模块化设计技术精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇模块化设计技术范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：模块化设计 无损检测 模块化设计在无损检测中的应用

引 言

随着生产技术的迅速发展和日趋激烈的市场竞争，以及用户个性化的设计需求，会对制造企业的批量生产造成巨大冲击，制造企业生产方式会由传统的少品种大批量转变为多品种小批量生产。这就会给机械设计人员及企业造成许多的困扰。如何既能为顾客提供个性化产品，又能保证生产周期，保质保量地完成客户的需求，提高企业服务水平和客户满意度，已成为制造企业及设计人员追求的目标。模块化设计是解决这一矛盾的有效方法。模块化设计可以在保证产品通用性的同时，提供多样化配置，既能满足用户个性化需求，又不降低企业效益。从而使个性设计和批量生产这对矛盾得以解决。与传统设计方式相比，模块化设计可降低设计风险，提高产品可靠性，缩短产品研发周期。模块化产品设计可以以少变应多变，以尽可能少的投入生产尽可能多的产品，以最为经济的方法满足各种要求。因此，模块化设计在各个领域已广泛应用。

1.模块化设计的概念及其意义

1.1.模块化设计的概念

模块化是以可完成独立功能的模块为基础。具有通用化、系列化、组合化的特点，是可以解决复杂系统多样化与功能多变要求的一种标准化形式。

模块化设计（Modular Design，MD）是指模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求的设计方法。

1.2.模块化设计的意义

采用模块化设计具有以下优点：

1.2.1.有助于提高产品研发质量

1.2.2.提高工作效率和节省生产周期

1.2.3.节约生产成本

1.2.4.有助于改进企业管理。

1.2.模块化设计的意义

基于上述模块化设计的优越性，模块化设计这一新的设计概念和设计方法迅速在各个领域得到广泛应用，它的竞争优势主要体现在两个方面：一方面解决品种、规格的多样化与生产的专业化的矛盾；另一方面也为先进的制造技术、提高设备的利用率创造必要的条件，实现以不同批量提供顾客满意度的产品，进而使企业实现产品多样化和效益统一。

2.模块化设计在无损检测技术中的应用

2.1.无损检测及其作用

无损检测技术即非破坏性检测，就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下，为获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分等物理、化学情报所采用的检查方法。无损检测技术在现代许多领域中，不仅起到保证产品质量与安全监督作用，还在节约能源和原材料资源、降低生产成本、提高成品率和劳动生产率方面起到积极的促进作用。作为一种新兴的检测技术，其具有以下特征：无需大量试剂；不需前处理工作，试样制作简单；能进行在线检测；不损伤样品，无污染等等。所以无损检测是现代工业许多领域中保证产品质量与性能、稳定生产工艺的重要手段。

模块化设计原则

模块化设计的原则：

2.1.1.力求以少量的模块组成尽可能多的产品，并在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉，模块间的联系尽可能简单；

2.1.2.模块的系列化，其目的在于用有限的产品品种和规格来最大限度又经济合理地满足用户的要求。

模块化设计有两种情况，一种是在对各种不同类型、不同规格产品进行分析的基础上，从中提炼出较强的共性。据此设计模块，其目的不仅是为满足某种产品要求，更是为了在更广的范围内通用，称为模块创建；另一种是为完成某种复杂产品功能。选用设计合适的模块确立它们的组合方式，称为模块组合。产品进行模块化设计时，根据用户需要，将模块合理组合，通过不同的组合方式，就可以设计出千变万化的产品。

2.2.模块化设计在无损检测技术中的应用

基于模块化设计的优点，模块化设计现在已广泛地应用于各个领域。以下就是机构模块化设计在超声波检测中的应用的实例。超声波检测是无损检测技术应用最广泛的手段之一。超声波检测适用于适合于金属、非金属、复合材料等多种材料的无损检测。针对不同的被检测物需要有不同的机械辅助机构，这将给设计、生产以及周期上的带来种种不便，模块化设计可以有效地解决这一问题。

引用模块化设计后，被测零件可以千变万化，而机构的模块化设计可以保持不变或者是稍有改变，这样可以大大节省设计时间和生产周期，从而节约成本。

3.结论

设计师运用模块化设计思想开发检测系统的辅助机构的设计，通过严谨细致的全面思考，充分利用已建立和考验过的实践经验，最大程度地降低了各方面的研制风险，节省了开发费用、缩短了研制周期，提高了产品质量和可靠性。随着客户对产品个性化需求的增加，产品定制化趋势越来越明显，模块化设计可以使产品在保证高通用性的同时，提供多样化配置，这是解决制造企业产品的标准化、通用化、定制化及柔性化之间矛盾的可行方案。模块化产品的可分解性、模块的兼容性、互换性和再利用性等，是绿色产品的特性，是制造业发展的趋势。产品的模块化设计具有广阔的发展前景和极大的市场竞争力，势必会对未来市场的产业发展带来极大影响。

参考资料：

[1] 林宋 《机械模块化设计关键技术》， 机械工业出版社， 2011-06

[2] 张俊哲《 无损检测技术及其应用》，科技出版社，第一版. 1993

篇(2)

[内容摘要]信息技术的发展和组织形态的演进导致了分工的发展和演变。模块化分工是在价值模块化、产品模块化和组织模块化的基础上形成的一种新型分工方式，是对传统分工方式的发展和创新。模块化技术的出现和发展、模块化设计规则的形成和应用是模块化分工形成的前提条件。模块化分工在分工经济性、组织形式、价值创造方式以及资源和能力、制度和技术、协调和整合等方面具有不同于传统分工方式的新特性，能够给组织带来新的竞争优势。

[关键词]模块化分工；模块化技术；分工经济性；竞争优势

20世纪90年代以来，随着知识经济的兴起、信息技术的发展和组织形态的演进，分工方式发生了新的变化，产业间完整的产品生产分工向产品内的部件生产分工、产品增值过程分工、产品生产环节分工和产品要素分工等复合分工方式发展，一种新型分工形式――模块化分工应运而生。本文将在简要回顾分工演进历程的基础上，提出并界定模块化分工方式，分析模块化分工不同于传统分工形式的特殊属性，以及组织基于模块化分工而获得的竞争优势。

一、分工的演进：纵向链状分工、横向平行分工与网络状模块化分工

分工可以按照不同属性进行分类：按照其发生的历史顺序可以分为自然分工和社会分工；按照分工的层次可以分为一般分工、特殊分工和个别分工；按照技术特征可以分为有机分工和混合分工；按照经济与技术的关系可以分为技术分工和经济分工；按照分工主体之间的联系可以分为横向分工、纵向分工和混合分工；按照分工与专业化的精细发展程度可以分为产业分工、产品分工、零部件分工、工艺分工和生产服务分工等。本文参考上述分类方法，根据分工与组织演进的关系将分工划分为纵向链状分工、横向平行分工和网络状模块化分工三种演进形式，并重点对模块化分工进行理论分析。

(一)纵向链状分工

纵向链状分工是指按照部件或工序先后顺序将生产过程分解为不同阶段的经济行为。纵向链状分工一般是围绕最终产品进行“后向”分工，在产业链层次上将生产纵向划分为n个阶段，每个阶段成为分工体系中的一个组分，从而衍生出一条越来越复杂的产品价值链(见图1)。在纵向链状分工中，经济系统之间的单向作用表现为下游企业对上游企业的单向制约作用，即下游生产环节规定着上游生产环节，也就是上游生产的部件或工序必须符合下游生产环节的需要。纵向链状分工是最基础的分工机制，是一种沿着产业链进行的垂直分工，按照纵向链状分工形成独立经济组织的过程可以看成是纵向一体化企业的解体，是纵向专业化过程。

