二、  模块化设计与产品平台相关研究

　　模块的构想源自德国，主要是将积木构成法（Building block system）的概念运用于产品设计中的一种手法。1930年德国的G. Schlesinger教授将BBS应用在工具机系统设计，他将工具机的主要功能标准化成为不同模块，再针对新机台的工作目的，依模块在构造或尺寸上之关连性予以组合，应可视为模块化设计应用的鼻祖。Microsoft与Intel于1990年以策略联盟建构Wintel的计算机架构，信息产业因此重新整合，改变了原本IBM一家独大的局面。产业供应链分工开始盛行，个人计算机成为低价普及产品。在模块化应用于信息产业的冲击下，现在汽车、航天、电子和通讯信息产业均已广泛运用，模块化产品举目比比皆是。不单有严谨之定义，且已由欧美企业与学术界发展成方法论。相关产品及产业也已具备完整的标准体系，并据此严格要求代工厂家，将产品可靠度与质量提升极致。

　　标准化、互换性、可扩充性和可持续发展性是模块化设计的基本设计精神、目标和产品发展策略[1]。一模块化设计，除需具有明确的产品定义(product definition)与产品架构(product architecture)外，尚需具备可发展为产品平台，并依此平台持续改进，扩充产品组合(product portfolio)或成为产品家族(product family)之效益。

　　模块化设计与模块化产品定义于[2]~[5]中说明，其设计策略(design strategy)是在产品设计开发过程中，将功能运作相关的组件依据产品架构集成为单一模块，经由分析组成模块间的相关性与工作程序，设计组合所需接口(接口)并决定最佳的模块配置方式。因此，模块化产品具备下列特性：

　　1. 模块是标准的、独立运作的、并且是可置换的单元。目标是要减少产品结构的复杂度，使产品开发过程中的不确定性与困难度降至最低，并使制造或组装资源更有效率的被运用

　　2. 可应用在不同的产品，共享相同的模块，可以缩短产品开发时程(cycle time)，降低研发与产品开发成本

　　3. 针对不同客户，为达成客制化设计(customized design)目的，使用不同模块组成产品(系统)，可使产品具备变异性(variation)与差异化(differentiation)。

　　产品家族是指一组(系列)相关联的产品，彼此间有着共同的零件、次系统或采用共同的模块(common module)与接口或制造技术，以满足不同市场应用的产品，或称为产品系列。Meyer and Utterback[6]即定义产品家族为：许多产品共享一公共平台，借着部份不同性能的零件增减，使得产品在基本规格之外，还提供一些不同的功能，且仍保有个别的产品特色，以满足不同的客户需求如图–2。由此可知，产品家族考虑不同市场间的需求差异，来进行个别设计，借着分享共同的零件、次系统或制程等，来降低整体生产成本，缩短生产制造周期，并借着各产品不同的性能满足多样化市场的需求，有效的提升研发、生产制造、营销与服务等能力。为了使产品设计多样化，必须在产品设计的过程中进行一系列模块化的设计，因此会产生一系列相关的产品，这些产品便称之为“产品家族”，所以也有将多样化设计称为“产品家族设计”。

　　产品平台(product platform)是模块化产品中最重要的一部份，产品家族以产品平台为基础，发展可共享的零件、次系统与制程，实现产品变异并衍生出不同特性与应用的产品。藉由模块化技术，将实体或功能上具备共同特性的零件，分割成各自可独立运作的模块，以不同搭配满足变异与产品衍生的需求。一般来说，有效的产品平台是凭借良好的系统架构与接口，使不同数量不同规格的模块有效配褡，发展系列产品而不需对平台做大幅的结构性改变。

　　Muffatto[7]认为企业除了重视产品架构的设计外，更应以产品平台为竞争策略，建立一平台式的管理组织来加增管理运作弹性与绩效。Robertson and Ulrich[8]认为产品平台为零件、制程、设备、人员组织与知识等共享资源的组成。依据市场研究来拟定产品计划，进而归纳各产品间的差异属性，拟定差异化方案后，再以制造成本考虑来订定共通性计划。管理团队必须在此二种计划中做取舍来发展新的产品平台，并明确说明成功的产品平台能有那些方面的利益，例如：满足不同市场需求、减少产品开发成本与时间、减少制造成本、降低系统的复杂性、降低风险、提升服务水平与降低服务成本等。

　　由此可知，发展良好的产品平台，运用不同模块搭配满足产品多样化设计要求如图–3，是现今产品与产业竞争不可或缺的技术。然而开发过多的模块种类，将导致模具成本以及生产线复杂度的增加，为了避免这些因素影响企业的制造生产，工程师需要对产品平台做详尽的设计规划，一方面藉此提供适当的产品多样化，另一方面也减少模块的数量及生产线的复杂度。