时间：2023-06-05 10:15:21
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇模块化设计技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
中图分类号：U662 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0056-01
随着科学技术的快速发展，船舶制造业在市场竞争愈演愈烈。而传播制造业在市场上竞争的焦点体现在船舶建造的周期，船舶质量、建造成本以及性能上，因此，只有不断地更新造船的技术和模式才能在激烈的市场竞争中求得一席之地。而因为船舶制造的过程较为复杂，建造的规模大，难以实现船舶制造的批量化生产。并且制造船舶的成本高，建造时间长风险大，船舶的设计也需要满足客户多样化的需求。但传统的船舶小批量的生产方式阻碍了标准化的生产方式，主要的原因在于设计量大，制造周期长。而模块化技术为船舶制造业标准化的生产提供了途径，船舶的制造过程可以利用已有的标准化和系列化的模块，快速地组成整船。在船舶制造业中采用模块化技术能有效地降低船舶开发的成本，缩短船舶建造的周期，也能符合客户个性化的要求。除此之外，采用模块化技术能方便对船舶的设计以及系统的管理，便于日后船舶功能的维修，有效地提高了船舶的生命周期。目前，在玻璃钢游艇设计中已经广泛地采用了模块化技术。
一、模块化造船概述
模块即是可组合成系统以及具有某种功能的通用独立单元，是模块化产品中最基本的组成要素。模块化技术在产品设计的过程中，可以将不同的模块进行组合，从而组合出大量的产品。因此，模块化技术在产品设计中的应用，可以使企业通过各种模块之间的组合，从而快速地，并低成本地生产出适应市场要求的产品。
船舶制造业是一个较为复杂的大型工程，因此其模块也相对要复杂得多。船舶的模块包括结构以及功能模块两大类，两种模块都有特定的界面、尺寸和连接的形式，具良好的通用性。而船舶制造业中的结构模块具有尺寸互换性，结构模块在安装连接的过程中，对其几何参数必须要符合某种规定，如此才能保证结构模块互相通用和兼容。船舶制造业中的结构模块包括舱壁模块以及甲板模块等，此种类型的模块不仅能实现在同一艘船的船舱区域使用，也能在不同船舶相同区域且载重量相当的条件下进行互换。而船舶制造业中的功能模块是相对独立的模块，能实现功能的互换性，功能模块的性能以及质量参数必须要能满足通用或兼容的要求。在船舶制造业中的功能模块包括了机舱设备、舱室以及梯道模块等，这些功能模块均能在不同的船型上使用。船舶制造业通过这些标准的模块进行重新的组合，能显著地降低船舶设计的工作量，提供多样化和个性化的船型以适应市场上用户的需求。
在船舶制造业中采用模块化技术能有效地改变过去单件生产单件设计的方式，通过模块化的技术，在船舶设计中采用模块的组合，可以设计出多样化的产品，满意用户个性化的需求。模块化技术不仅没有失去批量生产的优势，也实现了标准化生产，是未来船舶制造业的发展方向。
二、玻璃钢游艇实施模块化技术的应用
我国在上个世纪90年代初，就已经开始计划并研究船舶制造的模块。在船舶制造业中燃油供油以及灭火装置模块等已经广泛地使用，其中有些模块已经实现了商品化，设备配套厂已经实现了成套提供，由此获得了较为可观的经济效益。由于玻璃钢游艇相对其其他类型的船舶来说尺度较小，因此玻璃钢游艇的与其他类型的船舶加工工艺也存在很大的差别，但对玻璃钢游艇采用模块化技术可以借鉴大型船舶模块化的研究成果。
玻璃钢游艇与传统大型游艇的工艺都很复杂，其管件的数量大，管件的品种也多。比传统大型游艇更困难的是那件管件都分布在狭小的区域，工艺相依来说也较为复杂。且均是在将模块进行组合后，在结构去铺管和布线，这种方式大量地增加了船舶作业的难度。在玻璃钢游艇设计中采用模块化设计，需要在设计中大量地采用标准的接口、使管以及电装，可以大大地简化工作。除此之外，在对玻璃钢游艇的结构进行设计的过程中，要综合地考虑到管和线的走向，使管路开口可以跟玻璃钢游艇穿行一次成型。这样在施工的过程中，便不用去考虑构建带来不良影响，只用考虑到玻璃钢游艇模块的安装。
玻璃钢游艇的设计中采用模块化技术，要综合地考虑到玻璃钢游艇的作业量与生产达到均衡。而在玻璃钢游艇上应用模块化技术能实现平行作业。传统的船舶制造工艺，是将家具在车间做好，并吊装匕船，校核尺寸后再运回车间进行进一步地修改和喷漆，最后再上船安装。传统的船舶制造工序较为繁琐，装饰空间狭小，延长了船舶上家具的安装时间。但在玻璃钢游艇中采用模块化设计时，可以把游艇上的部分家具定义为结构模块，然后给出具体的尺寸，这些家具在车间制造完成后，便可以直接在游艇上进行安装。这种模块化技术能有效地改善玻璃钢游艇的作业环境，提高生效率。
结论
综上所述，在玻璃钢游艇的设计中采用模块化设计能大大地简化总体设计的工作量，有效地减轻了玻璃钢游艇设计人员的劳动力，并显著地缩短了玻璃钢游艇的设计周期，有利于新产品的开发。并加快船舶的更新换代，设计出更多多样化和个性化的产品，满足用户对产品的需求。玻璃钢游艇采用模块化技术，可以让玻璃钢游艇的设计人员对模块进行拆分，简化复杂和重复的生产工艺。以便更好地实现游艇生产的自动化和标准化，有效地提高企业的生产效率，缩短产品研发和设计的周期，显著地降低制造成本。并且节约了工人的劳动力，降低了作业的难度，并提高了玻璃钢游艇产品的性能。在玻璃钢游艇设计中采用模块化设计，能有效地提高游艇企业在市场上的核心竞争力。
参考文献
[1] 柏志辉，叶家玮，李跃先等.模块化技术在玻璃钢游艇设计建造中的应用[J].船舶工程，2010，32（1）：65-68.
[2] 刘雪松，周玉龙.夹层结构玻璃钢游艇整船结构强度有限元分析[J].中国舰船研究，2010，5（2）：145-148.
关键词：模块设计；机械设计；应用
中图分类号： THl2 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）03-173-2
0 引言
机械设计是工业发展的重要组成部分，在机械设计中，模块化的设计方法是提升设计效率的重要方式。但是在实际设计与应用中，依然存在较多的缺陷，且随着科技的不断发展，模块化设计方式必然会随着科技的进步而不断创新。在此情况下，加强对模块化设计方法的研究，并且探究其在机械设计中的应用具有重要的意义。
1 模块化设计方法
1.1 模块划分
在模块化设计方法中，其决定设计产品的质量与效率，其需要在保证产品性能的基础上，最大程度的实现设计的优化，在划分过程中，需要注意以下几点原则：第一，在模块化过程中，需要保证整体的性能；第二，在模块化的设计中，需要保证结构的独立性；第三，需要保证功能的完整性；第四，需要保证连接部分的合理性；第五，需要最大程度地控制模块的数量；第六，需要满足精度、性能、成本以及结构等多样化的形式；第七，需要保证机构的简单特点。
在模块化的设计中，为了保证系统的整体使用性能，需要根据实际情况，保证系统的功能模块的组合性以及互换性[1]，例如在装配产品的过程中，对于具有相同功能的单元，需要保证其具有相同的基面和尺寸，这样才可以有效地将不同的零部件组合起来，形成相应的模块[2]。总之，在模块的划分中，需要在保证整体功能的基础上，最大程度地降低模块的数量。另外，在组合的过程中，要保证组合的不同部件具有相同的功能，并且处于同一个基面中。这样才可以最大程度地通过模块化设计来提升机械设计质量和效率。
1.2 设计方式与功能分析
1.2.1 设计方法
模块的设计方法主要包括横向、纵向和混合三种方式，在设计过程中，横向的设计主要是指不改变参数的情况下，对模块进行设计，以此来提升设计质量；纵向设计主要是指对不同规格的产品进行设计；混合设计是为了满足客户的需求，将两种设计方式结合起来，以便最大程度地提升机械设计质量。
1.2.2 功能分析
在模块化的设计中，根据实际情况，可以将模块化系统分为混合和纯模块化系统两个部分，根据模块的组合可能，同样可以将其划分为闭式系统和开式系统。其主要功能包括以下几个部分：
基本功能是模块中基础的功能，不可或缺，在系统中无论设计多少模块，必须要保障基本功能的完善性。
辅助功能主要主要是实现相应设计模块的功能，以此来提升机械设计的整体效率。
特殊功能主要是指某种产品的特殊功能，如对镗孔功能进行模块设计，可以发挥模块化设计的特殊功能。
适应功能主要是为了生产的需求，调换相应的零部件或者模块来适应生产的需求，因此，其可以称之为适应模块。
2 设计步骤
在模块化设计中，主要分为两个不同层次的步骤，第一个为系列模块，第二个为单个产品模块。在模块化的设计步骤中，单个产品的模块化设计较为复杂，对机器的每个产品均需要制定不同的模块，其具体步骤如下：
2.1 系列模块设计
在系列模块设计中，其主要通过计算实现对市场的调查与分析，确定用户的需求，以此来设计产品的功能以及相应的模块设计，之后根据功能的需求，设计相应的参数[3]。在参数确定成功后，可以对模块进行切分，并且对模块的结构进行设计，以此来形成相应的资料库。通过系列模块的设计，可以构成模块化设计的整体功能，从而可以提升机械设计质量及效率。
2.2 单个产品模块化设计
单个产品的模块化设计是建立在系列模块设计的基础上来完成的，在单个产品的模块化设计中，需要根据用户的需求来确定参数以及模块的选择，在确定完成后，需要对模块进行组装和分析计算，以此来保证模块的最佳使用性能。
3 模块化与科技的融合
3.1 模块化与成组技术
在模块化设计方法中，其与成组技术存在较多的共同点，成组技术主要是应用零件以及工艺的相似性，将其进行划分，之后对相似零件进行标准化的处理，以此来达到生产的目的[4]。而在模块化技术的设计中，其与成组技术的应用存在相似性，将相同类型的软件功能集合起来，形成相应的模块。可见，在模块化设计方法中，运用了成组技术的理念，较好地提升了机械设计的质量和效率。
3.2 柔性制造技术
柔性制造技术是通过灵活性和多变化的特点来实现对生产的优化，在模块化的设计中，同样运用了柔性制造技术，其主要是在解决机床的共性之后，实现对机床个性化问题的解决，在此过程中，秉承的思想是通过运用最少的模块来实现对功能的设计。通过对柔性制造技术的应用，可以保证在机床的生产中，可以做到一机多用的目的。目前，模块化技术以及柔性制造技术已经成为机械设计的重要研究项目之一。3.3 计算机辅助技术
