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篇1

關(guān)鍵詞：商用車(chē)；擋泥板；模塊化設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.83+9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2550（2012）04-0072-05

Modular Design of Mudguard for Commercial Vehicle

WEI Li-wei

（Dongfeng Commercial Vehicle Technical Center of DFL，Wuhan 430056，China）

Abstract：For modular design，first of all，it come up with concepts of modular and modular design of the product; then advanced modular design principles and methods and module partition principle and elaborated modular design that applied on the mudguard for Dongfeng commercial vehicle and brought tremendous effect.

Key words： commercial vehicle；mudguard；modular design

模塊化是一種新的標(biāo)準(zhǔn)化形式，也是一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。當(dāng)今市場(chǎng)瞬息萬(wàn)變，用戶(hù)對(duì)商用車(chē)擋泥板功能及結(jié)構(gòu)的要求也各有不同，為了滿足用戶(hù)多樣化的需求和適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)最佳效益，對(duì)某型商用車(chē)擋泥板應(yīng)用了模塊化設(shè)計(jì)。本文首先給出模塊化及產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)的概念，然后論述了模塊化設(shè)計(jì)原則、方法及原理和模塊劃分原則，最后闡述了模塊化設(shè)計(jì)在商用車(chē)擋泥板上的實(shí)際應(yīng)用以及取得的巨大經(jīng)濟(jì)效益。

1 模塊化及產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)

根據(jù)童時(shí)中一書(shū)給出的定義：所謂模塊化，就是為了取得最佳經(jīng)濟(jì)效益，從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，研究產(chǎn)品（或系統(tǒng)）的構(gòu)成形式，用分解和組合的方法，建立模塊體系，并運(yùn)用模塊組合成產(chǎn)品（或系統(tǒng)）的全過(guò)程。

產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)是指在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過(guò)功能模塊優(yōu)化、選擇及組合，構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足用戶(hù)提出的不同要求。

模塊化設(shè)計(jì)的出現(xiàn)和形成，并不是偶然和孤立的，它經(jīng)歷了互換性設(shè)計(jì)、組合化設(shè)計(jì)和積木化設(shè)計(jì)三個(gè)階段才逐步建立起來(lái)，其發(fā)展和完善更有利于產(chǎn)品的系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。

2 模塊化設(shè)計(jì)原則

根據(jù)模塊化及產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)的定義，模塊化設(shè)計(jì)的原則是力求以少數(shù)模塊組成盡可能的產(chǎn)品，并在滿足要求的基礎(chǔ)上，使產(chǎn)品精度高、性能穩(wěn)定、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低廉，且模塊結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單、規(guī)范，模塊間的聯(lián)系盡可能簡(jiǎn)單。

3 模塊化設(shè)計(jì)方法

產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)方法，不同的專(zhuān)家學(xué)者從不同的角度都進(jìn)行了一定的研究?？偟目梢詺w納為兩大類(lèi)：

一是側(cè)重功能劃分的模塊化設(shè)計(jì)方法，這種模塊化設(shè)計(jì)的方法主要是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)劃分為各個(gè)相對(duì)獨(dú)立的功能單元，通過(guò)對(duì)模塊的不同選擇和組合來(lái)構(gòu)成滿足顧客需求的不同產(chǎn)品。在這種方法中，對(duì)于模塊內(nèi)部的結(jié)構(gòu)沒(méi)有作為重點(diǎn)來(lái)考慮。

另外一種方法側(cè)重于產(chǎn)品或零部件的形狀結(jié)構(gòu)的分類(lèi)。該方法側(cè)重零部件形狀結(jié)構(gòu)的分析，對(duì)于產(chǎn)品構(gòu)成簡(jiǎn)單，但某個(gè)零部件形狀結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的單件、小批量的產(chǎn)品，則顯得比上面提到的以功能劃分為主的設(shè)計(jì)方法具有優(yōu)勢(shì)。

4 模塊化設(shè)計(jì)原理

模塊創(chuàng)建的關(guān)鍵是要能滿足：①應(yīng)盡可能具有一定的通用性；②有連接關(guān)系的兩模塊應(yīng)具有對(duì)應(yīng)的接口特征；③可互換的模塊應(yīng)具有相同的功能和接口特征。此外，考慮到產(chǎn)品總體布局設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，在模塊創(chuàng)建時(shí)還應(yīng)考慮模塊之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和位置關(guān)系。因此，模塊化設(shè)計(jì)原理可以表示為：

新產(chǎn)品（系統(tǒng)）=通用模塊（不變部分）+專(zhuān)用部分（變動(dòng)部分）

5 模塊劃分原則

如何科學(xué)、有節(jié)制地劃分模塊是模塊化設(shè)計(jì)中很重要的一項(xiàng)工作，既要使制造管理方便，具有較大的靈活性，避免組合時(shí)產(chǎn)生混亂，又要考慮到該模塊系列將來(lái)的擴(kuò)展和向?qū)Ｓ谩⒆冃彤a(chǎn)品的輻射，因此模塊劃分的合理性對(duì)模塊化產(chǎn)品的性能、外觀以及模塊的通用程度和成本均有很大的影響。

模塊的合理劃分是模塊設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，模塊劃分太細(xì)，雖然可能組合成較多的變型產(chǎn)品，但模塊的綜合過(guò)程卻相當(dāng)困難，反之，模塊劃分過(guò)粗，雖然模塊綜合過(guò)程容易，但易導(dǎo)致產(chǎn)品性能上的不合理和柔性太差。

將產(chǎn)品按復(fù)雜程度分為兩種：一種是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件種類(lèi)較少的產(chǎn)品；一種是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零部件種類(lèi)繁多的產(chǎn)品。

對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，進(jìn)行模塊劃分時(shí)要重點(diǎn)考慮以下原則：

1）保持功能和結(jié)構(gòu)方面有一定的獨(dú)立性和完整性。

2）模塊標(biāo)準(zhǔn)化原則。

3）模塊劃分粒度要適中。

篇2

機(jī)械設(shè)計(jì)是提高生產(chǎn)效率的重要工具。當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈，需要企業(yè)迅速適應(yīng)科技的更新?lián)Q代。模塊化設(shè)計(jì)方法指的是通過(guò)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)過(guò)程的重組等對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)成本下的個(gè)性化產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)，以使企業(yè)通過(guò)對(duì)一些產(chǎn)品零部件的改變提高整個(gè)產(chǎn)品的性能呢。模塊化的設(shè)計(jì)方法是工業(yè)化社會(huì)的必然產(chǎn)物，是整合市場(chǎng)生產(chǎn)，優(yōu)化產(chǎn)品的重要工具。本文通過(guò)對(duì)模塊化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用促進(jìn)整個(gè)工業(yè)化的進(jìn)程，全文介紹了機(jī)械產(chǎn)品模塊化的基本概念和內(nèi)涵，并分析了模塊劃分的原則，介紹了模塊設(shè)計(jì)方法的主要應(yīng)用途徑。

關(guān)鍵詞：

模塊化設(shè)計(jì)方法；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速變革的情況下，用戶(hù)群體由以前的集中式迅速向個(gè)體戶(hù)過(guò)度，傳統(tǒng)的工業(yè)成產(chǎn)要求已經(jīng)不適用于當(dāng)前的生產(chǎn)方式和經(jīng)濟(jì)模式。從設(shè)備的更新層面來(lái)看，對(duì)全部設(shè)備進(jìn)行更新設(shè)計(jì)無(wú)疑會(huì)消耗巨大的成本，但是如果將機(jī)械設(shè)計(jì)分成不同的模塊，如有需要，可通過(guò)對(duì)某一模塊盡行更換無(wú)疑會(huì)減少成本的消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。但是，應(yīng)如何對(duì)功能經(jīng)模塊化的設(shè)計(jì)，怎樣實(shí)現(xiàn)的模塊化的轉(zhuǎn)變一直是工業(yè)生產(chǎn)的難題。所以，我們應(yīng)對(duì)模塊分割的原則、方法進(jìn)行具體的研究。

1機(jī)械產(chǎn)品模塊化的基本概念

在進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用前，需要我們對(duì)模塊化設(shè)計(jì)有所了解。其主要包括以下內(nèi)容，首先是功能需求集，指的是市場(chǎng)和客戶(hù)對(duì)模塊化產(chǎn)品基本功能要求的合集。產(chǎn)品的功能需求是進(jìn)行產(chǎn)品模塊化的重要內(nèi)容，是產(chǎn)品發(fā)展的重要方向；功能單元。指的是模塊的功能，在產(chǎn)品個(gè)功能樹(shù)的相關(guān)性分析基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的劃分；功能模塊，指的是產(chǎn)品中應(yīng)用于功能單元的組成元素；結(jié)構(gòu)模塊，指的是功能模塊的具體結(jié)構(gòu)，一般由部件或子結(jié)構(gòu)模塊組成；模塊接口，指的是描述結(jié)構(gòu)模塊組合時(shí)相互間的幾何、物理關(guān)系的結(jié)合面，模塊接口是模塊組合的重要依據(jù)；基礎(chǔ)模塊，指的是在設(shè)計(jì)中具有強(qiáng)通用性的、結(jié)構(gòu)完整的0型模塊；變形模塊，指的是在基礎(chǔ)模塊的基礎(chǔ)上以特定功能為導(dǎo)向，對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行改變的模塊[1]。模塊化指的是以模塊的概念對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)和生產(chǎn)組織，是在一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能結(jié)構(gòu)的分析，劃分并設(shè)計(jì)一系列的模塊。

2模塊化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1模塊化劃分原則

模塊化的設(shè)計(jì)就是要以少數(shù)的模塊組成極可能多的產(chǎn)品，同時(shí)產(chǎn)品具有高度的穩(wěn)定性、精度，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。所以在設(shè)計(jì)之初應(yīng)對(duì)模塊進(jìn)行詳細(xì)的劃分。當(dāng)前并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的模塊劃分原則，根據(jù)側(cè)重點(diǎn)的不同可進(jìn)行不同模塊的劃分。從模塊本身的概念來(lái)看，模塊就是可組成系統(tǒng)的、具有某種特定功能和結(jié)構(gòu)的、典型的通用獨(dú)立單元。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品功能的結(jié)構(gòu)，建立總功能、子功能、功能單元之間的聯(lián)系，為模塊的劃分建立基礎(chǔ)。單從這方面講，應(yīng)滿足下述原則：首先應(yīng)保持模塊功能和結(jié)構(gòu)具有一定的完整性和獨(dú)立性；其次應(yīng)確保模塊接口要素便于聯(lián)系和分離；第三應(yīng)保持模塊之間的相關(guān)盡可能少，同時(shí)模塊內(nèi)部間應(yīng)為強(qiáng)耦合；遵照典型性和通用性的原則。

2.2模塊化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

當(dāng)前具有多種設(shè)計(jì)方法，首選從功能側(cè)重方面來(lái)說(shuō)，主要的流程是需求分析、功能分解、探索式集成和評(píng)估。首選對(duì)客戶(hù)的需求進(jìn)行分析，將顧客的需求配置到產(chǎn)品中，以滿足客戶(hù)需求為主。根據(jù)客戶(hù)需求分析確定產(chǎn)品要求，再次過(guò)程中應(yīng)準(zhǔn)備多種功能目標(biāo)，滿足客戶(hù)的首要需求。在確定產(chǎn)品各個(gè)不同層次的功能后，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分解，分解成基本功能和物理元素，同時(shí)對(duì)功能及物理元素進(jìn)行集成。然后對(duì)綜合指標(biāo)及可行性進(jìn)行分析，最后實(shí)施設(shè)計(jì)[2]。另一種是基于結(jié)構(gòu)特征的設(shè)計(jì)。這一方法要求先對(duì)零部件的形狀特征進(jìn)行分析，并規(guī)劃減少零部件的種類(lèi)，達(dá)到優(yōu)化成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。在次過(guò)程中需對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化模塊參數(shù)進(jìn)行分析，減少可變參數(shù)的數(shù)量，以方便模塊建模。根據(jù)分析結(jié)構(gòu)首先建立零部件主模型，利用關(guān)鍵參數(shù)描述零部件外形和各尺寸之間的關(guān)系。設(shè)計(jì)過(guò)程中在基本模塊模型中輸入數(shù)值，自動(dòng)形成變形模塊。其中零部件幾何模型和對(duì)應(yīng)的事物特性表是零部件的重要組成部分。通過(guò)變形模塊的加入，最終形成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)可描述為一個(gè)可配置、包括所有標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的模塊化產(chǎn)品系統(tǒng)的組成[3]。

3結(jié)語(yǔ)

模塊化的概念提出較早，隨社會(huì)發(fā)展變遷，產(chǎn)品更新速度不斷加快，同時(shí)用戶(hù)需求多種多樣，模塊化的設(shè)計(jì)是把握市場(chǎng)趨勢(shì)的必然選擇。本文介紹了模塊化的相關(guān)概念，總結(jié)了在進(jìn)行模塊化的劃分中應(yīng)遵循什么樣的原則，并最終分析了模塊化設(shè)計(jì)的基本方法。在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，可靈活對(duì)模塊劃分進(jìn)行變革，需要我們具有創(chuàng)新意識(shí)，加強(qiáng)各個(gè)功能的研究，在拓展業(yè)務(wù)的同時(shí)把握時(shí)展的方向，盡快完成模塊化的生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。

作者：曲子君 單位：沈陽(yáng)理工大學(xué)

參考文獻(xiàn)：

[1]黃建農(nóng),方立宇,董志峰.EBH300A橫軸懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割頭結(jié)構(gòu)振動(dòng)模態(tài)分析[J].煤礦機(jī)械,2015,10:116-118.

