1 模塊化制造現(xiàn)狀在我國，中小產(chǎn)品批量生產(chǎn)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、模塊化，比如汽車行業(yè)的零部件、電子行業(yè)以及部分輕工業(yè)產(chǎn)品，由于此類產(chǎn)品需求量大，市場供求關(guān)系緊湊，比較容易實(shí)現(xiàn)模塊化的批量生產(chǎn)，通過模塊化制造實(shí)現(xiàn)了小產(chǎn)品賺取大價值的超值經(jīng)營；受到技術(shù)和制造裝備的制約，我國的整體制造水平還處于落后地位，對于大型機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)模塊化制造的程度還只是浮于表面，例如采取同一套圖紙，制造出兩套設(shè)備后，會發(fā)現(xiàn)這兩套設(shè)備存在許多的不同之處，加工精度、焊縫質(zhì)量及定位基準(zhǔn)等都會有較大差別，究其原因，一是大型機(jī)械設(shè)備主要結(jié)構(gòu)部件采用的是傳統(tǒng)的加工制造方式，沒有固定的代加工企業(yè)、技術(shù)人員和系統(tǒng)化的加工工藝；二是存在大量非標(biāo)結(jié)構(gòu)部件，生產(chǎn)制造難于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化，缺少模塊化的加工裝備系統(tǒng)。模塊化制造無法實(shí)現(xiàn)全面的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的制造工藝系統(tǒng)長期處于制造業(yè)的主導(dǎo)地位，造成了大型機(jī)械設(shè)備制造成本高居不下，生產(chǎn)效率處于中低水平，整個行業(yè)的發(fā)展速度亦相對緩慢。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，借助于計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)，我國在模塊化設(shè)計方面取得了很大的進(jìn)步，但在模塊化制造方面，由于受到的制約因素較多，有待更進(jìn)一步的發(fā)展和探索。

2 模塊化制造的重要意義模塊化制造技術(shù)是一種新型的產(chǎn)業(yè)組織模式，其強(qiáng)調(diào)了在計算機(jī)時代，信息流主導(dǎo)物質(zhì)流，知識成為主要的生產(chǎn)要素，所以模塊化制造技術(shù)是基于知識分工理論進(jìn)行的模塊劃分；各模塊制造商形成的是一種互相對彼此開放的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，取代了之前的工序垂直分解的分工，從企業(yè)制造系統(tǒng)整體分解出來的各模塊本身也是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，各模塊具有各自的獨(dú)立性，可以不依賴于其他模塊而還有自己的功能，而與其他模塊整合在一起，整體效果更強(qiáng)大，正所謂集百家之長于一身，其質(zhì)量特性定會提升一個大臺階。

模塊化制造可以滿足過程集成和系統(tǒng)重構(gòu)的要求，而過程集成強(qiáng)調(diào)的是高效率，系統(tǒng)重構(gòu)強(qiáng)調(diào)的是高柔性，通過模塊化將過程集成和系統(tǒng)重構(gòu)進(jìn)行有效地兼容和融合，提取優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)質(zhì)量和管理組織體系，創(chuàng)造更多的產(chǎn)品價值；模塊化制造能顯著減少產(chǎn)品對制造系統(tǒng)的功能約束，能通過減少非加工時期來提高生產(chǎn)率，從而使制造能適應(yīng)未來技術(shù)及市場的快速變化和可持續(xù)發(fā)展。

