模塊化技術(shù)是成組技術(shù)的核心技術(shù)之一。本文主要從企業(yè)應(yīng)用的角度探討模塊化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢。

1 模塊化技術(shù)的應(yīng)用背景

    圖1為中國知網(wǎng)中主題為“模塊化”的文獻(xiàn)篇數(shù)按年份的篇數(shù)排序，可以看出，近10年來，模塊化的文獻(xiàn)增加速度很快，這表明模塊化已經(jīng)成為人們的研究熱點(diǎn)。在百度中輸入關(guān)鍵詞“模塊化”，搜索到24100000個(gè)網(wǎng)頁。

    1.1 滿足用戶個(gè)性化和多元化的需要

    隨著人們生活水平的提高，對產(chǎn)品和服務(wù)的個(gè)性化和多元化需要越來越迫切。模塊化技術(shù)可以在滿足用戶個(gè)性化和多元化需要的同時(shí)，降低產(chǎn)品成本和縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期。

    圖1 中國知網(wǎng)中主題為“模塊化”的文獻(xiàn)篇數(shù)按年份的篇數(shù)排序

    1.2 降低成本的需要

    隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)員工工資的增加，按照世界銀行的標(biāo)準(zhǔn)，2010年我國人均國內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到4400美元，已經(jīng)進(jìn)入中等收入偏上國家的行列。我國的傳統(tǒng)制造企業(yè)面臨低收入國家的越來越激烈的競爭，越南等東南亞國家代工產(chǎn)業(yè)的興起使得我國發(fā)展勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)的比較優(yōu)勢不再明顯。但是，我國人口眾多，需要保持較高的就業(yè)率，因此，我國更需要通過利用模塊化技術(shù)，降低產(chǎn)品成本。

    1.3 產(chǎn)品和制造綠色化的需要

    綠色化是中國可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，目前我國制造業(yè)的環(huán)境污染和資源消耗現(xiàn)象很嚴(yán)重，資源緊張，同時(shí)利用效率低。顯然，這種制造模式是不可持續(xù)的。模塊化技術(shù)可以提高生產(chǎn)效率，顯著降低資源消耗，對減少環(huán)境污染也有一定作用。

    1.4 信息技術(shù)的應(yīng)用需要

    人類已經(jīng)進(jìn)入了信息時(shí)代，信息化技術(shù)為企業(yè)開展產(chǎn)品模塊化帶來很大便捷，特別是對于促進(jìn)企業(yè)間的模塊化具有重要作用。信息化技術(shù)還促進(jìn)了模塊化向深度和廣度發(fā)展。因?yàn)槟�塊化涉及大量產(chǎn)品的集成優(yōu)化以及面向產(chǎn)品全生命周期的優(yōu)化。沒有信息技術(shù)的支持，就難以實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)化。

    面對上述四大需求的對策：向微笑曲線的兩頭拓展，同時(shí)提高制造環(huán)節(jié)的附加值。模塊化技術(shù)在其中可以發(fā)揮很大的作用。如圖2所示。

    圖2 向微笑曲線的兩頭拓展，同時(shí)提高制造環(huán)節(jié)的附加值

2 設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢

    圖3所示為產(chǎn)品模塊化技術(shù)的作用。

    圖3 產(chǎn)品模塊化技術(shù)的作用

    制造業(yè)的復(fù)雜性主要源于產(chǎn)品的復(fù)雜性，模塊化技術(shù)通過降低產(chǎn)品的復(fù)雜性，進(jìn)而提高設(shè)計(jì)、制造和服務(wù)效率，降低成本，快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)綠色化。

    2.1 裝置級(jí)模塊化

    裝置可由多種不同或相同產(chǎn)品模塊組成。

    例1：模塊化鍋爐由多臺(tái)鍋爐并聯(lián)組成，鍋爐數(shù)目根據(jù)需求確定，模塊化鍋爐是當(dāng)前鍋爐的重要發(fā)展方向之一，其優(yōu)點(diǎn)是：高效、耐用、可靠，安裝簡便、靈活，運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)和操作方便，環(huán)保效果好、無污染、無噪音等。