篇3

關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計(jì) 瓷片自動(dòng)包裝線 陶瓷裝備制造業(yè)

0 引言

目前陶瓷企業(yè)瓷磚的包裝已經(jīng)有了自動(dòng)包裝生產(chǎn)線，然而對(duì)于瓷片（相對(duì)與瓷磚尺寸規(guī)格較小，材質(zhì)特性易碎、易吸水）的包裝仍然以手工包裝為主，我國(guó)瓷片包裝行業(yè)的人工包裝，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，包裝成本高。

為了使陶瓷裝備企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力，縮短研發(fā)周期與制造周期，減少制造成本，搶占市場(chǎng)。傳統(tǒng)的包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng)多品種、小批量、高柔性、低成本的要求。模塊化設(shè)計(jì)可以很好地解決產(chǎn)品品種、規(guī)格與設(shè)計(jì)制造周期以及生產(chǎn)成本之間的矛盾[1]。

1 模塊化設(shè)計(jì)思想、步驟及關(guān)鍵技術(shù)

1.1 模塊化設(shè)計(jì)思想

模塊化設(shè)計(jì)是20世紀(jì)80年代初開(kāi)始在我國(guó)受到重視，并逐步得到應(yīng)用，形成了一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，它是在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過(guò)模塊的選擇和組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)的不同需求的一種設(shè)計(jì)和制造方法。

1.2 設(shè)計(jì)步驟

模塊化設(shè)計(jì)以功能分析和模塊劃分為核心，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研結(jié)果對(duì)整個(gè)系列進(jìn)行系列型譜制定，本質(zhì)上是系列產(chǎn)品的研制過(guò)程，再根據(jù)用戶(hù)的具體要求對(duì)模塊進(jìn)行選擇和組合，并加以必要的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算?？偟恼f(shuō)來(lái)，模塊化設(shè)計(jì)的一般過(guò)程如圖1所示。

1.3 關(guān)鍵技術(shù)

1.3.1 模塊標(biāo)準(zhǔn)化

它是指模塊結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化，尤其是模塊接口標(biāo)準(zhǔn)化。模塊化設(shè)計(jì)所依賴(lài)的是模塊的組合。為了保證不同功能模塊的組合和相同功能模塊的互換，模塊應(yīng)具有可組合性和可互換性?xún)蓚€(gè)特征，而這兩個(gè)特征主要體現(xiàn)在接口上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，整機(jī)阻尼的70%，剛度的60%決定于接口[2]，但是對(duì)于大部分包裝機(jī)械來(lái)說(shuō)，因?yàn)檫M(jìn)行包裝作業(yè)時(shí)的工藝力一般較小，所以對(duì)阻尼和剛度上的考慮不占重要位置，而更加注重提高其標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、規(guī)格化的程度。

1.3.2 模塊劃分

模塊化設(shè)計(jì)的原則是力求以較少的模塊組成較多的產(chǎn)品，并在滿足要求的基礎(chǔ)上使產(chǎn)品精度高、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，且模塊結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、規(guī)范，模塊間的聯(lián)系盡可能簡(jiǎn)單。因此，如何科學(xué)地劃分模塊是很有講究的。模塊劃分太少不能體現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)；模塊劃分越細(xì)，通用化程度越高，同時(shí)由于模塊數(shù)量的劇增，裝配成本也在增加[3]。模塊數(shù)量與成本和工作量的關(guān)系如圖2。

從圖中可以看出模塊劃分過(guò)粗或過(guò)細(xì)都會(huì)使成本和工作量增加，只有模塊劃分?jǐn)?shù)為M時(shí)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的總成本最小。模塊劃分既要照顧制造管理方便，具有較大的靈活性，避免組合時(shí)產(chǎn)生混亂，又要考慮到該模塊系列將來(lái)的擴(kuò)展和面向?qū)Ｓ?、變型產(chǎn)品的演變。

2 設(shè)計(jì)實(shí)例

下面是模塊設(shè)計(jì)應(yīng)用于瓷片包裝線的設(shè)計(jì)實(shí)例。

通過(guò)廣泛的市場(chǎng)調(diào)研，最終以規(guī)格為300X450X10的瓷片作研究對(duì)象，用模塊化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)瓷片自動(dòng)打包線。首先了解人工瓷片包裝線的組成部分，分析研究其各個(gè)部分的工作過(guò)程，將人工包裝的各個(gè)工序進(jìn)行功能分析，較全面的概括瓷片包裝線所應(yīng)具備的各項(xiàng)功能，并通過(guò)查閱大量資料，從產(chǎn)品外觀

形態(tài)、功能分組、生產(chǎn)制造等諸多因素的情況下對(duì)瓷片自動(dòng)包裝線進(jìn)行分解、合并，最終將瓷片自動(dòng)包裝線劃分為前輸送模塊、對(duì)齊及包角模塊、放隔板模塊、水平捆扎模塊、對(duì)齊及旋轉(zhuǎn)模塊、推箱模塊、套袋模塊、四工位假箱模塊、套箱模塊、接箱模塊、封箱等組成部分。圖3表示的是一條瓷片自動(dòng)包裝線的示意圖。其工序過(guò)程就可由已劃分的功能模塊組合完成。這條生產(chǎn)線具有自動(dòng)進(jìn)行對(duì)齊，放包角，放隔板，套袋，套箱，封箱等功能，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，可靠、平穩(wěn)，方便檢修、維護(hù)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

上述瓷片自動(dòng)包裝線劃分的基本模塊，還可以根據(jù)客戶(hù)的不同需要，選擇不同模塊組合成不同功能的瓷片自動(dòng)包裝線。然后再設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，將機(jī)、電、光、氣等技術(shù)進(jìn)行功能組合，用PLC（可編程邏輯控制器）進(jìn)行整線控制。

最后對(duì)劃分的模塊進(jìn)行編碼，編成圖冊(cè)，利用solidworks軟件將所有模塊輸入計(jì)算機(jī)，建立瓷片自動(dòng)打包線模塊庫(kù)。設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)，可借助零件編碼圖冊(cè)檢索，避免重新設(shè)計(jì)已有或相似零件，提高產(chǎn)品的系列化、 通用化和標(biāo)準(zhǔn)化水平。

模塊化設(shè)計(jì)在電子設(shè)備中應(yīng)用廣泛，其在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用已趨于成熟，在汽車(chē)、飛機(jī)、造船、工業(yè)汽輪機(jī)等眾多行業(yè)也有廣泛應(yīng)用。但在國(guó)內(nèi)陶瓷裝備行業(yè)，設(shè)計(jì)以著眼于單一產(chǎn)品為主，模塊化設(shè)計(jì)尚不成熟，瓷片自動(dòng)打包線在新型模塊的研制，模塊的科學(xué)劃分、模塊與模塊間部件的標(biāo)準(zhǔn)化等方面還需要經(jīng)一步研究。

3 前景展望

在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)大量采用標(biāo)準(zhǔn)的模塊相互組合進(jìn)行新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)工作，再集中力量快速完成非標(biāo)部分的設(shè)計(jì)，要充分利用三維設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）技術(shù)將這些模塊合理有序的儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)的技術(shù)發(fā)展 ，采用虛擬設(shè)計(jì)、 虛擬制造 ，根據(jù)市場(chǎng)需求以及客戶(hù)的實(shí)際要求盡量采用模塊庫(kù)中的模塊 ，進(jìn)行產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)，再按照實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的數(shù)據(jù)指標(biāo)和可能發(fā)生的故障輸入電腦 ，通過(guò)電腦模擬生產(chǎn)過(guò)程，估算出生產(chǎn)能力及次品率，以及各工作環(huán)節(jié)的匹配情況，生產(chǎn)瓶頸等，對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行仿真。并可根據(jù)客戶(hù)的意見(jiàn)作出調(diào)整直到滿意為止。

虛擬化設(shè)計(jì)技術(shù)與模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)的融合將產(chǎn)生一種新的設(shè)計(jì)方法體系即：虛擬模塊化設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

采用模塊化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)瓷片自動(dòng)打包線，縮短了研發(fā)周期，節(jié)約了設(shè)計(jì)和制造成本，實(shí)現(xiàn)了瓷片自動(dòng)打包線功能多樣性的要求，提高了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，滿足了復(fù)雜多變的市場(chǎng)需要。模塊化設(shè)計(jì)可使設(shè)計(jì)人員集中精力設(shè)計(jì)新型模塊，避免同樣功能模塊的重復(fù)開(kāi)發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張興國(guó)，劉明. 工業(yè)機(jī)器人組合式模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2008（7）：30-32，74.

篇4

關(guān)鍵詞:模塊化設(shè)計(jì);無(wú)人機(jī);設(shè)計(jì)方法;應(yīng)用

將模塊化設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)當(dāng)中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)不同的產(chǎn)品功能，滿足一定環(huán)境下的任務(wù)需要，而且能夠保證無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程滿足統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，極大地減少了設(shè)計(jì)任務(wù)量。此外，在無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，引入模塊化思想，還可以實(shí)現(xiàn)配件通用化的目標(biāo)，以便滿足不同任務(wù)需要下無(wú)人機(jī)的快速改裝、維修等工作。由此可見(jiàn)，對(duì)模塊化設(shè)計(jì)在無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行研究具有重要的意義。

1模塊化設(shè)計(jì)概述

1．1模塊化設(shè)計(jì)的概念。模塊化設(shè)計(jì)就是指把產(chǎn)品的一些生產(chǎn)要素按照功能或者結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的部件劃分，從而形成通用模塊以及專(zhuān)用模塊等兩個(gè)部分，將兩種模塊進(jìn)行組合劃分，從而形成一個(gè)全新的產(chǎn)品，該產(chǎn)品具備多種不同的功能，從而滿足用戶(hù)及市場(chǎng)的需求。模塊化設(shè)計(jì)思想已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到機(jī)械、建筑、軍用設(shè)備等各個(gè)行業(yè)當(dāng)中。1．2模塊化設(shè)計(jì)的意義。一方面模塊化設(shè)計(jì)這一理念不僅推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，而且在一定程度上加快了人類(lèi)進(jìn)化的進(jìn)程，給社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的動(dòng)力。另一方面，模塊化設(shè)計(jì)也是綠色設(shè)計(jì)的重要體現(xiàn)，把模塊化設(shè)計(jì)理念充分地應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以節(jié)約生產(chǎn)成本、降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證企業(yè)能夠很好地適應(yīng)市場(chǎng)的變化需求。除此之外，模塊化設(shè)計(jì)方式也延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用期限，而在產(chǎn)品維護(hù)的時(shí)候，只需對(duì)相應(yīng)的模塊進(jìn)行檢修更換就可以，給產(chǎn)品的升級(jí)、維護(hù)、應(yīng)用、處理等帶來(lái)了極大的便利性。將模塊化設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上不但可以解決工業(yè)生產(chǎn)和持續(xù)發(fā)展之間存在的矛盾問(wèn)題，極大地提高了各種設(shè)備的利用率，而且也節(jié)約了大量的時(shí)間及經(jīng)費(fèi)，在最大程度上滿足了人們的各項(xiàng)需求。

2無(wú)人機(jī)模塊化設(shè)計(jì)的理念

在無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，模塊化技術(shù)是產(chǎn)品創(chuàng)新的重要內(nèi)容。把無(wú)人機(jī)和相關(guān)的機(jī)載設(shè)備進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，能夠保證無(wú)人機(jī)具有多樣化的功能;把各種機(jī)載設(shè)備進(jìn)行模塊化組合，能夠使得無(wú)人機(jī)根據(jù)實(shí)際的需要對(duì)不同的載荷設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，極大地提升了產(chǎn)品的使用效率。2．1能源動(dòng)力模塊。根據(jù)飛行器的設(shè)計(jì)要求，無(wú)人機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)種類(lèi)可以分為很多種，在不同的功能需求下，無(wú)人機(jī)單一化的能源動(dòng)力不能很好地應(yīng)對(duì)一些突發(fā)狀況。而通過(guò)使用模塊化設(shè)計(jì)方式，可以在必要的情況下把能源動(dòng)力進(jìn)行變化，從而提升無(wú)人機(jī)的工作時(shí)長(zhǎng)，以滿足多樣化的任務(wù)需要。2．2控制系統(tǒng)模塊。無(wú)人機(jī)的控制是無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)重要的技術(shù)問(wèn)題，由于各種智能化技術(shù)的迅速發(fā)展，使得無(wú)人機(jī)的控制系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化的發(fā)展目標(biāo)成為可能。因此，在無(wú)人機(jī)模塊化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)模塊的便捷化，可以使得操縱模式及結(jié)構(gòu)的智能化，保證無(wú)人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)修復(fù)、診斷等智能功能。2．3機(jī)載裝備模塊。隨著各種微型化電子器件的發(fā)展，合成孔徑雷達(dá)等設(shè)備不斷的向著微型化的方向發(fā)展，其機(jī)載方式也得到了一定的發(fā)展。而通過(guò)載荷的模塊化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)功能，在原有功能的基礎(chǔ)上完成相應(yīng)的載荷任務(wù)。2．4通信增幅模塊。無(wú)人機(jī)不僅要保障自身的安全問(wèn)題，還要完成信息獲取和輸送等功能。而通信當(dāng)中的中繼無(wú)人機(jī)通過(guò)通信設(shè)備可以完成相應(yīng)的任務(wù)，然而無(wú)人機(jī)在實(shí)際工作當(dāng)中會(huì)受到多種因素的影響，使得通信質(zhì)量得不到保障。因此，在無(wú)人機(jī)模塊化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要強(qiáng)化無(wú)人機(jī)和地面人員之間的通信質(zhì)量，保證通信的穩(wěn)定性，在這一條件才能更好地完成任務(wù)需求。

