三、模块化设计与产品效益

　　模块或称模组(module)在汽车、航天及电子和通讯信息产业已被广泛运用，现今模块化产品比比皆是。不单有严谨之定义，且已由欧美企业与高校发展成方法论(methodology) [10]，产品及产业都已具备完整的标准体系，并依据此严格要求代工生产厂家，将产品可靠度与质量提升极致(maximized)。

　　一模块化设计，除需具有明确定义(product definition)与产品架构(product architecture)外，并具备可发展为产品平台，依此平台有效持续发展，扩充产品组合(product portfolio)或产品系列(product family)之效益，亦即：标准化、互换性、可扩充性和可发展性是模块化设计的基本设计精神、目标与产品发展策略。整体式设计与模块化设计差异[6]：

　　对产品言，一个组件代表执行一项功能，而透过这些组件互相关聯所集成的功能便形成产品。这些组件的规格定义了组件间的互动关系，并說明输入及输出的連结方式。另加上一组完整的接口规格，便形成了产品结构。产品结构依照各功能与实体组件对应方式的不同，可分为整体式(integral)结构与模块化(modular)结构。

　　因此，模块化设计其设计策略(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合并为单一模块，经由分析组成模块间的相关性与工作程序，设计组合所需接口并决定最佳的模块配置方式：

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

　　另外，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)，可创造产品变异性(variation)与差异化(differentiation)。

　　但模块化设计与模块化产品是否成功有效，不但能从市场反应与接受度评价，企业自身由研发、业务与市场销售及生产制造部门可依下列指标自我评价：

　　模块“成” “效”验证 (Measures of Effectiveness)[6]

　　— 花费(Cost)

　　— 直接与间接成本、材料、时间、劳动力及资本

　　— 复杂度(Complexity)

　　— 次系统总数

　　— 另件、主件及工序

　　— 共享(通)性(Commonality)

　　— 共享件、标准件、通用材料、界面及工序

　　— 可靠度与质量(Reliability & Quality)

　　— 性能、实用与安全性

　　— 产品使用寿命

　　— 设计弹性与变化性(Flexibility & Variability)

　　— 设计变更与性能提升

　　— 功能极限

　　— 模块化与简易性(Modularity & Simplicity)

　　— 优异的接口架构

　　— 能否以最少的另件与接口变更设计形成差异化产品

　　市场广为接受才是好产品，为企业带来巨大效益才是好产品!“互换性”、“兼容性”、 “通用性” 与“可持续性”是模块化产品发展与市场接受及后续持续发展的关键环节。如经企业相关部门审慎评估检验，有效的模块化设计与模块化产品应具备的特性、优势与效益如下：

　　1.简单化(simplicity)：设计验证及设计变更容易，产品制造、组装与维修容易

　　2.标准化(standardization)：零件标准化，模块化设计具备互换性(interchangeability)、通用性(commonality)与再利用性(reusability)，共享件(common parts)可供大量生产，有效降低成本。

　　3.产品多样化(variability)及可扩充性(scal able & extension)：再设计与性能提升(improvement & upgrading)容易，能有效持续发展扩充，可发展为产品平台，形成完整的产品系列组合。

　　4.设计与创新：以设计满足客户需求(customer satisfaction)，并为客户创造价值(value creation)及实现大量客制化(mass customization)，可供不断创新设计(innovative design)。

　　四、整体式与模块化LED灯具现况分析(以路灯及隧道灯为例)

　　经多方搜集与产品分析，现今整体式与模块化LED灯具产品未被业主大规模的采用的困难(非指推广)、缺点与所关切的问题，归纳如下：

　　— 为实现照明，相关组件均置放腔室(灯体)内

　　a)检修困难，若有任一颗LED或电源出现故障需拆开更换

　　b)配光设计受灯具造型(大面积、同一平面)限制

　　c)光衰及寿命易被LED、电源驱动等混淆

　　— 有效的灯具散热方案(降低系统热阻)难以实现

　　— 灯具重量减轻难以实现

　　— 灯具产品与零件标准化困难(各厂家产品设计不同)

　　— 灯具造型变化少(大型整片式)，难以满足客制化设计要求

　　— 产品质量不稳定(一致性差)

　　— 模具成本高(客制化设计成本高)

　　— 互换性差(可维护性差及检修困难，路灯管理部门必须储备相当数量的整灯，从而提高了运行成本与储存困扰。)，整灯更换的资源浪费。

　　— LED性能提升时产品更新困难，照明效果的一致性恐难维持

　　— 最终整体经济及环保效益恐不如预期

　　现国内外厂家百花齐放，纷纷推出“各式各样”的光引擎或模块化设计之组合灯具产品。但是否能如通讯或其它消费性电子产品，具备上述"模块化设计"产品的优点并达到目标?或者指鹿为马产品混淆，另导致业主再次质疑或市场混乱持续?待市场验证。

