模塊化設(shè)計在設(shè)計思想上是對傳統(tǒng)設(shè)計的一種創(chuàng)新，早期模塊化設(shè)計多采用手工操作管理，缺乏現(xiàn)代化的設(shè)計和管理手段，不能充分發(fā)揮模塊化設(shè)計的優(yōu)越性[21]。隨著計算機應用技術(shù)向各行各業(yè)的滲透及以計算機輔助設(shè)計為主體的現(xiàn)化設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，模塊化設(shè)計從設(shè)計手段上已有了極大的不同，形成了以計算機為工具、以模塊化設(shè)計為目標的各種學科交叉融合的新型技術(shù)領(lǐng)域，如計算機輔助模塊化設(shè)計、模糊模塊化設(shè)計、智能模塊化設(shè)計、優(yōu)化模塊化設(shè)計等等，這些手段反過來又促進了模塊化設(shè)計思想的發(fā)展。例如，早期的模塊化設(shè)計主要追求功能的實現(xiàn)，現(xiàn)在則要求模塊化產(chǎn)品生命周期全過程多目標的權(quán)衡、分配及綜合決策，如開發(fā)周期短，易于回收、裝配、維修，產(chǎn)品報廢后某些模塊仍可再利用，模塊可以升級、重新設(shè)置等。綜合起來，現(xiàn)代模塊化設(shè)計呈現(xiàn)以下幾種趨勢。
1）各種數(shù)學方法（模糊數(shù)學、優(yōu)化等）引入模塊化設(shè)計各個環(huán)節(jié)，如模塊的劃分、結(jié)構(gòu)設(shè)計、模塊評價、結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化等
2）不同層次計算機軟件平臺的滲透，如二維繪圖、實體造型、特征建模、概念設(shè)計、曲面設(shè)計、裝配模擬等軟件均可用于模塊化設(shè)計之中。
3）數(shù)據(jù)庫技術(shù)及成組技術(shù)的應用。產(chǎn)品系列型譜確定之后，在系列功能模塊設(shè)計時，采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)及成組技術(shù)[21]，首先對一系列模塊的功能、結(jié)構(gòu)特征、方位、接合面的形狀、形式、尺寸、精度、特性、定位方式進行分類編碼，以模塊為基本單元進行設(shè)計，存儲在模塊數(shù)據(jù)庫中。具體設(shè)計某個產(chǎn)品時，首先據(jù)功能及結(jié)構(gòu)要求形成編碼，據(jù)編碼在數(shù)據(jù)庫中查詢，若查出滿足要求的模塊，則進行組合，聯(lián)接；否則，則調(diào)出功能和結(jié)構(gòu)相似的模塊進行修改。組合聯(lián)接好之后，與相應的圖形庫連接，形成整機。分類編碼識別從技術(shù)上容易實現(xiàn)一些，另有一些研究者正在研究更為直觀的圖形識別。
4）模塊化產(chǎn)品建模技術(shù)。與產(chǎn)品建模技術(shù)同步，模塊化產(chǎn)品模型有其自身的特點。目前研究的建模技術(shù)有三維實體建模、特征建模、基于STEP的建模等。
5）人工智能的滲透。模塊的劃分、創(chuàng)建、組合、評價過程，除用到數(shù)值計算和數(shù)據(jù)處理外，更重要的是大量設(shè)計知識、經(jīng)驗和推理的綜合運用。因此，應用人工智能勢在必行，參考文獻 [22]的作者在對加工中心總體方案進行模塊化設(shè)計時，研制開發(fā)了基于知識的智能CAD系統(tǒng)。
6）生命周期多目標綜合。并行工程要求在設(shè)計階段就考慮從概念形成到產(chǎn)品報廢整個生命周期的所有因素。在模塊化設(shè)計中，不同目標導致模塊化的方法與結(jié)果不同，各種目標在對模塊的要求方面相互沖突，在同一個產(chǎn)品中，不同模塊對目標的追求也不一致，這就需要對各目標綜合考慮、權(quán)衡、合理分配[23]，取得相對滿意的結(jié)果。專家系統(tǒng)、模糊數(shù)學、優(yōu)化等手段都在這一領(lǐng)域獲得了充分的發(fā)展空間。
參考文獻[23]的作者研究開發(fā)了一種集成的針對產(chǎn)品整個生命周期各個目標的模塊化設(shè)計方法，可用于新產(chǎn)品的模塊化設(shè)計、現(xiàn)有非模塊化產(chǎn)品的模塊化設(shè)計及現(xiàn)有模塊化產(chǎn)品的改進模塊化設(shè)計（例如，數(shù)個零件組合成一個模塊來實現(xiàn)）。其方法如下：
① 確定該模塊化產(chǎn)品的問題域。包括：要達到的目標、功能、目標的重要性程度；對總目標總功能起作用且對模塊化設(shè)計方法有關(guān)的各種因素進行描述、定義；設(shè)計種類（全新設(shè)計、適應型設(shè)計、變型設(shè)計）；生命周期；設(shè)計規(guī)模等。
② 設(shè)計任務(wù)分解。首先，把產(chǎn)品分解為部件、組件。若是開發(fā)性設(shè)計，則構(gòu)造出功能結(jié)構(gòu)框架；對適應性設(shè)計，則從現(xiàn)有產(chǎn)品中列出構(gòu)件表。之后，列出模塊化設(shè)計各模塊的目標（包括單個目標或集成目標）。
③ 針對要實現(xiàn)的目標，從裝配過程、空間幾何關(guān)系（定位、夾緊方式）、實現(xiàn)功能種類（動力傳遞、能量傳遞、信號傳遞等）等幾方面對零件進行分析，定義出量化的對目標的影響因素值及兩兩零件相連的重要性程度值，正則化后形成交叉關(guān)系矩陣。
④ 模塊設(shè)計。加入適當?shù)募s束條件（某個零件屬于某個特定的模塊、預定的模塊數(shù)量等，功能與相互關(guān)系也是約束），采用基于基因的遺傳算法，創(chuàng)建模塊，形成一個零件數(shù)量減少的模塊化產(chǎn)品；若用戶對結(jié)果不滿意，可以對約束、目標進行調(diào)整，再行迭代，求出另外一種或多種方案。
7）上述各種研究綜合應用，形成適用的單項或集成的商業(yè)化軟件系統(tǒng)
從總的產(chǎn)品設(shè)計份額來看，國內(nèi)機械行業(yè)模塊化設(shè)計應用并不是十分廣泛。究其原因，在于機械產(chǎn)品本身的復雜性及多樣化，雖然有種種新的設(shè)計技術(shù)，但模塊化設(shè)計還需要做大量的基礎(chǔ)工作，其中最主要的是對大量現(xiàn)有零部件結(jié)構(gòu)、功能、接合部件作認真的分析、規(guī)范化、分類，建立一系列一整套相關(guān)標準，吸取計算機軟件行業(yè)的軟件工程規(guī)范、硬件行業(yè)的總線標準、各類圖形圖像處理軟件之間的接口標準等成功的經(jīng)驗，推動模塊化設(shè)計的發(fā)展。當然，這是一項巨大的工程，也是模塊化設(shè)計應用普及的必經(jīng)之路。
