基于產(chǎn)品生命周期的模塊化設(shè)計(jì)研究

摘 要：為提高大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)速度，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，以及為用戶提供定制化的產(chǎn)品，針對企業(yè)內(nèi)產(chǎn)品線的模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，提出模塊化產(chǎn)品在產(chǎn)品生命周期不同階段的定制；提出一種企業(yè)內(nèi)的模塊化制造系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品生命周期；模塊化設(shè)計(jì)；定制；模塊化制造系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP182 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 22-0000-01

現(xiàn)代企業(yè)面臨著用有限的生產(chǎn)成本為客戶提供多品種、高質(zhì)量產(chǎn)品的壓力，合理地實(shí)施面向大規(guī)模定制的模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)是解決問題的關(guān)鍵[1]。產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)在分析產(chǎn)品構(gòu)成、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和系統(tǒng)分解、重組、協(xié)調(diào)方面有較好的效能。通過模塊化設(shè)計(jì)可以使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)清晰、功能條理分明，并在產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮重要的作用。因此，在機(jī)械、電子、船舶、建筑等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用[2]。

產(chǎn)品生命周期是指產(chǎn)品從進(jìn)入市場開始，直到最終退出市場為止所經(jīng)歷的生命循環(huán)過程。企業(yè)經(jīng)營者只有正確地對產(chǎn)品生命周期進(jìn)行識(shí)別，才能制定相應(yīng)的產(chǎn)品開發(fā)、市場營銷以及技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略[3]。對產(chǎn)品的生命周期的銷售和交貨階段的研究，集成企業(yè)的模具設(shè)計(jì)服務(wù)，搭建產(chǎn)品快速開發(fā)和模塊化配置的能力。

一、由模塊組合產(chǎn)品

通常的模塊化設(shè)計(jì)和模塊化制造，歸根結(jié)底都是圍繞“兩個(gè)多樣性”，基本思路是將產(chǎn)品的功能或結(jié)構(gòu)模塊化，再由功能模塊組合產(chǎn)品。這樣一來，產(chǎn)品由模塊組合，而模塊由零部件組成，每個(gè)模塊相當(dāng)于由若干種零件組成的部件。由于模塊是可以獨(dú)立開發(fā)制造的單元，在接口和界面等要素標(biāo)準(zhǔn)化的條件下，模塊的設(shè)計(jì)和制造可以分散化。每個(gè)專業(yè)化工廠只生產(chǎn)一種或少數(shù)幾種模塊。這等于將原本在一個(gè)企業(yè)內(nèi)進(jìn)行的設(shè)計(jì)、制造任務(wù)，分散到眾多的單位和人員，每個(gè)單位的內(nèi)部多樣性都不突出，都有可能組織一定批量的生產(chǎn)，這就有效地減少了內(nèi)部多樣性。

由模塊組合產(chǎn)品的意義不僅限于減少內(nèi)部多樣性，更積極的意義是擴(kuò)大外部多樣性。因?yàn)槟K化具有組合化的全部特性。除專用模塊之外，標(biāo)準(zhǔn)模塊是可以在系列產(chǎn)品之間乃至跨系列產(chǎn)品間通用。一種模塊可以參與許多產(chǎn)品的組合，這就可以用有限種類的模塊組合成盡量多的、滿足個(gè)性要求的產(chǎn)品。

二、基于產(chǎn)品生命周期模塊化產(chǎn)品定制

（一）模塊化產(chǎn)品在銷售或交貨時(shí)定制

模塊化產(chǎn)品不僅可以在生產(chǎn)廠為客戶量身定制，也可以在銷售或向客戶交付產(chǎn)品時(shí)定制。因?yàn)檫@種做法是在企業(yè)價(jià)值鏈的最后兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，并不影響開發(fā)和生產(chǎn)。所以它也是最簡單、最適用的定制方法。

銷售和分銷可以改變產(chǎn)品，增加產(chǎn)品的某些特征，或與其他的產(chǎn)品（包括其他企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品）結(jié)合在一起，并提供大量的服務(wù)，從而使每一個(gè)客戶都能得到它所希望的和應(yīng)得到的個(gè)別關(guān)注。這是產(chǎn)品銷售服務(wù)的一個(gè)很有啟發(fā)性的創(chuàng)造。

（二）“量身定制”式的模塊化

這種量身定制的模塊化的深遠(yuǎn)意義在于，它開創(chuàng)了一條改變類似產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化慣常做法的新思路。以往，為了遷就生產(chǎn)過程的批量要求，便在標(biāo)準(zhǔn)化過程中，將一些產(chǎn)品（如服裝）的主參數(shù)，由原來是連續(xù)的變成離散的，讓顧客犧牲舒適，做出妥協(xié)。

類似的產(chǎn)品可以列舉很多，包括床、辦公室座椅、汽車座椅等等。倘能按這樣的思路設(shè)定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品尺寸系列，并且公司能做到類似于于自行車的大規(guī)模定制那樣，經(jīng)濟(jì)地滿足那些難以滿足的客戶要求，使他們不再以妥協(xié)并且犧牲舒適去接受標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的產(chǎn)品，企業(yè)一定會(huì)獲得競爭優(yōu)勢。

三、模塊化制造系統(tǒng)

模塊的應(yīng)用，不僅可以組成產(chǎn)品，而且可以組成制造產(chǎn)品的設(shè)備和工藝裝備。模塊化制造系統(tǒng)便是一種建立在模塊化基礎(chǔ)上的“柔性”生產(chǎn)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是，當(dāng)有一種新產(chǎn)品投產(chǎn)時(shí)，可以由標(biāo)準(zhǔn)模塊快速組成一個(gè)新的制造系統(tǒng)，當(dāng)該種產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)束后，組成制造系統(tǒng)的模塊可以拆下來用于其他新產(chǎn)品的制造系統(tǒng)。而這些標(biāo)準(zhǔn)模塊可以從專門從事模塊租賃業(yè)務(wù)的公司租用。對于技術(shù)難度一般，批量較小或中等批量的產(chǎn)品。模塊化制造系統(tǒng)由于其高生產(chǎn)率和高柔性的特點(diǎn)，能滿足大規(guī)模定制式生產(chǎn)的需要。

模塊化制造系統(tǒng)通常由加工基本模塊、模塊化驅(qū)動(dòng)單元、模塊化刀具和夾具以及可重構(gòu)的控制系統(tǒng)等模塊構(gòu)成。

四、結(jié)束語

模塊化設(shè)計(jì)雖然對產(chǎn)品的性能有一定的影響，但是對系列產(chǎn)品和大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)卻取得了較好的效果；通過在產(chǎn)品生命周期的銷售和交貨階段的個(gè)性化定制，極大的提高了產(chǎn)品的個(gè)性化，極大的完善了大批量生產(chǎn)的不足；通過制造系統(tǒng)的模塊化提高了企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]董光榮.反求工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)化可行性和可靠性的分析[J].機(jī)電一體化，2001（01）：8-9.

[2]童時(shí)中.模塊化原理設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.

[3]李曉非.運(yùn)用可拓理論的產(chǎn)品生命周期識(shí)別[J].工業(yè)工程，2009：47-50.

[作者簡介]徐志方（1982-），男，河北唐山玉田縣人，工程師，本科，學(xué)士學(xué)位，研究方向：嵌入式系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)開發(fā)、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)家電、云服務(wù)平臺(tái)。

[基金項(xiàng)目]國家科技支撐計(jì)劃：制造業(yè)科技服務(wù)集成平臺(tái)研發(fā)和應(yīng)用（項(xiàng)目編號(hào)：2012BAH12F02）。