在模块化设计方法中，计算机辅助技术同样是模块化技术的重要组成部分，在计算机技术中，CAD、CAPP以及CAM均为辅助技术手段，在设计过程中，通过相应的计算，可以实现稳定性和l理性的设计。另外，在模块化设计方法中，可以充分发挥计算机的辅助功能，最大程度地提升机械设计的效率。
关键词：模块化；分工；设计规则；背对背竞争
1模块化与分工的区别
尽管模块化与分工之间存在天然联系，但是在经济系统中它们还是有诸多不同的，具体表现在：
首先，模块化是分工的必要条件而非充分条件。也就是说有模块化一定就有分工，但有分工不一定有模块化。分工追求的是生产效率，在交易效率允许的情况下，分工越细越好，越细越能提高专业化程度，越能提高其在特定技能上的熟练程度和知识积累，从而越能提高劳动效率。模块化比分工更为精细和复杂，要求模块执行者对模块化对象要有足够的认识，而不仅仅要求有分工得以进行的技术创新和制度保证。不是任何进行了分工的产品、技术、市场或组织都有模块化的可能和必要，因为模块化对产品、技术、市场、组织有其特征性要求，并且模块化的进行也要进行成本收益分析，模块化之后生产和功能效率必须得以提升。
其次，由模块化与分工产生的竞争模式有很大差异。模块化是一种允许“允许浪费”的的价值创造过程，在每一个环节上都有至少有若干个备选的模块商被选择，即在组装总系统时，每个子模块都有很多模块供应商提供模块化产品，所以总模块商可以选择每个子模块化中的一个供应商，这就有可能使有的模块供应商未被选择，结果其模块无人问津，使其投入得以浪费。由此可见这种“背对背”竞争是异常残酷的，每个模块供应商在标准设计规则下隐藏自己的独特信息设计模块，如果设计的模块未被选中，那么就面临被淘汰的风险。而分工是在分工经济效应的指导下进行的，其竞争程度受交易效率和人口的影响，如果交易效率高，人口规模越大，那么就会加速分工的进行，从而加速竞争。
最后，模块化与分工对信息的要求不一致。模块化要求的信息分为两部分，即“看得见的设计规则”和“隐性的设计规则”，也可分别称为系统信息和个别信息。系统信息是大家都要遵守的信息，即各子模块商必须在熟悉、运用和严格依据该信息的前提下加入子模块的设计，若违背则整个子模块系统将失去效用，然后在各自模块设计上则有自己独有的信息并在该信息下设计自己的模块产品。由此可以看出，系统信息是大的环境，顺应大环境是个体存在的前提，而且由于个体信息的不同才出现了多样化的模块。分工对信息的要求是这样进行的，随着分工的演进，信息逐渐向市场的各个方面渗透，由于信息的分散和不对称，然后产生专业经济的组织和结构，但是市场由在价格竞争的过程中维持公平，抑制了信息不对称导致的机会主义倾向，从而让每个经济参与主体能享受专业化经济带来的经济生产力的提高，即使他们不知道其他方面的信息，而由经济生产能力的提高导致市场的扩大进一步加深了分工。由此可知，即使分工产生了信息不对称，但是由于价格信号的作用，信息不对称带来的不利基本可以避免，并且通过信息的分解和渗透进一步导向了分工的深化。
2模块化对分工的积极影响
目前通过对产品、技术、组织的模块化，经济效率得以极大地提高，之所以会出现这一现象，一个最基础的原因是模块化对分工产生了积极地促进作用，主要表现在如下几个方面：
首先，模块化促进了专用只是向通用知识的转化，通用知识的丰富促进了分工的深化。
随着模块化的进行，越来越多的普通工人和技术力量加入到模块产品的设计和制造中来，通过实践和交流，他们一方面获得了更加专业化的知识，并且在交流的过程中，这些专业知识会向通用知识转化；另外通过产学研的紧密结合，这些专业化的知识很可能通过教育、培训转化为通用知识出现在教科书和一般的文字资料上，然后通过学习更多的人得以掌握并且运用于更为广泛的领域，从而这些领域的分工在新知识的作用下得以深化。模块化通过这种方式间接加深分工是很一般的现象，这也是一般科技得以发展的机制，即某一领域的专业化实践促进了专业化知识的形成，然后通过教育和培训，这些知识被通用到其他领域，形成新的科技，然后通过工作人员的实践和发现，又形成了新一轮的知识，如此循环往复。
其次，是模块化可以降低分工的协调成本，从而提升分工的效率。
在一般的分工合作中，协调成本在所难免，因为产品的完成时依赖于各个工人和部门的分工协作完成的，各个部门之间一般有紧密的联系，一件产品的完成有待于各部门之间的协调，所以协调成本的高低会严重影响一件产品生产的效率。一般而言，越是复杂的产品越是需要多个部门的协调，相应的协调成本也就越高。各个子模块被分解之后，其在“隐性设计信息”下根据自身资源、比较优势和核心竞争力独自设计自己的由竞争力的模块，尽管各个模块在功能和质量上会有差异，但由于遵循的是同一套“看得见的设计规则”，所以各个子模块间具有很强的兼容性。尽管分工合作中不管是显性知识还是隐性知识都会随着系统的更新而变得日益复杂，从而使学习越来越困难，从而导致协调成本的逐渐增大，但是由于模块式在信息治理上的优越性，协调成本将会大大降低，从而减少分工协作中的信息不对称和敲竹杠问题，进而分工效率能够提升。
第三，模块化可以提高人力资本，人力资本是分工演化的人的而非物的因素。
现代经济是分工经济，我们的时代已经走入模块化时代，模块化时代要求专业人才做支撑。但是模块化本身也可促进专业化人才的形成。随着系统模块的分割，各个子系统进行自主设计，在设计上基本上不要和其他模块进行交流，所以其中的团队成员在其领域学习范围越来越窄，技术越来越精细。术业专攻的结果是专才的出现，从而每个模块内部将会积累越来越丰富的人力资本，这些人力资本在子模块化产品完成后无论是继续选择待在原企业还是走向其他企业，都会将其所学技术带走并运用于其他模块的研发，分工是在人的劳动中完成的，人力资本的提高毫无疑问将会促进分工的广化和深化。
关键词：包装机械 模块化设计 应用 前景
中图分类号：TB846 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（c）-0076-03
随着社会经济的发展，用户对产品的个性化提出了更高的要求。包装机械的设计也受到了市场经济的冲击，需要从缩减成本、加快开发和个性化设计等多个方面考虑自身的改变。传统的包装机械生产的批量较大、成本较高、品种较少，这已经适应不了市场的需求，必须加快自身改革的脚步。模块化设计是一种用功能决定包装机械设计的手段，它可以最大化满足客户的需求，应对市场的变化。因此，将模块化设计加在包装机械设计中是时展的趋势，也是包装机械缓解当前困境的措施。
1 包装机械模块化设计的内涵与特点
1.1 模块化设计的内涵
模块化设计是建立在分析产品功能基础上的，在选择前需要商家根据自身的需求选择模块。因此，模块需要根据种类作出划分，以方便客户的选择。通过这种设计，用户可以选择模块的组合来决定产品的性能，以此来应对市场的快速变化。同时，这种设计也减缓了包装机械更新换代的速度，用类似半智能化的设计手段来促进包装机械的发展。
模块化包装机械的模块有多种分类，根据功能和性能的分类大致有以下4种基本类型。
（1）横向类型。横向类型的模块化设计是指不改变产品的主参数，利用模块来实现产品的变形，以此来满足用户的需求。这种类型较为稳定，模块设计也较为简单，是较为常见的一种模块类型。
（2）纵向类型。纵向类型的模块化设计是指在同一类型的前提下，对不同规格的产品做定向修改。这种类型的模块可以使产品更加多样化，生产更多种类的产品，相比横向类型较为复杂。
（3）跨系列类型。跨类型的模块设计是指在一定范围内改变模块的某些性能，从而得到其他类型的产品。这种类型的模块设计可以满足多种用户需求，但是投入和复杂程度都较高。
（4）全系列类型。全系列类型的模块设计是一种综合体，它既包括了横向类型的模块化设计，也包括了纵向类型的模块化设计，是实现产品功能最大化的一种模块设计类型。
1.2 模块化设计的特点
模块设计是建立在机械系统基础上，同时它也结合了计算机系统和智能化系统，它的特点主要有以下几种。
（1）简化设计。包装机械的设计是一个复杂的过程，需要从多个需求入手，然后分别设计相应的功能，最后综合机械设计的原则和指标，完成包装机械的整个设计。但是模块化的设计却可以极大程度地简化包装机械的设计过程，原本的模块是固定的，只要根据功能需求选择相应的模块，然后综合在一起，就可以基本完成整个设计。
（2）产品柔性程度高。模块设计和机械设计不同，它可以独立地存在，随时将最新的技术应用在自身。因此，模块化设计的更新换代是极快的。在此基础上，生产商可以通过模块设计来替代原本的产品功能，可以符合多种需求，有很强的设计柔性。
（3）便于维修。机械产品存在问题之一就是维修和保养困难，有时机械设备的维修和保养花销远远超过了设备本身的价值。包装机械也是如此，面对着维修困难的局面。模块化设计很好地解决了这个问题，使不同模块可以独立地存在，在维修时只需要选择相应的模块就可以，方便了维修的过程。
（4）成本较低。模块化的包装机械在设计和制造的过程中都可以通过选用相应的模块来完成，再加上设计的柔性较高，可以实现小批量的生产，降低了包装机械的设计制造成本。
2 模块的划分和接口
2.1 模块的划分
模块化设计是应用在机械设计中的，它不仅要符合自身模块的设计指标，还要考虑到机械设计中的要求和指标。所以，在一定程度上，模块的划分要满足机械设计的互换性原则，即模块配合补位的尺寸是有固定的标准，可以实现相同模块的互换。作为系统的一部分，模块的划分在一定程度上决定着机械系统能否正常运作。因此，模块的划分要有很强的灵活性，照顾到管理的方便。同时，还要考虑到产品的发展和变形，为实现其柔性奠定基础。在具体的模块划分中，要注意以下几点。
（1）满足模块多变性的需求。模块在划分的时候要从功能入手，力求用最少的模块可以组成功能最多的产品。
（2）满足模块独立性的需求。模块在加入系统之后虽然是整体的一部分，但是要能够独立存在，使其功能和结构在独立的情况下完整。
（3）结合部位的灵活。模块是要加入系统中的，并且可以随时拆卸。所以，模块的结合部位要便于结合与分离。
2.2 模块的接口
模块设计的基础是能够独立的存在且应用于整个包装机械的系统，所以模块的结合是模块最重要的部分，结合的补位也称为接口。模块的接口在一定程度上决定着不同模块之间的互换性和可组合性。据有关数据表明，模块的性能60%以上决定于其接口。因此，接口的重要性可见一斑。
