मॉड्यूलर डिजाइन

मॉड्यूलर डिज़ाइन या डिज़ाइन में प्रतिरूपकता एक डिज़ाइन सिद्धांत है। जो एक तन्त्र को 'मॉड्यूल' (जैसे मॉड्यूलर प्रक्रिया स्किड्स ) नामक छोटे भागों में उप-विभाजित करता है। जिसे स्वतंत्र रूप से बनाया जा सकता है, संशोधित किया जा सकता है, बदला जा सकता है या अन्य मॉड्यूल के साथ या विभिन्न प्रणालियों के बीच आदान-प्रदान किया जा सकता है।

अवलोकन
मॉड्यूलर डिज़ाइन को अलग-अलग मापनीय और पुन: प्रयोग मॉड्यूल में कार्यात्मक विभाजन, अच्छी प्रकार से परिभाषित मॉड्यूलर इंटरफेस का कठोर उपयोग और इंटरफेस के लिए उद्योग मानकों का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है। इस संदर्भ में मॉड्यूलरिटी घटक स्तर पर है और इसका एक आयाम, घटक स्लॉटेबिलिटी है। इस सीमित मॉड्यूलरिटी के साथ एक मॉड्यूलर तन्त्र को सामान्यतः एक प्लेटफॉर्म तन्त्र के रूप में जाना जाता है। जो मॉड्यूलर घटकों का उपयोग करता है। कंप्यूटर इंजीनियरिंग प्लेटफॉर्म में उदाहरण कार मंच या यूएसबी पोर्ट हैं।

प्रारूप सिद्धांत में यह मॉड्यूलर प्रणाली से अलग है। जिसमें उच्च आयामी मॉड्यूलरिटी और स्वतंत्रता की कोटियां होती है। मॉड्यूलर तन्त्र डिज़ाइन का कोई विशिष्ट जीवनकाल नहीं होता है और यह कम से कम तीन आयामों में फ्लेक्सीबिलिटी ( लचीलापन) प्रदर्शित करता है। इस संबंध में मॉड्यूलर तन्त्र बाजारों में बहुत दुर्लभ हैं। बाजारों में कठोर उत्पादों की स्थितियों में आर्किटेक्चरल तन्त्र मॉड्यूलर तन्त्र का निकटतम उदाहरण है। विशेष रूप से एयरोस्पेस में शस्त्र प्लेटफॉर्म मॉड्यूलर तन्त्र होते हैं। जिसमें एयरफ्रेम को पूर्णतयः नई प्रणाली की खरीद के बिना अपने जीवनकाल के समय कई बार अपग्रेड करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। रूप, क्रय मूल्य या संचालन में प्रभावित आयामों या स्वतंत्रता की डिग्री द्वारा प्रतिरूपकता को सर्वोत्तम रूप से परिभाषित किया गया है।

प्रतिरूपकता क्रय मूल्य में कमी (संपूर्ण प्रणाली के ओवरहाल की आवश्यकता के अतिरिक्त अनुकूलन प्रणाली के एक भाग तक सीमित हो सकता है), इंटरऑपरेबिलिटी, कम सीखने का समय, डिजाइन में लचीलापन, गैर-पीढ़ीगत रूप से बाधित वृद्धि या अद्यतन (जोड़ना) नया समाधान केवल एक नए मॉड्यूल में प्लगिंग करके) और बहिष्करण जैसे लाभ प्रदान करती है। प्लेटफ़ॉर्म तन्त्र में मॉड्युलैरिटी, मार्जिन को बड़े पैमाने पर लौटाने, उत्पाद विकास क्रय मूल्य को कम करने, O&M क्रय मूल्य को कम करने और बाज़ार में समय देने में लाभ प्रदान करती है। प्लेटफ़ॉर्म तन्त्र ने बाजारों में तन्त्र डिज़ाइन के व्यापक उपयोग और उत्पाद कंपनियों के लिए उत्पाद चक्र की दर को R&D पथ से अलग करने की क्षमता को सक्षम किया है। मॉड्यूलर तन्त्र के साथ सबसे बड़ी कमी डिजाइनर या इंजीनियर है। अधिकांशतः डिज़ाइनर तन्त्र विश्लेषण में खराब प्रशिक्षित होते हैं। मॉड्यूलर प्रणाली की डिजाइन जटिलता मंच प्रणाली की तुलना में काफी अधिक है और तन्त्र विकास के अवधारणा चरण के समय़ डिजाइन और उत्पाद कार्ययोजना में विशेषज्ञों की आवश्यकता होती है। उस चरण को मॉड्यूलर लाभ देने के लिए तन्त्र में आवश्यक दिशाओं और लचीलेपन के स्तरों का अनुमान लगाना चाहिए। मॉड्यूलर तन्त्र को अधिक पूर्ण या समग्र डिजाइन के रूप में देखा जा सकता है। जबकि प्लेटफॉर्म तन्त्र अधिक न्यूनीकरणवादी हैं और घटकों के लिए मॉड्यूलरिटी को सीमित करते हैं। पूर्ण या समग्र मॉड्यूलर डिज़ाइन के लिए अधिक सामान्य प्लेटफ़ॉर्म तन्त्र की तुलना में उच्च स्तर के डिज़ाइन कौशल की आवश्यकता होती है।