3模塊化無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)方法

3．1模塊化無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)原則。在模塊化無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要遵循以下的設(shè)計(jì)原則。(1)小模塊性:產(chǎn)品的體積不應(yīng)該過(guò)大，以便模塊之間的組合;(2)易于維護(hù)性:必須保證工作人員能夠較為方便地對(duì)各個(gè)部分的模塊進(jìn)行維修與保護(hù);(3)可拆解性:設(shè)計(jì)的產(chǎn)品各個(gè)模塊要易于拆解;(4)功能多樣性:模塊化部件的功能較多且可以滿足多樣化的需求;(5)安全性:保證無(wú)人機(jī)的各個(gè)模塊在設(shè)計(jì)以及應(yīng)用的過(guò)程中具有一定的安全性;(6)經(jīng)濟(jì)性:無(wú)人機(jī)的各個(gè)模塊要進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，將資源進(jìn)行最大化利用，從而降低生產(chǎn)成本。此外，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也要根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，借鑒無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)要求，從而符合產(chǎn)品的相關(guān)規(guī)范。下表為模塊化無(wú)人機(jī)的技術(shù)要求。3．2模塊化無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)方法。由于模塊化設(shè)計(jì)需要應(yīng)用在一定范圍的產(chǎn)品當(dāng)中，所以需要對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行整體規(guī)劃。一旦規(guī)劃方法存在問(wèn)題，或者不根據(jù)執(zhí)行規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)就進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，會(huì)給產(chǎn)品的應(yīng)用帶來(lái)不利的影響。因此，要對(duì)模塊化無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的規(guī)劃。首先，需要對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研工作，同時(shí)對(duì)用戶(hù)的需要進(jìn)行分析，這是進(jìn)行無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)內(nèi)容，這樣才能保證設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品符合社會(huì)的市場(chǎng)需求，進(jìn)而規(guī)劃出低成本、高性能的模塊化系統(tǒng)。其次，在明確無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)范圍后，確定好通用模塊以及變動(dòng)模塊，并且根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行下一階段的設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)這一過(guò)程的規(guī)劃，能夠讓管理部分和設(shè)計(jì)部分明確、及時(shí)地了解到哪些模塊已經(jīng)設(shè)計(jì)完成，哪些模塊需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，哪些模塊能夠進(jìn)行相互替換等，一旦需要增加新的功能，可以在哪一模塊上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。因此，對(duì)無(wú)人機(jī)模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)劃工作不僅避免了工作上的交叉，而且還節(jié)約了大量的人力資源及開(kāi)發(fā)成本，在減少研發(fā)時(shí)間的基礎(chǔ)上提高了產(chǎn)品的性能。模塊劃分不但是無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中最基礎(chǔ)的內(nèi)容，還要較為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)?？茖W(xué)的模塊劃分不僅能夠美化無(wú)人機(jī)的外形，提高產(chǎn)品的性能，而且有利于加工制造，節(jié)約生產(chǎn)成本，所以相關(guān)的技術(shù)人員需要切實(shí)地做好無(wú)人機(jī)的模塊劃分工作。對(duì)無(wú)人機(jī)的模塊劃分主要可以分為以下部分:(1)以用戶(hù)的實(shí)際需要為根本，通過(guò)對(duì)用戶(hù)的需要進(jìn)行分析，并且進(jìn)行分析，從而區(qū)分出不同的需求模塊。在這一過(guò)程中，不僅要注意底層的基本需求，還要充分地考慮到時(shí)間、環(huán)境等因素導(dǎo)致的需求改變。(2)把用戶(hù)的需求作為基礎(chǔ)，從功能層方面對(duì)無(wú)人機(jī)具有的各項(xiàng)功能展開(kāi)分析，總結(jié)出無(wú)人機(jī)的各個(gè)功能，再將功能類(lèi)似的部分劃分到一個(gè)單元模塊當(dāng)中，從而產(chǎn)生功能模塊，從而降低模塊組合的復(fù)雜性，形成各種功能性模塊。(3)承接功能模塊，以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化劃分，以便和功能模塊相對(duì)應(yīng)，從而簡(jiǎn)化模塊的劃分過(guò)程，全方位、多角度地開(kāi)展模塊劃分工作。(4)按照現(xiàn)代技術(shù)的可行性，使得各個(gè)模塊可以進(jìn)行生產(chǎn)制造，其中主要包括加工工藝、維護(hù)保養(yǎng)、回收等對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行模塊劃分。(5)以無(wú)人機(jī)的整體形態(tài)為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)人才的研究探討，形成最優(yōu)的劃分方案。無(wú)人機(jī)在進(jìn)行模塊劃分之外，也能夠?qū)ζ渫庥^裝飾進(jìn)行模塊劃分，其中包括色彩、標(biāo)志、指示燈等。外觀裝飾所表達(dá)出來(lái)的產(chǎn)品語(yǔ)義存在著一定的差別，人們通過(guò)不一樣的裝飾模塊能夠設(shè)計(jì)出符合自身特點(diǎn)的模塊化無(wú)人機(jī)，從而滿足自身的個(gè)性化需要。最后，無(wú)人機(jī)的模塊和零件也需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化及通用化的生產(chǎn)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)過(guò)程，可以使得無(wú)人機(jī)產(chǎn)品具備科學(xué)性和可靠性，極大的減少了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的性能指標(biāo)。一方面，各個(gè)模塊可以進(jìn)行迅速的組合，方式多樣化;另一方面，標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)與設(shè)計(jì)過(guò)程能夠在最大程度上滿足人們的個(gè)性化需要以及市場(chǎng)需求，并且可以進(jìn)行批量生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

4總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)模塊化設(shè)計(jì)在無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究，使我們了解到了，在無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，引入模塊化思想，不僅可以節(jié)約生產(chǎn)成本、降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以實(shí)現(xiàn)配件通用化的目標(biāo)，以便滿足不同任務(wù)需要下無(wú)人機(jī)的快速改裝、維修等工作。因此，要根據(jù)模塊化無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)原則，對(duì)模塊化無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的規(guī)劃，以便將模塊化的設(shè)計(jì)理念充分地應(yīng)用到無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)當(dāng)中。

參考文獻(xiàn):

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篇5

關(guān)鍵詞？演模塊化；三維架構(gòu)；系統(tǒng)；創(chuàng)新績(jī)效

[中圖分類(lèi)號(hào)]F204 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0461（2015）07-0013-07

一、引 言

對(duì)于模塊化現(xiàn)象的系統(tǒng)研究始于20世紀(jì)60年代，諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)獲得者Simon提出了復(fù)雜系統(tǒng)的可分解性假設(shè)：即任何復(fù)雜系統(tǒng)皆是由相互依存與相互獨(dú)立的互動(dòng)子系統(tǒng)構(gòu)成。Orton&Weick（1990）在Simon研究基礎(chǔ)上，分析了“松散耦合系統(tǒng)”（Loosely Coupled System）的概念、形成原因、主要類(lèi)型和影響作用。一般認(rèn)為，“模塊化”（Modularization）是將復(fù)雜系統(tǒng)分解成松散耦合的多個(gè)模塊，并使模塊之間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)界面進(jìn)行互動(dòng)的過(guò)程。在Schilling[1]看來(lái)，所有的系統(tǒng)都具有耦合的特征（松散或者緊密），很少有系統(tǒng)的組件能夠完全分開(kāi)或者完全結(jié)合，只要是系統(tǒng)，就具有“模塊性”（Modularity），只是不同系統(tǒng)的模塊性有高低而已，人們通常將模塊性較高的系統(tǒng)稱(chēng)為模塊化系統(tǒng)。

當(dāng)我們將這種模塊化系統(tǒng)的視角投射到企業(yè)層面上時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)企業(yè)中存在著多種模塊化的現(xiàn)象。產(chǎn)品、流程和組織系統(tǒng)就是當(dāng)前企業(yè)模塊化研究的最為關(guān)注的三個(gè)對(duì)象，現(xiàn)有文獻(xiàn)從多個(gè)層面和多個(gè)研究視角對(duì)產(chǎn)品模塊化、流程模塊化和組織模塊化進(jìn)行了討論，2000年以來(lái)，不斷有專(zhuān)門(mén)研究發(fā)表在管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)的頂尖雜志上。值得注意的是，不少學(xué)者已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注三個(gè)模塊化現(xiàn)象之間的關(guān)聯(lián)作用，并試圖通過(guò)整合研究來(lái)發(fā)現(xiàn)企業(yè)模塊化系統(tǒng)的內(nèi)在原理。在現(xiàn)有文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，筆者首先綜述了產(chǎn)品模塊化、流程模塊化和組織模塊化的研究成果，然后對(duì)企業(yè)模塊化系統(tǒng)的三維架構(gòu)關(guān)系進(jìn)行討論，緊接著分析了企業(yè)模塊化系統(tǒng)的創(chuàng)新績(jī)效影響這一關(guān)鍵問(wèn)題的研究進(jìn)展，最后得出結(jié)論并提出未來(lái)研究展望。

二、企業(yè)模塊化系統(tǒng)的三個(gè)維度

（一）產(chǎn)品模塊化

產(chǎn)品模塊化是被研究最多的領(lǐng)域，其屬于產(chǎn)品創(chuàng)新范疇的研究。一般認(rèn)為，產(chǎn)品模塊化是依據(jù)特定架構(gòu)規(guī)則將產(chǎn)品系統(tǒng)分解為多個(gè)獨(dú)立發(fā)展并能協(xié)同工作的模塊的行為[2]?，F(xiàn)有研究主要從架構(gòu)視角（Architectural view）和生命周期視角（Life-cycle view）對(duì)產(chǎn)品模塊化問(wèn)題進(jìn)行了研究（見(jiàn)表 1）。

架構(gòu)視角的相關(guān)研究認(rèn)為，產(chǎn)品架構(gòu)描述了不同功能組件是如何通過(guò)界面規(guī)則聯(lián)結(jié)起來(lái)并共同實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的[3]。在集成化架構(gòu)下，產(chǎn)品組件通過(guò)較為模糊的界面規(guī)則形成緊密耦合關(guān)系，較難實(shí)現(xiàn)組件重用。在模塊化架構(gòu)下，產(chǎn)品組件通過(guò)較為明確的界面規(guī)則形成松散耦合關(guān)系，較易實(shí)現(xiàn)組件重用[4]。Shibata[5]通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床企業(yè)案例研究后提出，產(chǎn)品架構(gòu)通常是從集成化架構(gòu)向模塊化架構(gòu)演化的，在這一過(guò)程中，產(chǎn)品功能需求與組件之間映射的復(fù)雜性降低，組件之間的界面規(guī)則逐漸趨向清晰明確。

生命周期視角相關(guān)研究認(rèn)為，產(chǎn)品的模塊化程度在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)是動(dòng)態(tài)變化的，當(dāng)產(chǎn)品中的標(biāo)準(zhǔn)模塊超過(guò)平均比例水平以上時(shí)，就可以被稱(chēng)為模塊化的產(chǎn)品[6]。Fixson[7]具體指出，在產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用和退出四個(gè)階段，產(chǎn)品模塊化的具體目標(biāo)是有所差異的：在設(shè)計(jì)階段，產(chǎn)品模塊化的目標(biāo)是為了在現(xiàn)有產(chǎn)品基礎(chǔ)上快速設(shè)計(jì)和響應(yīng)市場(chǎng)；在生產(chǎn)階段，產(chǎn)品模塊化的目標(biāo)是便于制造、采購(gòu)、集成和測(cè)試；在使用階段，產(chǎn)品模塊化的目標(biāo)是為了易用性、可靠性和易維修性；在退出階段，產(chǎn)品模塊化的目標(biāo)是環(huán)境友好、易拆解和可回收。企業(yè)對(duì)上述產(chǎn)品模塊化過(guò)程規(guī)律的把握程度，決定了具體產(chǎn)品在何種時(shí)間、以何種方式、在何種程度上被模塊化的。

（二）流程模塊化

流程是企業(yè)依靠人或設(shè)備，運(yùn)用信息、技術(shù)和其他資源為顧客生產(chǎn)并傳遞產(chǎn)品或服務(wù)的過(guò)程。早期對(duì)于流程的研究主要關(guān)注流程輸入和輸出的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，隨著20世紀(jì)90年代業(yè)務(wù)流程再造理論的發(fā)展，從運(yùn)營(yíng)和營(yíng)銷(xiāo)視角分析流程的內(nèi)在結(jié)構(gòu)及其相互影響關(guān)系的研究也日漸豐富[11]。流程模塊化的相關(guān)研究正順應(yīng)這一學(xué)術(shù)趨勢(shì)，但目前研究仍比較匱乏，相關(guān)研究主要從流程分解和流程外包兩個(gè)視角進(jìn)行了探討（見(jiàn)表 2）。

流程分解視角的相關(guān)研究認(rèn)為，流程模塊化是將緊密耦合的流程體系分解為子流程模塊，確立界面規(guī)則，使子流程模塊形成適應(yīng)范圍廣、松散耦合的流程系統(tǒng)的過(guò)程[12]。Buenstorf[11]認(rèn)為流程模塊化需要滿足兩個(gè)條件：一是與用戶(hù)有關(guān)的產(chǎn)品屬性的修改必須由獨(dú)立的生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)，二是流程之間的界面是清晰界定而且是松散耦合的關(guān)系。Feitzinger&Lee[13]具體解釋了流程模塊化的三個(gè)特征：①流程標(biāo)準(zhǔn)化（Process standardization），將流程分解為標(biāo)準(zhǔn)的子流程，可用于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的基本單位，并可因基本單位的定制化而變化。②流程重組（Process resequencing），重新安排子流程的順序，使得標(biāo)準(zhǔn)子流程能先發(fā)生，定制子流程后發(fā)生。③流程延遲（Process postponement），推遲定制流程直到收到訂單或者將這些子流程移至分銷(xiāo)中心以獲取最大的柔性。

流程外包視角的相關(guān)研究是建立在流程分解視角的研究基礎(chǔ)之上的，這方面的研究更進(jìn)一步地將流程模塊化問(wèn)題從運(yùn)作管理領(lǐng)域推進(jìn)到戰(zhàn)略管理和商業(yè)模式研究領(lǐng)域。例如，Tanriverdi et al[14]在93家美國(guó)大中型企業(yè)實(shí)證研究的基礎(chǔ)上討論了流程模塊與企業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)（Technological infrastructure）結(jié)合的緊密程度與外包距離選擇之間的關(guān)系。Safizadeh et al[15]指出，高契約型的服務(wù)和需要大量后臺(tái)運(yùn)作活動(dòng)的內(nèi)容更適合內(nèi)包，Ellram et al[16]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)組織感知到高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，便不傾向于將服務(wù)模塊進(jìn)行離岸外包。

