模塊化設計

模塊化概念n

　模塊化就是為了減少循環依賴，減少耦合，提高設計的效率。為了做到這一點，我們需要有一個設計規則，所有的模塊都在這個規則下進行設計。良好的設計規則，會把耦合密集的設計參數進行歸類作為一個模塊，并以此劃分工作任務。而模塊之間彼此通過一個固定的接口（所謂的可見參數）進行交互，除此之外的内部實現（所謂的隐參數）則由模塊的開發團隊進行自由發揮。

為開發具有多種功能的不同産品，不必對每種産品施以單獨設計，而是精心設計出多種模塊，将其經過不同方式的組合來構成不同産品，以解決産品品種、規格與設計制造周期、成本之間的矛盾，這就是模塊化設計的含義。

模塊：一組具有同一功能和接合要素（指聯接部位的形狀、尺寸、聯接件間的配合或齧合等），但性能、規格或結構不同卻能互換的單元。

機械産品

床卡具、聯軸器可稱為模塊，有些零部件如插頭、插座，廣而言之也可稱為模塊，但不如稱為标準件為好。在模塊化設計中，也用到大量的标準件，但模塊多指标準件之外、仍需被設計而又可以用于不同的組合、從而形成具有不同功能的設備的單元、

模塊化設計：在對産品進行市場預測、功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列通用的功能模塊；根據用戶的要求，對這些模塊進行選擇和組合，就可以構成不同功能、或功能相同但性能不同、規格不同的産品。這種設計方法稱為模塊化設計。

主要方式

1.橫系列模塊化設計。不改變産品主參數，利用模塊發展變形産品。這種方式易實現，應用最廣。常是在基型品種上更換或添加模塊，形成新的變形品種。例如，更換端面銑床的銑頭，可以加裝立銑頭、卧銑頭、轉塔銑頭等，形成立式銑床、卧式銑床或轉塔銑床等。

2.縱系列模塊化設計。在同一類型中對不同規格的基型産品進行設計。主參數不同，動力參數也往往不同，導緻結構形式和尺寸不同，因此較橫系列模塊化設計複雜。若把與動力參數有關的零部件設計成相同的通用模塊，勢必造成強度或剛度的欠缺或冗餘，欠缺影響功能發揮，冗餘則造成結構龐大、材料浪費。因而，在與動力參數有關的模塊設計時，往往合理劃分區段，隻在同一區段内模塊通用；而對于與動力或尺寸無關的模塊，則可在更大範圍内通用。

3.橫系列和跨系列模塊化設計。除發展橫系列産品之外，改變某些模塊還能得到其它系列産品者，便屬于橫系列和跨系列模塊化設計了。德國沙曼機床廠生産的模塊化镗銑床，除可發展橫系列的數控及各型镗銑加工中心外，更換立柱、滑座及工作台，即可将镗銑床變為跨系列的落地镗床。

4.全系列模塊化設計。全系列包括縱系列和橫系列。例如，德國某廠生産的工具銑，除可改變為立銑頭、卧銑頭、轉塔銑頭等形成橫系列産品外，還可改變床身、橫梁的高度和長度，得到三種縱系列的産品。

5.全系列和跨系列模塊化設計。主要是在全系列基礎上用于結構比較類似的跨産品的模塊化設計上。例如，全系列的龍門銑床結構與龍門刨、龍門刨床和龍門導軌磨床相似，可以發展跨系列模塊化設計。

模塊化設計這一新的設計概念和設計方法迅速在各個領域得到廣泛應用，它的競争優勢主要體現在兩個方面：一方面解決品種、規格的多樣化與生産的專業化的矛盾；另一方面也為先進的制造技術、提高設備的利用率創造必要的條件，實現以不同批量提供顧客滿意度的産品，進而使企業實現産品多樣化和效益統一。

模塊化的宗旨是效益。它的意圖和最終目的就是為了滿足人們對多樣化的需求和适應激烈的市場競争，在多品種、小批量的生産方式下，實現最佳的效益和質量。模塊化的對象是産品或系統的構成，模塊化不是研究和解決某一個孤立的産品或系統的設計或構成的問題，而是解決某類産品或系統的最佳構成形式問題，即系統由标準化的模塊組合而成。

由于模塊化的對象是系統，因而運用系統工程的原理和方法，是開展模塊化的基本原則。模塊化的主要方法是系統的分解和組合，模塊化的産品或系統是由标準的模塊組成的。模塊如何産生，能否有效地組合成産品或系統，産品或系統的分解和組合的技巧和運用水平，是模塊化的核心問題。模塊化的目标是建立模塊系統和對象系統。模塊化活動的目标或産物有兩個，即形成模塊系統和模塊化的産品系統。建立模塊系統是實施模塊化設計的前提，形成模塊化産品或系統則是模塊化的最終歸宿。