纵向链状分工既可以发生在企业内部，也可以发生在企业之间。一般而言，企业内部采取的主要是纵向链状分工，形成紧密型的企业组织结构。企业之间的纵向链状分工方式与链条式的生产组织形式相对应，不同企业按照纵向链状分工参与产业链的形成，这种产业链在组织形式上往往表现为初级形态的企业集群，如江浙一带在改革开放初期发展起来的专业村、专业镇。这些专业村、专业镇主要是围绕某一种产品进行工序或部件的专业化分工，形成产业链条，中小企业(甚至包含一些家庭手工作坊)以产业链条为纽带相对集聚，形成“块状经济”。

(二)横向平行分工

横向平行分工是主要发生在不同的行业、部门和不同的区域之间的一种分工形式。与纵向链状分工不同的是，横向平行分工中经济系统组分之间的作用是相互的，组分之间通过大量的产品交换和相互采购发生联系并产生相互作用，组分与组分之间的关系相对松散。横向平行分工使各个组分相互作用构成更为复杂的经济系统，经济系统的子系统或者各个层次交叉重叠，相互关系也更加复杂(见图2)。横向平行分工的各组分之间交换的是产品，而不是(或不仅仅是)构成同一产品的部件或生产工序，因而横向平行分工是更加“宏观”层次的分工，专业化的细分程度相对粗放。

横向平行分工的各个组分之间既可能存在互补关系，也可能存在竞争关系。当各个组分相互组合才能构成最终产品(或满足最终消费)时，它们之间是互补关系；当几个组分在构成最终产品的过程中可以相互替代时，它们之间就是相互竞争关系。横向平行分工有时候也表现为区域分工的形式，各地区根据资源分布、生产传统和区位特点进行产品或产业层次的分工，然后通过市场交换互通有无。参与行业内的横向平行分工的企业与企业之间往往不存在组织上的联系，即使存在组织联系也是松散型的组织结构，参与分工的企业之间的替代性和互补性都相对较弱。

(三)网络状模块化分工

模块化分工是指将一个复杂的系统或过程按照一定的联系规则分解为可进行独立设计的半自律性子系统的经济行为。一个复杂系统可以按照模块化分工的形式分解为半自律的子系统，子系统本身还可以继续分解为更加细化的价值模块。子系统的分解方式既可以是纵向链状分工，也可以是横向平行分工，在模块系统内部构成网络状分工体系(见图3)。在模块化分工条件下，各个组分可以按照标准独立地发展，每个模块之间在设计过程和生产过程中可以互不干扰。在子系统(模块)构成更加复杂的系统时，每个组分所形成的产品(价值)模块之间是互补关系。模块化分工是一种更加细致的专业化分工，同时它也是按照成员企业的优势能力要素进行的分工，有利于突出差异化、创新及划分更细的价值取向，使参与分工的企业更好地发挥比较优势，实现网络组织内部的资源互补。模块化分工是模块化生产方式形成和发展的基础。

二、模块化技术、模块化设计与模块化分工

模块化技术的出现是模块化分工方式产生的前提条件。以电子技术为基础的信息技术的进步，特别是微电子、计算机与电信三个主要技术领域不同阶段的创新和传播，建立了新的信息技术范式――模块化技术，为模块化分工的形成和模块化生产方式的应用奠定了技术基础。模块化技术是一种“化繁为简、聚零为整”的技术，是信息技术向智能化、集成化、系统化方向发展的结果。现在，模块化技术已经成为产业发展过程中出现的、用于解决复杂系统问题的新思路、新方法、新手段。模块化技术在空间上分割了流水线技术，产品的设计开发、模块加工、产品装配、包装、销售不必集中在一个企业内完成，使得产品的模块化设计成为可能。模块化设计包括“模块分解化”和“模块集中化”两个阶段。模块化设计是模块化分工的前奏，如果将模块化设计落实到生产过程中，“模块分解化”就是模块化分工，“模块集中化”就是模块化分工后的模块整合。模块化分工后，各模块主体独立于其他模块处理个别信息和有限的系统信息，各模块发出的“看得见的”信息可能是存在差异的信息，于是就存在一个信息的优选问题。来自各个子系统的异化信息由所在于系统的“舵手”对它从“舵手”本身所处的系统环境角度加以解释后以简约形式反馈到整个系统。在由各个子系统的“舵手”联合对反馈过来的异化信息进行比较、解释、选择，通过信息

的处理、传达、交换，使单一的模块之间的联系规则不断被筛选，并得到进化发展。“舵手”通过事后对整体规则的整合，找出最合适的模块组合，形成生产系统，并在此过程中优选出相应的系统联系规则作为整个生产系统“看得见的”信息。由于模块系统区分了“看得见的设计规则”和“隐形的设计规则”，每个模块的设计和改进都可以独立于其他模块的设计和改进，每个模块的设计信息都被“浓缩化”了，保证了模块具有一定的自由度，只要符合设计规则，可采用任何方法或模块组合产品，使得最终产品成为模块的组合。

模块化设计规则的形成和应用，界面联系规则的标准化，技术变化的速度和竞争的强度，是模块化分工的主要催化力量。一个产业中的零部件越容易标准化，技术变化的速度越快，产业的竞争强度越大，就越容易导致模块化，形成产品模块。所谓产品模块，就是可组合成系统的、具有某种确定功能和接口结构的、典型的通用独立单元，包括功能模块、结构模块和单元模块三种类型。产品模块的形成为模块化设计提供了可能性。模块化设计就是有目的地、持续并严格地应用模块化技术对产品进行模块化分解和模块化集中的过程，它既是一种标准化设计，又是一种组合化设计。模块化设计分为两个不同层次，第一个层次是系列模块化产品研制过程，需要根据市场调研结果对整个系列进行模块化设计，本质上是在系列产品研制过程中寻找通用模块和专用模块；第二个层次是单个产品的模块化设计，需要根据用户的具体要求对模块进行选择和组合，并加以必要的设计计算和校核计算，本质上是选择及组合的过程。模块化设计不是面向某一个产品，而是面向整个产品系统；既需要形成特定功能的模块，也需要形成有使用功能的产品。模块化设计通过限制元件之间或任务之间交互作用的范围，可以减少设计或生产过程中发生循环的次数，缩小发生循环的范围，从而提高了复杂性的可控范围。模块化设计可以使复杂产品大型设计的不同部分同时进行，从而缩短完成特定生产过程或设计过程所需的时间，实现并行生产。

模块化分工产生于模块化技术和模块化设计的基础之上，其实模块化分工本身就是一种特殊的设计结构，其中分工的参数和任务结构在单元(模块)内是相互独立的，而在单元(模块)之间是相互联系的，体现了独立性与依赖性的辩证统一。技术变化速度越快，产品的升级换代就越快，产品的生命周期就越短，就越是需要加快产业演进的速度。建立在模块化设计基础上的模块化分工和生产能够加快产品创新步伐和产业演进速度，适应技术革新的需要。在高度竞争的环境中，企业将被迫克服组织惯性，采用与生产过程多样化和生产工序模块化相适应的分工方式和组织形式。模块化分工已经成为新经济时代分工演进的一种新趋势，是企业从“纵向一体化”走向“专注核心环节”的必然选择。随着信息技术的发展、市场需求的变化、合作生产的兴起，越来越多的企业开始实施“归核化战略”，首先将业务分解成一个个单一的能力要素，然后将能力要素进行细分，选择出核心能力要素，再将核心能力要素集中于优势生产，构建核心竞争能力，形成比较优势，并以比较优势参与网络组织的模块化分工，构成模块化网络组织，从而实现资源共享，增强组织竞争优势。