　　综合分析，无论整体式或光引擎组合灯具产品，迄今无法具备互换性、兼容性、通用性与可持续性之特性，若产品供应厂家不能针对产品本身、企业、产业持续发展及后续维护与环保等多方考虑，则产生问题及影响层面会涵盖业主(终端用户)、维护单位、产业供应链、环境保护，其中真正首当其冲的是厂商自己。

　　当下LED路灯产品及市场情况，正考验着国内灯具生产厂家!企业应自行检讨评估，当企业内部标准件不足、供应体系不健全，而国内众多厂商产品及零主件各异，会造成部份标准件(或通用件)的供货商量能不足或供应不稳定，质优而稳定的供货商体系势必难以形成，可能发生的影响如下：

　　— 照明产品性能、质量稳定性(一致性)差

　　— 供货商质量、供货稳定性(一致性)与产能波动

　　— 产品上市时间、产量与价格不稳

　　— 产能不足，影响市场规模难以成为大厂

　　果真如此，厂家获利及市场扩展直接受到冲击，相互受到波及的当然会是业主(终端用户)及维护单位。

　　可以预见当光引擎灯具产品以互换性、兼容性、通用性与可持续性为其基本特性时，模块化灯具将能一扫整体式照明灯具互换性差、维护困难、未来难以升级的负面印象，也能使生产厂商在零件供应建立标准化体系，备料库存较过去更为稳定并具弹性，可以有效降低成本及风险，预料在市场驱动的主导下，模块化的设计可以成为LED产品发展主要潮流。当各零件及次系统间的标准与作业程序建立，就能运用垂直整合或分工，龙头厂商设计研发产品，建立相关标准，将生产制造外包并可进行供货商管理。因此，将产品模块化是满足最终运用需求、将市场做大与形成稳固(stable)产业链的第一步，必能在LED照明的发展中占有重要的地位，随之高性价比、性能稳定、低价化及普及化(并且外销)的市场将随后到来。

　　五、企业共同合作发展有效解决方案

　　经历LED应用多年，成功的产品很多，如将时间轴往前看首推交通信号灯(红绿灯)!而现在市场正热卖的LED背光电视，正可以突显LED技术发展日新月异的情势。我们可以归结此两项产品成功的基本因素为：1.充分运用并发挥LED的特性与优点，2.有效的模块化产品设计。而国内推动LED照明应用迄今，国家政策、标准与资金支持相继出台，加以企业千军万马持续投入，后势持续看好。拥有如此幸运与优渥条件，前述两产品其成功的道理所在，应当值得LED照明厂家探究学习。

　　前节已针对产品、企业与产业强调：若能以光引擎或模块化灯具破除最终用户对LED灯具的疑虑，互换性、兼容性、通用性与可持续性会是关键性环节!

　　面向国内外庞大的LED照明应用市场;面对国际照明知名大厂既有优势并一直积极布局;国内厂家有必要携手合作、共同持续提升产品设计与开发能力(skill set)。藉模块化产品设计与产品平台，快速形成成功的产品策略与企业扩大销售的市场策略，达成下列目标，真正发挥跨专业、跨领域、跨企业间合作的综合效益(synergy)：

　　产品互换性与兼容性

　　— 避免(防止)因为数众多(厂商各自为政)及各式各样无法匹配(互换、兼容)的光引擎导致市场分割、秩序混乱

　　— 终端用户的使用、维护与长期最终利益的保障与关怀

　　改善产品质量与产品系列扩充

　　— 标准件与共享(通)零/主件

　　— 形成专业产能稳定的供应链

　　可持续性发展，推广LED在通用照明的大规模运用

　　— 使用户(消费者)可以安心选择和购买市场上具有可互换性的LED 产品，同时亦能持续享受 LED 技术持续发展所提供产品功能升级之效益

　　— 将市场饼做大、做强并架构成产能与质量优异而稳定的供应链如图-4，以Time-to-market, Time-to-volume的产品竞争优势，提升消费者信心，放大市场量能，进而降低制造成本，对国外市场掌握主控优势，开创庞大商机。

　　六、结论语

　　盱衡国内外产品发展现况，互换性、兼容性、通用性与可持续性是LED照明产品与企业发展应关注的重点环节。

　　LED照明企业在面对专业技术分工与系统整合，全球化、区域环境不同与大量客制化的要求与挑战下，企业独立开发针对国内不同区域性产品需求的策略，在现今全球化竞争的环境下将很难维持现有优势并长期发展。为了满足全球庞大市场对LED照明产品的不同需求，照明企业必须从价值链(value chain)的源头-产品设计着手，在兼顾照明产品区域化需求与开发时效的前提下，尽心关注终端用户的使用、维护与长期的权益保障!藉由信息科技的有效运用与集成(integration)，持续创造满足新世代照明需求及具有竞争力的产品。

编辑：Cedar