कार, ​​कंप्यूटर, मॉड्यूलर प्रोसेस स्किड, सौर पैनल, पवन चक्की, लिफ्ट, फर्नीचर, करघे, रेल संकेत तन्त्र, टेलीफोन एक्सचेंज, पाइप अंग, मॉड्यूलर सिंथेसाइज़र, विद्युत ऊर्जा वितरण तन्त्र और मॉड्यूलर बिल्डिंग घटक के विभिन्न स्तरों का उपयोग करके प्लेटफ़ॉर्म प्रतिरूपकता तन्त्र के उदाहरण हैं। उदाहरण के लिए कोई उपस्थित सौर घटकों से सौर घन को एकत्रित नहीं कर सकता है या इंजन को ट्रक पर सरलता से बदल सकता है या मॉड्यूलर हाउसिंग यूनिट को कुछ वर्षों के बाद अलग कॉन्फ़िगरेशन में पुनर्व्यवस्थित कर सकता है। जैसा कि मॉड्यूलर तन्त्र की स्थिति होगी। आज के बाजार में मॉड्यूलर तन्त्र के एकमात्र उपस्थित उदाहरण कुछ सॉफ्टवेयर तन्त्र हैं। जो वर्जनिंग से पूर्णतयः नेटवर्क वाले प्रतिमान में स्थानांतरित हो गए हैं।

मॉड्यूलर डिजाइन स्वाभाविक रूप से निजीकरण के साथ मानकीकरण के बड़े मापदंड पर उत्पादन लाभ को जोड़ता है। प्रतिरूपकता की डिग्री, आयामी रूप से, संभव अनुकूलन की डिग्री निर्धारित करती है। उदाहरण के लिए सौर पैनल तन्त्र में द्वि-आयामी मॉड्यूलरिटी होती है। जो x और y आयामों में सरणी के समायोजन की अनुमति देती है। पैनल और इसके सहायक तन्त्र मॉड्यूलर बनाकर मॉड्यूलरिटी के और आयामों को प्रस्तुत किया जाएगा। मॉड्यूलर तन्त्र में आयाम का आकार या क्रय मूल्य या जीवनचक्र जैसे प्रभावित पैरामीटर के रूप में परिभाषित किया गया है। मेरो तन्त्र में चार-आयामी प्रतिरूपकता, x, y, z और संरचनात्मक भार क्षमता होती है। जैसा कि किसी भी आधुनिक कन्वेंशन स्पेस में देखा जा सकता है। स्पेस फ्रेम के मॉड्यूलरिटी के अतिरिक्त दो आयाम सौर के 2-डी मॉड्यूलरिटी की तुलना में फॉर्म और फलन में कहीं अधिक लचीलेपन की अनुमति देते हैं। यदि मॉड्यूलरिटी को डिजाइन की जानकरी ठीक से परिभाषित और कल्पना की जाती है। जिससे मॉड्यूलर तन्त्र बाजारों में महत्वपूर्ण प्रतिस्पर्धात्मक लाभ उत्पन्न कर सकता है। वास्तविक मॉड्यूलर प्रणाली को वर्तमान बाजार स्थिति में अपनी कार्यक्षमता को अनुकूलित करने के लिए उत्पाद चक्रों पर विश्वास करने की आवश्यकता नहीं होती है। उचित रूप से डिज़ाइन किए गए मॉड्यूलर तन्त्र भी मृत क्षमता नहीं ले जाने, क्षमता उपयोग दर में वृद्धि और क्रय मूल्य निर्धारण लचीलेपन पर इसके प्रभाव का आर्थिक लाभ प्रस्तुत करते हैं।

वाहनों में
मॉड्यूलर डिजाइन के रूपों को कारों या अन्य वाहनों में प्रकार से देखा जा सकता है कि कार में कुछ ऐसे भाग होते हैं। जिन्हें कार के बचे हुए भागों में बदलाव किए बिना जोड़ा या हटाया जा सकता है।