三、模块化分工的特性分析

模块化分工是专业化分工与一体化分工并存与耦合的一种新型分工形式。模块化分工过程既是复杂系统简单化的过程，也是形成网络系统与模块化结构的过程。作为“对愈加复杂的问题的解决方法”，模块化分工与传统分工之间存在着明显的区别，具有一些新的特性。

1　模块化分工具有超越传统分工方式的经济性。模块化分工是生产分工与职能分工、工序分工与知识分工、横向分工与纵向分工、劳动分工与能力分工的融合，是价值创造形式的变化与重新组合，是对传统分工方式的延伸与超越。模块化分工不是简单的劳动分工，而是一种基于企业能力要素和资源的分工。当企业按照自身的知识状况、能力特征、比较优势向专门化角度发展时，企业的核心资源就会得到充分利用，企业特殊的核心能力也将得到强化，其实企业就已经进入了能力分工过程。在自由市场经济中，某一企业之所以能够长时期地获取较高的投资回报率，是因为该企业与其他企业相比拥有无法仿制或复制的特殊核心能力。模块化分工对传统分工的超越还表现在，模块化分工能够打破空间限制，实现地理的分散性与组织接近性的统一。传统的分工往往受到空间的限制，只能局限于同一个企业内部或相对集中的同一地区内的不同企业之间。模块化分工不仅可以使产业链上的设计、生产、销售等环节实现空间分离，而且可以分解生产工序、在不同地区生产产品模块，再进行地理上的集中，完成最终产品的组装。

2　模块化分工能够创造选择价值，增加分工的净收益。传统分工是一种以专业化效率为导向、力图节约的经济行为，而模块化分工是以顾客价值为导向、允许浪费和重复建设现象存在的经济行为，尤其是在隐模块的设计和生产的竞争中，适度的浪费和重复能够创造选择价值，从而增加分工的净收益。传统分工的主要目的在于获得分工经济效应，它对于竞争程度的影响更多的是依赖于交易效率和人口规模两个因素：当法律制度所决定的、界定每个交易中的合约及有关产权的效率上升时，分工水平和人均收入会上升，而竞争程度会下降；在固定人口规模条件下，当分工水平上升时，每个专业的生产者人数会下降，竞争程度自然下降。模块化分工并不会降低竞争程度，在分工过程中和分工后，各模块研发主体只要遵循可见部分的设计规则，就可以试验完全不同的工程技术，各模块供应者具有较大的自由度，因而其信息处理和操作处理可以相互保密，从而使模块研发的多个主体同时展开研发成为可能，它们之间存在着竞争关系。这种竞争关系保证了模块化系统创新动力的充足性，激励研发主体开发出符合理想界面标准和绩效标准的模块产品；同时也增加了模块化系统的选择价值，独立的同种功能模块的研发能够预留几个选择的余地来应对未来的不确定性。

3　模块化分工是基于核心资源和能力要素而形成的分工方式。模块化分工与传统分工对企业资源和能力的要求不一样。传统分工是依据专业化效率原则进行的分工，各组分是先分工、后专业化，企业参与传统分工并不要求具有特殊的资源或能力，可以边参与分工边学习，逐渐适应专业化生产；分工演化机制关注的是，分工如何在市场自由竞争的环境中节约内生交易费用，推动分工走向深化的问题。模块化分工是依据功能原则进行的分工，是对专业化分工的整合，要求以核心能力为基础进行分工，再在分工的基础上强化核心能力。可以说模块化分工是传统分工的进一步延伸和深化。模块化分工关注的是，如何通过模块化分工充分发挥优势资源的互补效应，如何推进模块在信息封闭体制和界面标准的联动中获得创新和发展，进而增强整个组织的竞争实力问题。企业在自身核心资源和能力要素模块化的基础上参与模块化分工，可以将其生产经营活动聚焦于价值创造过程的某些环节，以使其已有的核心能力要素和经营活动中所形成的能力要素

能够得到最好的积累、培育和发挥。以核心能力要素参与模块化分工的企业或业务单位尽管其业务边界(有形边界)缩小了，但是其能力边界(无形边界)有望得到急剧的扩大，通过调用外部资源而取得快速成长和发展，实现“杠杆增长”。

4　模块化分工过程是对技术和制度进行有效整合的过程。模块化分工与传统分工对制度和技术的要求不一样。传统分工是将生产进行分解和细化的过程，在交易效率允许的前提条件下，分工越细致，专业化水平就越高，分工程度也就越高。模块化分工不仅仅是将复杂系统进行分解的问题，它还是一个有效整合的过程。模块化分工既是分工的过程，同时也是在分工的基础上进一步将各个组分按照功能原则重新聚合的过程。也就是说，模块化分工要比传统分工复杂得多、精细得多。在进行模块化分工之前，不仅要有先进的技术和高效率的制度作保障，也需要设计者对模块化的对象有充分的认识和把握，不仅要具备进行模块化分工的可能性，而且需要具备模块化分工的必要性，这样才能获得模块化分工的好处。因此，模块化分工对技术水平和制度效率的要求更高。技术水平主要指的是将复杂系统分解为具有半自律功能的子系统的模块化技术，制度效率主要是对模块化系统内部的设计规则和界面标准的要求。

5　模块化分工是集权和分权相结合的分工方式。传统分工和模块化分工所对应的组织结构的集权、分权特征和稳定性具有较大差异。由传统分工演化而来的是分层组织结构，主要包括集权和分权两种基本形式。集权式组织结构内部主要是科层等级制度，其演化动力来源于对上级或前一生产工序命令的执行，组织内存在着显著的等级差。分权式组织结构主要是指多部门化组织或M型组织，其演化动力是分工经济驱动的自发产物，其结果是形成两级(或多级)分权的组织结构。由模块化分工演化而来的是模块化组织结构，集权和分权在模块组织结构内部是完全协调一致的：看得见的设计规则是各个子模块必须遵守的共同信息，具有集权的特征；但各个子模块(隐模块)在设计上被赋予了很大的自力，具有较高的分权特征。模块化组织结构的设计规则在产生之初具有激烈的竞争性，但是，一旦成为系统的显性规则后，往往是长期保持稳定。设计规则的稳定性确保了模块化组织结构的稳定性和可预期性特征。

四、简要结论

篇(3)

关键词：模块化造船技术 发展研究 概念与原因 现状

中图分类号：U6 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0334-01

一、对模块化造船技术的阐述

所谓模块化造船技术，主要指的是在造船的过程当中通过采用一些独立的单元件或者标准件来组装建造，继而形成具有一定功能的集成模块且将之组合成整体来取代其相对独立的状态。从另一程度上来看，模块化造船一般需要遵循在设备制造厂把设备组装成标准化模块并试验合格，需要在造船厂完成各个模块上船安装工作且对各个模块的标准化连接口进行结合的基本流程，这在很大程度上能够有效提高船舶建造速率。

从另一层面上来讲，相对于传统的分段造船方式而言，模块化造船一般包涵诸如模块具有标准化的构造、标准件和可选部件以及可组装性的预制件等特点。而从近些年以来模块化造船技术快速发展的原因来看，往往由于模块化造船能够有效缩短建造周期与有效降低建造成本，往往由于模块化造船可以有效提高设备的维修和改装，往往由于模块化造船有利于实现规模经济的发展，继而能够有效提高企业竞争力，因而当前模块化造船技术在世界各国船舶建造中普遍采用。同时，模块化造船常常会存在着诸如总体性能较差、运营费用较高以及更换或维修所造成的损失更大等缺陷，这些问题都是此后模块化造船技术发展过程中所要切实解决的问题。

