本文是一篇工程管理论文，笔者通过基于模块化架构的开发，实现产品的快速响应和升级，对于消费者的短期需求尽快满足，实现个性化、定制化。
第1章绪论
1.1研究背景
1.1.1智能便座的市场现状
2015年1月25日，财经作家吴晓波的一篇热文《去日本买只马桶盖》火爆网络，文章描述了关于中国游客在日本疯狂采购电器产品的现状，其中包括了当时国内市场极少见到的马桶盖。文章第一天阅读量就超过了60万，在网上引起了广泛的讨论，大量网友认为此文贬低了中国制造，戳中了国人的“痛点”。进而引发了一场中日产品的品质战争，数位业界大佬对此发表了意见。此次热点事件后来还纳入了两会讨论的议题，党的十九大提出了如何深入推进“厕所革命”向纵向发展，不断加强软硬件建设，改善群众生活品质。智能便座（又称智能马桶、智能坐便器）兼具医疗属性和环保属性。
智能便座的臀部洗净和女性清洗功能，具有按摩效果，且能促进血液循环，带来完全洁净的感受。其起源于美国，用于医疗和老年保健，最初设置有温水清洗功能。后经韩国、[1]日本的卫浴公司逐渐引进相应的技术开始制造，并加入了座圈加热、温水清洗、暖风干燥、杀菌除臭等多种功能。中洁网[1]、土拨鼠装修网[2]等均提到了使用智能便座可以有效的防治痔疮等疾病，带来更为健康舒适的体验，可以很好的提升人民的卫浴生活品质。
在这样的背景下，原本在中国市场不温不火的智能便座事业迎来了迅猛发展。从2013年到2020年中国智能便座市场规模走势如图1-1所示。
1.2文献综述
1.2.1模块化开发研究现状
1）国外研究现状
在国外，很早就提出了大批量定制和产品模块化设计的概念，在学术界和工程各大领域都有深入的研究应用，广泛应用于各行各业中，近年来研究进一步成熟，产生了很多成果。
在Web of Sicence数据库中以“模块化”作为关键字检索外文文献,截止2019年10月底，共有59452篇相关文献，分部于各领域中。图1-5是国外论文数量随年份变化趋势，图1-6是国外论文数量在各领域的分布图。
Baldwin和Pahl[5]早在2006年就对模块化设计进行了定义：通过不同的结构和功能模块组合形成不同的产品。同时也指出了模块化设计的主要目标可以简单的概括为并行开展开发工作，将复杂的产品开发工作变得易于管理，并能够适应未来的不确定性。
Shamsuzzoha[8]2011提年出了一种用于提高生产力的模块化产品体系结构。提出了一种方法框架，指导设计师和工程师在开发定制产品时形成和选择合适的模块。从理论上对该框架进行了详细的说明。该框架可以与不同的产品开发参与者进行交互，如资源、客户偏好、规划设计体系结构和定制产品的调度，有很好的的理论参考价值。
Kremer和Gupta[10]等人2013年从汇编和各种观点分析模块化实现方法，比较了三种著名的模块化设计方法：①函数启发式方法；②行为驱动函数环境结构(B-FES)建模框架；③分解方法，以确定产生最佳模块化设计的方法，对模块化理论的分析有一定参考价值。
Bruno和Agard[11]等人2013年提出了综合考虑质量和成本的模块化产品族的设计。通过建立一个综合考虑质量和成本的模块设计模型，实现了质量和成本的联合优化，为模块输入提供了最优解。
第2章基于模块化架构的智能便座开发和评价体系
2.1模块化架构的概念
2.1.1模块化开发和模块化架构的概念
模块化开发是将产品结构中的某些要素组合在一起，成为一个具有特定功能的子系统，将该子系统作为通用模块与其他产品要素进行组合，形成新的系统，最终产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列化产品。模块化开发是绿色开发方法之一，可以有效缩短研发周期，形成快速响应开发，同时可以减小开发投入，降低成本，是现代工程产品的主要开发形式之一，具有重要意义。
传统的模块化开发是通过建立模块化平台，通过平台化来实现零部件和技术的共用，以期达到降低成本，加快开发效率的目标。基于模块化架构的开发是近些年来逐渐兴起的一种产品开发方法，在汽车行业已经有了一些探索和应用。在汽车行业，模块化架构是由汽车制造厂商设计的，不同的级别、类别、车身底盘架构、电气系统等共用的产品架构，基于模块化架构的开发是一种造车指导方针。具体的说，模块化架构是在传统的“模块化开发”的基础上，结合市场、研发和生产的视角，加入对未来产品趋势判断的生产制造理念。其不仅能快速响应推出满足当今市场需求的产品，更能为今后的产品进化预留升级空间，从而在未来的竞争中抢占先机。模块化架构在涵盖模块化平台能力的同时，让产品设计同时拥有了更大的柔性和自由度。
2.1.2产品模块化开发
1）模块的定义和划分
模块具有某种确定的功能及接口结构的，可组成系统的通用独立单元。模块的划分方法有很多种，从上到下可以划分为产品整机、部件、组件、零件。