कारों में मॉड्यूलर डिज़ाइन का सरल उदाहरण यह तथ्य है कि इनके अतिरिक्त भुगतान करने से अधिक शक्तिशाली इंजन, वाहन ऑडियो, कार सीट, जलवायु नियंत्रण और वेंटिलेशन या मौसमी जैसे उन्नयन में स्नैप की अनुमति होगी। जबकि कई कारें मूल मॉडल के रूप में आती हैं। टायर; इन्हें कार की अन्य इकाइयों जैसे न्याधार, स्टीयरिंग, विद्युत मोटर या बैटरी तन्त्र में किसी भी बदलाव की आवश्यकता नहीं होती है।

मशीनों और वास्तुकला में
मॉड्यूलर डिजाइन कुछ भवनों में देखा जा सकता है। मॉड्यूलर भवनों (और मॉड्यूलर घरों) में सामान्यतः सार्वभौमिक भागों (या मॉड्यूल) सम्मलित होते हैं। जो कारखाने में निर्मित होते हैं और फिर निर्माण स्थल पर भेज दिए जाते हैं। जहां उन्हें विभिन्न प्रकार की व्यवस्थाओं में एकत्रित किया जाता है।

कुछ घटकों को जोड़कर या हटाकर मॉड्यूलर भवनों को आकार में जोड़ा या घटाया जा सकता है। यह भवन के बड़े भाग को बदलने के बिना किया जा सकता है। घटकों को जोड़ने या हटाने की समान प्रक्रिया का उपयोग करके मॉड्यूलर भवन भी कार्यक्षमता में बदलाव से निकल सकते हैं।

उदाहरण के लिए दीवारों, फ्रेम, दरवाजे, छत और खिड़कियों जैसे मॉड्यूलर भागों का उपयोग करके कार्यालय भवन बनाया जा सकता है। तब इंटीरियर को अधिक दीवारों के साथ विभाजित (या विभाजित) किया जा सकता है और डेस्क, कंप्यूटर से सुसज्जित किया जा सकता है। जो कुछ भी कार्यशील कार्यक्षेत्र के लिए आवश्यक है। यदि कर्मचारियों को समायोजित करने के लिए कार्यालय का विस्तार या पुनर्विभाजन करने की आवश्यकता है। तो पूरे भवन को बदलने के बिना आवश्यक परिवर्तन करने के लिए दीवार पैनलों जैसे मॉड्यूलर घटकों को जोड़ा या स्थानांतरित किया जा सकता है। बाद में उसी कार्यालय को मूल रूप से कार्यालय भवन बनाने वाले समान मॉड्यूलर घटकों का उपयोग करके खुदरा स्थान, सम्मेलन कक्ष या अन्य प्रकार की भवन बनाने के लिए तोड़ा जा सकता है और पुन: व्यवस्थित किया जा सकता है। नई भवन को उसके वांछित कार्यों को पूरा करने के लिए जो कुछ भी आवश्यक वस्तुओं के साथ फिर से तैयार किया जा सकता है।

एलाइड मॉड्यूलर जैसी कंपनी द्वारा प्रदान की जाने वाली अन्य प्रकार की मॉड्यूलर भवनों में एक चौकीदार का घऱ, मशीन संलग्नक, प्रेस बॉक्स, सम्मेलन कक्ष, दो मंजिला भवन, साफ कमरा और कई अन्य अनुप्रयोग सम्मलितहैं।

मॉड्यूलर भवनों के संबंध में कई गलत धारणाएं हैं। वास्तव में मॉड्यूलर निर्माण तुरंत बदलाव और तेजी से बढ़ती कंपनियों के लिए निर्माण का एक व्यवहारिक प्रकार इससे सम्बन्धित है। इससे लाभान्वित होने वाले उद्योगों में स्वास्थ्य सेवा, वाणिज्यिक, खुदरा, सैन्य और बहु-परिवार या छात्र आवास सम्मलित हैं।

