درجة المودولارية في الأنظمة الهندسية والمنتجات مع قيود فنية وتجارية

يوجد توافق عام على أن المودولارية لها العديد من الفوائد من حيث توفير التكاليف نتيجة زيادة التشابه، إلى تمكين تنوع أعلى من المنتجات. ومع ذلك، فإن المودولارية الكاملة ليست دائمًا قابلة للتحقيق. تُظهر هذه الدراسة كيف أن الأنظمة الهندسية والمنتجات التي يتأثر تصميمها بشكل كبير بالقيود الفنية، مثل قيود الوزن أو الحجم، تميل إلى إظهار هياكل متكاملة إلى حد كبير. لهذا، يتم تعريف مقياسين على أساس تمثيل مصفوفة هيكل التصميم الثنائية (DSM) لنظام أو منتج. تُسجل النسبة غير الصفرية (NZF) كثافة العلاقات المتبادلة بين المكونات بين الصفر والواحد، في حين تُسجل مؤشر المودولارية للقيمة الفردية (SMI) درجة الربط الداخلي، أيضًا بين الصفر والواحد. يتم تطوير هذه المقاييس أولاً باستخدام هياكل مثالية معيارية ثم يتم تطبيقها على زوجين مختلفين من المنتجات التي تشترك في الوظيفة، ولكن تختلف من حيث القيود الفنية. يتم تقديم دليل تجريبي يشير إلى أن النسخة خفيفة الوزن من نفس المنتج تميل إلى أن تكون أكثر تكاملاً، ربما لتحقيق كفاءة وزن أعلى. تتعزز هذه الملاحظات من خلال مقارنة النتائج بمؤشر مودولارية آخر تم نشره سابقًا، بالإضافة إلى مقارنة الكثافة والمودولارية لمجموعة من 15 منتجًا مقابل مجموعة تحكم من هياكل مولدة عشوائيًا بنفس الحجم والكثافة. تشير النتائج إلى أن بعض المنتجات، بالفعل، أقل مودولارية من غيرها بسبب عوامل تكنولوجية. الميزة الرئيسية لـ SMI هي أنها تمكن من تحليل درجة المودولارية لأي بنية بشكل مستقل عن اختيارات الوحدات الذاتية.