对于包装机械来说，虽然其生产时的工艺力较小，不需要较多的依靠接口处的阻尼力。但是接口的标准化和通用化也决定着整个系统的性能，这关乎到模块能否在包装机械的系统中发挥相应的作用。因此，接口的设计一定要按照统一的标准，保证模块组合的有效性。
3 模块化设计在包装机械中的应用――以贴标机为例
3.1 贴标机现状
贴标机是包装机械中最常用的一种，它用于对包装成品做最后的加工，给产品贴上标签。经济在发展，时代在进步，人们在选择商品的时候希望从商标中得到更多的信息，以此给自身的选择提供参考数据。而且市场的需求的是多样的，所以产品也必须具备多样性的特点，这就给贴标机提出了更高的要求。
传统的贴标机是一对一形式的，一种标签对应一种机械。这种贴标机不仅提高了产品的成本，降低了商家的竞争力，还阻碍了产品的多样化发展。所以，模块化设计创新应用在了贴标机中。将模块化设计应用在贴标机后，有以下几点优势。
（1）降低生产的成本。贴标机在应用模块化设计后，可以实现多种标签的标记，在需要的时候更换相应的贴标模块即可。这就极大降低了生产的成本，提高了商家的市场竞争力。
（2）促进商品的多样化。市场的需求变化是很快的，产品想要满足市场的需求，必须加快自身的变化速度。产品的变化，相应的标签也将变化。因此，模块的设计可以让商家忽略产品变化对贴标机的压力，从而加快产品多样化的发展。
根据上述的分析，可以很明显地看出模块化设计在包装机械中应用的优势，也正因为如此，当前的包装机械大多采用模块化设计的方式。例如，德国的krones集团是全球领先的包装机械设计厂家，它们重视模块化设计和包装机械设计的结合，优化了包装机械的性能，使自己的产品在市场上更具竞争力。
3.2 模块设计在贴标机中的应用
模块化设计可以改进包装机械的性能，这是由于模块的多样性对包装机械功能的提升。首先，模块设计有自身的种类划分，根据上文的分析，模块的划分在一定程度上决定着机械系统能否正常运作，因此需要满足模块多变性的需求、模块独立性的需求和结合部位的灵活等设计要求。在贴标机中也是如此，它可以分为冷胶贴标模块、自粘贴标模块、标签滚压模块、基本模块和传送模块等。
不同的模块决定不同的性能，产品在制造的时候就可以根据需求选择相应的模块，然后组装完成贴标机。而且，这种选择的方案是不受限制的，客户可以最大化地实现产品的个性化，同时贴标签的位置也可以随意指定，将贴标机的功能再次提升。
在2005年的德国慕尼黑食品技术博览会上，krones公司展示了最新的高速贴标机，这种贴标机将商标的长度定在了240～600 mm之间，并且有一套通用的商标模块，可以实现多种商标的互换。而且这种贴标机更换模块的速度也较快，能灵活地满足商家的各种需求。因此，krones公司的贴标机迅速占领了市场，将模块化设计在包装机械中的应用完美诠释给了世人。
3.3 模块化设计在包装机械中应用的问题和前景
模块化设计虽然有着不可替代的优势，提升包装机械的性能，但是也有自身的限制因素存在，具体表现在以下几点上。
（1）开发的周期较长。模块化设计满足的功能较多，所以其在设计的过程中需要考虑多种问题，这就增加了模块化设计的难度，延长了模块化设计的周期。而且，模块化的设计还要考虑各部分之间的配合问题，这就导致了一个修改导致整体机构设计的修改。因此，模块化设计的前期设计工作任务量较大，需要从模块的自身问题入手，分别探讨不同的功过环境、不同的应用设备对整个模块的影响。基于这些原因，模块化设计的开发周期比较长，消耗的时间往往是传统设计方式的几倍之多。
（2）开发过程复杂。模块化设计需要兼顾多种模块的协同运作，还要考虑模块在整个系统中运作。所以，开发的过程比较复杂。而且，模块化设计还需要考虑电子技术和计算机技术在其中的应用，在整个开发过程中要协调多种技术之间的配合关系。特别是为了实现模块化设计的智能化，各种传感器和PLC等软件和程序都需要加在其中，使整个开发过程较为复杂，增加了模块化设计的难度。
虽然模块化设计有自身的限制因素存在，它的应用还是不可阻挡的。当前的机械已经向着自动化和智能化的方向发展，需要满足多种需求。所以，必须从机械系统的整体划分开始，利用模块化设计来优化整个包装机械的性能。再者，经济的高速发展需要包装机械生产的产品有一定的市场竞争力。因此，模块化的设计应用在包装机械设计中的脚步不可阻挡。就以目前的情况而言，我国的包装机械应用模块化设计的程度还不够高，跟发达国家还有差距。但是市场经济的压力和国家对技术的重视都给模块化设计在包装机械中的应用提供了动力，它的前途必然是一片光明。
4 包装机械设计中的其他优化方案
模块化设计是包装机械设计优化的一种方式，除此之外包装机械设计优化的方法还有虚拟设计这种方式。虚拟设计是随着计算机技术的发展而兴起的，例如计算机的辅助绘图软件CAD和Solidworks等，它们可以实现在电脑上的三维绘图，然后生成相应的技术指标和性能参数。这种方式不仅可以用来检验设计的故障与瑕疵，还可以简化整个设计的过程。最重要的是，这种设计方式很方便修改，可以根据客户的需求做出各种调整，直到客户满意为止。虚拟设计是在计算机基础上发展起来的，所以它对计算机依赖的程度较高。但是这种依赖却有利于包装机械设计行业的发展，它不仅可以提高设计的速度，还可以将设计的成果进行模拟，检验其在特定环境下的工作状况。虚拟设计是用现代的科技手段进行传统的包装机械设计。这是时展的趋势，也给包装机械设计行业提供了新的发展方向。
除虚拟设计之外，包装机械设计方案的优化还有以市场需求为主的方式。需求决定市场，市场的需求方向即设计的优化方向。以目前的情况而言，包装机械行业的市场需求主要有包装机械的设计对环境的影响要小和设备购买的成本尽可能少。当前发展的是可持续的经济，要求机械设备产生的污染物较少，产生的噪声也要小，这就对包装机械内含的科技提出了更高的要求。但是当前我国的包装机械在这方面做得还不够好，设计和生产的包装机械还是以追求利益和生产为主，忽视了机械设备附属的价值。包装机械设备的竞争力在某种程度体现在价格上，客户想用最低的价格购买性价比最高的产品。这种性价比更多体现在包装机械设备的科技内涵上，包含的科技越高端，其本身的附属价值就越高，同等资源消耗，可以用更快的速度和更高的质量产出更好的商品。
5 结语
时代的发展给包装机械提出了更高的要求，需要从自身设计的柔性和符合市场需求等多方面做出调整，以满足发展的需求。改革是动力，要实现包装机械的发展，必须深化模块化设计的应用。以目前的情况而言，我国的包装机械行业和德国、美国和英国等国家相比存在一定的差距，模块化设计的应用也赶不上发达国家的脚步。但是，这也为我们提供了更多发展的思路和方向，可以借鉴他人成功的经验，最终实现模块化设计在包装机械设计中完美的应用。
参考文献
[1] 贺兵，刘扬.模块化设计在包装机械设计中的应用[J].包装工程，2008（10）：140-142.
[2] 孟令立.模块化包装机械的设计仿真与优化研究[D].天津大学，2012.
关键词：虚拟企业 模块化 经济分析 构建策略
按照新制度经济学企业理论创始人科斯教授的观点，研究企业组织形态的本质不能回避两个问题：一是这种企业组织形态为什么会存在，还有一个问题是这种企业组织形态的边界在哪（曾楚宏等，2009）。基于现代核心竞争力的资源观理论和能力观理论，企业实施模块化的出发点很可能是不唯一的，有可能是出于社会物流资源的优化整合利用，也可能是出于社会物流服务能力的整合，当然也许还有其他未来会对企业竞争优势起作用的因素。
企业借助现代信息网络构建虚拟物流企业，其重要目的之一就是实现技术、能力与知识的快速集成，在技术、能力与知识多源组合的同时，实现虚拟企业的营销终端整合、知识融合、技术提升、标准统一、并行研发、节奏优化、规模整合、产品线充实、情感磨合、品牌建设，也可以实现众企业优势要素禀赋的强化组合（郭曙光等，2011）。目前模块化是虚拟企业构建的基本方法之一。那么各企业在构建虚拟企业时只考虑资源和能力的优化就可以跨越实现模块化的门槛吗？笔者认为，从企业模块化现状出发，各企业的要素禀赋具有历史性、企业文化、文化传统、品牌声誉、管理思想、员工素质、地域传统等多种、多元异质、多层次差异性，这些差异会在模块化过程中在模块化的边界突出表现。因此模块化的边界就是模块化运作的管理重点和研究重点，需要进行良好的研究和边界设计。
模块化理论演进及其动因分析
（一）企业模块化的边界形成分析
模块化的经济是一个综合的概念，他包括规模化经济、范围化经济、专业化经济、集群化经济、学习化经济、网络化经济等（江积海等，2009）。上述经济的要求往往会随着需求市场和业界竞争的变化而变化，而部分原有中小企业自身的规模相对固化，这就为模块化的分解与整合形成动因。目前模块化产业集群是中小企业模块化的重要实现形式，资源和能力的整合是其重要特征。而某些大中型企业实施模块化的路径是按功能分解资源及其能力，能力的分解是重要特征。笔者认为，模块化对于中小企业来说，核心竞争力边界的确定更为重要，这是企业参与企业集群的基本条件和获利前提。
一般来说，企业在向最小的企业边界收缩时一般要考虑两个方面的协同，一是资源向核心业务领域变动，二是企业保留在业界具有相对竞争优势的那部分业务能力。这是企业在规模和业务形式上的变动，形成具有效率优化的企业规模边界。而优化后的企业通过与其他企业的联盟或构建供应链实现整体服务能力的提升，共同构建优势供应链，分享竞争优势带来的好处，这就构成了虚拟企业无形的能力边界。为模块化分解和模块化整合提供了路径依据。
（二）企业模块化的运作问题分析
模块化的实现与运作是众多企业参与的动态的过程，由于企业差异性与参与度的信息不对称，短期不能确定是模块化经济还是不经济。这不仅取决于企业或模块的外部生存环境，也要看企业模块化的协同，特别是模块化边界间交流与交易的效率。特别是在模块化的初期，企业之间还没有实现重复博弈，模块内外部的信任关系还没有很好的建立，其策略的构建与实施更显重要（郭曙光等，2010）。
一般来说中小企业实现模块化的基础除了自身资源局限性，也不同程度存在管理、文化、员工素质、反应能力、技术能力、供销渠道、终端服务质量、客户资源、研发、资金等多方面局限性。这些多方面的局限在进行资源与能力的企业边界优化时，并没有一并得到解决。也就是企业的模块化分解与模块化整合只是解决核心竞争力的保留与建立的战略问题，并没有深入涉及战术层面的管理问题。