二、模块化造船技术的现状

从当前国内外模块化造船技术的现状来看，世界各国正处于模块化造船的第四个阶段，并且正形成更高水平的造船技术。现阶段，我国正朝敏捷制造技术结合船舶生产的模式分阶段进行研发，因而目前我国正处于以壳舾涂一体化的中间产品导向型阶段向以设计制造一体化的产品导向型阶段的过渡期。自2009年开始，我国所承接的新船订单早已赶超韩国位列世界第一，并且在中国所承接的新船订单中主要是以三大主流船型散货船、油船和集装箱船为主，这对我国模块化造船的发展带来了机遇。

而另一方面，近两年来国内绝大多数船厂面临着新接订单减少、用工成本升高、资金困难以及技术壁垒等一系列问题，因而对于模块化船舶的思想主要是体现在总体布置中贯彻模块化技术以及设备系统采用集装箱功能模块两个方面。同时，由于受到传统船舶建造思想的禁锢，当前普遍存在着设计思想僵化以及存在一定滞后性，这使得诸如不能正确处理总装造船与单元、模块化设计造船的关系，理论研究薄弱而迫切需要寻找恰当的造船方法，以及传统的生产组织形式受外界因素与相互之间的影响很大等各种各样问题的出现，因而施工单位需要切实将模块化造船理念贯穿与船舶设计、开发、建造以及管理等整个过程之中，亦需要在形成船舶设计与建造一体化的基础上及时更新设计理念，从而才能实现模块化造船的目的。

三、探析模块化造船技术的发展趋势

从一定程度上来看，当前模块化造船技术的发展与现代造船技术的发展是相辅相成的，并且伴随着科技信息水平的快速提高与广泛应用，伴随着造船精度控制技术以及船舶工程管理技术的不断完善，当前模块化造船不断朝着集成化方向发展的。并且从另一角度上来看，由于现代化信息技术成果的广泛应用，模块化造船技术的发展必然离不开新技术。因而伴随着计算机技术、人工智能技术以及机器人技术研究工作的不断深入，未来的模块化造船方式必然随之发生重大改变。

同时，先进制造模式在模块化造船中的广泛应用必定是未来的另一发展趋势。通过将当前信息化网络技术成果应用到模块化造船工作当中来，能够在很大程度上实现异地设计与制造管理，从而大大方便了模块化造船设计与管理工作的开展，进而持续创造出企业经济效益、提高企业竞争力。而从企业的角度上来分析，未来造船模式主要指的是计算机集成制造系统。这与上文所介绍是大致相同的。企业通过依靠集成一体化机制的深入发展，通过依靠信息高速公路或者信息数字化与网络化将各地的模块工厂、材料以及设备制造厂与企业自身有机链接，能够随时、可视地进行异地联合生产，进而形成以产品为导向的动态无缝整合建造系统。这种系统亦是当前彻底模块化造船的主要依托。

而作为当前逐渐兴起的生产中心造船模式，这种新型的模式能够建造专门的分段并展开相应的预舾装工作形成模块产品，或制造专门的功能单元模块，或进行总装工程形成终端产品。因而根据中心的设置位置和体系结构，可以简单分为实体中心和虚拟中心。并且对于虚拟中心而言，虚拟中心实际是一个能够充分发挥承接造船订单、船台以及试航交船等众多功能的虚拟企业，在信息技术与智能技术运用的前提下采用新型的控制方式来达到联动控制，继而能够提高生产效率以及降低船舶制造成本。所以造船企业未来采用的模式必然是生产中心造船模式。

结束语

综上所述，我们不难得出现代船舶企业在模块化造船技术的发展过程中必然会遇到各种各样的问题，这就需要船舶企业在发展过程中切实利用当前信息化高新技术成果来武装自己，并且在采用生产中心造船模式的基础上形成企业独特的社会竞争力，从而才能够有效降低生产成本以及提高生产效率，进而才能够在真正意义上达到发展模块化造船技术的本质目的。

参考文献：

[1]于逢平，肖洪钧，姜照华.先进制造模式的综合创新战略分析：以总装化造船为例[J].大连理工大学学报，2010，31（1）：11-15.

[2]李加亮，王越.模块化造船的现状及未来发展趋势的思考[J].中国水运，2013，13（3）：3-4.

[3]肖艳秋，孙厚芳，薛庆，李海超.船舶模块化设计建造关键技术研究[J].先进制造技术高层论坛暨制造业自动化与信息化技术研讨会，2007：199-206.

篇(4)

Abstract： This article aims to study the mechanism of enhancing enterprises' sustainable competitive advantage with modular design. Based on the dynamic capability theory and taking technology innovation as the intermediary variables， the theoretical model of the relationship between modular design and continuous competitive advantage is built. SPSS16.0 and LISREL8.7 structure equation model are used to do empirical analysis to the data of the 300 questionnaires from the large and medium-sized manufacturing enterprises in Pearl River Delta. Results show that modular design can help enterprises to obtain sustainable competitive advantage. Technological innovation plays a fully mediation role in the relationship between modular design and brand advantages， continuous first-mover advantage and mass customization advantage.

关键词： 模块化设计；技术创新；持续竞争优势；珠三角大中型制造企业

Key words： modular design；technological innovation；continuous competitive advantage；large and medium-sized manufacturing enterprises in Pearl River Delta

中图分类号：F270 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）15-0007-04

0 引言

制造业是一个国家经济的基础，我国在收获改革开放三十年成果的同时，劳动力成本及土地成本不断攀升，原有的低成本竞争优势逐渐丧失，经济转型，产业升级的压力渐行渐近。随着全球化步伐的加快，通讯、信息技术的高速发展，技术呈现快速或跳跃式的发展，许多传统的竞争优势难以维持，提升我国制造业的软实力迫在眉睫，尤其是珠三角制造企业，明显的外向型经济特征，使其成为转型升级的最前沿。

随着信息时代的来临，企业所面临的环境日趋动态。珠三角制造企业在稳定环境下建立的优势正不断被侵蚀，需要通过持续的技术创新活动来帮助企业实现转型升级，在动态性环境下重新建立竞争优势。回顾西方发达国家走过的现代工业化之路，模块化开创了一个工业技术创新的全新时代，甚至可以媲美19世纪铁路运输发展对西方现代工业的贡献。由于模块化的通用性，制造企业能在实现大规模、标准化生产的同时最大限度地满足客户的个性化需求。西方许多企业纷纷尝试以模块化的方式来应对日趋复杂的市场环境与客户需求。国外对于模块化的研究比较丰富，并且在制造企业的实践中已经获得了大量成功。但国内对于模块化的研究基本还处于理论研究初期，对其影响竞争优势机制的研究还较少。本文探讨技术创新在模块化设计与竞争优势关系间的中介作用，旨在为珠三角大中型制造企业进行产品模块化的探索提供理论与实践指导。

1 理论回顾与研究模型

随着波特“竞争优势三部曲”的提出，竞争优势逐渐成为了战略管理研究的核心问题。根据蓝海林等（2007）的定义，竞争优势是指企业超越竞争对手，实现盈利与市场占有率提高的一种能力。

