模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)理念的實(shí)踐可行性分析

楊文俊

【摘 要】我國(guó)作為一個(gè)工業(yè)大國(guó)，在機(jī)械化上的發(fā)展程度是比較高的，但是和西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我國(guó)大部分的機(jī)械制造業(yè)在設(shè)計(jì)和制造手段上還處于落后的狀態(tài)。隨著制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，我國(guó)機(jī)械企業(yè)提出了模塊化設(shè)計(jì)的理念，并將其廣泛的應(yīng)用到了實(shí)際的設(shè)計(jì)、制作之中。在實(shí)際的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，其不僅大大的縮短了機(jī)械生產(chǎn)的時(shí)間，同時(shí)還極大的提高了產(chǎn)品的性能、降低了成本。本文所要探討的主旨就是對(duì)模塊化設(shè)計(jì)理念下，其與電器行業(yè)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用的可行性進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】模塊化機(jī)械；可行性分析；設(shè)計(jì)理念

0.引言

隨著現(xiàn)代生產(chǎn)結(jié)構(gòu)程度的不斷加深，機(jī)械產(chǎn)品所具有的科技含量越來(lái)越高。為了滿(mǎn)足人們對(duì)機(jī)械，尤其是和人們生活關(guān)系密切的電器行業(yè)在質(zhì)量基礎(chǔ)上，個(gè)性化和多樣化的需求，各種小批量的生產(chǎn)設(shè)計(jì)模式逐漸的主導(dǎo)著現(xiàn)在的電器行業(yè)。當(dāng)今社會(huì)，各行各業(yè)的發(fā)展都面臨著一定的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，電器行業(yè)想要贏得市場(chǎng)，模塊化的設(shè)計(jì)理念是非常重要的，其對(duì)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

1.模塊化設(shè)計(jì)理念的概述

1.1概念

模塊化的設(shè)計(jì)理念和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)理念十分相識(shí)，某種意義上來(lái)說(shuō)，起就是在標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行了延伸，然后由一個(gè)個(gè)模塊組成一個(gè)個(gè)的系統(tǒng)，以此可以在一個(gè)程度上更高的模式下來(lái)簡(jiǎn)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。模塊化的設(shè)計(jì)理念所包含的內(nèi)容主要有五個(gè)方面：結(jié)構(gòu)組合化、結(jié)構(gòu)典型化、接口規(guī)范化、部件系列化、部件通用化[1]。

1.2應(yīng)用價(jià)值

從模塊化設(shè)計(jì)理念的概念中可以得知，其具體豐富的哲理性，設(shè)計(jì)的思維非常的嚴(yán)謹(jǐn)，這對(duì)于分析結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的系統(tǒng)有著積極的作用，可以使設(shè)計(jì)的理念更加的簡(jiǎn)單而又更具條理性，這樣產(chǎn)品的質(zhì)量才可以得到有效的保證，從而提高行業(yè)生產(chǎn)效率。模塊化作為一個(gè)企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)和平臺(tái)建設(shè)上的核心，可以有效的解決產(chǎn)品多樣性、小批量以及成本、質(zhì)量和生產(chǎn)時(shí)間上的矛盾，為產(chǎn)品的大規(guī)模定制提供了一定的基礎(chǔ)。作為，現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一種有效方法，其是產(chǎn)品大規(guī)模定制中設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在其模塊化設(shè)計(jì)理念應(yīng)用與繼承的基礎(chǔ)上，還需要結(jié)合社會(huì)發(fā)展的情況，有重點(diǎn)、有目的進(jìn)行創(chuàng)新，使我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)朝著一個(gè)健康、合理、有序的方向發(fā)展。

