什么是模块化设计，模块化设计的优点是什么

机械产品的模块化设计始于20世纪初的1920年左右。模块化设计原理开始于机床设计，到20世纪50年代，欧美一些国家正式提出“模块化设计”概念，把模块化设计提到理论高度来研究。模块化设计与产品标准化设计、系列化设计密切相关，即所谓的“三化”。“三化”互相影响、互相制约，通常合在一起作为评定产品质量优劣的重要指标，是现代化设计的重要手段。目前，模块化设计的思想已渗透到许多领域，例如，机床、家电、计算机等。在每个领域中，模块及模块化设计都有其特定的含义，本书特指机械产品的模块化设计。

为开发具有多种功能的不同产品，不必对每种产品施以单独设计，而是精心设计出多种模块，将其经过不同方式的组合来构成不同的产品，以解决产品品种、规格与设计制造周期、成本之间的矛盾，这就是模块化设计的含义。模块是指一组具有同一功能和接合要素（指联结部位的形状、尺寸，联结件间的配合与啮合等），但性能、规格或结构不同却能互换的单元。

机床夹具、联轴器可称为模块，有些零件如插头、插座，从广义上来说也可以称为模块，但不如称为标准件好。在模块化设计中，也用到大量的标准件，但模块多指标准件之外、仍需被设计而又可以用于不同的组合、从而形成具有不同功能的设备单元。

模块化设计是指在对产品进行市场预测、功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用的功能模块；并根据用户的要求，对这些模块进行选择组合，就可以构成不同功能或功能相同但性能不同、规格不同的产品，如图4-25所示。

图4-25　计算机风扇模块化设计模块标准化是指模块结构标准化，尤其是模块接口标准化。模块化设计所依赖的是模块的组合，即连接或啮合，又称为接口。显然，为了保证不同功能模块的组合和相同功能模块的互换，模块应具有可组合性和可互换性两个特征，而这两个特征主要体现在接口上，必须提高其标准化、通用化、规格化的程度。例如，具有相同功能、不同性能的单元一定要具有相同的安装基面和相同的安装尺寸，才能保证模块的有效组合。在计算机行业中，由于采用了标准的总线结构，来自不同国家和地区厂家的模块均能组成计算机系统并协调工作，使这些厂家可以集中精神，大量生产某些特定的模块，并不断进行精心改进和研究，促使计算机技术达到空前发展。相比之下，机械行业针对模块化设计所做的标准化工作就逊色一些。机械产品中模块化设计仅应用于为数不多的行业。

模块化设计的原则是力求以少数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，且模块结构应尽量简单、规范，模块间的联系尽可能简单。因此，如何科学地、有节制地划分模块，是模块化设计中具有艺术性的一项工作，既要照顾制造管理方便，具有较大的灵活性，避免组合时产生混乱，又要考虑到该模块系列将来的扩展和向专用、变形产品的辐射。模块划分的好坏直接影响到模块系列设计的成功与否。

随着计算机应用技术向各行各业的渗透及以计算机辅助设计为主体的现代设计的发展，模块化设计形成了以计算机为工具，以模块化设计为目标的各种学科交叉融合的新型技术领域，如计算机辅助模块化设计、模糊模块化设计、智能模块化设计、优化模块化设计等，这些手段反过来又促进了模块化设计思想的发展。

模块化或者说接口式开发，让产品在功能使用过程中，灵活性更高，下面是我在今年平台成长体系搭建过程中，进行了任务体系产品设计时，运用模块化设计思路，将功设计成模块接口形式，提高运用效率的过程。

今年年初，我开始着手进行用户成长体系——任务体系的功能设计；

在成长体系的构建中，任务体系是不可缺少的模块；

通过任务和奖励的合理刺激，用户以物质，荣誉为目的，在平台中不断贡献自己的活跃，获得更高级的物质和荣誉，循环递进，就像《上瘾》中说到的上瘾模型： 

任务体系就是上瘾模型中的行动创造者，不同的任务搭配不同层级的奖励，形成多变的酬赏，让用户更容易投入到平台中。

在一开始接触这项工作时，我的设计思路是： 

梳理出平台所有的任务，将对应的奖励也罗列出来，每一项任务绑定一个奖励，生成后即永久固定，这样的设计方法在开发过程中一步到位，所有的任务和奖励设计好后，不会再有变化，如下图所示：