关于企业竞争优势来源的理论研究，经历了“核心能力理论”到“动态能力理论”两个发展阶段。早期的学者从资源基础观视角出发，提出企业竞争优势来源于企业的“核心能力”。随着经营环境的日益动荡，传统的企业核心能力由于自身存在的“刚性”问题，使其难以成为企业持续竞争优势的来源。企业需要寻找新的途径，如精益生产、柔性制造、流程重组、全面质量管理等，来获取动态环境下的竞争优势。所有这些新兴的制造思想，都要求企业具备“柔性”的生产能力。在这样的背景下，Teece（1997）提出了动态能力理论，认为动态能力是企业整合、建立以及重构企业内、外部能力以适应快速变化环境，不断获得暂时优势的能力。

动态能力理论的发展为研究企业持续竞争优势的来源提供了全新的理论视角。耿新和张体勤（2010）综合了SubbaNarasimha（2001）和Danneels（2008）的观点，认为企业的动态能力包括市场动态能力与技术动态能力两方面：SubbaNarasimha（2001）认为市场动态能力强调企业开拓新市场与适应当前客户需求变化的能力；Danneels（2008）则强调了企业根据环境变化开发新技术的能力。

模块化战略被西方管理学界誉为“动态变化时代的竞争战略”。模块化设计可以为制造企业带来许多优势：第一，制造企业专注于核心模块的开发，可以增强企业的核心能力，同时减少研发成本；第二，制造企业通过对核心模块的改进，可以较过去更为轻松地实现新产品、新技术的开发与应用，加快技术变革的步伐；第三，由于各模块的独立性，制造企业可以通过大规模制造标准化模块来提高效率和降低成本，同时又能通过模块的组合实现产品的多样化，从而在大规模生产的同时实现对客户需求的快速响应。因此本文认为，模块化设计是制造企业发展动态能力的重要途径。

模块化设计往往与技术创新联系在一起，对核心的产品模块进行改进或重新设计，可以实现渐进式的技术创新；对模块化平台进行改革，则可以导致突破式的技术创新。无论是在静态或者动态环境下，技术创新都是竞争优势的来源，而动态环境下，通过不断进行技术创新活动，企业可以不断获得暂时性的竞争优势，从而构成企业的持续竞争优势。

企业发展动态能力，就是为了获得持续性的竞争优势。进一步研究持续竞争优势的构成，本文借鉴了蒋峦和蓝海林（2004）的观点，认为企业的持续竞争优势由以下几方面构成：①品牌优势，品牌是企业的无形资产，是企业产品高附加价值的持续来源；②连续先动优势，先动企业能够较竞争对手更迅速地获得客户与声誉，更快地获得利润、降低成本，为企业创造竞争优势；③大规模定制优势，动态环境下既要求制造企业降低成本，又要求企业满足客户的个性化需求，拥有大规模定制生产能力的企业可以同时实现两方面的目标，从而获得大规模定制优势。

根据以上分析，本文基于动态能力理论，以技术创新为中介变量，提出模块化通过技术创新，影响品牌优势、连续先动优势和大规模定制优势的研究模型，如图1所示。

2 假设提出

2.1 模块化设计对竞争优势的影响 根据动态能力理论，拥有较强动态能力的企业，其竞争优势的获得和维持就会变得相对容易，因为动态能力能够强化现存资源的配置，而且快速的回应能力使得企业能够迅速满足市场需求。而制造企业将产品进行模块化分解，可以更好地应对环境的不确定性和组织的进化要求，同时满足客户的多样化需求并减少成本，帮助企业构建动态能力。

具体来说：第一，制造企业利用模块化设计将产品分为若干模块，可以将非核心模块进行外包，从而专注于核心模块的研发，能有效降低生产成本，提高产品质量，使消费者获得性价比更高的产品，从而提升企业的品牌优势。第二，制造企业不仅可以通过对模块化设计平台的改良实现突破式的创新，也可以通过对核心模块的改进实现渐进式的技术创新，有利于企业消除新技术、新产品推出市场的时滞效应，获得连续先动优势。第三，模块化的产品只需要通过简单的不同模块的重新排列组合就能轻松实现产品的多样化，并且可以对产品模块进行大规模生产，从而获取大规模定制优势。因此，模块化设计能为制造企业带来品牌优势、连续先动优势、大规模定制优势。所以本文提出以下假设：

H1a模块化设计对品牌优势有显著的正向影响。

H1b模块化设计对连续先动优势有显著的正向影响。

H1c模块化设计对大规模定制优势有显著的正向

影响。

2.2 技术创新的中介效应 模块化设计就是对生产要素（产品模块）按照一定规则进行“重新组合”。因此本文认为模块化设计可以促进制造企业的创新活动，尤其是技术创新活动。只有持续的技术创新才能实现企业品牌优势的维持。由于环境的动态性，珠三角地区的企业竞争优势维持阶段在不断缩短，一项新技术能为企业带来的领先优势可能很快就消失殆尽，只有不断地进行技术创新，才能不断获得新的暂时优势，从而获得连续先动优势。制造企业要将大规模、标准化生产与满足顾客个性化需求结合起来，需要有先进的企业信息系统、现代化产品设计技术、模块化管理技术和业务流程重组技术等作为支持，因此持续的技术创新，能为企业创造大规模定制优势。

Pil&Cohen（2006）就基于动态能力理论，通过实证分析，得出了模仿创新在模块化设计和企业持续竞争优势之间起中介作用，模块化情境下的产品设计和绩效产出能够使模仿创新变得简单，同时降低了动态能力开发的复杂性，从而增强企业的持续竞争优势。本文基于珠三角制造企业的实际，认为技术创新在企业通过模块化设计获取持续竞争优势的过程中发挥了重要作用。因此提出以下

假设：

H2a技术创新在模块化设计与品牌优势的关系中起中介作用。

H2b技术创新在模块化设计与连续先动优势的关系中起中介作用。

H2c技术创新在模块化设计与大规模定制优势的关系中起中介作用。

3 研究设计

3.1 问卷设计与数据收集 本研究问卷的发放区域为珠江三角洲主要城市，这些城市包括广州、深圳、佛山、珠海、东莞、惠州、江门和肇庆。共向该区域的制造企业发放800分调查问卷，回收512分，回收率为64.0%，剔除无效问卷131份，剩余有效问卷381份，有效回收率为47.6%。根据国家统计局对工业企业规模的划分标准，销售额在3000万元以上的属于大中型企业，即为本文的主要研究对象。本文针对符合该标准的300份问卷数据进行实证

分析。

Peng和Luo认为，中国企业间存在着行业类型、所有制类型（国有、民营和外资）、规模及行业发展阶段的区别。因此本文选取了行业类别、所有制性质、销售收入和资产总额这四个组织特征作为控制变量。样本基本信息的描述性统计如表1所示。

本研究在问卷编制过程中，与有关专家学者、产品模块化管理人员进行了多次访谈与探讨，以使问卷结构更合理，表述更清晰。并在正式调查之前选择了50家珠三角地区的制造企业进行预调查，根据反馈信息对问卷做了反复修正与调整，形成了最终的问卷。

调查问卷的第一部分为受访者基本信息及受访企业行业类别、销售额、资产总额和所有制性质等控制变量的基本信息。第二部分使用李克特五分量表对研究涉及的变量进行了题项设计，共包括模块化设计5个题项；技术创新4个题项；持续竞争优势11个题项，包含品牌优势（3个题项）、连续先动优势（3个题项）和大规模定制优势（5个题项）三方面内容。

3.2 信度与效度检验 本文采用Cronbach’s α值检验量表信度。一般认为，Cronbach’s α值大于0.70则可以说明量表信度较好。检验结果显示，所有变量的Cronbach’s α均大于0.70（见表2），表明各量表的信度较高。