模块化运作的战术层面的矛盾一般集中体现在模块化的边界。模块化的边界既是信息交流的边界，也是交易的业务边界。产品与服务的交接与认可、企业的协同、知识的传递、技术标准的统一等也都是通过模块的边界进行的。因此，对模块化的边界进行多维的研究和设计，就具有极其重要的现实意义。
虚拟物流企业模块化构建
（一） 虚拟物流企业及其形成机制分析
虚拟物流企业是由资源和核心能力都自主独立的多个实体组织在相互学习并相互适应构成的物流行业的动态联盟。企业交易虚拟化，具有松散性、多态性、动态性、暂时性、互补性、共生性的特点（郭曙光等，2010）。但现阶段我国虚拟企业的缺点是动态联盟间企业交易信任的缺失、激励机制的不完备、交流的短促性、信息沟通的不对称性、技术服务标准的不匹配、契约构建的脆弱性、产权的独立性等。各独立实体或模块之间也需要由简单博弈向重复博弈过渡，并在过渡中实现模块的自我更新与改造。委托—问题的研究方法有助于这种缺点的部分解决，并且向模块化方向发展也成为可能。陈安、刘鲁（2002）通过对偶线性规划思想来说明供应链上、下游企业关系，指出对上、下游双方存在一种都可以接受的最佳方案，即“双赢”的方案。
经历多次合作、接受多次“双赢”的方案的模块化的独立实体企业，在自身优化方面自我更新改造，也接受了虚拟企业的训练，形成了虚拟企业构建与运行的共同的规则，相应的知识库建立并不断形成学习机制。学习机制和学习效应为虚拟企业的快速构建和优化形成健康的路径。
（二） 虚拟企业模块化应用的组织模式
虚拟物流企业模块化的研究可以分别从外生动因和内生动因来阐述。外生的动因是因为企业原有结构对产品、技术、生产等外部条件变化的不适应，而进行模块化以形成对外部市场与技术条件相适用的虚拟企业。而内生动因则较多的从效率和分工经济的角度发展模块化，以追求更高的企业利润。也就是外生动因是为解决外部变化条件下企业的生存问题，内生动因是为解决企业的发展问题。
笔者认为基于内生动因应做好企业资源的模块化分解工作，将企业资源集中到核心领域，注重企业资源利用效率的改善与提升，体现分工经济；而基于外生动因主要是做好企业能力的模块化整合，力图形成企业能力最佳的无形边界，更直接的注重企业的范围经济，更体现模块化整合后的整体效应。以企业能力的模块化整合为导向，以企业资源的模块化整合为基础。这在企业的现实管理上就需要确定企业模块化的组织模式（雷如桥等，2004）。
物流企业模块化为构建良好的虚拟企业提供了基础。虚拟物流企业的模块化的组织模式一般有以下两种形式：第一，契约机制协调下的组织模式。第二，无契约机制的自由平散化组合的网络组织模式。
虚拟物流企业模块化构建的边界管理分析
（一）模块化的三个基本层次的边界分析
模块系统按照与工序的特点分为物理模块、处理模块、价值模块（张治栋等，2006）。这是模块化的一个基本层次划分。虚拟物流企业模块化的这三个层次应用和及其相应的边界设计的要求也各不相同。
物理模块强调虚拟物流企业的产品流程组合与生产规模的整体控制，是在资源层面上的整合和调控，体现产能上的规模经济和集体议价优势，模块化企业间的边界较为简单，体现在生产技术和产品标准化上。较多的涉及企业资源的模块化。
处理模块更加体现虚拟物流企业的流程的优化，直接形成服务能力。当提升边界管理效率，能体现较好的交易费用经济，并能在应对市场变化时体现一定的速度经济，契约的广泛使用可同时降低资产专用性产生的风险。处理模块的整合可以直接提示虚拟物流企业的竞争力。但差异化的模块化单体企业的管理、文化、员工素质、反应能力、技术、供销渠道、客户资源、研发、资金等多方面局限性，造成虚拟企业日常运行的效率缺失和能力缺失，也是处理模块日常边界管理的重点和难点。
价值模块的导向更强调虚拟企业的价值贡献与分配，更能够体现模块的整体概念。价值模块的边界较多的涉及价值分配与企业战略，具有长期性的特点。特别是企业无形资产与品牌商誉的管理与应用，知识创新与知识流动等。
笔者认为无契约模块集群平散化的网络组织模式可以适用物理模块；而处理模块和价值模块只能是契约机制下的虚拟企业组织才能有效应用。以上三个模块化层次所对应的边界管理，可以相应的成为模块化边界设计的三个维度，即物理维度、处理维度、价值维度。
（二）新产业结构下模块化应用的边界设计分析
物理维度的边界设计分析。物理维度的边界设计基于产品模块化、技术模块化的管理现状，以产品系列组合化、技术标准化、生产连续化为基础，突出生产的可行性与经济性。模块化的物理维度的边界设计，主要考虑生产技术的管理要点。这是虚拟企业构建的基础性工作，较多的从原有单个企业的资源出发，优化协作，降低模块间的交易费用和信息传递失真。突出技术标准的统一、服务标准的统一、信息平台的统一、生产管理节奏的统一。
处理维度的边界设计分析。当今供应链之间的竞争力提升较多的是流程优化，特别是供应链的工作流的流程优化。处理维度的边界设计主要是从工作流的流程优化来考虑。对于需要虚拟企业共同应对的市场需求分析与产品定位、失误处理与风险预警、库存设置、纠纷处理等管理事项，在模块化的边界进行预先设计，以提高工作流的响应水平和反应能力。
价值维度的边界设计分析。新经济、新产业等价值来源多样化，不仅包括实物型生产，还包括非实物型生产。知识技术、品牌商誉、企业关系等无形资产越来越成为众多企业竞争的要素和企业价值的体现。模块化企业在运作中不仅要考虑企业的利润获取，往往还要考虑企业价值的增值。
在构建虚拟企业的模块化过程中，企业无形资产经常会成为企业间合作的重要考虑因素。商誉、专有技术、专利、商标、版权、研发能力、有效的管理规则等许多知识都是企业价值的重要体现。但这些资产的形成往往需要较长的时间和较大的经济投入，虽然是无形资产，但作为资产的一种，仍然存在资产专用性问题。由于企业的模块化分解和最小边界理论的应用，企业可以将企业资源集中到自己所擅长的领域，从而有条件更好的实现资产的专用化，实现资产专用的较高的生产效率，实现资产专用性的经济（雷如桥等，2004）。
专用性资产特别是无形资产的专用既需要保护也需要良好的应用，也就存在多种专用性资产的组合优化应用，其界面的设计较多的从知识产权的保护、共享、发展等方面考虑。
价值维度的模块化边界设计主要从原有模块的企业价值出发，合理分配虚拟企业的价值增长点。目前供应链和虚拟企业的终端企业通常较多的独享大家共同奋斗多年而获得商誉等无形资产，上游企业在下游企业获得较大的品牌扩张的同时没有同比例获得品牌和商誉的收益。这样，为了公平就要避免虚拟企业或者供应链的终端获分的过高的商誉和品牌价值；保护在上游模块投入较大的企业和模块，特别是在虚拟企业和供应链中具有特殊核心竞争力的上游企业和模块在虚拟企业的价值分配上应给予较大的倾斜与保护。价值维度的边界设计就是要合理分配模块化虚拟企业的价值增值，从而在较高层面对各模块化企业进行较好的激励。
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关键词：服务模块化；研究现状；发展趋势
中图分类号：F062.9 文献标识码：A 文章编号：1000―2154(2012)03―0036―07
一、引言
产业组织的演进形态遵循着从分工到模块化的一般路径。模块化是近年在产业组织领域兴起的一个重要课题。现代产业组织研究的领域和对象已经从制造业转向服务业。由此，对制造业模块化的研究也转向了对服务业模块化的研究。
服务模块化概念最早出现在服务业领域，之后逐渐扩展到生产性或服务性组织的服务系统之中，并在企业组织中也出现了服务模块化倾向。现实中，服务模块化也逐渐应用和推广到服务型跨国公司和金融、保险等服务产业。服务模块化思想和方法，必将在更多的产业领域和更广的范围内对企业生产、服务及组织层面产生深远的影响。
在服务经济大势兴起的条件下，通过服务模块化分工和集成，重构价值创造体系，以此嵌入全球价值链的高端环节，对于促进区域产业升级具有重要的战略意义。因此，在服务模块化理论研究还不够成熟的时期，梳理和诠释服务模块化的研究成果，必将带来较大的理论价值，也能对实践产生重要的指导作用。
二、服务模块化的研究现状
(一)服务模块化的形成
1 形成动因
学者们多以服务产业为例，重点从对外生变量的分析着手来理解服务模块化的形成动因。服务产业模块化就是将服务业产业链中的每个价值创造环节按照“模块”的方式进行调整和分割…。服务产业模块化以服务功能标准化为本质特征，可以使复杂服务系统简单化，促进组织创新，提高组织经营管理效率。
根据Schilling和Steensma(2001)的观点，服务产业模块化的动力因素源于推动力(公司能力的差异性、技术选择的多样性、投入品的多样性)、拉动力(需求的多样性)和催化力(技术标准获得性、技术变化的速度、竞争强度)。夏辉(2008)对服务业模块化的驱动力进行了分析，也指出，服务业模块化的最重要的拉动力是服务需求，服务业模块化是拉动力、推动力和催化力三力合一的产物。
服务产业模块化是服务模块化组织演进的高级形态。在许多企业同时进行服务生产模块化和服务组织模块化过程中，单个企业的某些模块化服务产品或模块化服务组织便耦合、嵌入到其他企业的服务产品或服务组织中，促使该服务产业价值链不断变厚，从而引发原来相关的服务企业进行跨行业的兼并、重组，最终带来产业结构在全球价值链的视野范围内调整、转移和升级，并使服务产业集群得以形成和衍生。
2 演进过程
学界普遍认为：服务模块化遵循服务技术模块化、企业服务产品模块化、产业服务功能模块化和模块化服务网络这一依序渐进的演进脉络。例如，薜求知和夏辉(2010)在论述推动服务型跨国公司模块化不断向高级演化的创新动力的基础上，探究了服务型跨国公司从服务流程模块化到服务组织模块化的演化路径，认为模块化理论沿着服务设计模块化、服务生产模块化、服务组织模块化和服务产业模块化的脉络演进。
(1)服务产品模块化。服务产品模块化是服务模块化组织形成的前提。学者们对服务产品模块化设计分析较多，却鲜有对于服务产品模块化如何同其它利益主体的价值增值结合起来的研究成果。毕竟，服务研究的新焦点不是产品和服务的差异，而是如何描绘为客户或其他利益相关者创造价值的过程。
