谈到机械制造，对广大原始设备制造商型供应商而言，快速设计、开发及交付机械产品的能力决定了其成本收益。然而，从需求层面来讲，客户对机械产品的需求与制造商所提供的产品一样多种多样。因此，若要在某个特定机械领域取得成功，唯有提供高效的机械定制化服务，满足客户最广泛的需求。
这就要求机械制造商提升业务水准，挖掘并保持竞争优势，强化和巩固公司的长期商业地位，同时实现可接受的财务表现。
为了实现供应有限和需求多样化之间的平衡，我们不禁要问：制造商应该如何投资才能实现客户利益最大化呢？这一问题实质上给制定可行的机械商业策略设置了诸多屏障。
不管怎样，任何战略的成功都离不开细致、全面的工作。这就要求企业锁定目标客户，积极宣传其为客户创造价值所会付出的努力。此外，企业还必须支持发展核心竞争力，真正为客户带来价值。单就机械制造业而言，此种方法并无变革意义。
企业历来可以凭借卓越的品质及先进的生产工艺角逐国际市场。但可惜的是，在全球化浪潮的冲击下，传统企业与新兴企业在技术管理层面的差距逐渐缩小，使之无法为这种资本密集型产业保驾护航。因此，实行创新型产品服务策略才能应对全球市场带来的诸多挑战。
在当今的机械制造业，以产品、客户或收益为导向的定制体系成为了制造商为客户提供的价值定位。从事造纸业或半导体制造的企业无不面临着最新的技术变革，因此在投资新的生产系统时可能会犹豫不决。
但是如果机械制造商采用新的商业方法，那么客户将从以价值为基础的合理解决方案中获益，并提升产品质量，增加生产灵活性，提高生产效率，同时又可以降低风险、成本以及缩短交付周期。因此，在战略层面上，要为客户提供以价值为基础的解决方案和上述利益，机械制造商已经开始通过采用组合方式多样化的标准机械模块来实现标准化机械制造。这种标准化的机械制造方法，即模块化机械制造，能使机器根据客户的订单要求轻松实现重新配置。
模块化机械制造意味着我们不再是生产一台庞大的机器，而是组装无数接口化、标准化的模块。这种方法简化了机械结构，实现了机械标准化生产及快速装配，提高了操作水平，为机械制造商带来了诸多好处，比如降低生产成本，加快产品从订单到装货的产出速度，提升机器质量。
顾客需求
通常，由于最新机械设备的投资成本巨大，客户往往不愿涉足该领域的投资。而诸多此类机械产品的特性又极为丰富，足以满足客户生产高科技产品和多样化产品的要求。
机械制造商在制定战略时必须领会客户的基本要求。在某些情况下，客户可能并不需要多功能、高性能的先进机械产品。
生产基本产品和基础部件时可能如此只需生产出结构简单而功能齐全的机械产品足矣。然而，市场需求和客户要求变幻莫测，迫使一些公司不得不尽可能灵活地回应外部声音，保证既不失时机又保持较低的成本。
机械制造商需要对这些外部的声音敏感。他们得具备重构或翻新机器生产线上的部件模块或者整个机械系统的能力，从而使以快速度、低成本的方式全面调整机器的目标产量及产品结构。
上述这些要求便于公司灵活变通、降低成本、及时响应市场需求，同时降低机器使用中的技术风险和操作风险。
此类解决方案可能要求机械制造商采用可灵活组合的标准机械模块。这种解决方案虽然无需生产单台大型机器，可一旦客户要求有变，则须全力以赴完成产品的重新装配。此外，它还适用于使用时间长久的机器，但必须要能够生产多种产品变型，也因此要能够经常重组装备。
客户不仅对产品变型提出了要求，还对重要产能差异所规定的特征提出了要求。这些要求也可能出现在周期性行业，订货生产和产品原型、样品部件及试用部件生产，甚至具有高风险性和不确定性的市场环境也会提出此类要求。