ट्रेड शो एक्ज़िबिट और रिटेल डिस्प्ले डिज़ाइन में
मॉड्यूलर डिजाइन की अवधारणा व्यापार शो प्रदर्शनियों और खुदरा प्रचार प्रदर्शनों में भी लोकप्रिय हो गई है। इस प्रकार के प्रचार प्रदर्शनों में रचनात्मक डिज़ाइन सम्मलित होते हैं। किन्तु अस्थायी संरचना की आवश्यकता होती है। जिसे पुन: प्रयोग किया जा सके। इस प्रकार कई कंपनियां प्रदर्शनी डिजाइन के मॉड्यूलर प्रणालीको प्रयोग में ला रही हैं। इसमें वे पूर्व-इंजीनियर मॉड्यूलर तन्त्र का उपयोग कर सकते हैं। जो एक कस्टम डिज़ाइन को रचनात्मक बनाने के लिए बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में कार्य करते हैं। फिर इन्हें दूसरे लेआउट में पुन: कॉन्फ़िगर किया जा सकता है और भविष्य के शो के लिए पुन: उपयोग किया जा सकता है। यह उपयोगकर्ता को निर्माण और श्रम (सेट अप और परिवहन के लिए) की क्रय मूल्य को कम करने में सक्षम बनाता है और अनुभवात्मक सेट-अप बनाने का एक अधिक टिकाऊ प्रणाली है।

टीवी में
1963 में मोटोरोला ने पहली आयताकार रंगीन पिक्चर ट्यूब प्रस्तुत की और 1967 में मॉड्यूलर क्वासर (ब्रांड) ब्रांड प्रस्तुत किया। 1964 में इसने मूसा बेसिन के प्रबंधन के अनुसार इज़राइल में संयुक्त राज्य के बाहर अपनी पहली अनुसंधान और विकास शाखा को प्रारम्भ किया। 1974 में मोटोरोला ने पैनासोनिक की मूल कंपनी जापान स्थित मात्सुशिता को अपना सम्पूर्ण टेलीविज़न व्यवसाय बेच दिया।

कंप्यूटर हार्डवेयर में
कंप्यूटर हार्डवेयर में मॉड्यूलर डिज़ाइन अन्य चीज़ों (जैसे कार, रेफ्रिजरेटर और फ़र्नीचर) के समान है। विचार कंप्यूटर को सरलता से बदलने योग्य भागों के साथ बनाने का है।उनका विचार कंप्यूटर को आसानी से बदलने योग्य भागों के साथ बनाना है जो मानकीकृत इंटरफेस का उपयोग करते हैं।

यह कंप्यूटर मॉड्यूलर डिज़ाइन के सर्वोत्तम उदाहरणों में से एक है। विशिष्ट कंप्यूटर मॉड्यूल में कंप्यूटर का बॉक्स, पावर सप्लाई यूनिट (कंप्यूटर), सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट, मुख्य बोर्ड, चित्रोपमा पत्रक, हार्ड ड्राइव और दृस्टि सम्बन्धी अभियान सम्मलित हैं। जब तक उपयोगकर्ता समान मानक इंटरफ़ेस का समर्थन करने वाले भागों का उपयोग करता है। तब तक ये सभी भाग सरलता से विनिमेय होने चाहिए। कंप्यूटर की मॉड्यूलरिटी के समान मॉड्यूलर डिज़ाइन का लाभ लेने के लिए अन्य उपकरण विकसित किए गए हैं। जैसे कि छोटे टुकड़े जिनका प्रयोग सर्किट बनाने के लिए इंटरऑपरेबल मॉड्यूल के साथ स्नैप करते हैं।

स्मार्टफ़ोन के लिए (मॉड्यूलर स्मार्टफोन भी देखें) प्रोजेक्ट आरा में इस विचार जानकारी प्राप्त की गयी थी। जिसने स्मार्टफ़ोन के लिए मॉड्यूल बनाने के लिए निर्माताओं के लिए स्थान प्रदान किया था। जिसे अंतिम उपयोगकर्ता द्वारा अनुकूलित किया जा सकता था। फेयरफोन समान सिद्धांत का उपयोग करता है। जहां उपयोगकर्ता फोन की देखरेख या उन्नयन के लिए अलग-अलग भागों को खरीद एवं बेचा जा सकता है।

डिजिटल ट्विन को मॉड्यूलर डिज़ाइन में एकीकृत करना
उत्पाद जीवन चक्र प्रबंधन उत्पाद (व्यवसाय) और उत्पाद परिवार, प्लेटफॉर्म, मॉड्यूल और भागों के बारे में अपने उत्पाद जीवनचक्र के समय़ जानकारी को कुशलतापूर्वक प्रबंधित करने की कार्ययोजना है। शोधकर्ताओं ने वर्णन किया है कि मॉड्यूलर डिजाइन के साथ डिजिटल ट्विन भौतिक उत्पाद का डिजिटल प्रतिनिधित्व कैसे एकीकृत करना उत्पाद जीवनचक्र प्रबंधन में सुधारा लाया सकता है।