    例2：模塊化工廠——華北制藥金坦工程。實(shí)際上是一套模塊式鋼結(jié)構(gòu)的單元建筑組合，將關(guān)鍵設(shè)備安裝在模塊里，使建造工藝更加合理，工程師和工人也更加專業(yè)，發(fā)運(yùn)中國前，所有設(shè)施均已在生產(chǎn)國瑞典安裝調(diào)試完畢，并通過了歐洲GMP認(rèn)證，然后只需幾個(gè)模塊單元就可以把設(shè)備齊全、安裝精細(xì)、高度自動(dòng)化現(xiàn)代化的工廠運(yùn)送到客戶指定地點(diǎn)，最后按照圖紙將模塊進(jìn)行精密對接，便可投入使用。這種簡潔的建造方式解決了傳統(tǒng)方式普遍存在的延期、超支和產(chǎn)量不足等問題，便于企業(yè)迅速開工運(yùn)營。

    例3：中國運(yùn)載火箭。按照不同的發(fā)射任務(wù)需要，各種模組可以象積木一樣進(jìn)行組合，總的組合方案超過1000種，可以滿足我國所有的航天發(fā)射任務(wù)。

    例4：分離模塊航天器。把一個(gè)航天器按功能分解為有效載荷、動(dòng)力、能源、通信等模塊。這些模塊采用物理分離，通過編隊(duì)飛行和無線傳輸方式構(gòu)成一顆虛擬的大衛(wèi)星，以完成特定任務(wù)。其實(shí)質(zhì)是將一個(gè)航天器的質(zhì)量和故障風(fēng)險(xiǎn)分解到了多個(gè)功能模塊。

    2.2 產(chǎn)品級(jí)模塊化

    通過各種部件模塊的組合，我們可以快速得到個(gè)性化的產(chǎn)品。

    例1；鎮(zhèn)江船廠的流水線造船。傳統(tǒng)的造船方法：船舶制造大部分工序都必須在船臺(tái)上完成，要擴(kuò)大產(chǎn)能就必須擁有多個(gè)船臺(tái)，從而對水下岸線資源要求較多。流水線造船：將造船分成“殼、舾、涂”三部分，每一部分都采用離岸制作，最后再統(tǒng)一利用船臺(tái)安裝，然后進(jìn)行試水。

    例2：模塊化機(jī)器人。為了執(zhí)行某些特殊任務(wù)，如登月探測，通過模塊重構(gòu)改變構(gòu)形，以便越過特殊地形和障礙物。這類機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式相對簡單，其共同特點(diǎn)就是通過模塊間的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成各種構(gòu)形，其主要難點(diǎn)在于控制方面。

    例3：航天器結(jié)構(gòu)模塊化。這能夠使發(fā)射、維護(hù)具有很大的方便性，并具有較高的可靠性，例如我國的空間站就是采用了模塊化結(jié)構(gòu)，可以分次由火箭送上太空，在太空中自動(dòng)組裝。這對接口提出了很高的要求。

    2.3 部件級(jí)模塊化

    復(fù)雜產(chǎn)品往往有多層部件，可以通過遞歸設(shè)計(jì)的方法實(shí)現(xiàn)逐級(jí)模塊化。

    例：斯堪尼亞的模塊化發(fā)動(dòng)機(jī)．斯堪尼亞能提供最全面的發(fā)動(dòng)機(jī)系列。無論是歐Ⅲ、歐Ⅳ，還是將來的歐V發(fā)動(dòng)機(jī)，均可覆蓋到全部應(yīng)用領(lǐng)域。這一切得益于斯堪尼亞的模塊化燃燒概念，實(shí)現(xiàn)了高扭矩、高經(jīng)濟(jì)性和低排放的最佳平衡，所有斯堪尼亞11、12、16L發(fā)動(dòng)機(jī)具有相同的燃燒室和共用的零部件，如噴油嘴、推桿、滾子式氣門挺桿、活塞環(huán)、氣門驅(qū)動(dòng)裝置等。

    2.4 零件級(jí)模塊化

    零部件模塊化主要是對結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行的模塊化，通過各種結(jié)構(gòu)單元模塊的組合，我們可以快速得到新的零件。

    例1：把圓錐體、環(huán)槽、鍵槽等結(jié)構(gòu)單元模塊組合成不同的零件，不僅可以提高設(shè)計(jì)速度，而且可以減少工裝的數(shù)量。

    例2：模塊化工業(yè)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子由5段結(jié)構(gòu)單元模塊組成，從而可以有效控制結(jié)構(gòu)單元模塊的變化數(shù)目，滿足轉(zhuǎn)子變型的需求，同時(shí)支持了與轉(zhuǎn)子相關(guān)零件的模塊化。