在这种情况下，机械制造商的价值定位可以体现在产能峰值时段的机动生产系统中。客户可以依据机器使用时段支付固定的费用，也可以依据机动器械的操作次数交纳费用。这样，制造商为客户提供的价值由模块化、以产品为导向转变成以用户为导向，并因此而降低了风险，增强了客户服务的灵活性。
然而，定制灵活性意味着生产的机器不仅要集众多功能特性于一身，而且要具备只提供那些特定的定制部件所需的灵活特征的独特能力。这可能意味着机器上的每个模块不受外界控制，整台机器的功能将依赖通过总线通信方式进行的所有模块控制器和分布式模块特性的协作得以实现。这就为控制系统实现分布式自动化控制带来了挑战。
多层控制级别
以用户为导向的机器，其灵活性是由不同组成模块间的协调程度及各模块间的关系决定的。开放式架构技术能够提供控制机器所需要的各项功能，而借助这种技术就可以通过整合机器上的控制模块实现模块间的协调。
这类机器大多采用分级控制，即所有控制器通过指令和状态协议相互作用。这将意味着，任何时候，除了控制体系最上层的控制器之外，每台控制器都将有一台上层控制器，还可能有零到多台下层控制器。
此外，机器模块化这一特性将要求软件构架设计尽可能满足不同的功能或概念。这就要求架构的下层以信息、控制和通信等功能来分层。
此外，软件模块化应当将消息的逻辑定义与其编码区别开来。消息编码反映了消息的逻辑定义与一串二进制数字的映射关系。这种区别还应包括消息通信，因为消息通信通常由二进制数字的位移实现。
分级控制架构的下层之所以要采用这种方式，是因为这样可以更好地响应即时性和快速性要求。另外，机器控制器必须装有输入传感装置，以探测周围环境的变化。
该控制系统必须不间断地监控其传感输入，以确定周围环境发生的事件，并对此做出合理回应。等到接收的有关环境的原始传感数据处理成有效/逻辑信息之后，控制系统才会对将要采取的行动做出合理的决定。这意味着机器系统的下层必须能够在短短几毫秒内对事件进行响应。
另一方面，在分级控制架构的上层，实时操作或近乎实时的操作无关紧要，资源分配才是重点，其范围包括行程协商、计划解析以及耗时的远程数据存取等操作。
当然，不同层级的控制进行的活动侧重点不同，这要取决于机器所运用的行业，比如包装业、造纸业还是半导体生产业。
例如，一家工厂，其制造的机器生产独立部件，同时会定期改变部件组合，或选择某台机器生产某些部件。这可能就有多层控制，需要控制器采用中断驱动控制范式。也就是说，上层控制器一收到确切消息，系统就开始处理消息。
越来越多的机械自动化系统利用即用功能模块和预定义系统架构等产品特性，承诺简化控制系统设计，缩短系统安装时间。
这种做法的基本原理是由于可能影响控制单元的信息太多，因此对每个信息单位进行核实的做法不切实际；但是我们可以在出现新的重大变化时将信息通知给控制单元。这类变化包括影响控制单元的资源使用状况的某项变动，或接收上下层消息时的变动等。
但是对于生产较少分立元件的机器而言，使用可以通过循环执行控制模式或中断驱动控制模式运行的控制器或许可行。然而，控制单元操作中要处理或输出的信息量必须不超过能够快速处理的信息，以满足控制器的实时性要求。无论使用什么类型的控件，机器的所有控件都必须要服从整体，这意味着控制的高低层次间的差别必须缩小。从这个意义上讲，如果控制系统中所有的控件均为同一类型，软件体系结构在理解和执行时将更为简便，这将再好不过了。但是对于同一控制层次两端控件的要求可能差别很大。
智能回应
机器及控件模块化的目标在于提高机器产品定制化的能力。但是那些需要修正工具、零部件加工程序及固定装置的机器，在设计时都应缩短其批次间的转换时间，并拥有与任何提高其性能的系统或组件接合的能力。
微电子工程在这方面的作用功不可没不仅催生了现场智能设备，还将机器自动化系统内的现场总线和局域网连接起来。这些系统一般采用可编程逻辑控制器进行逻辑或模拟输入和输出。