本文使用验证性因子分析对对量表效度进行检验。侯杰泰等（2004）认为，在验证性因子分析中，卡方值（χ2）与自由度（df）的比值小于5，RMSEA值低于0.08，IFI、CFI、NNFI等拟合指标大于0.9则可以认为模型拟合度较好，验证性因子分析的检验结果如表2所示，各项拟合指标均达到较好的水平，说明量表的效度较高。

4 实证分析与结果

本文使用SPSS16.0与LISREL8.7作为实证分析工具，对各量表进行相关分析，使用回归分析及结构方程模型（SEM）方法进行假设检验。

4.1 变量描述性统计与相关分析 本文在对理论模型进行假设检验之前，首先对各变量的均值、标准差和变量间的相关系数进行了分析与描述（见表3）。结果表明，各变量间的相关性均比较显著，可以对各变量间关系进行进一步探讨。

4.2 假设检验

4.2.1 模块化设计对品牌优势、连续先动优势及大规模定制优势的影响 模块化设计对品牌优势、连续先动优势及大规模定制优势的回归结果见表4。由模型2、模型4和模型6可见，模块化设计对品牌优势（β=0.405，P

此外，通过对回归结果的观察，本文还发现，企业所有制性质对企业通过模块化设计获得大规模定制优势具有显著影响，即外资、港澳台资企业更容易通过模块化设计获得大规模定制优势。

4.2.2 中介效应检验 本文首先构建了一个完整的部分中介模型，并使用结构方程模型方法对该模型数据进行拟合，结果表明模型的拟合优度（χ2/df=2.584，RMR=0.035，RMSEA=0.073，IFI=0.96，CFI=0.96，NNFI=0.96）较为理想。拟合后获得模型A，如图2所示。

为了进一步检验技术创新的中介效应，本文构建了7个嵌套模型：删除路径“模块化设计――品牌优势”，得到模型B；删除路径“模块化设计――连续先动优势”，得到模型C；删除路径“模块化设计――大规模定制优势”，得到模型D；同时删除路径“模块化设计――品牌优势”和“模块化设计――连续先动优势”，得到模型E；同时删除路径“模块化设计――品牌优势”和“模块化设计――大规模定制优势”，得到模型F；同时删除路径“模块化设计――连续先动优势”和“模块化设计――大规模定制优势”，得到模型G；同时删除路径“模块化设计――品牌优势”、“模块化设计――连续先动优势”和“模块化设计――大规模定制优势”，得到模型H。

各嵌套模型的拟合指标如表5所示。可以看出各模型间的差异均没有达到P

通过对模型H进行拟合，得到如图3所示的拟合结果。可以看见图中所示的是完全中介模型，即技术创新在模块化设计与品牌优势、模块化设计与连续先动优势、模块化设计与大规模定制优势三组关系中都起完全中介作用，H2a、H2b和H2c均获得支持。

5 结论与启示

本文通过实证分析，重点研究了技术创新在模块化设计对持续竞争优势影响中的中介作用，并明确了技术创新在模块化设计与品牌优势、连续先动优势及大规模定制优势关系间中起完全中介的作用。本文的数据样本充分体现了珠三角地区大中型制造企业特征，在为模块化设计、技术创新及持续竞争优势理论研究提供一些有益补充的同时，也为珠三角地区的大中型制造企业获取持续竞争优势提供了指导建议。

根据实证分析获得的结果，本出以下结论：

第一，通过对珠三角大中型制造企业的实证研究表明，与国内外许多实证研究结果一致，模块化设计都对品牌优势、连续先动优势和大规模定制优势都具有显著的正向影响。随着土地成本和人力资源成本优势不再，珠三角地区的大中型制造企业应当通过模块化战略重塑自身的竞争优势。

第二，企业在培育自身模块化设计能力的过程中必须注重技术创新的作用，因为技术创新在模块化设计对品牌优势、连续先动优势和大规模定制优势的关系中均起到完全中介作用。模块化设计能力不能直接产生持续竞争优势，只有通过技术创新才能够获得。值得注意的是，企业不应只关注改善产品模块的渐进式技术创新，更应该关注模块化平台的创新，这种突破式的创新正是熊彼特所说的“创造性的毁灭”，这种创新模式才是更高层次的，能使企业在更长时期维持竞争优势的根本来源。

第三，实证分析结果表明，技术创新投入可以直接促进企业持续竞争优势的获取。珠三角地区的制造企业必须坚持投入技术创新活动，注重自主研发，将“中国制造”转变为“中国创造”，才能真正在日益动荡的世界一体化经济环境下获得持续性的竞争优势。

第四，通过对控制变量的观察，本文发现外资、港澳台资企业较国有企业、集体企业而言，更容易通过模块化设计获得大规模定制优势，这也反映了它们面对多需求市场，满足顾客需求的能力更强。许多国有企业还具有一定的垄断性质，即卖方市场，即使存在竞争，也往往由于有政府的支持而不需要太多考虑客户的个性化需求，因此在引入竞争机制后，国有企业与外资或港澳台资企业相比，对通过模块化设计获取大规模定制优势还相对欠缺。

本文研究对象主要为珠三角地区的大中型制造企业，其结论与建议对于中小制造企业及其他地区制造业是否适用仍有待进一步研究。另外，本文使用的是截面数据，而动态数据应该更符合持续竞争优势的研究，因此，下一步的研究应该考虑使用更多的纵向数据。

参考文献：

[1]陈建勋，张婷婷，吴隆增.产品模块化对组织绩效的影

响――中国情境下的实证研究[J].中国管理科学，2009，17（3）：121-130.

[2]周晓东，项保华.什么是企业竞争优势[J].科学学与科学技术管理，2003，24（6）：104-107.

[3]蓝海林等.转型中的中国企业战略行为研究[M].广州：华南理工大学出版社，2007.

[4]（美）约瑟夫・派恩.大规模定制：竞争的新前沿[M].中国人民大学出版社，2000.

[5]耿新，张体勤.企业家社会资本对组织动态能力的影

响――以组织宽裕为调节变量[J].管理世界，2010，6：109-121.

[6]蒋峦，蓝海林.基于动态环境的企业竞争优势研究[M].北京：经济科学出版社，2004.

[7]董保宝，葛宝山，王侃.资源整合过程、动态能力与竞争优势：机理与路径[J].管理世界，2011（3）：92-101.

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关键词 PLM系统；模块化；GIS；工程设计

中图分类号 TP311 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)071-0171-01

气体绝缘金属封闭开关设备简称GIS因其占地面积少、可靠性高、安全性强、维护工作量很小等优点而被用户所接受，自2000年以来设备得到了广泛应用。我国电力工业的持续、快速发展，给输变电设备制造业提供了极好的发展机遇，特别是在过去的4年中，GIS设备用量呈快速增长趋势，2007年至2010年高压开关行业生产126 kV及以上电压等级气体绝缘金属封闭开关设备的间隔数量对比如图1所示，同比增长62.5%。

图1 GIS年需求量对比

随着经济全球化的不断深入，市场竞争日趋激烈；企业必须提供交货快、质量高、成本低和服务好的产品才能在竞争中处于有利地位。为了满足日趋增加的GIS电站的工程设计量，我们必须通过模块化设计，充分利用企业现有设计资源和经验，快速响应用户需求。

本文主要是根据GIS产品的结构特点，首先利用CAD软件进行标准元件的模块化设计；然后将最基本的数据导入PLM系统，根据客户的需求，导出数据库中的相关模块，完成一个电站的设计；最终通过PLM系统输出该电站的数据清单，用于指导生产。