3 制造階段的應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢

    隨著企業(yè)產(chǎn)品線和應(yīng)用范圍的擴(kuò)展、產(chǎn)品個(gè)性化需求的增加、產(chǎn)品需求變化的幅度和速度加大、材料成本的大幅度提高，產(chǎn)品的變型越來越多、批量越來越小、交貨期越來越短、成本壓力越來越大，模塊化技術(shù)有助于解決這些問題，如圖4所示。

    圖4 模塊化技術(shù)在制造階段的作用

    3.1 制造協(xié)同化中的產(chǎn)品模塊化技術(shù)

    制造協(xié)同化中的產(chǎn)品模塊化技術(shù)主要是通過產(chǎn)品模塊化促進(jìn)分工專業(yè)化和協(xié)同化。

    例1，IBM的360系統(tǒng)創(chuàng)造的模塊化協(xié)同設(shè)計(jì)和制造模式，IBM360系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)過程制定了“設(shè)計(jì)規(guī)則”（設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)），使模塊間的關(guān)系變得非常簡單。這就引發(fā)了工程師“大跳槽”，他們紛紛建立自己的小公司，對其中的模塊進(jìn)行研制，并通過模塊間的競爭，促使模塊的性能不斷提高，成本大幅度下降，這對硅谷的形成產(chǎn)生了關(guān)鍵的作用。

    例2：模塊化制造系統(tǒng)，可以通過建立一個(gè)租賃公司，向有關(guān)企業(yè)提供各種加工機(jī)器單元、模塊化驅(qū)動(dòng)單元、模塊化刀具和夾具以及可配置的控制系統(tǒng)。企業(yè)可以迅速地建立起支持新產(chǎn)品生產(chǎn)的系統(tǒng)，當(dāng)企業(yè)不再生產(chǎn)該產(chǎn)品時(shí)，該可重組制造系統(tǒng)可以容易地拆除，將各模塊退還給租賃公司。

    3.2 制造精益化中的產(chǎn)品模塊化技術(shù)

    精益生產(chǎn)是發(fā)源于日本的生產(chǎn)模式，依靠該模式，日本制造業(yè)后來居上，模塊化技術(shù)是精益生產(chǎn)的核心技術(shù)之一，能夠幫助企業(yè)簡化物流和管理。

    例1：單元制造系統(tǒng)。我國許多企業(yè)在推行精益生產(chǎn)中，往往將建立面向過程的單元制造系統(tǒng)作為其主要內(nèi)容之一，快速提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，例如，瑞立集團(tuán)通過建立基于單元制造系統(tǒng)的精益生產(chǎn)模式后，生產(chǎn)效率有30%～40%的提高。

    例2；模塊化供貨，現(xiàn)在的汽車生產(chǎn)線長度在1000～1500m，大量的零部件堆積在生產(chǎn)線的兩旁，由許多供應(yīng)商提供。面對變化快、型號(hào)多的汽車產(chǎn)品，生產(chǎn)線的復(fù)雜性和供應(yīng)鏈的復(fù)雜性日益提高，由于分散的零件及物流意外所帶來的風(fēng)險(xiǎn)也越來越大，而汽車的交貨期則要求越來越高，在這種背景下，人們提出了增大部件模塊粒度，縮短整車裝配線的需求；將汽車分解成10至20個(gè)大的模塊，每個(gè)模塊又是由子模塊組成，子模塊由小模塊組成，形成一種模塊的遞階結(jié)構(gòu)，大部件模塊實(shí)際上是上千個(gè)零件的集成，由大的供應(yīng)商組裝供應(yīng)，整車廠只需要把這10至20個(gè)模塊組裝起來就成了，這樣整車裝配線只要50m就夠了，從而提高了整車裝配線的生產(chǎn)效率，縮短了車輛的制造周期，降低了總裝的成本，由于將汽車裝配生產(chǎn)線上的部分裝配勞動(dòng)轉(zhuǎn)移到了裝配生產(chǎn)線以外的地方去進(jìn)行，因此零部件廠更多地承擔(dān)起原來由整車廠裝配線所做的工作，增加了零部件廠的收益。

    例3：近年來，石油化工工業(yè)爐模塊化供貨及安裝，已成為大型裝置建設(shè)中的發(fā)展趨勢，模塊的劃分、模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模塊之間的連接形式，模塊在制造、運(yùn)輸、安裝過程中防止變形的措施，是工業(yè)爐模塊化的關(guān)鍵所在。