3 模塊化制造發(fā)展的趨勢模塊化所體現(xiàn)和展示的優(yōu)越性已被眾多的企業(yè)家所印證，模塊化制造不僅帶來了高質(zhì)量產(chǎn)品，也實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的性能增值，故模塊化制造的全球化發(fā)展是必然趨勢。目前，模塊化制造已應(yīng)用于能源、采礦、化工以及基礎(chǔ)建設(shè)等多個領(lǐng)域，伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全球化，模塊化制造將被越來越多的行業(yè)認(rèn)可和采用。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械自動化、一體化以及智能化迅猛發(fā)展，模塊化制造也隨之增加了相應(yīng)的智能元素，成為互聯(lián)網(wǎng)時代的模塊化制造，其正在由傳統(tǒng)的制造轉(zhuǎn)變?yōu)樾聲r代的智能化模塊制造。有報道稱中國科學(xué)院沈陽自動化研究所與德國思愛普（SAP）中國研究院攜手打造的自適應(yīng)模塊化柔性制造解決方案，亮相2019工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全球峰會，該方案采用世界領(lǐng)先的邊緣計算與云平臺協(xié)同制造以及模塊化生產(chǎn)概念，通過真正意義上的端到端全程數(shù)字化智連，實(shí)現(xiàn)高度的柔性生產(chǎn)，將極大地提高大規(guī)模個性化產(chǎn)品定制的生產(chǎn)效率。模塊化發(fā)展基本趨勢是開放性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，同時也拓寬了戰(zhàn)略管理空間，模塊化深度不僅因產(chǎn)業(yè)不同而不同，還因企業(yè)戰(zhàn)略差異而多樣；模塊化制造的發(fā)展將會發(fā)生日新月異的變化，在不斷創(chuàng)新和完善的基礎(chǔ)上，將在各行業(yè)制造中扮演重要角色。

4 實(shí)現(xiàn)模塊化制造的途徑大型機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形尺寸大、外形特征和內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式多變，隨著機(jī)械行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化的逐步發(fā)展完善，對于各行業(yè)的機(jī)械設(shè)備也有了一定程度的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這為大型機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)模塊化制造提供了良好開端。在此基礎(chǔ)上，需要將模塊化設(shè)計和模塊化制造有效地結(jié)合起來。

4.1 模塊化設(shè)計模塊化設(shè)計是實(shí)現(xiàn)模塊化制造的基礎(chǔ)和前提，如何在復(fù)雜多變的機(jī)械行業(yè)實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一化和規(guī)?；悄K化設(shè)計首要解決的難題。任何事物的改變，都不會改變其根本原理，大型機(jī)械設(shè)備也是有微小型設(shè)備演變而來，要實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計，設(shè)計者可將大的零部件以微小零部件的視角去思考和設(shè)計，通過大轉(zhuǎn)變小的設(shè)計理念，將大的零部件設(shè)計成多種具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的多種規(guī)格的零部件，仿照小零件的批量化和規(guī)?；?，實(shí)行通用零部件，使其具備互換性；例如，在設(shè)計過程中，將大跨度、大體積的主梁設(shè)計成為多段中小型模塊梁，每段梁都采取類似尺寸和形狀，從而實(shí)現(xiàn)分段模塊化制造；同時，設(shè)計者應(yīng)將科學(xué)的、先進(jìn)的加工工藝融入到結(jié)構(gòu)設(shè)計中，降低后續(xù)制造的難度。

4.2 模塊化制造大型機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)就是大，體積大、噸位大，需要進(jìn)行較多的焊接和成形工序。在加工制造的過程中，會受到焊接變形、加工誤差、人員技術(shù)水平差異等各種因素的制約，要實(shí)現(xiàn)模塊化制造，需要減少不確定因素的影響，增加定性環(huán)節(jié)和模塊化控制。

1）定向化制造模塊化制造的優(yōu)勢是可從眾多代加工企業(yè)中選擇一家加工質(zhì)量、加工成本和綜合評估優(yōu)秀的企業(yè)，定向的將大型機(jī)械設(shè)備的零部件委托給代加工企業(yè)，由一家企業(yè)專門制造一件或多件該企業(yè)可以做出的高質(zhì)量的零部件，定向委托加工和供給產(chǎn)品，形成一個單一的產(chǎn)業(yè)加工鏈，減少中間二級委托間接費(fèi)用，從而降低成本；實(shí)現(xiàn)定向代加工，做到持續(xù)訂單供給，穩(wěn)定加工產(chǎn)業(yè)鏈，保證供需平衡，集中委托制造任務(wù)于一家企業(yè)，實(shí)行可持續(xù)性加工，有利于促進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)的主觀積極性，從而能夠提高加工制造質(zhì)量。