1 模块化设计概念和理论

模块化设计的核心思想是将产品进行模块划分后，通过对某些模块进行重新设计或变异设计得到新的产品，以满足客户对产品个性化的需求，随着产品个性化和大规模定制的兴起，模块化设计已成为关键使能技术，越来越受到青睐。

同时，模块化设计也是一种快速设计，它是在保证产品设计质量的基础上，以缩短工程设计周期为目的的设计方法和技术，随着产品需求的多样化、复杂化和个性化，快速设计日益受到人们的重视。模块化设计作为实现快速设计的主要技术之一，其模块的可互换性和可组合性是产品快速设计的基础。

2 GIS工程模块化工程设计步骤及流程

以GIS二维模块化工程电站设计为例，其主要以二维模块图（数据库）为设计载体，通过PLM专业的软件平台，进行电站配置方式的选择即以标准模块为选择条件。模块化设计步骤大致

如下。

1）建立数据库模块层，共四大模块层。通过CAD软件首先建立相应的标准间隔模块层，然后建立通用元件模块层，其次建立非标准件、改投件模块层，最后建立组合模块层。其中模块一层、二层为不变量，模块三层为变量，模块四层为不变量与变量的组合，各分层元件图2所示。

2）建立供模块层选择以及输入的软件平台，我们将设计好的数据库模块层导入PLM软件作为平台的产品生命周期数据管理系统，供设计院在进行工程电站设计时的模块化选择基础。

模块化工程设计时，分别从标准间隔模块层选择标准间隔、从通用元件模块层选通用元件、对非标件及改投件的图纸纳入输入模块层中，然后将标准间隔模块层、通用元件模块层及输入层进行组合，最后实现电站部分间隔组合的编码选取并生成电站总体布置图。在PLM系统搭建一个电站模块化结构树，最终通过物料清单BOM数据的导出来指导生产。

3 结论

由于电站布置方式不同，我们需要设计很多种类型的模块图，前期工作需要大量的时间，同时我们也不可能将所有的电站工程设计都实现模块化。但企业通过PLM软件平台进行产品模块化设计，使得工程设计更加规范化和智能化，能够提高设计速度和质量、有效减轻设计工作量，降低产品成本，从而提高产品的综合经济效益，增强企业市场竞争力。

参考文献

[1]黎斌.SF6高压电器设计[J].北京:机械工业出版社,2010.

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模块化及其分工效率

模块化模块化从字面上理解是“将事物分解为模块、分工”的意思。按照青木昌彦的定义，“模块”是指半自律性的子系统，通过和其他同样的子系统按照一定的规则相互联系而构成的更加复杂的系统或过程。模块化的过程可以看作是将一个复杂的系统分解为近似自治的子系统的过程［3］。“模块化系统”设计者通过区分“看得见(明确规定)的设计规则”和“隐藏的设计规则”来实现“模块化”［4］。在信息产业中，这些大大小小的规则是形成行业标准的重要依据。模块化分工方式在新型产业尤其是信息产业的推广与信息技术特征密不可分，信息技术的数字信号特征使“明确的设计规则”更容易实现，缓解和降低了模块化成本，使模块化成为新型产业基本的生产方式。模块化促进了IT产业标准化生产。早在上世纪八十年代，IBM/360型电脑运用模块化设计思想，将各种不同的电脑变成了相同模块的组合，使系统具有了兼容性。1981年IBM公司决定在新推出的个人电脑部件上采用微软和英特尔的产品，1991年微电子和软件两大行业支配性企业微软公司与Intel公司达成协议，形成了所谓的“温特尔联盟”。由微软公司的Windows平台与Intel公司“CPU”相结合共同确立的个人计算机标准平台导致了IT产业的标准化生产，也改变了IT产业的发展路径。同时，从IBM设计出第一台计算机的模块化标准之后，系统的运行规则逐渐公开和透明起来，IBM能设计、制造与系统兼容的模块，其它企业也可以设计出来，新型企业开始制造与IBM机器兼容并且可以外接的模块，从打印机、终端机一直到存储器、软件，封闭和垄断的局面被打破，数以百计的隐模块设计师离开了IBM，他们转而为越来越多的设计、生产隐模块的小企业工作，这样，形成了无数小型的模块生产企业与大企业竞争的局面。由此，整个计算机产业迅速从垂直型结构走向水平型结构，每个水平分工的参与者都专业经营原来产业链条中的一个价值节点，即模块化生产。模块化的分工效率模块化的分工效率体现在两个层面上。首先，按照斯密的古典分工理论，模块化在将复杂事务分割、生产的同时产生了专业化的分工效率，促进了分工的深化。由于各模块能够专门从事局部的设计与活动，因此得以发挥它的专业化优势，促进了知识的增长;模块化也降低了交易成本和成本，采用模块化原则大大降低了子模块之间的知识关联性［5］。由标准与界面的应用取代了人与人之间知识的交流，使得不同模块之间需要沟通的知识量大大减少，由此减少了分工协调所需要的信息，而分工协调成本的降低促进了分工的演进。模块化的作用也体现在超越古典分工意义的竞争效率中。“模块化创造了选择权”，促进了技术创新。通俗地说，一个模块产品由若干家公司分别在竞争性开发，使得集成商有更大的选择空间。模块化的组织结构由于以更灵活的方式整合来自低层的竞争而产生创新和效率［4］，模块化生产尤其是模块化带来的分工效率深刻变革了高新产业标准竞争的博弈格局。