    3.3 制造成組化中的產(chǎn)品模塊化技術(shù)

    產(chǎn)品模塊化技術(shù)能夠提高零件成組批量，進(jìn)而根據(jù)批量法則，提高制造效益。

    例1：零件庫TraceParts上已經(jīng)有1億多個(gè)零部件三維模型。設(shè)計(jì)師在選擇零件庫中的零部件模型設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品后，一般會(huì)向提供模型的企業(yè)采購，專業(yè)生產(chǎn)某類零部件的企業(yè)的規(guī)模就越來越大，從而促進(jìn)了制造成組化。

    例2：模塊化刀具、夾具等也是制造成組化中的重要內(nèi)容。

    3.4 制造信息化中的產(chǎn)品模塊化技術(shù)

    面對制造過程海量的數(shù)據(jù)，模塊化技術(shù)有助于減少管理的復(fù)雜性。

    例：派生式CAPP系統(tǒng)在我國機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)用較廣，其中的典型工藝就是一種模塊化技術(shù)。

    3.5 制造高端化中的產(chǎn)品模塊化技術(shù)

    產(chǎn)品模塊化技術(shù)可以促進(jìn)制造高端化，提高制造效率和水平。

    例：發(fā)動(dòng)機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)的革命。1996年，福特汽車公司發(fā)動(dòng)機(jī)部總工程師顧永平率先在汽車工業(yè)歷史上實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)，對6缸、8缸、10缸和12缸等不同規(guī)格發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重組，使絕大部分組件都能通用，以盡量少的組件實(shí)現(xiàn)最多種類的組合，這項(xiàng)成果不但使發(fā)動(dòng)機(jī)本身的生產(chǎn)工藝得到簡化，而且也引起了生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)的革命，不同規(guī)格的發(fā)動(dòng)機(jī)可以在同一條生產(chǎn)線上加工，而在此前，不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)各有專門的生產(chǎn)線，不能互用．經(jīng)常發(fā)生的情況是有的生產(chǎn)線閑置，有的卻忙得不可開交，既浪費(fèi)了生產(chǎn)能力，又貽誤了商機(jī)，這種雙重?fù)p失每年都要達(dá)到數(shù)億美元。

4 銷售和售后服務(wù)階段的應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢

    西方國家在30年前就步入了服務(wù)社會(huì)或服務(wù)經(jīng)濟(jì)，其服務(wù)部門創(chuàng)造的總價(jià)值在國民生產(chǎn)總值中所占比重超過了70%，服務(wù)業(yè)成了主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)，而我國的比重只占33%，隨著小康社會(huì)來臨，服務(wù)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的比重還會(huì)上升，模塊化技術(shù)的應(yīng)用也將從實(shí)體產(chǎn)品向服務(wù)方向拓展。

    4.1 模塊化服務(wù)

    用戶的需求是千差萬別的，因此不同用戶對于服務(wù)的要求存在很大差異，但是，絕大多數(shù)用戶的需求存在一些共同之處，如果能夠找到這些共性，然后將它們做成一個(gè)個(gè)模塊，讓用戶像搭積木一樣，選擇不同的服務(wù)模塊，那么，就可以在滿足靈活性的同時(shí)，使模塊標(biāo)準(zhǔn)化，最終降低成本。

    例1：IBM的模塊化服務(wù)。IBM是世界上最大的信息技術(shù)服務(wù)提供商，它把不同的服務(wù)產(chǎn)品組合起來，形成解決方案，提交給客戶。模塊化服務(wù)是其制勝的本領(lǐng)之一，IBM有一套成熟完整的方法論和量化公式，可將一些可以積累的內(nèi)容再次使用。這些內(nèi)容會(huì)根據(jù)用戶的情況不斷調(diào)整，能夠提供更加靈活、自動(dòng)化、可復(fù)制的服務(wù)和解決方案。