जीवन-चक्र और ऊर्जा आकलन को मॉड्यूलर डिजाइन में एकीकृत करना
कुछ लेखक यह स्वीकार करते हैं कि मॉड्यूलर डिजाइन ने वाहन उद्योग में समय के साथ भार में लगातार वृद्धि की है। ट्रैंकोसी ने परिकल्पना को आगे बढ़ाया कि मॉड्यूलर डिजाइन को रचनात्मक नियम से प्राप्त कुछ अनुकूलन मानदंडों से जोड़ा जा सकता है। वास्तव में रचनात्मक नियम उसकी प्रकृति के लिए मॉड्यूलर है और इंजीनियरिंग सरल प्रणालियों में परिणामों के साथ निर्धारित किया जा सकता है। यह एक विशिष्ट बॉटम-अप ऑप्टिमाइज़ेशन स्कीमा के साथ निर्धारित होता है: MAAT यूरोपीय संघ FP7 प्रोजेक्ट के समय़ एक उत्तम सूत्रीकरण तैयार किया गया है। इसके अनुसार एक नई डिज़ाइन पद्धति तैयार की गई है। जो उपरोक्त बॉटम-अप ऑप्टिमाइज़ेशन को प्रारंभिक तन्त्र लेवल टॉप-डाउन डिज़ाइन के साथ जोड़ती है। दो चरणों वाली डिजाइन प्रक्रिया को इस बात पर विचार करके प्रेरित किया गया है कि रचनात्मक और मॉड्यूलर डिजाइन प्रक्रिया में पहुंचने के किसी भी उद्देश्य को संदर्भित नहीं करता है। एक पेपर में सैद्धांतिक सूत्रीकरण प्रदान किया गया है और एक छोटे विमान के डिजाइन के लिए सफलतापूर्वक निर्धारित किया गया, अभिनव कम्यूटर विमान का वैचारिक डिजाइन, नई एंट्रोपिक दीवार का डिज़ाइन और ऊर्जा दक्षता के लिए डिज़ाइन किया गया एक अभिनव ऑफ-रोड वाहन।
 * ट्री मॉडल का उपयोग करके तन्त्र को सबतन्त्र (प्राथमिक भागों) में विभाजित किया जा सकता है।
 * किसी भी जटिल प्रणाली को मॉड्यूलर प्रणाली से प्रदर्शित किया जा सकता है और यह वर्णन करना संभव है कि तन्त्र के माध्यम से विभिन्न भौतिक परिमाण कैसे प्रवाहित होते हैं।
 * विभिन्न प्रवाहपथों का विश्लेषण करके उन महत्वपूर्ण घटकों की पहचान करना संभव है। जो तन्त्र के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं।
 * उन घटकों का अनुकूलन करके और उन्हें अधिक प्रदर्शन करने वाले लोगों के साथ प्रतिस्थापित करके तन्त्र के प्रदर्शन में सुधार करना संभव है।

यह भी देखें

 * 3 डी प्रिंटिग
 * सेलुलर आटोमैटिक मशीन
 * विन्यास डिजाइन
 * होलार्की
 * समग्रता
 * क्रॉफ्टेई
 * मॉड्यूलर बिल्डिंग
 * मॉड्यूलर निर्माण प्रणाली
 * मॉड्यूलर फ़ंक्शन परिनियोजन (एमएफडी)
 * मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग
 * मॉड्यूलर स्मार्टफोन
 * मॉड्यूलर हथियार प्रणाली
 * मॉड्यूलरिटी
 * ओपन-डिजाइन आंदोलन
 * ओपन-सोर्स हार्डवेयर
 * ओपन स्ट्रक्चर्स
 * पैटर्न भाषा
 * पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य विनिर्माण प्रणाली
 * चिंताओ का विभाजन
 * सिस्टम डिजाइन
 * प्रणाली अभियांत्रिकी
 * प्रणाली एकीकरण

अग्रिम पठन

 * Schilling, MA., "Toward a general modular systems theory and its application to interfirm product modularity" Academy of Management Review, 2000, Vol 25(2):312-334.
 * Erixon, O.G. and Ericsson, A., "Controlling Design Variants" USA: Society of Manufacturing Engineers 1999 ISBN 0-87263-514-7
 * Clark, K.B. and Baldwin, C.Y., "Design Rules. Vol. 1: The Power of Modularity" Cambridge, Massachusetts: MIT Press 2000 ISBN 0-262-02466-7
 * Baldwin, C.Y., Clark, K.B., "The Option Value of Modularity in Design" Harvard Business School, 2002
 * Levin, Mark Sh. "Modular systems design and evaluation". Springer, 2015.
 * Modularity in Design Formal Modeling & Automated Analysis
 * "Modularity: upgrading to the next generation design architecture", an interview