（三）組織模塊化

組織模塊化的研究比較豐富，這部分的研究屬于組織理論范疇。現(xiàn)有研究主要從外部組織模塊化和內(nèi)部組織模塊化兩個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了研究（見(jiàn)表 3）。

內(nèi)部組織模塊化是指在一定組織架構(gòu)規(guī)則下，將組織系統(tǒng)分解為既能夠有效地協(xié)同工作，又能夠進(jìn)行持續(xù)變革與解決問(wèn)題的多個(gè)組織功能單元的過(guò)程[22，8]。內(nèi)部組織模塊化有兩個(gè)明顯的特征：第一個(gè)特征是小共同體的出現(xiàn)。Galunic&Eisenhardt[23]提出，企業(yè)的業(yè)務(wù)部門(mén)和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)是具有“動(dòng)態(tài)共同體”（Dynamic community）性質(zhì)的組織模塊，這些組織模塊具有特定的功能、責(zé)任和資源。類(lèi)似地，Tu et al[24]提出，為響應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程的變化，企業(yè)可以通過(guò)重新組合“動(dòng)態(tài)團(tuán)隊(duì)”（Dynamic Teaming）來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)資源的整合和利用。第二個(gè)特征是組織學(xué)習(xí)的強(qiáng)化。組織單元通過(guò)持續(xù)學(xué)習(xí)增進(jìn)自身能力，在更好實(shí)現(xiàn)組織模塊職能的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)與其他組織模塊的優(yōu)化匹配[22]。這種組織學(xué)習(xí)能力使得組織單元具有更強(qiáng)的自治能力，使高層管理者從常規(guī)任務(wù)監(jiān)督、問(wèn)題處理等活動(dòng)中解脫出來(lái)，更多地聚焦于關(guān)鍵任務(wù)，如戰(zhàn)略方向、目標(biāo)設(shè)置等[25]。

外部組織模塊化是以?xún)?nèi)部組織模塊化為基礎(chǔ)的[8]，該現(xiàn)象目前受到相對(duì)較多的研究關(guān)注。一般認(rèn)為，外部組織模塊化是指縱向一體化企業(yè)的垂直分解，并在企業(yè)間產(chǎn)生網(wǎng)狀組織形式的過(guò)程[26]。外部組織模塊化模糊了工業(yè)時(shí)代層級(jí)制組織的邊界，適應(yīng)了大規(guī)模生產(chǎn)方式向大規(guī)模定制方式的轉(zhuǎn)變，是產(chǎn)業(yè)組織變革歷史中的重要階段。目前外部組織模塊化的范圍正在全球范圍內(nèi)持續(xù)擴(kuò)展，促進(jìn)著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和離岸外包等商業(yè)活動(dòng)的興起[27]。在學(xué)術(shù)上，模塊化組織網(wǎng)絡(luò)的治理機(jī)制[28]、組織學(xué)習(xí)問(wèn)題和價(jià)值鏈構(gòu)建問(wèn)題正成為研究新熱點(diǎn)[27，29]。

總體上看，對(duì)于企業(yè)模塊化系統(tǒng)的三個(gè)維度，每個(gè)維度都有兩個(gè)主流的研究視角。在產(chǎn)品模塊化方面，架構(gòu)視角是側(cè)重討論組件功能、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和界面規(guī)則等創(chuàng)新要素，生命周期視角則是對(duì)產(chǎn)品模塊化所導(dǎo)致的企業(yè)行為進(jìn)行分析。在流程模塊化方面，流程分解視角聚焦于流程標(biāo)準(zhǔn)化、流程重組和界面規(guī)則設(shè)計(jì)，流程外包視角則側(cè)重于對(duì)商業(yè)模式和外包策略的分析。在組織模塊化方面，內(nèi)部組織模塊化關(guān)于企業(yè)內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)的演化發(fā)展，而外部組織模塊化則關(guān)于與企業(yè)的外部組織網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)問(wèn)題。可以看到，產(chǎn)品模塊化的架構(gòu)視角、流程模塊化的流程分解視角、組織模塊化的內(nèi)部組織模塊化視角，是對(duì)企業(yè)層面模塊化現(xiàn)象的直接觀察和研究基礎(chǔ)。

三、企業(yè)模塊化系統(tǒng)的架構(gòu)關(guān)系

上述文獻(xiàn)綜述分別聚焦于企業(yè)模塊化系統(tǒng)的三個(gè)維度，即產(chǎn)品模塊化、流程模塊化和組織模塊化。相關(guān)學(xué)者們?cè)趯?duì)各自的研究領(lǐng)域進(jìn)行深耕之后，正努力地進(jìn)行跨界分析，試圖從系統(tǒng)視角來(lái)研究企業(yè)層面的模塊化問(wèn)題，例如Pekkarinen&Ulkuniemi[21]提出了企業(yè)模塊化系統(tǒng)三維架構(gòu)的雛形。依據(jù)創(chuàng)新管理“雙核心理論”[31]，企業(yè)模塊化系統(tǒng)的三個(gè)維度可以劃分為兩個(gè)方面，產(chǎn)品模塊化和流程模塊化主要屬于創(chuàng)新管理中的技術(shù)創(chuàng)新（Technological Innovation），而組織模塊化則屬于創(chuàng)新管理中的管理創(chuàng)新（Administrative Innovation）范疇。因此，本節(jié)在探討企業(yè)模塊化系統(tǒng)的三維架構(gòu)關(guān)系時(shí)，就產(chǎn)品模塊化對(duì)流程模塊化、產(chǎn)品模塊化對(duì)組織模塊化、流程模塊化對(duì)組織模塊化、組織模塊化對(duì)產(chǎn)品和流程模塊化這四種關(guān)系進(jìn)行逐一討論。

（一）產(chǎn)品模塊化與流程模塊化的互動(dòng)關(guān)系

多數(shù)研究認(rèn)為，產(chǎn)品模塊化與流程模塊化之間存在著明顯的互動(dòng)匹配關(guān)系。Sanchez&Mahoney[8]提出若要真正有效地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品模塊化，就必須把相應(yīng)的流程模塊化，Sanchez[12]在進(jìn)一步的研究中提出，產(chǎn)品系統(tǒng)與流程系統(tǒng)是通過(guò)其背后的知識(shí)架構(gòu)而聯(lián)系在一起的，知識(shí)決定顧客功能需求是怎樣被分配到產(chǎn)品和流程模塊上的，并決定產(chǎn)品架構(gòu)與流程架構(gòu)之間的互動(dòng)關(guān)系。Muffatto&Roveda[32]在對(duì)三個(gè)產(chǎn)品族開(kāi)發(fā)案例分析基礎(chǔ)上提出，為了提高產(chǎn)品模塊之間的通用性，就需要對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行清晰的界面關(guān)系界定。Salvador[33]在對(duì)六個(gè)產(chǎn)品族案例研究的基礎(chǔ)上也提出，若要有效地實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制，產(chǎn)品系統(tǒng)與流程系統(tǒng)之間應(yīng)保持內(nèi)在一致性。Tu[24]基于制造業(yè)的實(shí)證研究表明，擁有標(biāo)準(zhǔn)流程模塊的企業(yè)能夠更好地響應(yīng)產(chǎn)品模塊變更產(chǎn)生的新流程需求。

上述研究運(yùn)用理論演繹、案例研究和數(shù)據(jù)實(shí)證的方法證明了產(chǎn)品模塊化與流程模塊化存在的互動(dòng)匹配關(guān)系。但需要注意的是，這些研究都是基于制造業(yè)的研究，在服務(wù)業(yè)中，兩者關(guān)系卻未必如此。有學(xué)者指出，服務(wù)產(chǎn)品具有虛擬化的特征，并且高度依賴(lài)于服務(wù)流程，從某種程度上講，服務(wù)的模塊化也主要表現(xiàn)為服務(wù)流程的模塊化[18]。考慮到服務(wù)產(chǎn)品與流程難于區(qū)分并相互糾纏的特征，將制造業(yè)中產(chǎn)品模塊化與流程模塊化的關(guān)系簡(jiǎn)單套用到服務(wù)業(yè)中來(lái)似乎是不可取的，未來(lái)研究需要在這一問(wèn)題上進(jìn)一步發(fā)掘。

（二）產(chǎn)品模塊化對(duì)組織模塊化的影響作用

一般認(rèn)為，“產(chǎn)品設(shè)計(jì)組織”是運(yùn)用模塊化理論展開(kāi)創(chuàng)新時(shí)所必然面臨的現(xiàn)象[20]。產(chǎn)品模塊化使得整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)任務(wù)得以分解，分解出來(lái)的產(chǎn)品模塊，需要在松散耦合的組織模塊中得到深度開(kāi)發(fā)[34]。這種產(chǎn)品模塊與組織模塊的映射關(guān)系推動(dòng)著科層組織演變?yōu)槟K化組織。但是“產(chǎn)品設(shè)計(jì)組織的”原理的有效性則顯著受到環(huán)境動(dòng)蕩性影響，Schilling&Steensma[26]在高動(dòng)蕩環(huán)境中，企業(yè)面臨著多樣化資源投入和多樣化需求，這促使企業(yè)通過(guò)分工與合作來(lái)獲取收益，其產(chǎn)品模塊化導(dǎo)致組織模塊化的特征更為明顯。在低動(dòng)蕩環(huán)境中，企業(yè)可以單憑借一體化的規(guī)模優(yōu)勢(shì)，便可更好地降低成本，這時(shí)企業(yè)相對(duì)缺乏將組織模塊化的動(dòng)力。Schilling&Steensma[26]的解釋得到了后續(xù)研究的有力支撐。Baldwin[35]、Assche[27]、Tiwana[28]所研究的計(jì)算行業(yè)、電子行業(yè)以及IT服務(wù)業(yè)都是處于高動(dòng)態(tài)性環(huán)境，其產(chǎn)品模塊化導(dǎo)致組織模塊化的特征是非常顯著，而B(niǎo)rusoni&Prencipe[36]、Frigant&Talbot[30]等人所研究的飛機(jī)制造、化工等行業(yè)都處于低動(dòng)態(tài)性環(huán)境，其產(chǎn)品模塊化導(dǎo)致組織模塊化的特征并不顯著。

（三）流程模塊化對(duì)組織模塊化的影響作用

同樣，“流程設(shè)計(jì)組織”也是企業(yè)模塊化系統(tǒng)運(yùn)行的另一規(guī)律。新興古典經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為勞動(dòng)分工推動(dòng)了組織的模塊化分解，分工的深化促進(jìn)了各業(yè)務(wù)單元學(xué)習(xí)過(guò)程的深化，進(jìn)而促進(jìn)組織的專(zhuān)業(yè)化[36]。Sinha&Van de Ven[20]通過(guò)理論分析指出工作系統(tǒng)的模塊化分解使得組織單元和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)也逐漸傾向于模塊化。Fredriksson[37]通過(guò)對(duì)沃爾沃汽車(chē)公司的案例研究表明，隨著生產(chǎn)流程的模塊化，承載生產(chǎn)流程的組織單元也逐漸在生產(chǎn)計(jì)劃、活動(dòng)同步和資源共享方面建立起穩(wěn)固的協(xié)調(diào)機(jī)制，進(jìn)而形成組織模塊。郝斌等[38]分析了流程模塊化和組織模塊化兩者之間存在著互動(dòng)關(guān)系：一方面，流程模塊化是組織模塊化的核心，它驅(qū)動(dòng)組織結(jié)構(gòu)和組織職權(quán)的模塊化；另一方面，“流程模塊”的功能是由“組織模塊”實(shí)現(xiàn)的，一個(gè)“組織模塊”既可以只實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)“流程模塊”功能，也可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)“流程模塊”功能。流程模塊化對(duì)全球范圍內(nèi)的業(yè)務(wù)流程外包活動(dòng)產(chǎn)生了極其關(guān)鍵的影響，并直接導(dǎo)致“外部組織網(wǎng)絡(luò)模塊化”現(xiàn)象的出現(xiàn)，這一現(xiàn)象在以銀行為典型代表的服務(wù)業(yè)中表現(xiàn)的也尤為明顯[39]。

（四）組織模塊化對(duì)產(chǎn)品和流程模塊化影響

反過(guò)來(lái)，組織模塊化對(duì)產(chǎn)品和流程的模塊化又存在何種影響呢？部分研究認(rèn)為，組織模塊化在產(chǎn)品與過(guò)程模塊化對(duì)創(chuàng)新績(jī)效的關(guān)系中起正向調(diào)節(jié)作用。Tiwana[28]指出組織模塊擁有更多的自治權(quán)利，因而其開(kāi)發(fā)式學(xué)習(xí)過(guò)程的也能夠深化，這有利于組織單元對(duì)自身資源進(jìn)行清晰甄別和持續(xù)積累，提高了組織學(xué)習(xí)能力，進(jìn)而提升產(chǎn)品創(chuàng)新績(jī)效。還有研究認(rèn)為，組織模塊化增強(qiáng)了組織單元通過(guò)互動(dòng)規(guī)則而非管理協(xié)調(diào)而得到的整合能力[8]。這種整合能力是企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新績(jī)效過(guò)程中的重要補(bǔ)充性資源（Complimentary resources），尤其是設(shè)計(jì)、營(yíng)銷(xiāo)、制造和物流部門(mén)之間的職能整合更有利于產(chǎn)品創(chuàng)新績(jī)效提升[12]。Antonio et al[40]通過(guò)數(shù)據(jù)證明了組織整合與產(chǎn)品模塊化的交互作用時(shí)能使企業(yè)獲得更高的創(chuàng)新績(jī)效。

還有一些研究認(rèn)為，組織模塊化在產(chǎn)品與過(guò)程模塊化對(duì)創(chuàng)新績(jī)效的關(guān)系中起倒U型調(diào)節(jié)作用。Ethiraj&Levinthal[41]從演化視角探討了組織模塊化設(shè)計(jì)的可能性及其價(jià)值后指出，只有恰當(dāng)?shù)慕M織層級(jí)結(jié)構(gòu)與合理的組織模塊化程度才能對(duì)產(chǎn)品模塊化與創(chuàng)新績(jī)效的關(guān)系起到積極的影響作用。Siggelkow&Levinthal[42]認(rèn)為產(chǎn)品架構(gòu)與組織架構(gòu)之間關(guān)系應(yīng)當(dāng)是動(dòng)態(tài)匹配的，他們?cè)诮７治龌A(chǔ)上提出，對(duì)于持續(xù)性的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程來(lái)說(shuō)，組織結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有“暫時(shí)性分權(quán)、隨后集中化”的過(guò)程，只有這樣才能為企業(yè)帶來(lái)更高的創(chuàng)新績(jī)效。