2.模塊化設(shè)計(jì)理念在電器機(jī)械中的實(shí)踐可行性分析

2.1模塊化構(gòu)成可行性分析

在電器行業(yè)中，模塊化的設(shè)計(jì)方式主要有四種：（1）共享構(gòu)建模塊化：從圖一中可以看出，電器具有統(tǒng)一的機(jī)芯式結(jié)構(gòu)，這個(gè)設(shè)計(jì)理念主要是來(lái)自于鐘表，在電器中共享一個(gè)機(jī)芯不僅可以對(duì)電器的外觀進(jìn)行一定的改變，同時(shí)還可以使電器的樣式更加的多樣。（2）可組合模式化：從圖二中可以看出，電器設(shè)計(jì)中可組合模式化的實(shí)施其功能主要是用來(lái)拓展或者兼容電器中的一些功能，因此在設(shè)計(jì)電器的時(shí)候，對(duì)于存在相互連接的模塊，可以通過(guò)預(yù)留窗口，或者在通用的接口中實(shí)施互換來(lái)拓展功能，在這個(gè)環(huán)節(jié)中，電器產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式可以不用做統(tǒng)一的限制。（3）互換構(gòu)建模塊化：從圖三中可以看出，互換式構(gòu)建的模塊化設(shè)計(jì)理念具有：新產(chǎn)品=可互換的模塊+主流性（基型）產(chǎn)品的特點(diǎn)，所以，在對(duì)電器產(chǎn)品進(jìn)行組裝的過(guò)程中，一般情況下在滿(mǎn)足產(chǎn)品個(gè)性化的需求上可以對(duì)模塊進(jìn)行一定的互換來(lái)實(shí)施。（4）量衣體裁模塊化：從圖四中可以出，量衣體裁模塊化理念下所設(shè)計(jì)的電器產(chǎn)品主要是由通用模塊所組成的，在這個(gè)環(huán)節(jié)中可以對(duì)不同的模塊進(jìn)行改型來(lái)增加產(chǎn)品的柔性，以此滿(mǎn)足大眾對(duì)個(gè)性化的需求，同時(shí)也可以通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的功能、尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)倆增大電器產(chǎn)品的靈活性，滿(mǎn)足大眾對(duì)電器產(chǎn)品多樣化上的需求[2]。

圖一 共享構(gòu)建模塊化 圖二 可組合模式化

圖三 互換構(gòu)建模式化 圖四 量衣體裁模塊化

以生活中比較常見(jiàn)的電器產(chǎn)品中的風(fēng)扇為例，風(fēng)扇的構(gòu)成主要是由升降機(jī)構(gòu)、搖頭機(jī)構(gòu)、防護(hù)機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)構(gòu)、地盤(pán)機(jī)構(gòu)等幾大部分組成的，其在零件的應(yīng)用上主要有升降立柱桿、琴鍵式按鈕、風(fēng)葉、電機(jī)、網(wǎng)罩、電控板這些基礎(chǔ)的零件所構(gòu)成。根據(jù)設(shè)計(jì)的思路，可以先從電機(jī)出發(fā)，結(jié)合風(fēng)扇在款式上的一致性，因此在電機(jī)安裝的過(guò)程中外形和尺寸也是一致的，根據(jù)不同客戶(hù)的不同需求，可以通過(guò)改變內(nèi)部一些配置構(gòu)建來(lái)將量體裁衣式的模塊化設(shè)計(jì)中的不同的效果發(fā)揮出發(fā)，并得以實(shí)現(xiàn)。風(fēng)葉是互換構(gòu)建式模塊的代表，風(fēng)葉作為風(fēng)扇中不可缺少的零件，不同的設(shè)計(jì)所達(dá)到的效果也是不同的，所以只要兩個(gè)風(fēng)扇的風(fēng)葉尺寸一致，那么就可以將不同的風(fēng)葉產(chǎn)品進(jìn)行互換。升降立柱桿在風(fēng)扇中所起到的作用是非常重要的，其支撐著一個(gè)風(fēng)扇能否正常的運(yùn)作，因?yàn)橛脩?hù)在選購(gòu)風(fēng)扇是都是通過(guò)外觀來(lái)選擇的，所以可以通過(guò)改變局部的升降桿來(lái)達(dá)到共享構(gòu)建式模塊化設(shè)計(jì)的理念?？山M合模式化在風(fēng)扇中的很多部件中都可以構(gòu)建，但是具體的應(yīng)用還需要結(jié)合實(shí)際的情況來(lái)實(shí)施，這樣才能更好的達(dá)到模塊化應(yīng)用的效果。

