冰箱模塊化研究與應用

方 偉 黃勝華 李昌勇

（長虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

冰箱產品模塊化是在傳統設計基礎上發展起來的一種新的設計思想，它的競爭優勢主要有兩大方面：一方面解決冰箱產品多樣化與生產線專一生產之間的矛盾；另一方面應用零部件模塊化成果,提高設備利用率和研發效率，降低零部件采購成本及模具開制或改模費用，實現產品多樣化和經濟效益統一。

產品模塊化的宗旨是效益。冰箱產品模塊化在全方位地滿足市場的多樣化需求的基礎上，冰箱模塊化可以使產品縮短上市周期、降低產品成本、提高并保證產品質量，實現最佳的經濟效益和產品質量。

冰箱產品模塊化設計平臺的建立，可以為企業新產品開發提供設計依據，并且在一定范圍內為企業現代化管理提供良好的技術支持平臺。

為此，本文進行冰箱產品模塊化研究，提出建立冰箱產品模塊化平臺總體設計思路，制定冰箱產品零部件模塊化劃分方法。

1 冰箱產品模塊化缺失引起的常見問題

1）零件、部件種類繁多，無法形成規模采購，物料采購成本高。

2）研發周期長，產品一次性開發成功率較低。

3）零部件新開模具費用或改模費用逐年升高，導致產品開發成本高。

4）產品技術無繼承性，設計階段缺乏技術指引文件。

5）產品平臺多，造成管理成本較高。

2 冰箱模塊化定義及劃分

2.1 模塊化定義

模塊是可組成產品、具有某種特色功能和規范接口的通用獨立單元；模塊化設計是通過模塊的選擇和組合，以較少量的基本模塊，力求構成盡可能多的不同產品。

2.2 冰箱模塊劃分

冰箱模塊由基本模塊和功能模塊組成。因篇幅問題，其中功能模塊（例如保濕、保鮮、制冰、殺菌及智能等功能模塊）本文暫時不表。基本模塊具體劃分如圖1。

圖1 冰箱基本模塊具體劃分表

3 冰箱模塊化設計總體思路

冰箱產品新平臺開發過程中，始終要基于模塊化的設計原則。

1）產品企劃原則：系列化。

同步規劃系列性產品，實現內飾模塊、門體模塊等在不同類型冰箱間共用。

2）產品設計原則：通用化。

箱體設計時，同步考慮產品標配、高配和低配設置，實現產品接口統一，同步覆蓋產品高低端市場的需求。

3）零件設計原則：標準化。

零部件設計時，規范零部件標準化接口尺寸，實現零件或組件在不同類型產品間共用。如瓶框安裝凸臺結構標準化。

3.1 冰箱平臺尺寸確定方法

1）冰箱平臺尺寸首先按最大裝箱量要求進行設計，優先確定箱體寬度和高度尺寸、再根據容積需求確定深度尺寸。

2）優先考慮出口產品滿足北美、日本、歐洲、澳洲等主流海外市場尺寸要求。

3）平臺拓展新箱體優先通過調整箱體深度來實現容積增大需求，實現與現有平臺門體模塊、內飾模塊、風道模塊、蒸發器模塊等模塊零部件的通用。

3.2 新平臺產品規劃方案

同平臺的內外銷產品線統一規劃：新的冰箱平臺尺寸確定后，產品企劃、工業設計與產品開發共同梳理產品類型、功能配置及外觀風格，新平臺產品要求符合下面兩項原則：

3.2.1 原則一：冰箱的同平臺模塊共用

1）不同類型冰箱冷藏室或冷凍室等尺寸規劃一致，實現門體和瓶框、蒸發器、風道等模塊最大程度通用。

2）平臺產品拓展高度時優先調整冷藏室高度,實現子模塊最大限度的利用。如調整冷凍室時，優先考慮增加或減少一個抽屜高度，可以減少抽屜模具費的投入。

3）產品陣容中模塊共用規劃示例。

五門法式產品、六門中式產品、四門十字產品可同步規劃，其中六門中式和四門十字產品冷凍室所有模塊可共用，冷凍門體模塊也可共用。五門法式產品和六門中式產品的冷藏室所有模塊可共用，冷藏門體模塊也可共用。具體可參見圖2。

圖2 產品陣容中模塊共用規劃示意圖

4）產品梯次中模塊共用規劃示例。

對開門標配玻璃門、高配玻璃門、低配彩板門可同步規劃，箱體模塊、內飾模塊、控制模塊可共用。標配玻璃門和低配彩板門風道模塊共用、標配玻璃門和高配玻璃門的門體模塊共用。具體可參見圖3。

圖3 產品梯次中模塊共用規劃示意圖

3.2.2 原則二：冰箱的跨平臺模塊共用

1）對開門或多門冰箱規劃時優先考慮利用現有平臺間室寬度組合、實現內飾件的通用。如圖4，對開門冷凍和冷藏室可由兩個寬度合適的大單門冰箱組合而成。

圖4 對開門組合示意圖

2）跨平臺不同種類冰箱的模塊接口統一尺寸，實現設備、模具和子模塊均可通用，如管道件、合頁等零部件的通用。

4 基本模塊共用設計方法

模塊化設計采用的是自上而下的設計方法，首先根據市場需求、產品性能、功能要求來設計平臺有關尺寸，根據發泡層確定內腔尺寸，根據內腔尺寸設計模塊間接口和模塊內關鍵尺寸，從而實現子模塊共用。

