三、模块化设计与产品效益(以IT产业为例)

　　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，现今模块化产品举目比比皆是(附录 I.)。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。     

　　模块化与模块化产品定义[7]~[10]：

　　模块：

　　–是指由多个元件(components)组成的次系统(sub-system)，是具备特定功能的单元，一般称之为功能模块或简称模块
　　–对整系统而言，模块的功能可以被明确区分，各模块相互独立但具特定之接口 (interface或称为介面)，并且共同运作完成系统功能
元件：
　　–指系统结构中最底层,基本上无法再予以拆分的单元
　　–标准元件(standard component), 指在市场上流通的元件, 且是公司其它项目中已承认或量产使用的元件

　　整体式设计与模块化设计差异[6]：

　　对产品言，一个元件代表执行一项功能，而透过这些元件互相关聯所集成的功能便形成产品。这些元件的规格定义了元件间的互动关系，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元件对应方式的不同，可分为整体式(integral)结构与模块化(modular)结构。Ulrich(1995), Fujimoto(2005)等学者曾针对此兩類产品结构加以比较說明如下： 

　　1. 整体式设计(integral design)

　　整体式设计以 “最佳化”产品为主要目标，其产品功能关系比较复杂，基本上是以非一对一的方式对应到实体元件上，且元件有接口彼此匹配。元件及元件间接口的设计是在不断重复的最佳化过程中确立，产品结构亦于最佳化产品设计完成后才定义。由于元件间以接口彼此匹配，因此任何功能上的改变将需同时变动數个元件，同时，由于元件的设计流程不具弹性，故难以达到产品多样化。

　　2. 模块化设计(modular design)

　　模块化设计的产品结构之功能以一对一的方式对应至实体元件上，元件间接口彼此匹配。并且元件在完整(特定、标准化的)的接口结构下设计，故允许工程师同时、自主且分散不同地点的方式进行设计。而且，模块结构能让特定元件以接口标准化的方式搭载于不同产品中。当周围的组件变更时，各别元件不需跟着改变。

　　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，将功能运作相关的元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
　　–可应用在不同的产品，共用相同的模块，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

　　•共用(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(robustness)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