可编程逻辑控制器从智能设备或传感器中获取其执行所需要的信息，设备智能化的出现也因此提高了从机器中采集到的信息的可信度，进而也提高了执行某项适当行动的信息处理效率。智能设备本质上包括两个基本组件，即传感器和电子微型组件，主要解决传感器的线性度、阻尼、校准和通信等问题，但现在很多智能设备都配备了先进的诊断功能，可以进行故障诊断、隔离和分析。
然而，机器上的智能设备应对干扰其执行正常功能或操作的因素进行响应，这点非常重要。这些异常现象可能出现在操作过程中，也可能来自于设备本身。无论怎样，早期检测对于提高机器的实用性和降低生产成本起着关键作用。
有效改善该性能的方法之一就是提高软件构架决策层中个体构件的自主性。一旦发生故障，可以迅速做出适当的决定。这也促进了智能分布式体系结构的发展，进而带来了增强灵活性及减少试运转、维护和不必要的操作等优势。
控件及其体系结构的选择可能不取决于机器本身，而是取决于其应用。例如，封装机的分类可以从一端的全机械化到另一端的全电驱动、全伺服系统设计，两端之间可能是混合集成电路设计、包括伺服系统和机械配件的机器。
机器的应用决定了所使用的机器类型，但每个机器变体都可对选择什么类型的控件提出特殊要求，因此可能起决定作用的因素通常基于I/O功能、连通性和所需高性能的复杂性。
例如，全伺服系统设计的机器采用伺服系统和控件实现整个机器的电子同步，无需使用复杂的机械凸轮轴和动力轴。它们将高速运行多个产品，并支持产品的自动转换，因此可能需要一项拥有先进机械功能块和路径规划能力、能够完成温度控制或操纵旋转刀等任务的控件。
如果实行机器模块化是为了提高灵活性，那么机器和模块之间的连通性可以通过控件间的远程I/O单元连接，或达到二级管理监控系统或数据采集与监控系统得以实现。一旦拥有了这些控件，那么将运动控制等高级功能增加到全机械化机器，并将范围扩大到那些采用伺服设计的机器，而不对任何事先为机器所作的努力构成破坏这一切都有可能。
标准化目标
客户经常反复无常他们要求机器七十二变，要求产品批次配置转换时间缩短，要求工具、零部件和固定装置及机器的自由程度在最短时间内快速实现。
他们还希望合成设计机械元件及控制模块和控制端口，以方便集成和更换组件。他们可能还可能会要求具备监测机械性能的能力，例如机床刀具磨损、温度误差或机器维修性参数（可能包括电机运转变化或原油泄漏）。
他们或许还希望，当机器还停留在生产线上，部件间就能够实现无缝通信，并允许控制系统扩容。但这种系统中的软件迁移必须尽可能缩短或完全不需要故障停机时间。此外，客户可能需要一种能够尽快恢复机能的系统，以防出现故障。这又要求就能够解决系统内部特定模块的冗余问题，而非借助阶梯控件或者外部应用程序。
一些功能，比如运动控制，可以加入到纯机械的设备中，而不会影响到该机器原来的工程设计。
所有这些例子都指向了当前支离破碎的原始设备制造商行业里出现的一种不可侵犯的趋势：为了在这种需求驱动的行业中取得竞争优势，原始设备制造商必须要标准化。
这项任务绝非易事，但是要完成也不是没有可能，尤其因为大多数机器驱动的技术（或技术驱动机器）可以覆盖从复杂的自动化系统到机器内部的简单传感器的整个范围。但是这些技术及其发展能最大限度地优化生产过程，这样就可以尽量减少人为干预，或许消除某些操作。
但是，客户不仅要求硬件标准化，软件也应该采用更标准的通信接口，使来自传感器的信息或数据能够在机器间传递，并最终得以记录分析。
在一个完全集成的机器环境里，这将使所有系统能够测量必要的参数而不出错，并通过计算机集成制造网络将结果反馈用于分析，方便中央计算机做出必要回应，进行机器控制和过程管理。这种标准化机器的设想应该是所有原始设备制造商的目标。
