產品模塊化設計淺析

鄒思慶++劉洋

摘 要：隨著我國經濟的高速發展下，越來越多的集中式體戶變為了個體戶，更多的是要求機械制造商在制作的過程中降低成本。當然傳統的機械設計方法已經不再適用于現在的要求了。而從設計的角度來看，我國模塊化設計方法在機械設計的運用中得到肯定，而這樣就可以縮短工期，從而降低機械制造陳本，所以說模塊化設計無論是從設計為理念還是制造上為基礎，都是機械制造商最好的選擇。

關鍵詞：產品 模塊化 設計

1、模塊的定義

模塊是可組合成系統、具有某種確定功能和接口結構的、典型的通用獨立單元。定義成模塊的零部件應具有幾個典型特點：①功能的獨立性：給定輸入和輸出，能夠獨立地完成一定的功能；②結構的獨立性：應該具有獨立的物理組成和外觀結構；③接口的標準化：標準的接口保證了模塊的互換性，以便與其它模塊進行組合。對于工程機械產品，模塊可以是機械結構件、也可以是液壓或電氣單元、控制軟件，如圖1所示，混凝土泵車可以定義為臂架、轉塔、泵送系統等模塊，同時模塊亦可以根據其復雜程度及在實施過程中的制造、裝配、物流等實際情況進行下一級的模塊劃分，也就是模塊可以有層級概念，圖1所示混凝土泵車的臂架定義為一級模塊，往下還可以細分為單節臂架模塊（臂架1、臂架2等）、臂架油缸模塊、連桿模塊等二級模塊。可通過不同長度的單節臂架模塊組合成滿足不同客戶需求的不同臂架高度的泵車。

2、模塊化設計的特點

2.1 模塊化設計的推出方便了維修

模塊化設計方法能使維護變得簡單操作，以少量應多量，以及盡可能的投入少的生產得到多的產品的理念，以最具有劃算的方法滿足于現在各種需求。由于模塊化設計法本身具有可替換性，并且在當中出現了一個模塊的故障，那么在機械設計應用中就可以通過檢查，將出現問題的模塊部位進行更換即可，免去了不必要的資源流失。

2.2 模塊化設計方法節約成本

模塊化設計簡化了包裝的整個過程，以前機械制造商在包裝設備的時候只能根據產品自身的特點為其采取指定包裝過程。而這樣的范圍規定太過于狹小，設計出來的包裝只適合運用到同一種規模下的產品，然后其他的系列的產品又要從新制造出新的包裝，從而給包裝帶來很大的不方便。這樣不僅僅是在人力、物力上的一種鋪張浪費，更是難以提高機械制造商運行的成效。然而運用模塊化設計方法形成出的產品，在具體的運用中，能滿足于各種產品，從而使包裝簡單化。模塊化設計的方法能夠節省成本，并且可以用在于有較少的模塊當中去完成更多的機械的包裝上，從而有效的節省了資源的設計成本。

3、模塊化技術在機械設計中的運用

3.1 機械設計的理念

機械設計指的就是滿足于當代社會經濟指標配合著相對式的技術條件，并對其功能的需求鎖定出最有綜合性方案的進程，而機械設計本身具有綜合性能、相近性能、多層次性能等特點。而這些性能更是成為創造新型的機械產品必不可少的基礎，從而根本上的決定了生產出的產品功能、質量以及性能。而用戶群體對機械產品有著多樣化、個性化、高品質、低消費的要求也是逐步擴大。而加入了模塊化設計方法更是能面對廣大群眾對機械設計要求上的一種挑戰。

3.2 對模塊進行劃別區分

在對產品進行模塊劃分的同時，要以獨立功能的單月形式作為整體的模塊，既可以對已劃分的功能在結構上做到獨立的特性，這樣模塊容易拼成、組建以及搭配。并且形成了多種的變形產品，這樣的模塊才具有完整性，并能保證其質量的過關。而以組件部分作為模塊來看，功能分解細化之后，可以通過進一步的將部件中的某些組建進行模塊化，更是可以通過替換與舍掉一些零件，可以使部件產生出不同的作用與用途。而這比替換了整個部件更方便一些，而參照模塊劃分出來的層次，并參照其需要，結構以及功能上對產品模塊做出細微的劃分，而對產品本身的需求也是對客戶需要的劃分。要在客戶需要的基礎之上對該產品進行功能性的區別劃分，又必要要在產品功能的基礎之上對產品所處的結構進行總的區分。并且將具有同種功能的結構進行合理的區分，可以這么說，模塊劃分的好與壞影響著模塊設計的成與敗、質與量。但同時，要考慮在模塊本身的發展空間里做出一定的余留，以便可以引入新的觀點理念時不會出現阻礙模塊構成的障礙而基于模塊化設計的合理方法來看，多樣化且個性化的體系更能滿足于廣大顧客們的需求，并且產品可以快速的分解、結合，同時還能通過大批量的生產和管理上的統一從而降低了生產和管理的經濟成本。

3.3 對現有的模塊進行編碼

模塊編碼的意義在于對完整的模塊當中的規格、參數等和模塊之間相互進行完整的整合管理，并且標明其名稱。并對產品的模塊進行重新的編碼，以便于區分產品，便于管理，從而建設出統一并且完整的標準規范化的模塊，更充分的利用產品生產的開發。對模塊化設計進行獨特性、完整性、合理性、的編碼，并實現產品的通用性能與開放性性能。

3.4 進行有效率的模塊組裝

在產品功能確定了以后進行了模塊的組合，從而保證了整個機械設計的合理性，同時也需要在實際運用中也起到關鍵的作用。組裝產品的時候要確保組成部件的完整，不可缺失、丟失。進行模塊間的合理分配，做到注重布局的合理效果。同時，因為模塊又具有替換性能，所以在使用的過程中可出現問題是可以進行更換的，并且要做到某個模塊的更換并不會影響到其他模塊的正常運行。

3.5 完成設計本職工作

在通過之前的設計、組裝等時候，還是要進行完成整個產品的工作。而將模塊化設計運用到機械式機床上時，包括了機床的傳動式模塊、執行力度模塊、輔助模塊等。其中傳動室的模塊包括了主傳動力軸、水平的進給箱、垂直的進給箱等。而執行的模塊又概括于、刀子架機、工作桌臺等，輔助模塊又包含了保護罩、刀架庫、機床的電氣等。

4、結論

產品的模塊設計過程是企業實現大規模定制的有力方法。通過產品模塊的規劃、模塊的設計及管理和產品模塊化平臺的應用，企業能夠優化產品規劃、研發工作模式，使設計重復使用模塊，設計速度得到明顯提升，從而加強了企業的競爭能力。

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