（1）产品整机：产品整机模块是一个拥有完整功能和结构的产品，可以独立运行的具有标准接口的单元。
（2）产品部件：产品部件模块是组成整机模块的各子模块，有着独立功能和标准接口，如智能便座有上盖部件、底座部件和陶瓷部件等，同一系列或同一架构产品的陶瓷部件和部分底座部件可以互换。
（3）产品组件：产品组件模块是组成部件模块的各子模块，有着独立功能和标准接口，如智能便座的干燥组件、喷嘴组件、除臭组件等，同一系列或同一架构产品的组件模块可以互换。
（4）产品零件：产品零件模块是组成组件模块的不可再分解的子模块，有着独立功能和标准接口，如智能便座干燥组件中的壳体等，同一系列或同一架构产品的零件可以互换。这里为方便起见，将一些外购件，如干燥风机、温度传感器、干燥加热器等也作为零件对待，因为对智能便座企业和用户而言，这些零件作为一个单独模块安装或维修更换。
2.2基于模块化架构的智能便座开发概要
2.2.1基于模块化架构的智能便座开发要求
1）用户需求导向
产品最终是为用户服务的，因此产品开发的前提是满足用户需求，模块化开发同样如此，在用户需求明确的前提下构建智能便座的模块化架构。
在本文前面所述的用户需求分析的基础上，对智能便座的功能、外观、质量、价格和安装售后等的需求分析整理如表2-2所示。
第3章智能便座用户需求分析..............................22
3.1智能便座互联网用户评价数据分析....................22
3.2智能便座用户市场调研分析....................23
第4章基于模块化架构的智能便座开发方法......................29
4.1基于模块化架构的智能便座开发概述.........................29
4.2智能便座产品模块化分析................................29
第5章智能便座模块化评价方法..............................41
5.1智能便座模块化评价方法总体概述..........................41
5.2智能便座模块化价值评价....................41
第6章基于模块化架构的智能便座开发和评价实践案例
6.1基于模块化架构的智能便座开发实践案例
通过一款智能便座产品T50的开发实践案例来论述基于模块化架构的智能便座开发过程。
6.1.1智能便座产品需求分析
产品需求决定了产品开发的方向，基于模块化架构的智能便座开发首先要明确产品的需求。产品需求主要包括：①市场定位；②产品规格和参数；③产品外观；④上市时间。
1）智能便座市场定位
市场定位包括产品的型号、销售渠道、产品定价、目标客户群体、主要卖点等等。T50产品的市场定位如表6-1所示。
2）智能便座产品规格和参数
根据产品的市场定位，在产品开发初期定义产品的规格和参数，主要包括产品的功能、技术参数等。
T50是面向便座改善人群的中高端产品，该产品定义为全功能洁净舒适的智能便座一体机，含清洗、烘干、除臭等功能，同时针对低水压搭载了强力的冲水系统，可实现0水压冲水。
技术参数主要依据产品功能规格定义、法规及相关的标准等制定。
第7章总结与展望
7.1论文总结
论文的主要工作如下：
（1）首先论述了论文的背景以及模块化相关的研究现状：作为新兴产业的智能便座目前处于快速发展的阶段，但是市场的竞争十分激烈。作为中小企业来说，需要在产品开发上寻求破局。模块化是一种常用的开发方法，在很多行业都有应用，但是在智能便座领域的研究还比较少。
（2）提出了基于模块化架构的智能便座开发和评价方法：包括基于模块化架构的智能便座开发的方法、步骤以及智能便座模块化评价的关系以及必要性，为后续的研究明确了方向。
（3）对智能便座用户需求进行深度挖掘：首先通过互联网用户评价数据分析对用户的评价进行统计分析，明确线上用户的关注重点。然后通过对市场的调查，包括市场普及的状况以及线下用户的调查问卷分析，明确目前产品上存在的问题以及改善的方向，用来指引后续的产品开发。
（4）基于B公司已有的大量数据及分析，对B公司的智能便座产品进行需求分析、功能分析以及模块化分析，并以此为依据进一步分析了智能便座产品零部件名称和产品编码，确定智能便座产品的标准模块接口，在此基础上建立了智能便座模块化架构。通过此架构可以进行产品的配置设计和变型设计，实现快速响应用户需求、帮助降低成本。
（5）从模块化价值和模块化能力两个角度具体对智能便座进行模块化评价：智能便座模块化价值评价从研发价值、制造价值、销售价值和绿色环保价值等几个方面展开评价。智能便座模块化能力评价包含模块重用化率、零部件通用化率、零部件总数量、模块接口标准化率等。（6）基于模块化架构的智能便座开发以及模块化评价的实例应用：通过B公司产品的实际开发案例，从产品需求分析以及产品配置设计和变型设计三个