但仔细想想就会发现，这样的设计存在着一个巨大的缺陷： 

成本计算，运营效果预估，运营方案等等的准备工作都需要进行先期预估，才能进行开发； 

针对不同运营时段，或者不同用户群体，同一个任务可能会有不同的奖励，一旦运营有新的任务或新的奖励时，就需要通过研发重新进行任务埋点和奖励开发；

结合上面的条件，可以想见，后台的功能设计和开发上将会非常僵硬，无论是使用还是后续延展，都会有很大的难度，这样的产品开发方式，也与敏捷开发模式背道而驰，若在前期没有做到完整的梳理和运营规划，将会对后续的产品运营产生极大的困难；

在了解到模块化设计方法后，我对任务体系的设计有了一个新的想法：将任务和奖励进行分离

此时，产品开发前期需要梳理的内容就只剩下平台行为，其他的工作，例如运营方案、运营效果的预估均可以在开发过程中同步完成，而不必占用项目的开发时间；

在这样的设计思路下，每一次的运营活动只需要进行活动逻辑设计，不再需要重复进行奖品模块和任务模块的开发； 

同时运用模块化的思路，每一次的活动都做成模版工具，和任务模块，奖励模块做好功能接口对接，直接调用，在后续的运营过程中，活动的复用性也得到了保证；

经过这套模块化工具设计方法，活动运营的前置开发时长减少了85%，运营人员只需要准备好活动方案，就可以在后台进行活动的设置，奖品的设置以及任务关联。

以上是我之前在模块化工具设计中的部分应用，在后续的工作中，我也逐渐发现模块化工具设计在企业服务功能设计中的强大作用，我将在后面的文章中进行详细阐述。

模块设计最早源自软件设计的基本概念，在早期的软件设计中提出了针对产品功能的模块化设计。

在设计好软件的体系结构后，就已经在宏观上明确了各个模块应具有什么功能，应放在体系结构的哪个位置。我们习惯地从功能上划分模块，保持“功能独立”是模块化设计的基本原则。因为，“功能独立”的模块可以降低开发、测试、维护等阶段的代价。但是“功能独立”并不意味着模块之间保持绝对的孤立。

一个系统要完成某项任务，需要各个模块相互配合才能实现，此时模块之间就要进行信息交流。

模块通常是“由元件或零部件组合而成的、具有独立功能的、可成系列单独制造标准化单元，通过不同形式的接口与其他单元组成产品，且可分、可合、可互换”。这个定义描述了模块的如下特征：

（1）模块不同于一般产品的部件，它是一种具有独立功能，可单独制造、销售的产品。

（2）模块通常由各种元器件组合而成，高层模块还可包含低层模块(即由模块组成模块)。

（3）它是构成产品系统的完整单元一(要素)，它与产品系统的其他要素可分、可合。

（4）模块通过各种形式的接门(刚性、柔性)和连接方式（单向、双向、多向）实现模块间的连接与组合。

（5）模块通常是标准化产品，可成系列设计和制造。

模块的种类

按照模块的用途和特征可以划分许多种类，其中常见的有：

功能模块： 按照价值工程的功能分析方法，可将产品系统分为具有不同功能的单元，执行这些功能的模块称功能模块。功能模块又可分为基本功能模块、辅助功能模块、特殊功能模块等，而它们又可根据产品的特点进一步细分为功能更具体的模块。

结构模块： 依据模块在产品系统中所处的地位和模块之间的关系，可将模块划分为不同等级，叫做分级模块，在这个分级体系中通常包括高层模块、分模块(或子模块)，或一级模块、二级模块、三级模块等。

高层模块通常是由相应分级系统中低一级的模块组成最低等级的模块则由元件或分元件组成，元件或分元件的构成要素叫做负分元件，它是分级体系中最基本的模块元件。

此外还可以依据模块的通用程度分为通用模块、专用模块、特别模块等。

--通用模块是指该类模块的通用化程度高，它不仅用于某一种产品中，而且能在该类产品系列中通用，甚至能做到跨系列、跨大类产品通用，这种模块通常是成系列开发、成批制造，不断产生派生、变型产品，其应用面广、生命周期长经济效益好。