2.2模塊化設(shè)計(jì)思路可行性分析

模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)的理念在基本模式上主要具有四方面的特點(diǎn)，以電器行業(yè)為主導(dǎo)，在設(shè)計(jì)思路上具有高強(qiáng)度的可行性。首先，電器的模塊組成是多樣化的，同時(shí)還具有可變性和柔性的特征，這樣才電器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中就可以實(shí)現(xiàn)模塊系列與用戶(hù)需求相融合的特點(diǎn)。其次，電器產(chǎn)品是由通用模塊組成的，所以對(duì)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)可以通過(guò)：新產(chǎn)品=不變部分的通用模板+可變部分的改型模板+專(zhuān)用部分的新功能模板，來(lái)實(shí)施新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)研制。然后就是電器產(chǎn)品的模塊與產(chǎn)品之間的剝離現(xiàn)象，因?yàn)樵O(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的通用部件都是以獨(dú)立的形式存在的，所以對(duì)于每一個(gè)產(chǎn)品都要設(shè)置獨(dú)立的編號(hào)，同時(shí)構(gòu)成一個(gè)體系來(lái)作為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和共享的平臺(tái)，提高電器產(chǎn)品的生產(chǎn)合格率。最后是電器產(chǎn)品的銷(xiāo)售環(huán)節(jié)，在這個(gè)環(huán)節(jié)中需要實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售點(diǎn)定制的模塊化方案，按照產(chǎn)品組裝好的模式將每一個(gè)銷(xiāo)售點(diǎn)都作為銷(xiāo)售的儲(chǔ)備點(diǎn)，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這個(gè)模塊對(duì)于大型的產(chǎn)品和比較穩(wěn)定的產(chǎn)品是非常適合的，而電器產(chǎn)品不僅具有大型產(chǎn)品形式，同時(shí)作為人們生活中的必備品，在穩(wěn)定性上非常之高。

2.3效益可行性分析

模塊化的機(jī)械設(shè)計(jì)理念在實(shí)施的過(guò)程中需要很多部門(mén)的相互配合才可以進(jìn)行，從這個(gè)角度出發(fā)，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)電器的每一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的了解，這樣在設(shè)計(jì)的過(guò)程中就可以有效的節(jié)省設(shè)計(jì)的時(shí)間以及設(shè)計(jì)的不穩(wěn)定性。從以上的分析中可以看出，模塊化設(shè)計(jì)理念在機(jī)械電器行業(yè)上的應(yīng)用，是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更加的規(guī)范，同時(shí)也開(kāi)拓了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)效率，有效的增加了電器行業(yè)的生產(chǎn)效益和經(jīng)營(yíng)效益，提高了電器產(chǎn)品的在行業(yè)中的生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.總結(jié)

綜上所述，模塊化的設(shè)計(jì)理念對(duì)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)使我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)在不斷的朝著一個(gè)多元化的方向發(fā)展，在這個(gè)過(guò)程中，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)在漸漸的主導(dǎo)著新的市場(chǎng)，并在發(fā)展的過(guò)程中主導(dǎo)著其他行業(yè)的發(fā)展。其在電器機(jī)械行業(yè)應(yīng)用中的可行，使其對(duì)其他制造業(yè)在新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)上也產(chǎn)生著重要的影響，值得其他行業(yè)對(duì)其借鑒與發(fā)揚(yáng)。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]蔡業(yè)彬.模塊化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2010，（08）：156-167.