正如恩格斯所說：“社會一旦有技術(shù)上的需求，則這種需求就會比十所大學(xué)更能把科學(xué)推向前進(jìn)?！奔夹g(shù)的快速進(jìn)步、嚴(yán)峻的市場形勢和復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的迫切需求是把傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化推向現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化的決定性力量。

作為現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化前沿的模塊化已經(jīng)在諸多領(lǐng)域里大行其道，中國的綜合標(biāo)準(zhǔn)化和IEC的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化正在積聚經(jīng)驗(yàn)、蓄勢待發(fā)，它們將最先擔(dān)當(dāng)起復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的重任。根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的運(yùn)作方式可以初步概括為以下3種模式：A模式、B模式和A+B模式。（未完待續(xù)）

（作者：中國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會常務(wù)副理事長、上海市質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化研究院首席標(biāo)準(zhǔn)化顧問）