顾新建(2010)分析了面向服务的产品成组模块化设计方法，指出，产品服务系统是一种在产品制造企业负责产品全生命周期服务模式下，所形成的产品与服务高度集成、整体优化的新型产品和制造系统，产品服务系统不仅能带来产品设计方法、企业管理模式等的深刻变化，还将促进产品和服务本身的变化。韦琦(2010)认为在探讨服务产品模块化设计的基础上，提出了服务产品模块化设计的基础架构，并指出，应重点考虑客户关系管理、服务的模块化和服务行为、组织的柔性设计等核心内容。高云峰和吴秀芬(2010)以服务模块化为切入点，叙述了机器人视觉系统发展过程中的常用系统形式和相应的特点，并指出，服务模块化视觉平台必将成为机器人的一个“即插即用”的功能构件和具有一定标准输入输出的模块化服务产品。
(2)服务模块化组织的生成。模块化的服务产品设计需要企业组织的模块化，组织模块化伴随着产品模块化同步进行。服务模块化组织作为新型的网络组织，意指具有某一独立服务功能的模块化组织，它是一种组织创新模式。管理有组织职能，对于组织中的服务活动和服务人员，可通过模块化的方式将其归类，分成具有某一服务功能和服务特性的组织；而流程的模块化必然导致组织结构的模块化，同时，也能够改变企业边界和组织形式，使服务型企业的组织决策机制由集中转向分散，并使垂直一体化的组织结构转变为模块化网络组织，于是，便催生了服务模块化组织，其功能主要是提供模块化形态的服务作业和服务活动。
(二)服务模块化的分工
关于服务模块化的分工，学者们对分工方式、可行性、产生的效益等问题进行了探究，归纳起来，主要从两个维度进行研究：一是服务系统，二是服务流程。
从服务系统维度看，一个系统能否模块化取决于该系统的可分解性。服务包括单纯的服务行为、服务企业的服务业务和售后服务等种类，基于不同的功能、属性或过程可以将服务划分为不同的模块。对于提供给顾客的单纯服务行为，可以服务的投入资源为切入点，把服务体系拆解为设备设施、人员、技术、知识、信息等模块，通过特定的联系规则在这些模块之间进行联结与协作。这种服务模块化的分解始于服务过程，经过服务传递，把某一离散的服务事件细分成几个服务作业的流程，这些服务作业流程由服务人员、实体资源与设备、服务技术、服务知识和服务信息等要素模块所组成。服务系统模块化的关键着眼点是先将顾客需求分类成组；然后，根据不同的顾客需求类别和特性，把企业(或产业)服务系统分解成一些结构和功能独立的服务生产工序或单元；紧接着，通过服务模块化组合，构造出一种精益的服务生产环节，使服务系统能够快速地响应顾客个性化和动态化的需求，同时又能发挥服务生产的规模经济和范围经济效应。
从服务流程维度看，学者们则从服务产业、服务供应和服务资源投入的角度进行剖析。服务产业以营销流程作为基础进行分解和继承便形成了模块化的组织。李秉翰(2010)通过对服务供应系统和投入资源的讨论，导人模块化的观念，将服务流程区隔出可控和难以控制的区块，并将难以控制的作业予
以打包，利用资源的专用和替代，解决服务提供时高定制和标准化的问题。
综上，服务模块化分工意指按照服务的功能、要素、流程和顾客感知等因子将服务系统进行模块化解构和设计，使各个单独的服务模块相互耦合、彼此联结，集成为一个大的服务模块系统，通过这些服务模块的协作进行功能性整合以使总体系统更有效率地运转。
(三)服务模块化组织及其治理
1 服务模块化组织的特性
服务模块化组织是一种松散的网络企业组织形式，是产业分工系统中出现的一种中间组织形态。服务模块化组织主要包括两个层次：一种是在企业内部围绕服务流程模块化来进行的组织模块化；另一种是在企业外部通过服务外包等方式来进行的组织模块化。服务模块化组织既能构建按一定规则相互联系的复杂系统，还能使每一个服务模块成为一个“活的”组织；同时，企业不仅可以快速地进行自身资源的整合，更重要的是可以快速地进行跨企业的资源整合，形成以模块化组织和模块化簇群为核心的价值体系或价值网络。
个别学者以服务业为对象探讨了服务模块化组织的特性。例如，林娟娟(2009)基于服务业模块化组织与传统的制造业模块化组织的不同，把其特性归纳为：服务业的各个基本模块之间是紧密结合的，而且要遵循严格的先后顺序排列；模块与模块之间的相互依赖程度较高，模块与模块之间的沟通性和协调性较强；各模块功能的实现可以通过自营或共享的方式实现。
2 服务模块化的组合模式
大多数学者从服务产业模块化出发来研究服务模块化的组合模式。按照徐宏玲(2007)对产业模块化分类层次的主张，服务产业模块化也可分为三个层次：服务产品体系或服务产品设计的模块化；服务型制造和服务生产的模块化；服务组织形式或服务功能的模块化。邓爽(2008)分析了金融服务业中模块组合的多种模式，对金融服务产品模块进行了界定和分类，将金融服务产品模块分为基础模块、结构模块和功能模块三类。然后从三种模块共享程度的三个维度，提出基于模块化架构的金融服务创新中，模块两两共享的三种情景，总结出三种创新模式：组合式、总线式和共享式。何骏(2010)[263认为将服务业的模块化分为生产业模块化、现代服务业积聚模块化和外资拉动模块化三种，指出我国应借鉴国外服务业聚集的做法，建立各具特色的服务业模块化组织，以此提升我国服务业的服务等级和品位。李靖华(2008)把服务模块化分成内容模块化和过程模块化，认为不同模块间的接口(界面)较制造业模块化接口较弱。关增产(2009)在探索服务模块划分与配置的基础上，基于服务蓝图，提出了面向大规模定制的功能流服务模块划分方法。
3 服务模块化组织的治理
从组织的角度分析，服务模块化组织治理是服务模块化主体之间的利益关系组织和协调过程，它包括外部治理(包括产权机制和产业政策等)和内部治理(包括契约治理和规章制度治理)两个层面。鉴于服务模块化组织边界的模糊性，内部治理和外部治理在某种程度上并不需要严格的区分。现有的相关研究主要聚焦在服务模块化之间的关系协调等层面，从企业内部资源微观层面出发来研究服务模块化本身的管理却为数不多。毕竟，治理与管理存在着根本的区别，而有效的管理是实现模块化的保证。
服务模块化组织治理重点是构建有效的激励一约束机制，站在管理学立场，应建立模块化组织内部及之间的学习机制，有效运用激励、控制和创新等手段来强化对服务模块化组织的管理。崔金秀(2010)分析了服务业模块化组织中的组织间学习过程，认为组织间学习对服务业模块化组织具有创新的作用，并在实证分析的基础上，提出了促进服务业模块化组织中组织间学习的措施。刘海明(2011)研究了服务业模块化组织的协调机制，指出存在三种适合于服务业模块化组织的协调机制：界面管理机制、信任机制和知识共享机制，并系统分析了服务业模块化组织三种协调机制的实现路径。
(四)服务模块化组织的价值创新
服务经济兴起的时代，企业要想构建超越对手的竞争优势，必须要以顾客为中心来整合组织内部资源和能力，实现服务价值创新。服务模块化的价值主要体现在其有节省成本、提供个性化的服务、创新服务方式和较好的操控性，从而能够获取服务专业化的提升、服务质量的一致与系统协作的效益，服务模块化组织的价值创新需要进行系统的剖析，学者们的相关研究主要集中在以下两个方面：
1 基于价值链的服务价值创新
吴照云和余长春(2011)以价值链这一产业组织形式为立足点，找出了服务与价值链耦合的模块：人力资源服务模块、服务关系模块、服务质量模块、服务创新模块、服务外包模块、服务信息共享模块、知识服务和服务绩效模块；根据模块的相互关联性，构建出服务与价值链耦合的八维体系模型，并对各模块的内涵、功能及升级等问题进行了深入剖析，这对基于价值链进行系统的服务价值创新提供了基本的思路和方法，但是，依托价值链，从实证研究和案例分析入手的研究还有待于进一步深入。
2 基于服务产业的服务价值创新
刘志阳等(2007)基于模块化的银行卡产业价值创新，从价值链到价值群，对模块化理论在银行业的应用进行了探讨，认为我国银行卡产业模块化应该从三个方面着手：一是在产品模块化创新层面，着重银行卡产品设计规则的参与、产品创新和服务标准化；二是在企业模块化再造层面，着重银行卡业务组件模块化和组织管理模块化；三是在生产网络模块化层面，着重外包策略和网络联盟在实现模块价值创新中的重要作用。赵愚和王迎军(2008)以组织边界和顾客接触出发分析了服务业的模块化运营。崔金秀(2010)则认为服务业模块化组织中模块大小的划分即是按照营销价值链依次进行分解为选择顾客价值、创造顾客价值、传递顾客价值模块，在每个价值模块中包含着各个服务流程模块。
三、服务模块化研究的现实缺陷及趋势展望
(一)现实研究缺陷
纵观文献，现有的研究主要从服务流程、服务功能、服务价值传递和创造等维度来分析服务产品、服务企业和服务产业的服务活动、服务业务及服务系统，较为详尽地阐释了服务模块化的动因、分工与集成、价值分解与创造、演进过程、功能及模式等问题。这些研究既丰富了模块化组织理论，也为服务模块化实践提供了现实指导。
然而，大多数研究还仅仅停留在概念的表层，深层次的和应用层面的研究成果欠缺，还未能形成服务模块化组织运行与治理的完整分析框架，更未能就服务价值创新与增值这一服务模块化运作的关键问题进行详尽分析。就研究方法而论，主要以文献型、描述型和规范型等定性的研究方法为主，很少采用博弈分析、案例分析及实证分析来量化解释服务模块化的相关问题，导致研究结论的实践性及可行性不强，所产生的实践价值也不明显。
概述之，现有研究还难以解释以下四大问题：(1)从企业的服务模块化组织设计、运作及变革的角度看，服务模块化对企业组织的系统整合与创新到底起到什么样的作用?对服务产品设计、服务流程设计与企业整个供应链设计产生什么影响?服务模块化的形成机理和系统运作机制是什么，服务模块化组织怎样
进行变革?(2)从企业的服务模块化运作角度看，模块化能运用于那些处于复杂系统中或者需要解决复杂问题的服务行业；也适合于引入信息和通信技术、经过数字化改造的传统服务业。这些类别的企业(包括服务型制造业和服务业)如何引入服务模块化思想，根据自身的资源、技术及核心竞争力分为服务模块集成商与服务模块供应商?如何运用服务模块集成商与服务模块供应商之间的合作创新来寻找转型与升级之路?(3)从服务模块化的实际运作角度看，服务模块化集群作为产业结构范畴，政府层面如何基于服务模块化来建立和运作产业集群，以此促进区域产业升级，借以提升区域产业竞争力?(4)从价值创造的角度看，模块化生产网络是价值链的模块化，如何基于价值链来研究服务模块化分工、协调和管理，以此向价值链的价值创造高端攀升?服务模块化的价值创造机理是什么?(5)从全球价值链的角度看，服务模块化网络是如何形成的，怎样构建、运作及创新服务模块化网络组织，在全球服务模块化价值网络面临风险的情形下，如何有效地规避?