2）變量化工裝系統(tǒng)和工藝系統(tǒng)打造一套可調(diào)節(jié)的變量工裝系統(tǒng)對于大型機(jī)械設(shè)備的制造至關(guān)重要，針對大型機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)，需要制作對應(yīng)的工裝夾具，實(shí)行剛性定位，減少焊接變形和定位偏差；工裝系用于大型零部件加工制造的工裝，應(yīng)設(shè)置為可調(diào)節(jié)形式，可用于多種尺寸的加工工況，做到基本尺寸固定，可調(diào)尺寸變量化，使用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，提高加工精度；將工裝打造成為模具式工具，降低加工成工出來的零部件也就具有互換性和同級性。變量化工裝之所以稱為變量，因?yàn)樵摴ぱb可以根據(jù)需要加工制造的設(shè)備部件的外形尺寸不同而進(jìn)行調(diào)節(jié)，因地制宜，制作固定支架，可調(diào)節(jié)部分采用液壓系統(tǒng)控制，通過調(diào)節(jié)液壓油缸的伸縮調(diào)節(jié)工裝夾具的位置，可實(shí)現(xiàn)精確定位和可靠的夾緊固定，使大型機(jī)械設(shè)備的箱梁在焊接之前，可將鋼板精確定位固定，從而減少焊接裝配誤差，提高制造效率。相對于一家能夠制造出高質(zhì)量產(chǎn)品的企業(yè)而言，應(yīng)具備一套先進(jìn)的加工工藝系統(tǒng)，通過融合可利用的歷史經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)有的成熟工藝，制定出能用于模塊化制造的工藝系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的制造理念，實(shí)現(xiàn)模塊化制造必定事半功倍。

3）智能化機(jī)具應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，智能設(shè)備也是日新月異，有許多智能化機(jī)具可用于大型機(jī)械設(shè)備制造，利用自動化控制和智能加工的先進(jìn)性和精確性，提高加工制造精度和質(zhì)量。例如自動焊接機(jī)器人、智能檢測和測量設(shè)備等，結(jié)合工裝系統(tǒng)，使用自動焊接機(jī)器人或先進(jìn)的焊接設(shè)備，充分利用科學(xué)的焊接工藝，完成大型機(jī)械設(shè)備的長焊縫和復(fù)雜焊縫；使用激光準(zhǔn)直儀檢測焊接鋼板的直線度和垂直度，利用光學(xué)檢測儀器檢測焊縫質(zhì)量，結(jié)合超聲波和傳統(tǒng)的檢測手段和先進(jìn)的檢測儀器，提高焊接質(zhì)量和精度。應(yīng)根據(jù)實(shí)際加工情況，選擇適用的先進(jìn)機(jī)具，為高精度和高質(zhì)量的模塊化制造服務(wù)。

5 結(jié)語隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展全球化，模塊化制造不僅形成了眾多企業(yè)各自的核心競爭力，而且促進(jìn)了各企業(yè)間的相互合作，各模塊化生產(chǎn)商與模塊化零件集成商之間形成了相互依存的產(chǎn)業(yè)鏈，在生產(chǎn)制造的生態(tài)圈內(nèi)會形成一種良好的競爭與相互支持的環(huán)境，有利于經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展?？v觀我國互聯(lián)網(wǎng)、電子商業(yè)和輕工業(yè)巨頭，無一例外地采取了模塊化制造系統(tǒng)和模塊化管理理念，足以說明模塊化制造的方向是正確的。因此，在大型機(jī)械設(shè)備制造方面，也應(yīng)不斷地進(jìn)行探索和研究，積累經(jīng)驗(yàn)，通過變量化工裝系統(tǒng)和科學(xué)的制造工藝及先進(jìn)的工機(jī)具的有效結(jié)合，從而逐步實(shí)現(xiàn)模塊化制造。