    例2：華為公司的產(chǎn)品化服務(wù)，華為也公開宣稱其從電信設(shè)備商向信息化服務(wù)提供商轉(zhuǎn)變，華為公司的服務(wù)產(chǎn)品超出了普通的故障排除的技術(shù)支持概念，而是涵蓋了從保障設(shè)備日常運(yùn)行的技術(shù)支持服務(wù)、硬件維修服務(wù)到提高設(shè)備運(yùn)營效率的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化服務(wù)等內(nèi)容，能夠全方位滿足不同地區(qū)、不同用戶在不同方面、不同層次上的服務(wù)需求。華為公司的服務(wù)產(chǎn)品分為標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)產(chǎn)品和專項(xiàng)服務(wù)產(chǎn)品兩個(gè)系列，其中，標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)產(chǎn)品系列是面向設(shè)備維護(hù)而設(shè)立的，用于協(xié)助客戶保障設(shè)備正常運(yùn)行；專項(xiàng)服務(wù)產(chǎn)品系列是面向設(shè)備應(yīng)用而設(shè)立的，用于滿足客戶個(gè)性化和增值服務(wù)的需求。

    4.2 制造服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化

    制造服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化的作用是使企業(yè)節(jié)約成本，減少資源浪費(fèi)，提高服務(wù)質(zhì)量可控性，其次，服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的形成有助于企業(yè)形象的定位。

    例1：攜程呼叫中心服務(wù)的“模具”與“流水線”，攜程呼叫中心不斷擴(kuò)容，至今已經(jīng)達(dá)到1600人左右的龐大規(guī)模，這個(gè)過程中，攜程自身也開始從互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)向電話平臺(tái)轉(zhuǎn)移，現(xiàn)在公司70%以上的業(yè)務(wù)都來自于呼叫中心，管理層關(guān)注的焦點(diǎn)也轉(zhuǎn)向了如何通過將服務(wù)變成可以標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，從而加強(qiáng)對“服務(wù)品質(zhì)”的控制，攜程提出“像制造企業(yè)一樣來對待服務(wù)質(zhì)量”，也就是說用制造業(yè)的管理模式來提供標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)，使得服務(wù)的品質(zhì)不取決于任何一個(gè)服務(wù)人員的能力，而是取決于整個(gè)系統(tǒng)。

    攜程的“模具”：計(jì)算機(jī)引導(dǎo)的詳盡服務(wù)流程指導(dǎo)。

    攜程的“流水線”作業(yè)：將每個(gè)業(yè)務(wù)類別都切分成很多環(huán)節(jié)，由不同的小組分工合作。

    例2：海爾中央空調(diào)的5段全程標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，這是針對目前行業(yè)中存在的中央空調(diào)安裝過程不規(guī)范而推出的，該模式在售前、售中、售后整個(gè)系統(tǒng)為用戶提供“一站到位”的服務(wù)，讓用戶免去了后顧之憂。

    4.3 服務(wù)產(chǎn)品模塊化

    服務(wù)產(chǎn)品模塊化是指對一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能而不同性能、不同規(guī)格的服務(wù)產(chǎn)品，在進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品或功能，以滿足客戶不同需求的一種設(shè)計(jì)方法。

    例1：斯倫貝謝將勘探開發(fā)和工程技術(shù)服務(wù)不同系統(tǒng)中大小不同的單元進(jìn)行精確、清晰、完整的分離，集成設(shè)計(jì)，形成由產(chǎn)品、軟件、方案等組成的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)，作為整體系統(tǒng)的一部分或獨(dú)立的單元進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)作，斯倫貝謝的氣舉系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)的Camco氣舉產(chǎn)品和服務(wù)、新型Xlift高壓和PerfLift氣舉系統(tǒng)3個(gè)模塊組成，而人工舉升解決方案又涵蓋了由電潛泵、氣舉系統(tǒng)、水平泵系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、軟件、動(dòng)力和控制系統(tǒng)等多個(gè)模塊組成的產(chǎn)品、技術(shù)、服務(wù)和解決方案。

    例2：惠普公司根據(jù)服務(wù)模塊化思路，推出的終端用戶工作環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)包，分為“用戶IT支持服務(wù)”和“多廠商產(chǎn)品支持服務(wù)”兩大模塊，前者為基本服務(wù)模塊，后者為可選服務(wù)模塊，包含多廠商硬件支持服務(wù)和原廠商協(xié)調(diào)服務(wù)，標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)包由遠(yuǎn)程服務(wù)（幫助臺(tái)）、現(xiàn)場派單（現(xiàn)場支持、多廠商硬件支持）和協(xié)調(diào)支持3個(gè)不同層次的服務(wù)組成。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/

本文標(biāo)題：模塊化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢

本文網(wǎng)址：http://www.ezxoed.cn/html/solutions/14019310021.html