(二)未来发展趋势
经济全球化态势下，企业竞争模式和产业组织结构经历着持续变革和创新。服务模块化作为一种新型的组织形态，其研究还可以着重从以下三方面进一步深化和拓展：(1)服务模块化与制造模块化之间的区别与联系。模块化组织方面的研究最早是立足于制造业，模块化制造方面的研究已经较为成熟，而服务模块化方面的研究还处于前期不够成熟阶段，因此，通过把制造模块化同服务模块化之间的异同进行对比，能够使服务模块化的研究结果更为鲜明，从而能够更加深刻地掌握服务模块化的特性及运行机理。(2)从服务模块化分包商和集成商的角度进行分析。服务模块化对服务分包商、集成商及服务产业集群有重要的影响，从服务分包商和集成商的利益博弈和平衡的角度出发，研究他们之间激励与约束机制的构建以及政府作为宏观调控方面所发挥的能动作用，以此促进服务产业集群的形成与运行，属于服务模块化现实运作层面的重要课题。(3)服务模块化之间的知识共享机制。服务模块化组织作为一种以知识为联结纽带的知识型网络组织，凸显着企业间及企业内部各服务模块化组织间的知识共享作用，而服务模块化之间的知识共享网络的某些属性导致了知识共享网络的多重治理困境，由此造成“组织失灵”。因此，建立服务模块化组织治理构架，探索防止“组织失灵”的知识共享机制，值得深入剖析。
总之，服务模块化问题既可以站在自然科学(如工科)的视角进行分析，又可站在社会科学(如经济学、管理学)的视角进行分析，其学科的交叉性决定其研究方法的多样性和研究内容的广泛性。所以，通过案例分析求解服务模块化运作的客观现实并检验现有研究结论的科学性，依托价值链、服务利润链和供应链，从产业结构的宏观层面和企业组织的微观层面出发，加强实证分析，站在工科的视角分析服务系统的模块化拆解原理，站在组织管理的视角寻求服务模块化的分工、协调、激励与创新机制，站在区域产业经济发展的视角探求以服务模块化方式促进产业集聚集群的路径与策略，通过实证研究探讨服务模块化的运行机理和实现路径，通过博弈分析剖析服务模块化独立及耦合单元的价值分配与价值交换原理，最终深刻揭示服务模块化网络组织的形成机理和运行规律，理应成为未来研究的重要取向。
参考文献：
关键词:高速铁路工程;建设;模块化技术;内涵;应用
铁路工程是一个复杂的工程项目，其中涉及到多种技术的运用，多项管理工作的开展。为了提高高铁工程建设的经济效益、加快工程规范化建设、减少工程建设成本和缩短建设工期，就必须形成一套先进的模块化技术。高铁工程建设模块化管理需要先进理念的支持，模块化技术得以应用于高铁工程建设中，实现了高铁工程建设管理的创新，达到了预期的目标。
一、“模块化”理论的内涵
模块化理论最初来自于IBM企业，作为一种思想理念与指导性理论，它指导着企业将复杂的事物简单化，将复杂的系统、流程进行简化划分，逐步实现对整个系统、整项工作的操作与运营，逐个模块操作、逐步推动整个系统的建设与发展。在实际的企业生产与经营管理中，主要包括产品模块化、企业组织模块化、生产运营模块化等，模块化管理为企业创造了预期的管理效益、经济效益。作为一种先进的管理理论，模块化最初用于一些电子设备生产加工中，例如:手表生产加工，汽车部件制造等行业。铁路工程建设本身是一项复杂的工程项目，内部涉及桥梁、隧道、路基等多种主体工程项目，各项目又分有多种不同的工艺和工序，因此非常有必要引入模块化理念。
二、“模块化”技术的优势与劣势分析
模块化生产方式的应用将整个工程建设划分为若干个环节，细化、深化了施工过程中的管理，实现了集成生产、专职专责的目标，从而确保工程质量，有利于实现标准化作业。同时，模块化的生产能够为后期的装配创造条件，从整体上整个工程项目建设的效率，实现了工程建设的“四化”需求。与此同时，模块化技术在实际应用中也存在一定的劣势与不足，对于铁路工程项目来说，由于项目涉及的参建单位较多，而且客观需求也在丰富化、多元化，各个模块的分支系统中存在既独立又关联的特点，系统不可再分，这样就为模块化技术的应用带来了困难。
三、高速铁路工程建设模块化的发展与应用
1、工程建设模块化的基础条件
(1)模块理论的发展铁路工程建设模块化发展最根本是要有成熟的理论系统，模块化理论经过了一系列的发展和改革，尤其是关于工程施工工艺的模块化处理得到了相对深入的发展，正在逐渐走向成熟与完善，这无疑为铁路工程模块化建设提供了坚实的理论基础，从当前来看，工程模块化建设正在逐步普及与完善。现阶段，模块化施工属于相对科学、合理、先进的施工理念，一方面确保了铁路工程施工质量，推动工程施工有规范、有秩序地展开，模块化的施工生产能够提高施工生产效率，确保施工质量，有效地控制施工工期。(2)先进设备的产生铁路工程建设的模块化管理也依赖于先进的设备条件等的支持，现阶段，大型吊装、运输设备逐渐被引进，无疑为模块化技术应用创造条件，当前模块化已经全面地应用到铁路施工的各个环节。(3)不断增长的客观需求铁路工程建设需要一套高效、科学的管理理念来指导，客观上对工程建设的模块化管理提出了诉求，从而使得模块化技术的应用有着良好条件。
2、模块化的实际应用
铁路工程建设模块化技术应用应该在特定的理念指导下，本着“施工建设工厂化”的思路，也就是集中生产、集中管理与集中运输，以此来确保工程材料质量，为高质量、高水平的安全高铁施工打好基础。例如:预制梁施工可以启动工厂化集中生产策略，经过真实的实践得出，同样的32m简支箱梁，模块化预制施工要比现场浇筑节省2倍的时间，由此可见模块化施工能够极大地确保施工效率。同时，铁路工程施工中，模块化技术的应用可以提高施工的标准化水平，有效控制了施工成本，提高施工效率，确保了工程施工质量，达到了模块部件的标准化加工，从根本上保证了工程施工质量。具体的模块化应用体现在以下方面:拌合站统一负责调配与提供工程施工所需的混凝土，工程所用的箱梁以及轨道等分别由专门的预制梁场、轨道板厂等提供，其他所涉及的构件，例如:遮板、盖板、栏杆等同样由专业化工业企业提供，通讯设备、装置等在模拟系统内部来专业化组装与调试。
3、高铁建设模块化集成与分解
铁路工程建设是一个复杂的系统，模块化集成与分解更能理清工程建设思路，理顺各个工序之间的关系，通过科学的集成与分解能够确保工程建设效率，具体的模块化集成与分解过程体现为:高铁建设单位通过招标形式来选拔有资质的设计单位，并制定设计的规范、标准与规则，形成一个高铁建设工程系统，再在这一系统内对设计规则逐步分解，把复杂的高铁工程系统逐步切分、划分成基础、简单的子系统，子系统的实践主体为广大施工单位，子系统内部还要进行更为细致、深入的划分，形成若干个子模块，每个模块系统都由专业、专门的部门负责，例如:施工子模块中被划分为工艺管理模块、材料管理模块、工序与工期管理模块等，最终逐渐打造出一个完善的高铁工程系统，让高铁模块集成与分解贯穿于整个工程建设中，提高了工程施工建设成本，达到了预期施工效益。经过实践的应用与总结，高铁工程模块化建设一方面提高了工程建设质量和水平，另一方面也有效提升了工程建设的经济效益与社会效益。
总结
高速铁路工程建设模块化应用为高铁建设提供了高端、先进的理念，有效确保了工程施工质量，模块化理念的驱动下，高铁工程建设管理实现了细致化分工，形成了针对于某一模块的专业化、精细化管理，妥善维护了各个工序施工秩序，提高了工程施工的经济效益。
参考文献
关键词： 模块化；分工；设计规则；背对背竞争
1 引言
一个模块是一个半自律性的子系统，按照一定的通用规则可以将其与其他同样的子系统相互联系而构成更加复杂的系统。模块化的过程完整的说包含两方面的含义：一是模块的分解，即按照一定的规则将一个复杂的系统分解成可以独立设计的半自律性的子系统的行为；二是模块的集中，即将已设计好的这些半自律性的子系统进行组合成各种复杂系统的过程。
模块化对产业结构、经济系统的影响是从分工开始的，模块化与分工有着天然的联系。例如，一台笔记本电脑包括驱动系统、液晶显示器、CPU、硬盘、操作系统等。从分工的角度，可以将一台笔记本电脑的生产分解为Intel公司生产CPU、微软公司生产操作系统、其他制造商生产其他部件，并且可以继续分解，Intel公司继续将CPU的生产分解为若干个过程，可以越分越细，就像生产大头针那样；而从模块的角度，是将一台笔记本电脑分解成驱动系统、液晶显示器、CPU、硬盘、操作系统等模块，在分解的过程中必须遵守一定的规则，使各个模块保持一定的独立性，并且这些独立的模块按照一定的系统规则最后要能组合成一台笔记本电脑，无论各个模块在全球那个国家、区域、地方生产，这些模块要保持相对独立性，然后通过全球配置资源，能将这些模块在某个地方集中组合起来构成一台笔记本电脑，所以这些模块遵循一定的系统规则是很重要的，否则将无法组合或即使组合起来了这台笔记本电脑也无法正常运转。
2 模块化与分工的区别
尽管模块化与分工之间存在天然联系，但是在经济系统中它们还是有诸多不同的，具体表现在：
首先，模块化是分工的必要条件而非充分条件。也就是说有模块化一定就有分工，但有分工不一定有模块化。分工追求的是生产效率，在交易效率允许的情况下，分工越细越好，越细越能提高专业化程度，越能提高其在特定技能上的熟练程度和知识积累，从而越能提高劳动效率。模块化比分工更为精细和复杂，要求模块执行者对模块化对象要有足够的认识，而不仅仅要求有分工得以进行的技术创新和制度保证。不是任何进行了分工的产品、技术、市场或组织都有模块化的可能和必要，因为模块化对产品、技术、市场、组织有其特征性要求，并且模块化的进行也要进行成本收益分析，模块化之后生产和功能效率必须得以提升。
其次，由模块化与分工产生的竞争模式有很大差异。模块化是一种允许“允许浪费”的的价值创造过程，在每一个环节上都有至少有若干个备选的模块商被选择，即在组装总系统时，每个子模块都有很多模块供应商提供模块化产品，所以总模块商可以选择每个子模块化中的一个供应商，这就有可能使有的模块供应商未被选择，结果其模块无人问津，使其投入得以浪费。由此可见这种“背对背”竞争是异常残酷的，每个模块供应商在标准设计规则下隐藏自己的独特信息设计模块，如果设计的模块未被选中，那么就面临被淘汰的风险。而分工是在分工经济效应的指导下进行的，其竞争程度受交易效率和人口的影响，如果交易效率高，人口规模越大，那么就会加速分工的进行，从而加速竞争。
最后，模块化与分工对信息的要求不一致。模块化要求的信息分为两部分，即“看得见的设计规则”和“隐性的设计规则”，也可分别称为系统信息和个别信息。系统信息是大家都要遵守的信息，即各子模块商必须在熟悉、运用和严格依据该信息的前提下加入子模块的设计，若违背则整个子模块系统将失去效用，然后在各自模块设计上则有自己独有的信息并在该信息下设计自己的模块产品。由此可以看出，系统信息是大的环境，顺应大环境是个体存在的前提，而且由于个体信息的不同才出现了多样化的模块。分工对信息的要求是这样进行的，随着分工的演进，信息逐渐向市场的各个方面渗透，由于信息的分散和不对称，然后产生专业经济的组织和结构，但是市场由在价格竞争的过程中维持公平，抑制了信息不对称导致的机会主义倾向，从而让每个经济参与主体能享受专业化经济带来的经济生产力的提高，即使他们不知道其他方面的信息，而由经济生产能力的提高导致市场的扩大进一步加深了分工。由此可知，即使分工产生了信息不对称，但是由于价格信号的作用，信息不对称带来的不利基本可以避免，并且通过信息的分解和渗透进一步导向了分工的深化。
3 模块化对分工的积极影响
目前通过对产品、技术、组织的模块化，经济效率得以极大地提高，之所以会出现这一现象，一个最基础的原因是模块化对分工产生了积极地促进作用，主要表现在如下几个方面：
