Der modulare Aufbau nicht-standardisierter automatisierter Geräte kann die Konstruktionseffizienz erheblich verbessern, die Herstellungskosten senken, die Lieferzyklen verkürzen und die Wartbarkeit der Geräte verbessern. Zu den wichtigsten Schritten gehören die Funktionsanalyse und Modulaufteilung (z. B. Prozessfunktionsmodule, Leistungsübertragungsmodule, Steuerungsmodule, Strukturunterstützungsmodule), standardisiertes Moduldesign (dimensionale Standardisierung, Schnittstellenstandardisierung, Leistungsstandardisierung) sowie der Aufbau und das Managementsystem für Modulbibliotheken (Einrichtung einer Moduldatenbank zur Aufzeichnung von 3D-Modellen, technischen Parametern usw.).
Zu den Implementierungsmethoden gehören die Modularisierung mechanischer Strukturen (kombiniertes Rahmendesign, Design von Schnellwechselmechanismen, Anwendung von Bewegungsmodulen, Schnellschnittstelle für Funktionsköpfe), Modularisierung elektrischer Systeme (Design verteilter E/A, Standardverkabelungsspezifikationen, vormontierte Kabelbäume, modulare Steuerschränke) und Modularisierung von Softwaresystemen (Funktionsblockprogrammierung, Gerätezustandsmodell, HMI-Vorlagenbibliothek, parametrische Konfiguration).
Zu den Implementierungsherausforderungen und Gegenmaßnahmen gehören das Ausbalancieren von Anfangsinvestitionen mit langfristigen Vorteilen (Amortisierung der Modulentwicklungskosten durch 3–5 Projekte), der Konflikt zwischen Standardisierung und Anpassung (Annahme einer Strategie „Kernmodulstandardisierung + Peripherieanpassung“), Modulkompatibilitätsprobleme (Einrichtung eines strikten Versionsverwaltungsmechanismus) und eine Änderung der Denkweise von Designern (Förderung durch Schulungen, Designüberprüfungen und Anreizmechanismen). Nutzenbewertungen zeigen, dass die F&E-Effizienz um 30–50 %, die Herstellungskosten um 15–25 %, die Arbeitskosten um 20–35 %, die Lieferzyklen um 40–60 % sinken, der Wartungskomfort verbessert wird (Fehlerdiagnose und Ersatzteilaustauschzeit um mehr als 50 % reduziert) und Wissen angesammelt wird.
Zu den zukünftigen Entwicklungstrends gehören die Anwendung digitaler Zwillingstechnologie, KI-unterstütztes Design, Cloud-Plattform-Zusammenarbeit und adaptive Schnittstellentechnologie.