模塊化的概念由來(lái)己久。模塊化制造的思想也來(lái)源于人們長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐。在機(jī)床制造業(yè)，德國(guó)于1930年首先提出了“模塊化構(gòu)造”(MOdularConstruction)的設(shè)計(jì)方法。由于用這種方法設(shè)計(jì)制造的機(jī)床具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，因而采用模塊化構(gòu)造在世界得到迅速發(fā)展。日本通產(chǎn)省在1977年開始研制柔性加工單元(FMC)，明確地引進(jìn)了模塊化構(gòu)造的概念：按不同功能制造模塊，其獨(dú)立性很強(qiáng)，模塊化的功能單元可獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，整個(gè)控制系統(tǒng)是有上述模塊組成的多級(jí)系統(tǒng)^[5]。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)生了深刻的變化。模塊化是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的要求，是對(duì)傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化形式的發(fā)展。模塊化與成組技術(shù)、柔性生產(chǎn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)等現(xiàn)代制造技術(shù)之間的關(guān)系是相輔相成、互相支持，只有在生產(chǎn)中密切配合才能發(fā)揮最大效益^[5]。

    施進(jìn)發(fā)等^[8]給出了機(jī)械的最新定義、闡述了模塊化機(jī)械產(chǎn)品的現(xiàn)狀及其實(shí)際意義，建立了機(jī)械模塊學(xué)理論體系，并分析了機(jī)械模塊學(xué)的研究對(duì)象。模塊化是企業(yè)和產(chǎn)品重組的基礎(chǔ)，是產(chǎn)品及其制造系統(tǒng)持續(xù)更新和并行開發(fā)的最佳基礎(chǔ)^[9]。

    模塊化制造作為一種現(xiàn)代制造環(huán)境下的制造哲理和方法論也早就引起了人們的注意。Rogers等^[1]就實(shí)現(xiàn)模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)(MPS)的有關(guān)問題進(jìn)行了深入的研究。通過建立模塊標(biāo)準(zhǔn)，建立有限的部件級(jí)的基本生產(chǎn)加工單元(標(biāo)準(zhǔn)模塊)，而不是通常的整機(jī)設(shè)備。把基本模塊分為四類：加上單元、運(yùn)動(dòng)單元、模塊化刀具裝卡單元以及可配置的控制系統(tǒng)。通過從模塊目錄中選取適當(dāng)?shù)哪K就能建立適應(yīng)范圍寬的自動(dòng)化、集成化的生產(chǎn)系統(tǒng)。以生產(chǎn)實(shí)例說(shuō)明：在設(shè)計(jì)工具的支持下根據(jù)特定產(chǎn)品的制造需求對(duì)模塊化制造系統(tǒng)進(jìn)行再設(shè)計(jì)是可行的。

    Tsukune等^[3]研究了IMS(智能制造系統(tǒng))中的模塊化制造，提出了一種基于模塊化理論的制造系統(tǒng)模型一一模塊化制造模型(MOdularManufacturingModel)，即基于模塊化理論的制造系統(tǒng)模型。利用從這種模型派生的設(shè)計(jì)、建造、操作和控制技術(shù)而建立的制造系統(tǒng)就是模塊化制造系統(tǒng)。利用該模型，模塊化制造系統(tǒng)與虛擬制造聯(lián)系起來(lái)，可以在虛擬環(huán)境下構(gòu)造制造系統(tǒng)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造裝備設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)均采用模塊化設(shè)計(jì)方法，把產(chǎn)品和制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)。通過制造特定的產(chǎn)品完成對(duì)制造系統(tǒng)的再設(shè)計(jì)，使部件、產(chǎn)品、制造設(shè)備，連同設(shè)計(jì)、操作活動(dòng)都以模塊為單位進(jìn)行描述，以模塊的組合來(lái)構(gòu)造和運(yùn)行制造系統(tǒng)。提出了模塊化制造系統(tǒng)的基本構(gòu)造方法，以基于機(jī)器人的模塊化制造系統(tǒng)為例，分析了模塊化制造系統(tǒng)研究中存在的主要問題及需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。

    Rogers等^[1]針對(duì)中、低檔消費(fèi)品的生產(chǎn)，如兒童玩具、廚房用具等，研究了實(shí)現(xiàn)模塊化化生產(chǎn)系統(tǒng)(MPS)的合理性。把MPS作為產(chǎn)品和生產(chǎn)系統(tǒng)并行設(shè)計(jì)的一種使能技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)之間建立了系統(tǒng)的聯(lián)系，通過為制造特定的產(chǎn)品對(duì)制造系統(tǒng)進(jìn)行再設(shè)計(jì)。提出了模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)的兩個(gè)基本工作原理，分析了建立設(shè)備模塊標(biāo)準(zhǔn)和面向并行工程的MPS設(shè)計(jì)支持工具的重要性。把MPS總體設(shè)計(jì)過程分為三個(gè)階段：產(chǎn)品分析、面向MPS的產(chǎn)品建模和MPS綜合。Xiu—TianYan^[2]討論了模塊化制造系統(tǒng)的連接和分布式配置，并描述了它們?cè)诨旌蠎?yīng)用中的仿真環(huán)境，以說(shuō)明該環(huán)境的能力，最后給出了某些系統(tǒng)使用的實(shí)例，說(shuō)明系統(tǒng)可在實(shí)時(shí)生產(chǎn)中應(yīng)用。從模塊化制造概念的形成可以看出，模塊化制造是符合當(dāng)今制造業(yè)發(fā)展潮流、具有廣泛實(shí)踐基礎(chǔ)、可具體執(zhí)行和操作的一種實(shí)用型先進(jìn)制造模式和技術(shù)體系。模塊化制造系統(tǒng)是根據(jù)特定模塊化產(chǎn)品的制造要求設(shè)計(jì)而成的：產(chǎn)品性能和質(zhì)量提高的周期縮短，頻率提高，快速響應(yīng)市場(chǎng)需求；與其相適應(yīng)的生產(chǎn)系統(tǒng)易于重組，以適應(yīng)產(chǎn)品的快速變換。滿足這兩個(gè)基本要求的實(shí)現(xiàn)條件就是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的模塊化和制造系統(tǒng)裝備的模塊化。而后者又包括制造裝備(含軟硬件)和管理體系模塊化^[6]。