4.1 箱體模塊

箱體尺寸為平臺劃分依據、尺寸設計依據3.1原則進行，發泡層厚度在滿足基本性能的情況下，優選標準化規格，保證箱內模塊和零部件通用。

4.2 制冷模塊

制冷模塊中的蒸發器模塊安裝接口統一設計，如圖5中的參數a、b、c、d等根據企業自身情況確定參數，確保同箱體寬度平臺蒸發器模塊可以通用。壓縮機安裝模塊按箱體寬度進行選用壓縮機底板，一種寬度一種壓縮機底板，壓縮機底板要求壓縮機安裝接口一致，截面一致，可以實現軋輥線生產，降低生產成本。

圖5 蒸發器安裝示意圖

4.3 風道模塊

風道模塊安裝接口統一設計，依據3.2.1中的同平臺冰箱模塊共用原則進行設計風道模塊，確保同間室平臺風道模塊可以通用。

4.4 內飾模塊

冰箱的內飾模塊是指冰箱用來儲物的部件統稱，包含玻璃擱架、瓶框、果菜盒、抽屜等。

4.4.1 玻璃擱架模塊設計原則

1）新開箱體的玻璃擱架按照矩形設計，即擱架前后尺寸一致無斜度設計，箱膽兩側做相應讓位；矩形擱架的好處是成本便宜，同時可防止玻璃擱架抽出時脫落。

2）根據企業自身需求，玻璃擱架最多使用3種優選厚度，例如3.2 mm，4.0 mm和5.0 mm完全可以滿足企業功能擴展。按產品平臺寬度進行選用，杜絕擱架種類繁多引起的生產混亂。

4.4.2 瓶框模塊設計原則

瓶框類內飾件主要為用戶提供存放飲料，零食等小類生活用品的容器；高低配瓶框安裝接口統一設計。為節省模具費及減少物料種類，高配瓶框和低配瓶框可以按以下原則進行設計：高配瓶框在低配瓶框上燙銀處理或安裝金屬亮銀條等模塊化設計模式。高配瓶框或低配瓶框按冰箱高低配企劃方案的原則進行選用。

4.4.3 果菜盒模塊設計原則

果菜盒從功能上定義為放置于冷藏室的儲物容器，企業可以根據自身需要將果菜盒的結構類型分為拼裝式和整體式兩大類：拼裝式為果菜盒斗及果菜盒面罩拼裝而成，整體式為整體注塑成型。拼裝與整體式安裝接口統一設計。高配果菜盒或低配果菜盒按冰箱高低配企劃方案的原則進行選用。

4.4.4 抽屜模塊設計原則

抽屜從功能上定義為放置于冷凍室或者變溫室的儲物容器，設計原則同4.4.3。

4.5 門體模塊

根據市場需要，將門體模塊結構分為鋼板門和玻璃門兩大類，兩種門體模塊安裝接口統一設計，確保同箱體平臺或間室平臺門體模塊可以通用，例如鋼板門和玻璃門之間。

4.6 控制模塊

企業可以根據市場需要，將控制模塊分為變頻模塊和定頻模塊等?？刂颇K安裝接口統一設計，同平臺可以自由切換。

5 冰箱模塊化經濟效益

下面結合我司冰箱模塊化研究成果應用的實際情況，取得最突出的經濟效益如下。

5.1 建立產品模塊化設計平臺

產品模塊化設計平臺建立之前，全新開發新品冰箱平均研發周期464 天，應用本文研究成果，平均研發周期為370 天，研發周期平均減少94 天，研發效率至少提高25 %。

5.2 實現規?；a

根據本文研究成果，建立零部件自動化生產線，實現規模化生產。具體的經濟效益見表1。

表1 規?；a后經濟效益表

5.3 平臺產品通用化

按本文中的平臺規劃原則，產品平臺數由20種減少到12種，產品平臺通用化水平提高40 %。

5.4 物料批量化采購

物料通用率逐年提高9 %以上，實現物料批量性采購，降低物料采購成本，具體情況見表2 。

表2 物料通用前后采購數量對比

6 結論

本文研究成果是冰箱產品模塊化建設的第一步，也是產品模塊化建設的基礎，不僅可以為企業帶來新的利益增長點，更有利于促進傳統模具生產向自動化生產的方式轉變，提高資源利用率。而成果已陸續應用于我司產品設計中，冰箱產品已形成產品模塊化設計平臺。冰箱產品模塊化設計平臺的建立，為公司冰箱產品開發提供了依據，還與工藝技術優化，精益生產提升相配套，為推動企業現代化管理提供了良好的技術支持平臺。另外，可以更有效的執行內部新技術發展計劃，減少未來新產品開發的資源需求。