總體上看，現(xiàn)有研究對(duì)于企業(yè)模塊化系統(tǒng)的三個(gè)維度之間的架構(gòu)關(guān)系都分別地進(jìn)行了討論，但目前三維架構(gòu)關(guān)系還存在以下問(wèn)題：首先，產(chǎn)品模塊化與流程模塊化之間的關(guān)系內(nèi)在機(jī)理還有待于深入挖掘，盡管Sanchez[12]曾從知識(shí)的視角試圖解釋內(nèi)在機(jī)制，但是并未獲得令人滿意的答案。其次，“產(chǎn)品設(shè)計(jì)組織”、“流程設(shè)計(jì)組織”的假說(shuō)，已經(jīng)得到部分研究的認(rèn)同，但是部分研究指出，結(jié)合具體情境因素的更為細(xì)致的分析結(jié)果才能夠?qū)唧w企業(yè)的管理實(shí)踐有所補(bǔ)益。第三，在組織模塊化對(duì)產(chǎn)品和流程模塊化存在著何種影響這一問(wèn)題上，還存在這兩派較為分歧的觀點(diǎn)，這也給未來(lái)研究提供很好的研究問(wèn)題。

四、企業(yè)模塊化系統(tǒng)與創(chuàng)新績(jī)效

在上節(jié)中，本文提出，產(chǎn)品模塊化和流程模塊化屬于技術(shù)創(chuàng)新范疇，組織模塊化屬于管理創(chuàng)新范疇。那么企業(yè)在這三個(gè)維度上的創(chuàng)新活動(dòng)會(huì)給創(chuàng)新績(jī)效會(huì)帶來(lái)何種影響呢？

首先，現(xiàn)有研究主要從創(chuàng)新成本、創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)和客戶(hù)滿意這三個(gè)方面對(duì)產(chǎn)品模塊化與創(chuàng)新績(jī)效關(guān)系進(jìn)行了討論。從創(chuàng)新成本方面看，產(chǎn)品模塊化使得企業(yè)可以通過(guò)模塊共享獲取規(guī)模經(jīng)濟(jì)性[4]，并在產(chǎn)品多樣化程度提高的同時(shí)并不顯著增加庫(kù)存、物流等方面的成本[43]。從創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)方面看，產(chǎn)品模塊化提高了創(chuàng)新不確定性的可控范圍，模塊化的產(chǎn)品系統(tǒng)具有較高的魯棒性，個(gè)別產(chǎn)品模塊的變化不會(huì)顯著影響到其它模塊，從而顯著降低了創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)[44]。從客戶(hù)滿意方面看，模塊化呈指數(shù)化地增加了從給定的輸入能夠得到的配置的個(gè)數(shù)[35，1]，給使用者在最終產(chǎn)品功能和性能上更大的決策力，促使更貼近使用者特殊需要的最終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，進(jìn)而提升客戶(hù)滿意度[25]。

其次，現(xiàn)有文獻(xiàn)主要從產(chǎn)能優(yōu)化和成本優(yōu)化兩個(gè)角度對(duì)流程模塊化與創(chuàng)新績(jī)效關(guān)系進(jìn)行了討論。從產(chǎn)能優(yōu)化角度看，流程模塊化的提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的可重組性和可擴(kuò)展性，生產(chǎn)流程可以被增加、移除或者重新安排以形成不同的生產(chǎn)能力。當(dāng)產(chǎn)品類(lèi)型變化時(shí)，企業(yè)可以通過(guò)更換相應(yīng)的流程模塊來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的適應(yīng)能力；當(dāng)產(chǎn)品需求量變化時(shí)，企業(yè)可以通過(guò)增減某些關(guān)鍵生產(chǎn)流程模塊，或升降系統(tǒng)的自動(dòng)化程度來(lái)增減產(chǎn)量，同時(shí)保證一定的經(jīng)濟(jì)性[8]。從成本優(yōu)化角度看，Tanriverdi et al[14]認(rèn)為，流程模塊化降低了協(xié)調(diào)成本、交易成本和生產(chǎn)成本。首先，流程間界面的內(nèi)在協(xié)調(diào)機(jī)制的存在，使得管理協(xié)調(diào)介入的需求大為降低，從而使協(xié)調(diào)成本降低。其次，企業(yè)間流程的相互依賴(lài)程度較低，當(dāng)流程提供商出現(xiàn)機(jī)會(huì)主義行為時(shí)，企業(yè)可以迅速切換至其他流程提供商，交易成本能夠得到穩(wěn)定控制[45]。

但是也有不少學(xué)者對(duì)企業(yè)模塊化系統(tǒng)與創(chuàng)新績(jī)效之間關(guān)系提出質(zhì)疑。首先，企業(yè)模塊化系統(tǒng)的構(gòu)建需要較高的固定成本投入。這些成本包括：結(jié)構(gòu)成本（把相互依賴(lài)的系統(tǒng)進(jìn)行模塊化的成本，即制定、普及設(shè)計(jì)規(guī)則的成本）、試驗(yàn)成本（為了實(shí)現(xiàn)模塊化系統(tǒng)的潛在價(jià)值而開(kāi)展的必要的試驗(yàn)所需要的成本）和檢驗(yàn)成本（檢驗(yàn)?zāi)K是否與整體系統(tǒng)具有兼容性，哪一個(gè)模塊性能最好）[35]。第二，企業(yè)模塊化系統(tǒng)的構(gòu)建需要較高的企業(yè)能力匹配。一方面，企業(yè)需要有較強(qiáng)的組織整合能力，產(chǎn)品、流程模塊化設(shè)計(jì)過(guò)程中所必須的知識(shí)、資源都需要企業(yè)從組織內(nèi)外部進(jìn)行協(xié)調(diào)和整合[40，46]。另一方面，企業(yè)需要有較強(qiáng)的組織變革能力，產(chǎn)品和流程的主導(dǎo)架構(gòu)設(shè)計(jì)形成之后將會(huì)被編碼并嵌入在組織設(shè)計(jì)中，再一次的架構(gòu)創(chuàng)新對(duì)組織來(lái)說(shuō)可能是極其危險(xiǎn)的挑戰(zhàn)[36]。第三，企業(yè)模塊化系統(tǒng)的構(gòu)建可能使企業(yè)面臨創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)。模塊化系統(tǒng)為企業(yè)定義了良好和穩(wěn)定的技術(shù)與組織基礎(chǔ)，但這也意味著一定的系統(tǒng)僵化性[46]。若環(huán)境發(fā)生劇烈動(dòng)蕩而舊有架構(gòu)難以改變，那么企業(yè)很有可能面臨較高的創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)。

五、結(jié)語(yǔ)與展望

從集成化走向模塊化，是企業(yè)創(chuàng)新范式重要轉(zhuǎn)變[4]?，F(xiàn)有文獻(xiàn)分別對(duì)產(chǎn)品、流程和組織的模塊化問(wèn)題進(jìn)行了區(qū)隔研究，從多個(gè)研究視角和研究層面得出了富有意義的觀點(diǎn)。本文運(yùn)用系統(tǒng)思維對(duì)現(xiàn)有企業(yè)層面的模塊化研究進(jìn)行了梳理，提出產(chǎn)品模塊化、流程模塊化和組織模塊化是企業(yè)模塊化系統(tǒng)的三個(gè)維度，并分析了技術(shù)創(chuàng)新范疇的模塊化（產(chǎn)品和流程模塊化）與管理創(chuàng)新范疇的模塊化（組織模塊化）之間的架構(gòu)關(guān)系，進(jìn)而分析歸納了企業(yè)模塊化系統(tǒng)與創(chuàng)新績(jī)效之間關(guān)系。

基于已有的研究基礎(chǔ)，未來(lái)企業(yè)模塊化系統(tǒng)研究存在三個(gè)比較重要的研究方向。

首先，需要深入研究企業(yè)模塊化系統(tǒng)三個(gè)維度關(guān)聯(lián)機(jī)制。前文的研究綜述表明，部分學(xué)者已經(jīng)注意到產(chǎn)品、流程和組織模塊化之間的緊密聯(lián)系關(guān)系[2]，但目前這方面的研究仍舊比較缺乏。未來(lái)研究可以深入研究技術(shù)創(chuàng)新范疇的產(chǎn)品模塊化與流程模塊化之間的互動(dòng)關(guān)系，這一關(guān)系的探明對(duì)于服務(wù)業(yè)來(lái)說(shuō)尤為顯得重要。另外，未來(lái)研究還需要分析管理創(chuàng)新范疇的組織模塊化對(duì)技術(shù)創(chuàng)新范疇的產(chǎn)品模塊化和流程模塊化的影響作用，為企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的演進(jìn)和管理機(jī)制的調(diào)整提供理論依據(jù)。

篇6

關(guān)鍵詞：鉆井參數(shù)；模塊化；測(cè)量系統(tǒng)；數(shù)字信號(hào)

中圖分類(lèi)號(hào)：P63文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、鉆井參數(shù)儀的相應(yīng)介紹：

鉆井參數(shù)儀作為鉆井作業(yè)中的眼睛，是油氣鉆井工程中監(jiān)測(cè)鉆進(jìn)過(guò)程進(jìn)行科學(xué)分析和科學(xué)決策的重要工具。鉆井參數(shù)儀駐澳包括：指重測(cè)量系統(tǒng)、轉(zhuǎn)盤(pán)扭矩測(cè)量系統(tǒng)、立管壓力測(cè)量系統(tǒng)、轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速和泵速測(cè)量系統(tǒng)、泥漿回流百分比測(cè)量系統(tǒng)等。隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，鉆井參數(shù)儀也在逐步改進(jìn)和完善。而目前國(guó)內(nèi)的鉆井參數(shù)儀器存在的是這樣一些問(wèn)題：現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)跟不上油田用戶(hù)的需求，某些重要參數(shù)的測(cè)量不夠準(zhǔn)確，現(xiàn)場(chǎng)安裝、拆卸的工作量較大等等。這些問(wèn)題的解決方案以及鉆井參數(shù)儀的發(fā)展方向都指出了同一個(gè)所在，那就是鉆井參數(shù)儀的模塊化設(shè)計(jì)。

二、什么是模塊化及其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：

（一）模塊的概念

模塊是組成產(chǎn)品或系統(tǒng)且具有獨(dú)立功能、標(biāo)準(zhǔn)接口和互換性的通用單元一般模塊具有互換性、靈活性、獨(dú)立性和抽象性的特點(diǎn)，邏輯、狀態(tài)、功能三屬性，以及商品性、先進(jìn)性、適應(yīng)性的等要素。

（二）模塊的分級(jí)

模塊的分級(jí)通常按使用功能和頻度可將其分為通用模塊、標(biāo)準(zhǔn)模塊、專(zhuān)用模塊和特制模塊，為了方便又可以按模塊分解的層次結(jié)構(gòu)將一個(gè)系統(tǒng)分解的第一層次模塊定義為子系統(tǒng)模塊，以下層次逐次定義為單元模塊、組建模塊、器件模塊和構(gòu)件模塊。

（三）模塊化的概念

所謂模塊化，是用標(biāo)準(zhǔn)化的模塊組成一個(gè)系統(tǒng)。模塊化是標(biāo)準(zhǔn)化的高級(jí)形式，用最小的組合來(lái)構(gòu)成最多產(chǎn)品品種的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù)。這樣將會(huì)帶來(lái)很多的優(yōu)越性，它能提高產(chǎn)品的可靠性和可維護(hù)性，縮短研制周期，提高管理水平，減少研制經(jīng)費(fèi)保證產(chǎn)品質(zhì)量。

（四）模塊化的特點(diǎn)

模塊化是一種系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)滲透到標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域所形成的標(biāo)準(zhǔn)化方法，即以一定范圍內(nèi)系統(tǒng)的總功能為對(duì)象，以功能分析為基礎(chǔ)經(jīng)層層分解形成的功能體系。它有以下特點(diǎn)：從標(biāo)準(zhǔn)化屬性上看，是便標(biāo)準(zhǔn)化的高級(jí)形式。其有結(jié)構(gòu)典型化、特征尺寸模數(shù)化、參數(shù)系列化、組織積木化、部件通用化的特點(diǎn)。模塊是部件級(jí)甚至子系統(tǒng)級(jí)的通用互換，由模塊可以直接構(gòu)成整機(jī)以至大的系統(tǒng)，從而在更高層次上實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化。在設(shè)計(jì)上，以用戶(hù)的多樣化要求為設(shè)計(jì)依據(jù)，反復(fù)分解組合優(yōu)化，進(jìn)行全系列和跨系列的設(shè)計(jì)，以系統(tǒng)設(shè)計(jì)為中心，采用飛機(jī)模塊化設(shè)計(jì)原理，采用CAD技術(shù)，能迅速而靈活地構(gòu)成不同功能、不同規(guī)模的新系統(tǒng)。在結(jié)構(gòu)上，采用組合式結(jié)構(gòu)產(chǎn)品由若干模塊組合而成，但不是部件的簡(jiǎn)單組合。其組合的方式有串聯(lián)式、并聯(lián)式、嵌套式或以上三種方式的綜合。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)模塊的通用性，也強(qiáng)調(diào)模塊的互換性。

（五）模塊化設(shè)計(jì)理論

模塊化設(shè)計(jì)是將模塊化引入設(shè)計(jì)，使模塊形成科學(xué)的系列，并使其具有接口上的兼容性、技術(shù)上的先進(jìn)性和使用上的通用性。是通過(guò)功能的不同組合形成不同系統(tǒng)的全過(guò)程的一種標(biāo)準(zhǔn)化方法。