首先，模块化促进了专用只是向通用知识的转化，通用知识的丰富促进了分工的深化。
随着模块化的进行，越来越多的普通工人和技术力量加入到模块产品的设计和制造中来，通过实践和交流，他们一方面获得了更加专业化的知识，并且在交流的过程中，这些专业知识会向通用知识转化；另外通过产学研的紧密结合，这些专业化的知识很可能通过教育、培训转化为通用知识出现在教科书和一般的文字资料上，然后通过学习更多的人得以掌握并且运用于更为广泛的领域，从而这些领域的分工在新知识的作用下得以深化。模块化通过这种方式间接加深分工是很一般的现象，这也是一般科技得以发展的机制，即某一领域的专业化实践促进了专业化知识的形成，然后通过教育和培训，这些知识被通用到其他领域，形成新的科技，然后通过工作人员的实践和发现，又形成了新一轮的知识，如此循环往复。
其次，是模块化可以降低分工的协调成本，从而提升分工的效率。
在一般的分工合作中，协调成本在所难免，因为产品的完成时依赖于各个工人和部门的分工协作完成的，各个部门之间一般有紧密的联系，一件产品的完成有待于各部门之间的协调，所以协调成本的高低会严重影响一件产品生产的效率。一般而言，越是复杂的产品越是需要多个部门的协调，相应的协调成本也就越高。各个子模块被分解之后，其在“隐性设计信息”下根据自身资源、比较优势和核心竞争力独自设计自己的由竞争力的模块，尽管各个模块在功能和质量上会有差异，但由于遵循的是同一套“看得见的设计规则”，所以各个子模块间具有很强的兼容性。尽管分工合作中不管是显性知识还是隐性知识都会随着系统的更新而变得日益复杂，从而使学习越来越困难，从而导致协调成本的逐渐增大，但是由于模块式在信息治理上的优越性，协调成本将会大大降低，从而减少分工协作中的信息不对称和敲竹杠问题，进而分工效率能够提升。
第三，模块化可以提高人力资本，人力资本是分工演化的人的而非物的因素。
现代经济是分工经济，我们的时代已经走入模块化时代，模块化时代要求专业人才做支撑。但是模块化本身也可促进专业化人才的形成。随着系统模块的分割，各个子系统进行自主设计，在设计上基本上不要和其他模块进行交流，所以其中的团队成员在其领域学习范围越来越窄，技术越来越精细。术业专攻的结果是专才的出现，从而每个模块内部将会积累越来越丰富的人力资本，这些人力资本在子模块化产品完成后无论是继续选择待在原企业还是走向其他企业，都会将其所学技术带走并运用于其他模块的研发，分工是在人的劳动中完成的，人力资本的提高毫无疑问将会促进分工的广化和深化。
4 结论与启示
在美国加州出现了一批高科技创新企业，对美国经济产生了持续的推动作用。许多学者在总结硅谷经验时，认为两点值得学习，即风险投资和模块化。模块化能极大地促进经济效率的提高。目前，中国正在大力提倡发展战略性新兴产业，即新一代信息技术、节能环保、新能源、生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等产业。结合模块化的运用条件，对这些产业或其中的部分产业进行模块化处理，或许能带来生产率的提高，从而更好地推动我国经济的发展。亚当．斯密曾分析了分工对经济发展的好处，而从本文可以看出，模块化是能推动分工的广化与深化的，从而模块化的适时得当的运用将无疑会带来经济的腾飞。
参考文献
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关键词：工程建设；模块化结构；管理标准
中图分类号：TL372+.3文献标识码： A 文章编号：
模块化理论
模块化技术经过半个多世纪的发展，已被广泛应用于我们的生产与生活当中，如产品设计与制造，计算机软件设计、现代营销、建筑产品及单位管理机构等许多方面，几乎是无处不在。模块化由于其具有系统性、标准化、通用性的特点，极大的提高了产品的生产适应性和机构的管理效率。比如我们日常用的电脑，由于采用模块化设计，我们不会担心不同厂家生产的产品需要用不同的软件支持。我们只要买到相同技术指标的产品，就能完成我们同一个工作。如果我们将模块化的概念引入工程的管理中，就可以根据工程建设的各项标准，使工程管理达到规范化管理的要求。
模块化的概念
模块化是指解决一个复杂问题时自上向下逐层把系统划分成若干模块的过程。每个模块完成一个特定的子功能，所有的模块按某种方法组装起来，成为一个整体，完成整个系统所要求的功能。
根据《水利水电工程施工质量检验与评定规程》（SL176-----2007），水利工程项目按级划分为单位工程、分部工程、单元（工序）工程等三级。水电站一般包括大坝、溢流、引水、尾水、厂房、船闸、鱼道等单位工程，每个单位工程包含几个至几十个分部工程，每个分部工程包含几个至上百个单元工程，每个单元工程包括多道工序。因此一个电站由成百上千个单元工程或成千上万道工序组成。这些单元（工序）工程大至可分为，开挖与支护、混凝土、灌浆、砌体及装修、金属结构安装、坝体结构、廊道及排水……等等几大类（以下简称“类”）。模块化结构的思路是把这些“类”细化后，做成一个施工与管理的标准模块，当一个项目划分完成以后，将这些模块按所属的“类”嵌入到单元（工序）工程中，以实现对工程现场的管理，“类”模块化以后，对工程的管理实质上是对模块的管理，有利于工程现场管理的标准化、规范化。
模块化结构
模块的定义
模块是建立于“类”的基础上，是“类”的一个独立且完整的实施、管理与验收的最小单元，模块的主要内容就是明确为实现该单元而所需的管理单位与方法、管理程序、技术要求、施工程序等四个方面，并对这四个方面的要求进行规定。
管理单位与方法：模块实施的管理单位与管理方法；
管理程序：模块实施的检查、验收程序；
技术要求：模块实施过程中的技术控制要点；
施工程序：模块实施过程中的施工程序。
以常态混凝土浇筑“类”管理模块（记为H模块）为例，见表1
表1 常态混凝土浇筑管理（H）模块
名称 主要内容 备注
管理单位与方法 业主（隐蔽工程与重要部位）、监理与施工单位三方参与。施工单位“三检”，业主与监理
根据表1“常态混凝土浇筑管理（H）模块”的规定，对于各种类型的常态混凝土，施工过程控制所遵循的管理要求全包含在模块内容中。参建各方已明确为实现H模块，由谁参与实施与管理、管理的方式、实施与管理的标准、管理程序与施工作业程序，从而从管理与技术上，通过模坝化结构实现对工程的标准化管理。
模块化结构
模块化结构就是指对一个项目的管理，通过对“类”模块化以后，再由这些模块构建单元工程、分部工程、单位工程，将项目管理变成模块化结构的管理，基石就是模块（见图一 模块化结构图）。
图一 模块化结构图
模块化结构的应用
根据模块与模块化结构的定义，下面举例说明模块化结构在项目管理中的应用。由于篇幅的关系，这里只简单讨论如粘土心墙坝的主要部分的模块化结构。简单地说，粘土心墙坝包括坝体与基础处理，坝体施工包括开挖与处理、坝体结构、排水与观测设施等；基础处理包括防渗墙与帷幕灌浆等，其对应的类（详见表2，粘土心墙主要“类”表）。
根据模块的定义，将表2中的第二栏“类名”的每一项做成一个模块，所有模块的集合作为一个模块库。将第一栏中的项目名称栏里的项目作为一个分部工程，将每个分部工程分解为若干个单元工程，从模块库中找到对应的模块，形成一个单位工程、分部工程、单元工程的模块化结构。根据对每一个单元的施工管理，可以找到对应的模块内容，根据模块所含的要求，对工程进行管理。
关键词：高空作业车 机器人 控制系统 模块化 功能块
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（b）-0021-01
1 模块化的思想及技术
模块化是一种思想方法，它广泛应用于机械、电子和计算机等行业。目前对模块化还没有一个统一的定义，一般可以理解为：统筹考虑产品系统，把其中含有相同或相似的功能单元分离出来，用标准化原理进行统一、归并、简化，以通用单元的形式独立存在，这就是模块；然后用不同的模块组合成新产品，这就是模块化。模块化技术主要包含两个方面的内容，一是模块的合理分解；二是模块的有效组合。
对于模块化机器人系统的设计而言，同样包含模块划分和模块组合两方面的内容，模块划分即是以现有机器人系统的体系结构分析为基础，划分出功能相似的单元结构，并规范化其结构形式和接口方式，形成标准化的模块单元；模块组合则是以标准化功能模块为基础，按照具体要求对模块进行选择和组合，并加以必要的修正，形成特定的机器人系统。因此，模块划分是模块化机器人设计的基础，必须根据各单元的具体功能划分出合理的功能模块，才能进行高效的模块化机器人系统设计。
2 高空作业车控制系统的模块化
高空作业车是用来运送工作人员和工作装备到指定高度进行作业的特种车辆，是将高空作业装置安装在汽车底盘上组成的。高空作业车一般设有变幅机构、回转机构、平衡机构和行走机构，这些工作机构是为实现高空作业车不同的运动要求而设置的。而高空作业车控制系统则是用来解决各机构怎样运动的问题。
由于高空作业车控制系统必须以高空作业车机构为依托，其各机构单元中所含的控制器模块应具有相对的独立性，能实现机构模块所设定的控制功能，因此在每个机构模块中都应该有一个具有一定控制能力的控制器，这样，以高空作业车机构的模块化划分为依据，高空作业车控制系统就被顺理成章地划分成了实现不同功能的大模块，即控制子系统。这些子系统包括：支腿控制、转台控制、臂架控制、工作斗控制等。而在每个控制子系统功能模块内部，又可以根据各单元的功能情况进一步划分为多个功能子模块。高空作业车控制系统包含的子模块主要有：支腿灯控、支腿自动调平、上下车互锁、转台控制、臂架自动展开收回、工作斗自动调平称重、幅度限制、传感器子模块等。这些子模块通过CAN总线进行信息交互，实现系统的控制功能。
3 Codesys软件简介
本文提到的Codesys软件是一种功能强大的PLC软件编程工具，该软件包括有IL、ST、FBD、LD、SFC等PLC编程语言，用户可在同一项目中根据需要选择不同的语言编写子程序、功能模块等。其中，功能模块图程序设计语言（FBD）是一种模块化编程语言。其方法是根据控制要求把PLC编程需要完成的控制任务划分为几个较小功能块，然后对每个功能块分别进行编程。这完全符合高空作业车控制系统的模块化思想。因此，我们可以采用FBD语言编写功能块来实现高空作业车的控制系统模块化设计。
4 采用Codesys软件对高空作业车控制系统进行模块化设计的实例
功能块的开发是高空作业车控制系统模块化设计的重要基础。下面我们通过高空作业车工作斗称重调平控制功能块的开发实例简要介绍一下基于Codesys软件的高空作业车控制系统的功能块编程实现过程。
工作斗称重调平控制集成了平台自动调平与称重功能于一体。自动调平系统自动检测工作平台偏离水平面的角度驱动开关电磁阀或输出PWM信号驱动比例阀在相应的方向动作，调整平台水平，保持工作平台始终处于水平状态。对于称重功能来说，当平台载重超过总载重量的90%时，则产生超载报警信号，当平台载重达到总载重量的100%时限制所有动作。
图1是工作斗称重调平控制功能块的输入输出形式，该功能块可以完成工作斗平台的称重与调平控制功能。
功能块左边为双通道称重、角度传感器的信号输入，右边的输出为平台的倾角以及载重量。当平台载重量超过总载重量的90%时，则产生超载报警信号。
5 结语
