Trong môi trường công nghệ thay đổi nhanh chóng như hiện nay, thiết kế mô-đun ngày càng được chú ý nhiều hơn. Khái niệm thiết kế là chia hệ thống thành một loạt các phần nhỏ hơn gọi là mô-đun (chẳng hạn như bộ phận xử lý mô-đun), có thể được tạo, sửa đổi, thay thế hoặc kết hợp độc lập với các mô-đun khác để trao đổi. Đặc điểm của thiết kế mô-đun là phân chia chức năng và sử dụng giao diện mô-đun rõ ràng cùng các tiêu chuẩn công nghiệp để đảm bảo khả năng tương thích giữa các mô-đun khác nhau.
Thiết kế hệ thống mô-đun không chỉ là việc chia nhỏ hệ thống thành các thành phần mà còn cho phép điều chỉnh linh hoạt ở nhiều khía cạnh như chức năng, chi phí hoặc hoạt động.
Chìa khóa của thiết kế mô-đun là cung cấp khả năng mở rộng và tái sử dụng. Những thiết kế như vậy thường tập trung vào việc giới hạn tuổi thọ của thiết kế và chứng minh tính linh hoạt của nó ở ít nhất ba chiều: chức năng, chi phí và vận hành. Theo quan điểm ứng dụng thực tế, một số nền tảng sản phẩm (như nền tảng ô tô hoặc giao diện USB) là ví dụ về thiết kế mô-đun. Chúng có thể cải thiện chức năng của toàn bộ hệ thống bằng cách thay đổi các mô-đun khác nhau.
Tuy nhiên, thiết kế mô-đun cung cấp nhiều lợi thế, chẳng hạn như chi phí thấp hơn, khả năng tương tác được cải thiện, thời gian học ngắn hơn, thiết kế linh hoạt và khả năng chỉ cần cắm các mô-đun mới mà không cần thay thế toàn bộ hệ thống. Việc nâng cấp được thực hiện bởi một nhóm, nhưng có nhiều thách thức.
Tính phức tạp của thiết kế và kiến thức nền tảng của các nhà thiết kế và kỹ sư là những hạn chế lớn đối với các hệ thống mô-đun, đòi hỏi sự tham gia của các chuyên gia thiết kế và chuyên gia chiến lược sản phẩm.
Trong ngành công nghiệp ô tô, thiết kế mô-đun cho phép nâng cấp một số thành phần nhất định mà không ảnh hưởng đến các thành phần khác. Ví dụ, nhiều mẫu xe cung cấp phiên bản cơ bản và khách hàng có thể lựa chọn mua động cơ mạnh hơn hoặc thiết bị âm thanh tiên tiến hơn. Thiết kế này không chỉ tiện lợi cho người tiêu dùng mà còn mang lại lợi nhuận cho nhà sản xuất.
Trong thiết kế kiến trúc, một tòa nhà mô-đun thường bao gồm các mô-đun chung được sản xuất tại nhà máy và lắp ráp tại chỗ. Thiết kế này cho phép tòa nhà có thể mở rộng khi nhu cầu tăng lên và cũng có thể được cấu hình lại mà không ảnh hưởng đến cấu trúc tổng thể. Ví dụ, một tòa nhà văn phòng có thể được thêm hoặc di chuyển tường bên trong khi cần thiết, hoặc thậm chí chuyển đổi thành không gian bán lẻ.
Trong phần cứng máy tính, thiết kế mô-đun được phản ánh trong nhiều thành phần có thể thay thế, chẳng hạn như khung máy, bộ cấp nguồn, bộ xử lý và card đồ họa. Thiết kế này cho phép người dùng dễ dàng nâng cấp thiết bị của mình mà không cần phải thay thế toàn bộ máy tính.
Không chỉ vậy, thiết kế mô-đun cũng đã thâm nhập vào lĩnh vực điện thoại thông minh, chẳng hạn như Dự án Ara, cho phép người dùng lựa chọn và thay thế các thành phần khác nhau của điện thoại thông minh.
Quản lý vòng đời sản phẩm là chiến lược được thiết kế để quản lý hiệu quả thông tin liên quan đến sản phẩm và các mô-đun của sản phẩm đó. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng việc kết hợp bản sao kỹ thuật số với thiết kế mô-đun có thể cải thiện đáng kể việc quản lý vòng đời sản phẩm, điều này cũng có nghĩa là tiềm năng mở rộng trong tương lai và nhu cầu cập nhật nên được xem xét trong giai đoạn thiết kế.
Khi thiết kế mô-đun trở nên phổ biến hơn trên thị trường, cơ hội tạo ra lợi thế cạnh tranh đáng kể thông qua phương pháp này sẽ tăng lên. Điều này có nghĩa là hầu hết các thiết kế sẽ chuyển sang dạng mô-đun trong tương lai không?