（六）模塊化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

1、模塊劃分應(yīng)使模塊間相互作用最小，模塊功能獨(dú)立性最大；

2、模塊間機(jī)械、電氣接口要簡(jiǎn)單，模塊可單獨(dú)拆卸；

3、相同的模塊在功能和結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有互換性；

4、在決定模塊組件時(shí)，應(yīng)使模塊所含的零件、子模塊等構(gòu)件對(duì)某種功能為最佳，而不是提供多種又分散的功能；

5、在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)和性能各異而功能相同的模塊也能互換使用，創(chuàng)造出適應(yīng)于各種鉆井設(shè)備的系列化妝品；

6、恰當(dāng)確定模塊數(shù)量和大小、既考慮系列化、通用化、互換性，又考慮功能、重量、尺寸，要在電氣和機(jī)械上切實(shí)可行；

7、模塊的組合應(yīng)具有較大的靈活性、明確的目的性和良好的經(jīng)濟(jì)性。

三、參數(shù)儀的模塊化設(shè)計(jì)方法：

（一）系統(tǒng)解決方案設(shè)計(jì)

所謂系統(tǒng)解決方案設(shè)計(jì)是指采用哪一種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，應(yīng)根據(jù)鉆井現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，遵循抗干擾性強(qiáng)、可靠性高、組網(wǎng)簡(jiǎn)單、成本低廉的基本準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于一般鉆井現(xiàn)場(chǎng)電氣要求可靠性高，現(xiàn)場(chǎng)布線少，安裝調(diào)試費(fèi)用低，鉆井參數(shù)儀采用用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)總線解決方案，具體選用基于RS-485通訊的ADAM-5000數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，傳輸信號(hào)穩(wěn)定可靠，并能抑制通訊線路上的噪聲。

（二）模塊接口設(shè)計(jì)

數(shù)字信息模塊的接口指模塊與模塊之間的硬件連接、電氣參數(shù)和通信標(biāo)準(zhǔn)。接口設(shè)計(jì)過(guò)程中需要重點(diǎn)考慮的是接口的通用性和互換性。因此數(shù)字信息模塊的接口應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)多芯航空插頭，RS-485通信協(xié)議，220加或減15%VAC。

三）傳感器選擇與電氣設(shè)計(jì)

參數(shù)測(cè)量方法力求簡(jiǎn)單，傳感器在精度滿足的條件下對(duì)可靠性和穩(wěn)定性應(yīng)有更高要求，同時(shí)要有環(huán)境適應(yīng)性的特殊要求，輸出應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。傳感器選型要注意集成化、小型化、智能化和數(shù)字化的現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)指標(biāo)和發(fā)展方向，在精度、量程、漂移、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性、數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送安裝性能及維修性、反復(fù)保安全、驅(qū)動(dòng)部分的可靠性、壽命、價(jià)格、防腐防潮等指標(biāo)方面要做到全面的平衡，防護(hù)等級(jí)不低于IP65安全防爆。模塊、電纜、測(cè)量傳感器均要隱蔽安裝，避免暴曬和受潮，接頭、電纜和傳感器電源均要選用軍品，以確保系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

四、總結(jié)：

鉆井參數(shù)儀采用的是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)總線解決方案，具有可靠性高、能抑制通訊線路上的噪聲、傳輸信號(hào)穩(wěn)定和組建現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)成本低的特點(diǎn)。鉆井參數(shù)儀模塊是數(shù)字化鉆井系統(tǒng)的重要組成部分。本文提出了鉆井參數(shù)儀模塊的劃分方法，模塊化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)內(nèi)容以及一些模塊化設(shè)計(jì)的具體方法。隨著科技發(fā)展，鉆井儀表也在逐步豐富和完善，而鉆井參數(shù)儀的模塊化設(shè)計(jì)則更是改進(jìn)過(guò)程中的重中之重。希望本文提出的一些劃分和理論能對(duì)研究數(shù)字化鉆井系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工程師們起到一定的參考作用。

參考文獻(xiàn)

[1]李加國(guó).鉆井參數(shù)儀的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].江漢石油職工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（04）[2]張雷、郭衛(wèi)、劉志峰.模塊化設(shè)計(jì)中相似性評(píng)價(jià)的應(yīng)用[M].合肥工業(yè)大學(xué)玄寶（自然科學(xué)版），2011（01）.

篇7

關(guān)鍵詞:模塊； 模塊化； 噴泉設(shè)計(jì)；互換；通用 ；標(biāo)準(zhǔn)化

中圖分類(lèi)號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1模塊與產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)

1.1模塊與產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)的概念

模塊是構(gòu)成產(chǎn)品的一部分，具有獨(dú)立功能，具有一致的幾何連接接口和一致的輸入、輸出接口的單元，相同種類(lèi)的模塊在產(chǎn)品族中可以重用和互換，相關(guān)模塊的排列組合就可以形成最終的產(chǎn)品。

模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以達(dá)到以下幾個(gè)目的：模塊的組合配置，就可以創(chuàng)建不同需求的產(chǎn)品，滿足客戶(hù)的定制需求 ；相似性的重用，既可以重用已有零部件和已有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，也可以重用整個(gè)產(chǎn)品生命周期中的采購(gòu)、物流、制造和服務(wù)資源；減少產(chǎn)品工程復(fù)雜程度，模塊是產(chǎn)品部分功能的封裝，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員使用具體模塊時(shí)根本不用高度關(guān)心內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，而是可以使設(shè)計(jì)人員更多關(guān)注創(chuàng)意、個(gè)性化、滿足顧客需求。

1.2模塊的特點(diǎn)

模塊的三大特點(diǎn)，是理解產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用的基礎(chǔ)。

① 模塊具有獨(dú)立的功能

模塊的功能是整個(gè)產(chǎn)品功能的組成部分，且這個(gè)功能是自我包含，自我實(shí)現(xiàn)的。

②模塊化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

在模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，零部件的功能與產(chǎn)品功能是一對(duì)一的關(guān)系, 零部件的更改和產(chǎn)品功能的改善不會(huì)造成其他零部件和功能的調(diào)整。

③標(biāo)準(zhǔn)的幾何連接和一致的輸入、輸出接口

為了實(shí)現(xiàn)同類(lèi)模塊之間的互換，必須有嚴(yán)格的尺寸接口和輸入輸出接口。

噴泉設(shè)備安裝工程現(xiàn)狀問(wèn)題

隨著技術(shù)的飛速進(jìn)步，噴泉產(chǎn)品工程越來(lái)越復(fù)雜，企業(yè)必須在不斷變化的環(huán)境中應(yīng)付越來(lái)越復(fù)雜的工程技術(shù)，隨著客戶(hù)對(duì)噴泉產(chǎn)品個(gè)性化需求程度的增加，也導(dǎo)致噴泉產(chǎn)品定制化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，因此企業(yè)必須創(chuàng)建數(shù)量龐大的產(chǎn)品系列來(lái)滿足客戶(hù)不斷變化的需求。

一方面作為噴泉設(shè)備而言，所涉及的設(shè)備大多是非標(biāo)設(shè)備，即使是同類(lèi)項(xiàng)目，同類(lèi)設(shè)備，同樣的工藝、工序，其制造安裝方法和具體現(xiàn)場(chǎng)情況也會(huì)有所不同，現(xiàn)場(chǎng)制作安裝往往難以保證質(zhì)量,給生產(chǎn)、安裝帶來(lái)一定的不確定性風(fēng)險(xiǎn)。

另一方面作為安裝工程來(lái)說(shuō)，設(shè)備制造和安裝工程的產(chǎn)品雖存在空間跨度，但制造和安裝過(guò)程中的位置相對(duì)固定，各種機(jī)械設(shè)備、材料、施工人員都必須圍繞工程建設(shè)的進(jìn)展而始終跟進(jìn)，且工程安裝一旦完成，就處于一個(gè)相對(duì)固定的狀態(tài)，獨(dú)立功能不強(qiáng)，布局基本不變，拓展性不大,這對(duì)于客戶(hù)需要個(gè)性化定制與后期定位變動(dòng)來(lái)說(shuō)是無(wú)法滿足的。

現(xiàn)代的制造技術(shù)要求，能在工廠完成的工作，盡量在工廠完成以減少現(xiàn)場(chǎng)的施工工作量，于是模塊化設(shè)計(jì)、制作安裝應(yīng)運(yùn)而生。

3噴泉模塊化設(shè)計(jì)的意義

本文引用模塊化理論體系引入噴泉設(shè)備制造及安裝工程，這對(duì)于優(yōu)化噴泉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊化，起到了重要的啟迪作用。模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義我們可以從設(shè)計(jì)、施工、及客戶(hù)滿意度的角度體現(xiàn)出來(lái)。

3.1對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的意義

模塊是產(chǎn)品知識(shí)的載體，模塊的重用就是設(shè)計(jì)知識(shí)的重用，大量利用已有的經(jīng)過(guò)試驗(yàn)、生產(chǎn)和市場(chǎng)驗(yàn)證的模塊，可以降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)品的可靠性和設(shè)計(jì)質(zhì)量。使設(shè)計(jì)人員容易掌握產(chǎn)品全局，屏蔽掉與自身領(lǐng)域無(wú)關(guān)的細(xì)節(jié)，從而關(guān)注更高層次的設(shè)計(jì)邏輯,關(guān)注創(chuàng)意。

對(duì)設(shè)計(jì)者而言,只要整合出一套完整的噴泉成套模塊,舉一反三,模塊之間組合成各種變幻豐富的特色水形,噴泉設(shè)備模塊功能的獨(dú)立性和接口的一致性，使各個(gè)模塊可以相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)和發(fā)展，可以進(jìn)行并行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和并行試驗(yàn)、驗(yàn)證。模塊的不同組合能滿足用戶(hù)的多樣性需求，易于產(chǎn)品的配置和變型設(shè)計(jì)，同時(shí)又能保證這種配置變型可以滿足企業(yè)批量化生產(chǎn)的需求。加之計(jì)算機(jī)的可編程功能日益強(qiáng)大，使得模塊化組合噴泉的優(yōu)勢(shì)更加廣闊。

對(duì)于施工效率和加快進(jìn)度的意義

成熟設(shè)計(jì)模塊的重用可大大縮短采購(gòu)周期和生產(chǎn)制造周期，由于噴泉成套設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一性，可大批量采購(gòu)原材料，噴泉模塊在很大程度上可事先在工廠預(yù)制，由固定的技術(shù)作業(yè)人員控制其模塊安裝質(zhì)量,可大批量?jī)?chǔ)存產(chǎn)品，以緩解工作量的變動(dòng)對(duì)供貨造成的壓力，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員只要把每套噴泉設(shè)備模塊按圖紙定位放置,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化接口把各模塊連接而成一個(gè)更大的成套模塊，達(dá)到設(shè)計(jì)者所要求的理想的噴水造型，該過(guò)程又快又好，從而加快施工進(jìn)度，減少風(fēng)險(xiǎn)，有利于資金的早期回收。如果考慮到企業(yè)售后服務(wù)的特定需求，同樣可以縮短維護(hù)服務(wù)周期和耗費(fèi)資源時(shí)間，當(dāng)某一設(shè)備模塊出現(xiàn)故障,管理人員即可迅速查出根源所在，針對(duì)性地一病治一病，一處病端不影響全局系統(tǒng)的運(yùn)行，這就是模塊化噴泉產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)工程施工的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)所在。

3.3客戶(hù)滿意度的意義

任何一個(gè)企業(yè),我們產(chǎn)品最終面對(duì)的是客戶(hù)，客戶(hù)滿意度是一種從客戶(hù)角度客觀對(duì)企業(yè)經(jīng)營(yíng)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)的一種手段，并一直被作為判斷一個(gè)企業(yè)是否具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的一種度量方法，也被作為度量商業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行健康的晴雨表。

工程建設(shè)的特點(diǎn)之一就是大額性，不僅實(shí)物形體龐大，而且造價(jià)高昂。噴泉作為建筑安裝工程的范疇，往往造價(jià)百萬(wàn)、千萬(wàn)甚至上億，造價(jià)的大額性使其關(guān)系到有關(guān)各方面的重大經(jīng)濟(jì)利益，無(wú)論所面對(duì)的客戶(hù)差錢(qián)不差錢(qián)，對(duì)產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比是最為關(guān)注的，價(jià)值工程的核心問(wèn)題就是性?xún)r(jià)比。往往關(guān)注它的成本、功能、擴(kuò)展性、維護(hù)性、穩(wěn)定性，客戶(hù)的需求往往就是我們?cè)O(shè)計(jì)者建設(shè)者的最為關(guān)注的。

噴泉模塊化設(shè)計(jì)的分析

在這里，我們從以下三方面分析噴泉模塊化設(shè)計(jì)的理解：構(gòu)成噴泉模塊的基本要素？噴泉模塊的通用互換？噴泉模塊在產(chǎn)品中的作用和位置分析？

4.1構(gòu)成噴泉模塊的基本要素

首先，要構(gòu)成噴泉的基本模塊，他必須是一對(duì)一的關(guān)系，即它功能是獨(dú)立的、不受其它組件影響的。構(gòu)成一套噴泉運(yùn)行系統(tǒng)必須有：①控制系統(tǒng)②供電線路③供水電泵④管路系統(tǒng)⑤噴嘴系統(tǒng)⑥燈光系統(tǒng)⑦音響系統(tǒng)這七大系列組成，構(gòu)成一個(gè)具有工藝功能的單獨(dú)噴泉模塊的基本要素就是一個(gè)控制點(diǎn)、一條線路、一套水泵、一套管路、一組噴嘴。運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后固定就位，只要按工藝要求連通輸入和輸出接口，接通電源和自動(dòng)控制的信息回路，就可投入單體試運(yùn)轉(zhuǎn)，這種一對(duì)一的關(guān)系集合成一個(gè)小型的噴泉運(yùn)行系統(tǒng)，只要成本允許，你想拓展多少規(guī)模就可拓展多少規(guī)模。成本不變的情況下，你想要什么水形就可重新組合成什么水形，可變性很大。