功能模块图程序设计语言（FBD）是Codesys软件的模块化编程语言。其方法是根据控制要求把PLC编程需要完成的控制任务划分为几个较小功能块，然后对每个功能块分别进行编程。这完全符合高空作业车控制系统的模块化思想。因此，我们可以采用FBD语言编写功能块来实现高空作业车的控制系统模块化设计。本文通过实例介绍了基于Codesys软件的高空作业车控制系统的模块化编程实现。模块化编程方法使我们进行现场在线调试时，通过对每个模块的监视，可以及时发现存在的问题，能够方便地进行修改，大大缩短投运的时间。当控制要求增加时，在程序中加入新增模块即可，这有利于整个控制系统的调试和开发。所以高空作业车控制系统的模块化编程设计具有深远的现实意义。
参考文献
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模块化理念早在20实际50年代就由一些欧美国家正式提出，并逐步广泛应用于计算机、电气产品、机械制造、建筑施工等多个领域。近年来，欧美国家又将这一理念引入到机电工程中，并通过很多成功的实践事例，给机电工程的技术前景带来新的思路。本文将对模块化理念在化工机械设备工程中进行推广的优势、基本方法、可行性等进行简单的阐述。
关键词：机电工程、化工机械设备、模块化施工
中图分类号：TU85文献标识码： A
一、模块化施工理念简介
模块化施工理念，就是将大型产品从设计时，就拆分为较小结构单元，或将复杂的产品，拆分为相对简单的单元，这些拆分出来的单元就是模块，通过模块化的设计和生产，来优化产品工艺，提高效率。模块通常在工厂制造出来，通过运输、拼装、就位等一系列操作，最终在预定位置完成整体产品的再现，实现其设计的使用功能。
二、模块化施工应用详解
1、设计阶段
设计阶段的策划是模块化实施的重点，是由传统工程模式向模块化施工模式转变能否成功的前提。
设计阶段需要对整个产品进行初步设计的同时，进行模块化可行性分析，主要是整体化工机械产品能否被合理的拆分。模块拆分的原则一般要根据产品的结构特点和技术特性，通常的模块都具备较独立的结构和较独立的功能，其要点包括：1）拆分界线宜选择在非关键连接部件处，便于装配且不会影响到设备的精度；2）每个独立的模块应有较规则的外形，便于制造和运输、储存；3）每个模块应有足够的刚度和稳定性，以便在吊装等工序中具备可操作性，刚度、稳定性不够时，可增设框架或补强结构；4）模块的规格及重量应能满足运输要求和现场拼装条件；5）每个模块尽可能形成完善的独立功能结构，如机械装置的附属油、气、电管路及线路应同时配备、并形成标准连接接口；6）对产品结构相同或相似的部位，可拆分为相同模块，为制造阶段的批量化生产提供便利，也便于现场安装。
完成化工机械设备的模块拆分后，后续详细设计中与常规产品设计的区别是：对模块间接口设计合理的拼装方法，给出拼装要求和公差范围。
在刚刚开始进行模块化设计时，往往会加大设计者的工作量，使设计难度增大，但是随着经验和资料的积累，相应标准产品图册、产品图集的形成，反而会使设计过程更加便捷。
2、实施阶段
通过系统化的模块设计，在实施阶段，工作就变得相对简化了。制造厂在生产时，只需按照设计给出的基准点（或线）进行模块的生产，并使关键部件的精度符合设计给出的阶段性公差，模块通过检验验收，交付现场施工。
现场施工时，首先依据设计要求在安装现场建立测量网，作为安装的定位依据。每一个模块入场后，即可按照制造时的基准点（或线），将模块按照设计坐标进行就位安装、调整，使模块的偏差满足预定的阶段性公差。模块的现场拼装过程类似于垒积木，其效率远远大于传统的现场安装施工，其区别在于：主要的部件连接工作已经在制造阶段完成，使现场组焊工作最小化；单个模块拥有预设的自身精度控制体系，不必待所有部件都到场再进行装配；便捷的接口连接工作，简化工作流程，有时可以先就位多个模块，再进行连接作业，令施工更为集中，提高生产率，节约机械台班消耗。
三、模块化应用于机电工程中的优势
化工机械设备作为较特别的产品，往往具备外形庞大、重量高、结构复杂等自身特点，通常又具备工期紧、施工量大、交叉作业多等外部特点，在工程实施中往往又分为制造、运输、现场安装等多个阶段，所以在应用模块化优化施工工艺时，侧重点与方式也不尽相同：
1、通过模块化改进制造工艺
应用模块化可以提高制造阶段的生产效率。通过定型模块的设计，对大批量的产品更容易形成固定的流水作业，每个作业组负责部分工作，更易于快速掌握成熟经验；将整体制作拆解为多点制作，缩短制造周期；生产任务过饱和时，对技术不复杂的非关键模块，可以外委给具备资格和能力的合作单位制作，减轻生产压力。模块化制造与传统的按零部件划分制造单元的方式相比，更具集成性，既方便管理，简化了最终整体组装的复杂流程，使制造工艺的选择多样化。
2、通过模块化解决运输的限制
由于化工设备往往外形较大，所以受运输能力限制，制造施工往往具有地域性。将大型的设备系统以模块进行制作和运输安装，将打破传统的市场格局，对持续发展有利。
3、现场装配的优势
散件运输虽然也能解决机电产品的运输问题，但是在现场装配时，模块化的产品在保证质量、进度等方面都有很大的优势。
机电安装的过程的质量控制，就是对制造精度的现场再现，由于受现场人员技能水平、熟练度的影响，施工专业化机械的影响，材料的质量水平，施工环境的影响等，精度往往很难达到制造的标准。以模块化的理念，将技术密集或精度高的组合件，在制造厂内完成，最小化现场的装配工作的同时，以标准的接口，简化施工工艺，进而提高质量，也缩短了安装周期。对大型设备进行模块化分解，有利于现场安排多点平行作业，在工期紧张的情况下，更容易安排赶工。
四、模块化施工方式的注意要点
1、安装工序的设计
设计单位在进行模块设计时，应同时策划好安装次序，避免因工序失当而导致返工。
2、避免累积公差的影响
合理规划好制作、安装各阶段的公差要求，明确出最终公差范围，避免因公差累积造成精度无法满足要求，特别是有配合精度要求的接口部位，更应严格控制。对在施工阶段无法避免较大偏差的部位，应设置补偿件。
3、试运行的注意事项
对模块包含的动设备，在具备单机试运行的条件下，应在模块安装前完成试运行工作；包含管路的模块，宜在安装前按标准完成试压或泄露性试验；电器装置、线路应完成相应的调试及试验工作。
【关键词】大规模定制设计；模块化；离心分离机
随着计算机技术的快速发展，CAD技术同模块化设计在离心机械得到了充分应用，使得机械设备制造市场竞争越来越激烈，多样化、个性化的客户需求为离心分离机实施大规模定制奠定了市场基础。
1 国内离心机械发展现状
我国的离心机分离行业发展同国外相比还处于落后状态，近年来，随着社会生产力的快速发展，通过对引进国外技术的消化和吸收，我国的离心分离机技术也得到了发展，主要表现：一是已经形成一个集科研、制造和设计于一体的体系；二是学术界对该领域有了专项学术组织；三是理论与应用有了较好的结合；四是已具备初步的设备生产制造能力，如，三足、上悬、活塞、螺旋、离心卸料；振动、进动卸料、刮刀及虹吸刮刀等离心机；五是自动控制技术同计算机技术有了较好结合；六是制定了相关的技术标准。
2 大规模定制设计的定义
大规模定制（MC）是新的市场环境中出现的生产模式，是一种集企业、用户、供应商、员工和环境于一体，在系统思想指导下，运用全局优化的观点，根据用户需求，充分利用企业自身的各种资源、技术、方法和优势，为用户大批量生产低成本、高质量的定制产品和服务的生产方式。大规模定制设计（DFMC）主要目的在于如何能够将有市场需求的单个产品设计提升到产品族设计。其中，在产品族设计中，模块化技术尤为关键。
2.1 模块化产品族设计
模块化产品族体系和不同作用域之间的映射关系相类似，通过客户域，能准确找到客户需求和客户种类；通过功能域，能将产品功能特征化以满足客户特定需求；通过物理域，可验证产品的设计参数是否合格过关；通过过程域，过程变量能较好地计算出产品成本。所以，产品族模块化技术作为一项系统化工程，将贯穿于产品整个生命周期，为企业能大量生产出满足特定用户个性化需求的产品给予保障。
2.2 模块化产品族体系组成
模块化设计中所用模块须具备互相结合且派生出复杂产品的特征，模块组合中的每个单元都必须具备有一项或者更多项功能，模块之间组合成新产品时应具备更强的功能。所以，模块化产品族体系中充分地显示出了产品的分析功能，以及子模块所具备的分解职能。产品族通常都是来自于同一平台中系列产品族中的每个产品变量。其中，每个产品变量都具备满足客户需求的特性和功能，由于这些产品变量都在共享某些共同的客户需求价值、结构和技术，所以，它们构成了产品族平台。通常情况下，构建模块化产品族体系有三个主要条件：公共基、差异使能和配置机制。
2.3 模块化的不同层次
模块化产品族体系主要分为三个层次，，自顶向下存在着三种不同的层次。它们分别是：系统层、模块层和组件层。系统层是由多个不同模块组合而成的装配系统，通常情况下，系统层的接口越多，其模块化程度就越低。模块层是由组件层中的多个种类不同组件构建而成的，如：电气、机械、液压和以及化学类。组件层模块化程度级别最低的层级，它通常都是由一些标准化零配件组合而成。
3 大规模定制设计在离心机设计中的应用实例
3.1 离心分离机械概述
离心机所采用的分离技术同其它类型，如：机械、化学、热分离、电分离等技术相比较而言，有着设备体积小；停留时间短；不需要助滤剂；密闭性高；放大简单；过程连续；处理能力强；分离过程容易控制、调节等特点。由于离心机的以上特点，离心分离技术受到了工业制造业普遍关注。当前，在资源保护开发、环保工程、生物技术工程、国防工业、石油化工、医药、食品、纺织、汽车以及造船等诸多工业领域内得到了广泛应用。不同行业间的多样化、个性化、规模化的客户需求为离心机械大规模定制奠定了良好的市场需求。随着工业制造业新技术、新工艺的快速发展，尤其是在医药生物工程技术的推动下，离心机分离技术的高参数、全自动、多功能、自动化系统和新材料等呈现出新的发展势头。
综上所述，离心分离机械主要分为三大类型，主要有：过滤型离心机、沉降（分离）型离心机和组合型离心机。其中，过滤型离心机可分为：三足式、平板式、上悬式、刮刀卸料式、活塞推料式、锥篮式、翻袋卸料式、旁滤式等；沉降（分离）型离心机可分为：螺旋卸料式、三足沉降式、平板沉降式、管式分离机式、碟式分离机式；组合型离心机可分为：螺旋卸料沉降过滤组合式离心机、柱锥复合式活塞推料式离心机、碟片螺旋式分离机。
国外对大规模定制设计在离心分离机械中应用研究、开发时间较早，如：德国KRAUSS— MAFFEI公司的竖篮离心机、推料式离心机等产品，相比之下，我国内的大规模定制模块化设计工作起步较晚，在某些领域研究尚处于空白。
3.2 实例介绍
以刮刀下部卸料离心机为例，对大规模定制在离心机设计应用中进行阐述。
刮刀下部卸料离心机的主要类型有四种：SG三足式手动刮刀下部卸料离心机、SGZ三足式全自动刮刀下部卸料离心机，PG平板式手动刮刀下部卸料离心机和PGZ平板式全自动刮刀下部卸料离心机。刮刀下部卸料离心机产品的结构（图1），刮刀下部卸料离心机模块化的结构层次（图2）。
4 结束语
综上所述，大规模定制设计技术的出现推动了机械制造商的产品设计逐步趋向多样化、个性化的设计策略。大规模定制设计在提供多种产品满足客户需求的同时又大幅度的降低制造企业的生产成本。所以，离心分离机械为客户提供更高程度的个性化产品定制服务和设备时，应当继续保持大规模定制设计应用所具备的产品低成本竞争优势，保持低成本所追求的规模经济。
参考文献：
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