--专用模块是为某种产品或某项用途而专门设计制造的，一般需单独研制。

--特别模块是根据系统的特殊要求而特殊设计的。

模块化: 把程序划分成若干个模块, 每个模块完成一个子功能, 把这些模块集总起来组成一个整体,可以完成指定的功能,满足问题的功能。

模块: 一个拥有明确定义的输入、输出和特性的程序实体。

模块化设计

模块化是好的软件设计的一个基本准则，可减小设计所需要的总工作：

功能划分模块的原则

1. 分解

2. 模块独立性

模块化产品设计

（一）模块化设计的目的

模块化产品设计的目的是以少变应多变，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。由于模块具有不同的组合可以配置生成多样化的满足用户需求的产品的特点，同时模块又具有标准的几何连接接口和一致的输入输出接口，如果模块的划分和接口定义符合企业批量化生产中采购、物流、生产和服务的实际情况，这就意味着按照模块化模式配置出来的产品是符合批量化生产的实际情况的，从而使定制化生产和批量化生产这对矛盾得到解决。

模块化设计有两种情形：

一种是为生产某种复杂产品或为完成某项工程，采用模块组合的方法，根据该产品或工程系统的功能要求，选择、设计相应的模块，确立它们的组合方式；

另一种是在对各种不同类型、不同用途、不同规格产品进行功能分析的基础上，从中提炼出共性较强的功能，据此设计功能模块，目的不仅仅是满足某种产品的需要，而是要它在更广的范围内通用。

模块化设计的主要方式有：

1）横系列模块化设计。不改变产品主参数，利用模块发展变形产品。这种方式是易实现，应用最广。常是在基型品种上更换或添加模块，形成新的变形品种。例如，更换端面铣床的铣头，可以加装立铣头、卧铣头、转塔铣头等，形成立式铣床卧式铣床或转塔铣床等。

2）纵系列模块化设计。在同一类型中对不同规格的基型产品进行设计。主参数不同，动力参数也往往不同，导致结构形式和尺寸不同，因此较横系列模块化设计复杂。若把与动力参数有关的零部件设计成相同的通用模块，势必造成强度或刚度的欠缺或冗余，欠缺影响功能发挥，冗余则造成结构庞大、材料浪费。因而，在与动力参数有关的模块设计时，往往合理划分区段，只在同一区段内模块通用；而对于与动力或尺寸无关的模块，则可在更大范围内通用。

3）横系列和跨系列模块化设计。除发展横系列产品之外，改变某些模块还能得到其它系列产品者，便属于横系列和跨系列模块化设计了。德国沙曼机床厂生产的模块化镗铣床，除可发展横系列的数控及各型镗铣加工中心外，更换立柱、滑座及工作台，即可将镗铣床变为跨系列的落地镗床。

4）全系列模块化设计。全系列包括纵系列和横系列。例如，德国某厂生产的工具铣，除可改变为立铣头、卧铣头、转塔铣头等形成横系列产品外，还可改变床身、横梁的高度和长度，得到三种纵系列的产品。

5）全系列和跨系列模块化设计。主要是在全系列基础上用于结构比较类似的跨产品的模块化设计上。例如，全系列的龙门铣床结构与龙门刨、龙门刨床和龙门导轨磨床相似，可以发展跨系列模块化设计。

界面层的模块化设计

案例：电商活动UI设计模块化

电商平台，活动作为较为日常的运营模式，呈现出页面基数大、上线时间短、更新速度快3大特征。活动会场模块化，是将活动会场拆解成一个一个可拼装组件，之后将多个组件聚类归纳和整理，形成一套「模版库」，并在多次活动中不断扩充迭代便于使用，提升活动搭建效率及设计品质。

「会场模块化」详细设计

拆分的过于琐碎，每个模块至少都是「有含义」的。以京东618主会场为例，通过对「会场、品牌、关键词」等元素进行组合拼装，结合业务场景，快速产出了3套会场楼层组合。