單組噴泉模塊安裝圖

4.2構(gòu)成噴泉模塊的通用互換

為了實(shí)現(xiàn)同類(lèi)模塊之間的互換，必須進(jìn)行接口和輸入輸出接口設(shè)計(jì)。由于模塊的功能必須考慮在一系列產(chǎn)品中互換的問(wèn)題，因此某些模塊的功能在某一個(gè)產(chǎn)品中有可能是冗余的，這種功能的部分冗余帶來(lái)的是很強(qiáng)的擴(kuò)展能力和更大范圍的互換能力。

4.3噴泉模塊在產(chǎn)品中的作用和位置

一方面，模塊既強(qiáng)調(diào)自身功能的獨(dú)立性，又強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的歸屬性，就是所謂的二元性。無(wú)論噴泉模塊如何增減，如何互換調(diào)整變動(dòng)，其控制系統(tǒng)通過(guò)歸結(jié)接口統(tǒng)一中央系統(tǒng)控制。

5噴泉產(chǎn)品模塊化應(yīng)用實(shí)例

【案例】剛果布拉柴維爾百米變頻跑泉

隨著涉外工程機(jī)會(huì)的日益增多，每當(dāng)我們承接到海外工程時(shí)，往往受多重條件限制，難以投入大量的人力出國(guó)安裝，但我們通過(guò)對(duì)該工程項(xiàng)目進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)后，對(duì)方即使沒(méi)有噴泉專(zhuān)業(yè)施工經(jīng)驗(yàn)，也可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化接口，輕松安裝。

以剛果布拉柴維爾百米變頻跑泉的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程為例：將噴泉設(shè)備及構(gòu)架模塊化，劃分100個(gè)單元的變頻跑泉模塊，事先預(yù)制每個(gè)單元的噴泉模塊連同基礎(chǔ)一起在工廠預(yù)制安裝，包括噴頭、管道、管件、水下燈、水泵構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊，控制柜里每個(gè)水泵與水下燈受獨(dú)立的控制元器件控制，組成各自獨(dú)立的模塊，通過(guò)海外運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)對(duì)方安裝完畢后，我方委派一名專(zhuān)業(yè)工程師協(xié)同完成組裝調(diào)試工作，及相關(guān)的售后維護(hù)指導(dǎo)。

通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)施工，顯然安裝質(zhì)量在出廠前就得到有效控制，大大地節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間及勞動(dòng)力的投入，確保工程按質(zhì)按量按期竣工。

噴泉各模塊組合平面

海外工程往往不能提供現(xiàn)場(chǎng)工程概況，甚至連水池大小，水池深度都尚在待定中，對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，根據(jù)外賓的大概意思，以最快的速度設(shè)計(jì)出一套適合的噴泉，是有難度的。沒(méi)有具體的參數(shù)提供，工廠亦無(wú)法定制產(chǎn)品。所以，我們通過(guò)噴泉設(shè)備的整合精簡(jiǎn)，噴泉設(shè)備模塊化后，現(xiàn)場(chǎng)只要把每一模塊通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)安裝接口，按編號(hào)一個(gè)接一個(gè)組裝即可。 所以施工過(guò)程是模塊的組裝過(guò)程，模塊化保證了非常規(guī)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和工程質(zhì)量，尤其是以難以想象的高速度爭(zhēng)得了極其寶貴的時(shí)間。

6結(jié)論

可見(jiàn)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)可解決噴泉安裝工程一系列問(wèn)題。是解決目前制造企業(yè)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化與定制化之間的矛盾的可行方案。企業(yè)一方面必須利用產(chǎn)品的批量化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化來(lái)縮短施工工期、降低成本、提高質(zhì)量，另一方面還要不斷地進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新使產(chǎn)品越來(lái)越個(gè)性化，滿足客戶(hù)的定制需求。

產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，勢(shì)必會(huì)對(duì)在未來(lái)噴泉行業(yè)帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。三流的企業(yè)賣(mài)產(chǎn)品，二流的企業(yè)賣(mài)技術(shù)，一流的企業(yè)賣(mài)服務(wù)，而超級(jí)企業(yè)賣(mài)標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)中的模塊化實(shí)際上就是行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，誰(shuí)在競(jìng)爭(zhēng)中取得制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的能力，誰(shuí)就會(huì)成為超級(jí)企業(yè)！

7參考文獻(xiàn)

[1] 董時(shí)中．模塊化原理設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用 [M]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999．

[2] 毛培琳．噴泉設(shè)計(jì)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1990．

[3] 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50015-2003）[S]．北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003．

篇8

關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計(jì) 模塊化 課程設(shè)置 課程教學(xué) 設(shè)計(jì)方法

自1919年美國(guó)設(shè)計(jì)師西奈爾在自己的事務(wù)所信封上印制“工業(yè)設(shè)計(jì)”一詞以來(lái)，工業(yè)設(shè)計(jì)的領(lǐng)域逐步形成，直至今天，工業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)社會(huì)、對(duì)生活的影響力無(wú)處不在，達(dá)到了空前程度。這使工業(yè)設(shè)計(jì)的教育既充滿希望又面臨挑戰(zhàn)，既要緊跟時(shí)代的發(fā)展又要不斷地進(jìn)行創(chuàng)新與變革。以往的工業(yè)設(shè)計(jì)課程繁多，各門(mén)課程相互獨(dú)立，標(biāo)準(zhǔn)化、齊一化的課程設(shè)置壓制了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及多樣化、個(gè)性化的需要，這導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)習(xí)中的壓力過(guò)大并產(chǎn)生挫折感，形成了不良的負(fù)面情緒。筆者通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外院校工業(yè)設(shè)計(jì)課程的梳理及研究，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)課程設(shè)置及課程教學(xué)進(jìn)行重新編排，摸索出一套模塊化的教育教學(xué)研究方法。

模塊化教育模式興起于20世紀(jì)70年代，主要包括模塊式技能培訓(xùn)模式（Modules of Employable Skills，簡(jiǎn)稱(chēng)MES）與能力本位教育模式（Competency Based Education，簡(jiǎn)稱(chēng)CBE）。在工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革中，融合運(yùn)用模塊化教育模式主要體現(xiàn)在課程設(shè)置中的模塊化和課程教學(xué)中的模塊化兩個(gè)方面，打破了以往的課程體系、教學(xué)內(nèi)容規(guī)范化、單一化的局面，增加了知行能力及實(shí)訓(xùn)技能的培養(yǎng)。

一、課程設(shè)置中的模塊化研究

隨著我國(guó)教育體制改革的不斷深入，如何推進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的教育改革與發(fā)展，培養(yǎng)適合市場(chǎng)需求的高素質(zhì)人才和實(shí)用型技術(shù)人才，已成為當(dāng)前專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置面臨的主要問(wèn)題。工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置中運(yùn)用了模塊化的研究方法，從培養(yǎng)目標(biāo)的定位、課程門(mén)類(lèi)的劃分、課程設(shè)置、學(xué)時(shí)學(xué)分分配、教學(xué)進(jìn)程的安排、課程標(biāo)準(zhǔn)的制定等方面都做了統(tǒng)一的構(gòu)建。對(duì)專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)行重新組合，徹底打破原有的學(xué)科型課程內(nèi)容與結(jié)構(gòu)，遵循從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、單一到復(fù)合、初級(jí)到高級(jí)螺旋上升的認(rèn)識(shí)規(guī)律，將全部課程按照一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分解與整合，使其成為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的教學(xué)模塊，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好和就業(yè)取向?qū)Σ煌K進(jìn)行選擇和搭配，從而實(shí)現(xiàn)不同的教學(xué)目標(biāo)和人才培養(yǎng)要求。

課程設(shè)置中的模塊化分為通識(shí)教育課程模塊、學(xué)科基礎(chǔ)課程模塊、專(zhuān)業(yè)課程模塊、實(shí)踐性教學(xué)模塊四個(gè)模塊。

1.通識(shí)教育課程模塊。通識(shí)教育課程模塊主要涉及大學(xué)生所必須學(xué)習(xí)的大學(xué)英語(yǔ)、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、中國(guó)近現(xiàn)代史綱要、基本原理、思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、形勢(shì)與政策等課程，主要加強(qiáng)學(xué)生的人格塑造，道德理想、情商的培養(yǎng)以及促使學(xué)生的公共實(shí)踐能力和基礎(chǔ)實(shí)踐能力和諧發(fā)展。

2.學(xué)科基礎(chǔ)課程模塊。學(xué)科基礎(chǔ)課程模塊主要包括涉及專(zhuān)業(yè)課程的相關(guān)基礎(chǔ)課程，如專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論、造型基礎(chǔ)（包括素描、色彩）、構(gòu)成原理（包括平面構(gòu)成、色彩構(gòu)成、立體構(gòu)成）、設(shè)計(jì)表現(xiàn)、計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)等課程，其目的是為培養(yǎng)學(xué)生具備合理的專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，為培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力奠定基礎(chǔ)。

3.專(zhuān)業(yè)課程模塊。專(zhuān)業(yè)課程模塊分為專(zhuān)業(yè)主干課模塊、專(zhuān)業(yè)選修課模塊。

（1）專(zhuān)業(yè)主干課模塊主要指相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)基本理論知識(shí)和基本技能知識(shí)，包括工業(yè)設(shè)計(jì)史、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程制圖、材料與工藝、設(shè)計(jì)程序與分析、設(shè)計(jì)方法學(xué)、人機(jī)工程學(xué)等課程。教授學(xué)生學(xué)會(huì)從專(zhuān)業(yè)的角度去認(rèn)識(shí)問(wèn)題，并逐漸學(xué)會(huì)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)理論進(jìn)行實(shí)踐的項(xiàng)目設(shè)計(jì)。

（2）專(zhuān)業(yè)選修課模塊根據(jù)學(xué)生的特長(zhǎng)、興趣愛(ài)好等對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的培養(yǎng)，主要包括產(chǎn)品造型、交通工具、雕塑設(shè)計(jì)、玩具設(shè)計(jì)等方向。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣、水平、能力及就業(yè)取向進(jìn)行相應(yīng)課程方向的選擇，從而加強(qiáng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)深度，以更好適應(yīng)社會(huì)的職業(yè)需求。

4.實(shí)踐性教學(xué)模塊。實(shí)踐性教學(xué)模塊主要運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)和情景教學(xué)為特色的技能教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的運(yùn)用能力，提高實(shí)際技能操作能力。實(shí)踐性教學(xué)增加了學(xué)生親自動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，在實(shí)踐中檢驗(yàn)學(xué)習(xí)的效果，在實(shí)踐中發(fā)展，將學(xué)生培養(yǎng)成應(yīng)用型人才。

二、課程教學(xué)中的模塊化研究

在課程教學(xué)中運(yùn)用模塊化的設(shè)計(jì)方法能夠充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)發(fā)創(chuàng)造創(chuàng)新能力。在工業(yè)設(shè)計(jì)的課程教學(xué)中，模塊化的運(yùn)用主要體現(xiàn)在項(xiàng)目教學(xué)模塊、案例教學(xué)模塊、產(chǎn)品設(shè)計(jì)模塊三個(gè)方面。

在項(xiàng)目教學(xué)模塊中，其項(xiàng)目來(lái)源有教師指定設(shè)計(jì)項(xiàng)目、網(wǎng)絡(luò)參賽項(xiàng)目及合作公司的研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。在教學(xué)中結(jié)合項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐，使學(xué)生從收集信息、市場(chǎng)調(diào)研、設(shè)計(jì)定位、草圖設(shè)計(jì)、方案選擇、方案實(shí)施與評(píng)價(jià)一系列的設(shè)計(jì)程序出發(fā)，親身了解設(shè)計(jì)過(guò)程，培養(yǎng)他們理論知識(shí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐的結(jié)合能力。以校企合作為途徑的模塊化實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)增加了學(xué)生參與實(shí)踐項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。例如，學(xué)院與廣東工業(yè)設(shè)計(jì)城簽約實(shí)習(xí)基地，聘請(qǐng)具有多年實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)負(fù)責(zé)人和設(shè)計(jì)師擔(dān)任客座教授，開(kāi)展全面人才培養(yǎng)的合作模式。學(xué)生從大二開(kāi)始與廣東工業(yè)設(shè)計(jì)城內(nèi)設(shè)計(jì)公司開(kāi)展一對(duì)一跟蹤培養(yǎng)模式，由設(shè)計(jì)城的知名設(shè)計(jì)師親自指導(dǎo)和跟蹤培養(yǎng)學(xué)生，直到完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，經(jīng)考核合格后直接加入所在公司就業(yè)，這有利于學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的職業(yè)定向培養(yǎng)，還補(bǔ)充了校內(nèi)實(shí)踐師資力量。校企合作模式是現(xiàn)代高教改革和企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，有利于產(chǎn)、學(xué)、研優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)及結(jié)合。

案例教學(xué)模塊是指在針對(duì)某一解決問(wèn)題和決策的行為環(huán)境中，形成職業(yè)行為能力的一種方法。案例教學(xué)模塊結(jié)合實(shí)際的設(shè)計(jì)案例進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，圖文并茂地講解有利于增強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題的接受能力與解決問(wèn)題的理解能力。在工業(yè)設(shè)計(jì)中，通常以知名設(shè)計(jì)公司成功開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)為案例，解析其設(shè)計(jì)原則、思維特征、產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)意與形態(tài)表達(dá)之間的互動(dòng)關(guān)系等方面，力求揭示出產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)意中的基本方法和內(nèi)在規(guī)律。同時(shí)，將成功的案例經(jīng)驗(yàn)與失敗的案例教訓(xùn)相互對(duì)照，拓寬設(shè)計(jì)思路，增強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。例如，由工程師布里爾花費(fèi)7年時(shí)間為克萊斯勒公司設(shè)計(jì)的“氣流型”小汽車(chē)，雖然充分考慮了空氣動(dòng)力學(xué)原理，對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及機(jī)械性能也進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，具有可靠性、舒適性及可行性，但最終銷(xiāo)售失敗，其原因在于外觀造型過(guò)于標(biāo)新立異，不能符合同時(shí)代消費(fèi)者的審美觀念；斯堪的納維亞的漢寧森設(shè)計(jì)的PH燈具至今仍暢銷(xiāo)而經(jīng)久不衰，在于其具有極高的美學(xué)價(jià)值和科學(xué)的照明原理。