模块化对高新产业技术标准博弈格局的影响

简化而不失一般性，博弈模型假设某高新产业产品市场上只有两个竞争企业，有两种互不兼容的技术标准可供企业自由选择，二企业收益矩阵如（图略）。表格中每对数值表示相应选择下公司收益，前者是A企业收益，后者是B企业收益。最终哪种情况下的策略选择可以到达均衡，取决于兼容情况下企业的互利程度和竞争时的得益比较。一个公司在行业技术标准竞争中面临的策略选择可以大致分为两类:一种情况是两个企业实力相当，都希望采用与对手不兼容的产品标准并尽力扩大自己的势力范围;另一种情况是两竞争企业实力相差悬殊，小企业希望采用尾随策略保持与竞争对手的产品标准兼容，而大企业则要尽力防止小企业分割自己的市场，两个企业在一个标准内展开竞争与合作。下面分两种情况进行讨论，每种情况均先给出非模块型生产行业的博弈格局，再进一步分析模块化带来的博弈格局的转变。(1)两个实力相当的企业希望通过竞争来决定行业标准，为了更大的市场份额和利益展开互不兼容的标准竞争。基本得益矩阵仍如图1所示。当偏于对角线上企业(即二企业采用不兼容标准)的收益都大于对角线上企业收益时，如:a12、a21分别大于a11或a22(此时的市场表现为二企业标准之争暂时没有对消费者的购买行为产生很大影响，在一个比较大的市场中双方各霸一方的局面)，双方可以选择互不兼容的技术标准去生产，两个企业势均力敌，都希望采用与对手不兼容的产品标准，竞相通过产品研发和推广尽力扩大自己技术标准的势力范围，努力使自己的标准成为业内标准。但长期来看，这种不兼容标准下的行业内竞争由于损耗巨大而不利于行业市场的长期发展。在网络外部性的作用下，随着竞争的激烈和市场的逐渐成熟与饱和，可以预期当消费者在未来购买不同技术标准的产品时往往会面临升级与选择的困境，损害了消费者利益进而消耗行业利润，为了共同的利益双方往往不得不进行尝试某种程度的合作。模块化生产方式下，明确的设计规则使得竞争企业的协作和标准兼容变得有章可寻。在兼容标准下生产，各个企业可以着眼于自己的优势领域展开专业化分工与合作，企业专门从事相对局部的设计与研发，也得以更好地发挥它的人才优势;同时，模块化还降低合作企业之间的知识关联，减少了分工协调所需要的信息，进而降低企业间的分工协调成本。当竞争企业预期到了这种兼容标准下的合作收益，会主动倾向于寻求合作与分工的效率。改进了的博弈格局如图2所示。从图2中可见，由于各企业采用兼容标准而带来的模块化的分工效率(用e表示)改变了标准之争的博弈格局，使均衡结果发生变动。当e足够大，使得对角线企业收益大于非对角线企业收益时，标准的兼容与合作分工就会发生。(2)两个企业生产、研发的实力相差悬殊。A企业技术雄厚，具有先发优势及良好声誉;B企业技术实力相对较弱，希望通过对A企业技术标准的追随来分享一定市场份额。从博弈矩阵中的收益情况看，大企业A的收益都远远大于小企业B的收益，同时大企业A的非对角线上的收益a12和a21分别大于对角线上的a11或a22，而小企业B非对角线收益b12和b21分别小于对角线上的b11或b22，此时，博弈均衡很难长久建立，表现为A企业倾向于甩开小企业B，而B企业倾向于尽力尾随。传统模式下，由于A企业担心B企业的进入而市场受到瓜分，自然不愿意B企业从技术标准上进行追随或模仿，企业间的竞争是冲突性的，为此大企业可能采用压价竞争、知识产权保护甚至是频繁改变技术标准的方式来阻止小企业对标准的兼容模仿，而无论采取哪种方式都对行业的长久发展十分不利［6］。大企业的优势地位一般都来自于长久的累积，标准的变更代价无疑是巨大的。模块化分工方式促进了高新产业外包的发展，进而提供了有效化解大小企业标准冲突矛盾的途径。生产外包已成为高新产业中重要的分工特征和国际转移的主流方式。大型跨国公司具有人才、技术、资金优势，为了增强企业的竞争优势，将非核心制造环节外包转移给那些具有专业能力的中小企业，然后通过外购获得这些产品。模块化设计是模块化生产的价值核心，也是企业的最大价值所在。将制造与设计分离，大企业即实现了模块化设计的价值，而又避免了增加企业的制造成本。外包使大小企业互惠互利，达到双赢。模块化生产更关注产品的兼容性和质量，而不是生产过程［7］，只要是符合设计规则的模块，就能实现与系统的兼容，就是有价值的模块。模块化生产保证了模块之间较低的知识关联性，而模块部件衔接界面的标准化降低了外包的协调成本，降低了企业寻求交易对象、讨价还价的交易成本［8］。发包企业出于战略和效率的考虑可以很容易地在全球范围内寻找接包对象，反过来说，接包企业也可以更容易地按照自己的偏好选择适合自己的合作伙伴。以全球计算机产业的发展为例，在wintel联盟的强势标准下，英特尔公司控制了计算机的核心部件CPU的生产和技术，而微软则垄断了视窗操作系统软件全球的绝大部分市场。跨国公司占据核心技术优势并在全球范围内寻求最优的资源组合，通过外包方式将价值链生产的低端部分逐渐向新兴工业化国家和发展中国家转移。模块化生产下的大小企业标准选择的博弈格局。图中由于外包降低的协调成本及带来的专业化分工效率用f表示。当分工效率f足够大，使得对角线上A、B企业收益都分别大于非对角线收益，博弈倾向于收敛于对角线上的某个共同标准下的均衡，且具有较长期的稳定性。

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1.1模块化设计内涵

模块化包装的机械产品，是指由特定的模块在一定的范围内，组成不同种类和不同功能的包装机械。在对模块化进行设计的时候，有以下几种内涵：

1）纵向设计；

2）横向设计。也就是在保证参数的情况下，通过不同的模块之间的转换完成产品的变化；3）全系列的设计。其包括以上两种设计方式。

1.2设计的特点

1）便于维修在使用模块化设计的时候，由于模块具有可更换的特点，所以如果在机械包装的过程中发生故障的话，只需要将不合适的模块更换就可以。这样省去了在设计的时间，以及方便维修；

2）简化包装设计在过去的包装中，进行设计的人主要根据产品的特点进行指定的包装，所以设计出来的包装只能使用于相同系列的产品，而对其他系列的产品不能够应用。采用模块化设计之后，可以使一种设计满足许多的系列的产品，只要在客户提货的时候进行模块之间的更换即可在对传统的机械化包装进行设计的时候要对每一个零件的设计进行考虑，这样就需要人员掌握的知识面广，这样不单单浪费时间，同时也消耗了人员的精力，这样就导致机械的生产周期短，然而，在采用了模块化之后，技术人员不用再考虑每一个零件的设计，只需要使用现有的模块即可；

3）模块化包装的成本低在进行模块化包装的时候，可以根据模块特有的功能进行。同时也可以通过对模块的不断研究，不断的完善其质量和性能，以此来增加模块化产品的数量。这样就可以用较少的模块组合成最多的机械包装。在减少设计时候的同时，也减少了设计成本。

2模块化设计机械设计中的应用

1）模块化技术和成组技术在对机械的包装处理上有着一定的共同点。它们提出的依据都是现代产品的多样化。进行成组的时候都是依据零件特点等因素，主要是利用物体之间的相似性，并且将这些相似的事物进行组合，通过对相似零件规范化的处理，达到小批产品也具有流水作业的情况。而模块化追求的是小产品和中产品以及大批量零件之间的效果，也是利用它们之间的相似度，把一些零件划分，最后制成模块。它们之间的共同点主要表现是，对相似的零件进行集中处理；

2）模块化技术的应用。数控机床对模块化的划分是指对机床运动分析和结构分析得出的结构，将具有同样功能的结构进行合理的划分。所以说，模块化划分的好坏之间影响着模块化设计的成败；

3）数控机床在进行模块划分时的原则。首先应该根据现有的结构上的要求进行划分，其主要原则如下：（1）将具有独立功能的单位作为模块，也就是说对已经分解的单元结构上的划分尽可能的做到其独立性，这样方便不同模块之间的进行组合，能够拼凑出多种产品；（2）部件作为模块。在进行划分的时候，以部件作为模块，这样能够保证模块的完整性，而且也能够保证拼凑的产品的质量；（3）利用组件的方式作模块。设计人员对模块分解之后，还可以将模块进行组件，通过不断的试验更换某些零件，可以使部件的用途增加，这样比更换整个零件更具有经济效益；（4）在进行模块划分的时候，还要考虑到机床中大件的划分，保证其规范性，还要使其便于分离和结合。同时也要考虑到模块的发展空间，定时的进行升级。

4）数控机床的功能分解。在对模块进行划分的时候，必须要考虑到整个车床的功能。把数控车床的总功能进行模块的划分，使其成为一个个独立的功能，接着设计人员就可以进行模块的划分。当然，设计人员进行分解时，首先应该考虑的就是用户需求。由于用户之间的条件存在差异，所以会所在确定机床规格时候也要不同，也就是说在模块的组成中也会存在差异。对单柱的数控来说，其总功能是车削。在将其进行划分的时候，可以讲车削的沟槽和旋转面等方面进行。除此之外，还要将其的铣镗功能进行划分，这些功能可以按其的执行功能和监测等方面进行划分。

3结论