在具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)方法，在一定程度上產(chǎn)生了標(biāo)準(zhǔn)化、通用化設(shè)計(jì)。根據(jù)模塊的定義，“為便于擴(kuò)展功能及更換而按標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)并組裝起來(lái)的硬件積木塊”。①1907年，德國(guó)建筑師、設(shè)計(jì)師貝倫斯為AEG公司設(shè)計(jì)的電水壺，共有兩種壺體模塊、兩種壺嘴模塊、兩種提手模塊、兩種底座模塊，再配合黃銅、鍍鎳、鍍銅三種材料，光滑、鍛打、波紋的三種表面處理形式，可以靈活地裝配成80余種水壺。這種運(yùn)用有限的標(biāo)準(zhǔn)零件靈活組合，可以提供多樣化的選擇，同時(shí)可以大批量生產(chǎn)滿足巨大市場(chǎng)需求。②德國(guó)是最早使用模塊化設(shè)計(jì)方法的國(guó)家，甚至產(chǎn)生了產(chǎn)品中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，將產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)與多樣性的選擇結(jié)合起來(lái)，滿足了消費(fèi)者的需求。系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅具有功能上的系統(tǒng)性，在造型上也多以簡(jiǎn)便、可組合的形態(tài)為主，因此產(chǎn)品的造型中幾何化、直角化的趨勢(shì)較為嚴(yán)重。例如，古洛特與拉姆斯設(shè)計(jì)的袖珍型電唱機(jī)收音機(jī)組合采用方形體的造型、標(biāo)準(zhǔn)化的部件，可分開(kāi)使用，可組合使用，這是模塊化使用的雛形。直到1960年，西德Hafele公司推出一批命名為Varianat32系統(tǒng)的五金件，采用了一個(gè)共同的模數(shù)系列，使得“32mm”系統(tǒng)模數(shù)化家具在全球內(nèi)使用及推廣。③模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法有利于大批量生產(chǎn)加工及節(jié)約加工成本，保持產(chǎn)品造型風(fēng)格統(tǒng)一性以及造型符號(hào)的完整性，但同時(shí)卻不利于市場(chǎng)的個(gè)性化需求。

工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)模塊化的教學(xué)改革從課程設(shè)置、學(xué)時(shí)分配、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面進(jìn)行探討，旨在充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)發(fā)創(chuàng)造創(chuàng)新能力，促進(jìn)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量的提升。

（注：本文為2010年武漢工程大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：X201035）

注釋?zhuān)?/p>

①鄭家亨.統(tǒng)計(jì)大辭典[K].北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，1995.

②何人可.工業(yè)設(shè)計(jì)史[M].北京：高等教育出版社，2006.

篇9

[關(guān)鍵詞]槍械設(shè)計(jì) 模塊化設(shè)計(jì) 技巧

中圖分類(lèi)號(hào)：T231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）11-0262-01

前言

一把好槍被世人喜愛(ài)，AK47市場(chǎng)占有量達(dá)到幾億支，歷經(jīng)幾十年經(jīng)久不衰，好評(píng)如潮，成為槍械設(shè)計(jì)的經(jīng)典，可以說(shuō)設(shè)計(jì)決定了AK47的外觀樣式、性能指標(biāo)、使用壽命，更賦予了AK47強(qiáng)大的的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法我們用起來(lái)得心應(yīng)手，但有很多不足，設(shè)計(jì)繁雜、任務(wù)量大、設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)、沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)思想和標(biāo)準(zhǔn)。因此，在設(shè)計(jì)其他產(chǎn)品時(shí)，只能借鑒不能借用，在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用以來(lái)，特別是三維建模軟件的應(yīng)用，催生出了新的設(shè)計(jì)理論和方法，模塊化設(shè)計(jì)由此誕生。

一、模塊化設(shè)計(jì)

1.什么是模塊化

是程序的編寫(xiě)不是開(kāi)始就逐條錄入計(jì)算機(jī)語(yǔ)句和指令，而是首先用主程序、子程序、子過(guò)程等框架把軟件的主要結(jié)構(gòu)和流程描述出來(lái)，并定義和調(diào)試好各個(gè)框架之間的輸入、輸出鏈接關(guān)系。逐步求精的結(jié)果是得到一系列以功能塊為單位的算法描述。以功能塊為單位進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)其求解算法的方法稱(chēng)為模塊化。

2.什么是模塊化設(shè)計(jì) 是指在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過(guò)模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)的不同需求的設(shè)計(jì)方法。

3.模塊化設(shè)計(jì)特征：

相對(duì)獨(dú)立性，可以對(duì)模塊單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、修改和存儲(chǔ)，這便于由不同的專(zhuān)業(yè)化企業(yè)分別進(jìn)行生產(chǎn)；

互換性，模塊接口部位的結(jié)構(gòu)、尺寸和參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，容易實(shí)現(xiàn)模塊間的互換，從而使模塊滿足更大數(shù)量的不同產(chǎn)品的需要；

通用性，有利于實(shí)現(xiàn)橫系列、縱系列產(chǎn)品間的模塊的通用，實(shí)現(xiàn)跨系列產(chǎn)品間的模塊的通用。

二、模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用

1.怎樣劃分模塊

產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)中，理論劃分可歸納如下：

（1）自頂向下分類(lèi)：包括系統(tǒng)級(jí)模塊、產(chǎn)品級(jí)模塊、部件級(jí)模塊、零件級(jí)模塊；

（2）功能及加工和組合要求分類(lèi)：包括基本模塊、通用模塊、專(zhuān)用模塊；

（3）接口組合要求分類(lèi)：包括內(nèi)部接口模塊、外部接口模塊等。

模塊的內(nèi)涵有多大，邊界到哪里沒(méi)有定式，模塊單元的劃分是傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中的部件劃分，這些部件雖然是獨(dú)立的模塊，但也有各自不擾的功能，方便組合和拆卸；一個(gè)零件可以是一個(gè)模塊，部件模塊內(nèi)可以有若干個(gè)零件模塊，以此類(lèi)推。

2.傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中的總成、部件、零件等模塊化分舉例

以貨車(chē)為例，原來(lái)劃分為：發(fā)動(dòng)機(jī)總成、變速箱總成、底盤(pán)總成（二類(lèi)底盤(pán)）、駕駛室總成、貨箱總成等，現(xiàn)在可以把每一個(gè)總成叫做一個(gè)模塊，將五個(gè)模塊組合以后成為更大的系統(tǒng)模塊――貨車(chē)模塊。

發(fā)動(dòng)機(jī)（總成）模塊由燃油系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、配氣機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)等組成，每一個(gè)系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)又是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)模塊，里面包含著總成級(jí)的模塊；以燃油系統(tǒng)為例，燃油（系統(tǒng)）模塊包括油箱、輸油管、燃油濾清器、高壓油泵、噴油嘴等把每一個(gè)總成單元都視為模塊，這些模塊都是由不同的零件級(jí)模塊組成的，表現(xiàn)出不同的性能指標(biāo)、輸入、輸出接口、體積大小、安裝形式等，該特性是獨(dú)有的，可以通過(guò)零件模塊尺寸參數(shù)的調(diào)整，進(jìn)而調(diào)整總成單元模塊的特性。

變速箱（總成）模塊、 底盤(pán)（總成）模塊、 駕駛室（總成）模塊、 貨箱（總成）模塊也一樣，不在重述。

3.模塊模型庫(kù)

一臺(tái)貨車(chē)設(shè)計(jì)完成，也是完成了各層級(jí)的模塊化設(shè)計(jì)。每個(gè)模塊都是參數(shù)化模型，包含特征單元、尺寸公差、零件屬性、材料信息等。按照模塊的屬性，層級(jí)、信息量大小歸檔到不同的模塊模型庫(kù)，在以后的設(shè)計(jì)中就可以借閱、參考、使用。

三、槍械模塊化設(shè)計(jì)

注：只就設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)，不涉及開(kāi)發(fā)程序文件規(guī)定的相關(guān)程序。

盡量采用橫向系列模塊化設(shè)計(jì)，不改變產(chǎn)品主要參數(shù)的情況下，利用模塊改變產(chǎn)品，也可以在同一類(lèi)型產(chǎn)品中，對(duì)不同規(guī)格的產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)。

在槍械設(shè)計(jì)時(shí)，要求設(shè)計(jì)師在充分地研究和理解設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，再結(jié)合現(xiàn)有同類(lèi)產(chǎn)品的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)，提出槍械的總體設(shè)計(jì)方案。在總體方案下，逐一確定各模塊參數(shù)的順序一般如下：

1.根據(jù)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)確定槍管長(zhǎng)度，保證有效射程及殺傷力。槍管在輕武器體積中占比非常大，又是精度、射程、殺傷力的決定因素，決定槍的體積、造型和人機(jī)功效等。

2.自動(dòng)機(jī)方式（在彈種確定的情況下）是決定整槍體積的又一個(gè)重要因素，自動(dòng)機(jī)是槍械的核心部件，從后坐拋殼、到復(fù)進(jìn)推上膛、閉鎖終止，運(yùn)動(dòng)空間大，和其他部件相關(guān)聯(lián)多，自身的體積、重量、形狀是槍械性能指標(biāo)的重要依據(jù)，自動(dòng)機(jī)方式確定之后，整槍體積的三分之二確認(rèn)完成。

下面機(jī)構(gòu)參數(shù)的確認(rèn)省略

3.供彈機(jī)構(gòu)的確定

4.擊發(fā)機(jī)構(gòu)的確定

5.機(jī)匣結(jié)構(gòu)的確定

6.槍托、護(hù)木的確定

7.其他零部件的確定。

這些是總體設(shè)計(jì)方案的細(xì)化，明確了各個(gè)機(jī)構(gòu)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)形式，也是為在模塊模型庫(kù)中選擇模塊設(shè)定條件。

四、槍械模塊化設(shè)計(jì)中總裝圖的繪制及模塊的選用

1.根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案創(chuàng)建平面布置圖，根據(jù)GJB（或CIP、SAAMI）標(biāo)準(zhǔn)、人機(jī)功效的要求，先標(biāo)注出槍管火線的中心線及后斷面位置，還要精確標(biāo)注閉鎖間隙尺寸，再用圖框大致標(biāo)示各總成模塊的位置、外觀輪廓。

2.在三維建模軟件中，按總體設(shè)計(jì)方案平面布置圖各總成模塊的位置，在模塊模型庫(kù)中選用并插入相應(yīng)模塊，利用模塊的輸出、輸入接口加以配合設(shè)置。

3.在裝配體模式下，設(shè)定自動(dòng)機(jī)軸線與槍管軸線同軸，自動(dòng)機(jī)模塊底窩前斷面與槍管后端面依據(jù)閉鎖間隙定位。自動(dòng)機(jī)根據(jù)子彈的物理結(jié)構(gòu)尺寸，修改自動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)參數(shù)尺寸，同時(shí)修改自動(dòng)機(jī)工作循環(huán)圖，從新分配自動(dòng)機(jī)能量，以保證后坐拋殼、推上膛、閉鎖等動(dòng)作可靠完成，并進(jìn)行射擊頻率的評(píng)估。

4.在裝配體模式下，對(duì)供彈機(jī)構(gòu)模塊進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)供彈機(jī)構(gòu)中子彈與槍管后斷面、子彈與自動(dòng)機(jī)相對(duì)位置關(guān)系，初步確定供彈機(jī)構(gòu)模塊接口位置。

下面機(jī)構(gòu)模塊都是按各機(jī)構(gòu)接口的配合關(guān)系定位的，在此省略，不在復(fù)述。

5.擊發(fā)機(jī)構(gòu)的確定

6.機(jī)匣結(jié)構(gòu)的確定

7.槍托、護(hù)木的確定

8.其他零部件的確定。

五、槍械模塊化設(shè)計(jì)中機(jī)構(gòu)模塊的調(diào)整

模塊可以在整槍的裝配體中調(diào)整，那樣準(zhǔn)確率較高，但效率很低，一是計(jì)算機(jī)運(yùn)行較慢，二是任務(wù)沒(méi)有分解，分工不明確，沒(méi)有發(fā)揮團(tuán)隊(duì)力量；模塊從裝配體中提出來(lái)，在各自的模塊環(huán)境中運(yùn)行，依據(jù)總體的配合條件調(diào)整、修改，比較快捷，但容易產(chǎn)生誤差和干涉，需多次到整槍的裝配體中檢查。

模塊的調(diào)整不是一次性的，貫穿槍械設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)調(diào)試的始終。

六、結(jié)論

模塊化設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)很多，經(jīng)多次嘗試，就會(huì)熟能生巧。通過(guò)加、減、換、改相應(yīng)模塊以構(gòu)成新的產(chǎn)品，并滿足裝備產(chǎn)品的功能指說(shuō)囊求。為開(kāi)發(fā)具有多種功能的不同產(chǎn)品，不必對(duì)每種產(chǎn)品施以單獨(dú)設(shè)計(jì)，而是精心設(shè)計(jì)出多種模塊，經(jīng)過(guò)不同方式的組合來(lái)構(gòu)成不同產(chǎn)品，以解決產(chǎn)品品種、規(guī)格與設(shè)計(jì)制造周期、成本之間的矛盾。

模塊的劃分和創(chuàng)建以及組合是模塊化設(shè)計(jì)的重要部分，其最終的目的就是用最少數(shù)的模塊組合成盡可能多的產(chǎn)品。模塊化的設(shè)計(jì)，有著多樣化的特點(diǎn)，在一定程度上滿足了客戶(hù)的不同需求，使設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量得到了有效的提升，在槍械的設(shè)計(jì)加入模塊化設(shè)計(jì)，可以使槍械的設(shè)計(jì)得到有效的提高，也使槍械的整體性能得到提升。

參考文獻(xiàn)

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