模塊化設計方法在家電設計中的應用探討

孫科 趙楠 杜建峰

浙江沁園水處理科技有限公司 浙江寧波 315336

伴隨國內經濟的持續(xù)、高速、穩(wěn)健化發(fā)展，家電產品用戶群體需求也從原來的滿足基本功能需求到多樣化及便捷化的使用轉變，如此一來，對各類家電制造商在產品的可拓展性提出較高的要求，而且在盡可能的減少成本前提下，在維修更換等各種狀況下能達到消費者自主使用的便捷性[1]。在此背景下，模塊化設計應運而生，且在家電設計領域中得到廣泛應用，有力推動著此方面的不斷更新與完善。本文結合當前實況，就模塊化設計方法在家電設計當中的具體應用作一深層探討。

1 模塊化設計簡介

模塊化設計是根據(jù)產品的特點進行多個零部件及功能的集成化，根據(jù)模塊化組合的可能性，模塊化系統(tǒng)可分為封閉系統(tǒng)，在設計中考慮所有可能的方案；開放系統(tǒng)和系統(tǒng)的設計，主要考慮模塊組合變化的規(guī)則。模塊必須實現(xiàn)某些功能。基本功能是系統(tǒng)中基本的、經常的、重復的、不可缺少的功能，在系統(tǒng)中基本上是相同的功能。相應的模塊稱為基本模塊。輔助功能主要是指增加產品體驗和舒適性等功能。相應的模塊稱為輔助模塊。特殊功能是表征系統(tǒng)中某些或某些產品的特征，使其更適于適應其他系統(tǒng)或可暫時改變的邊界條件。相應的模塊稱為自適應模塊。

2 模塊化技術在家電設計中的重要性

2.1 模塊化設計在設計效率上的提高

現(xiàn)代經濟的發(fā)展，大家對于家電類產品的需求也越來越旺盛，而個性化的發(fā)展需要家電產品實現(xiàn)多樣化，那么就促使廠家在產品上推陳出新的速度就需要加快。模塊化設計可以讓家電先有一個基本模塊可以實現(xiàn)基本功能，然后再根據(jù)不同的客戶的不同需要和各輔助模塊、功能模塊來進行靈活組合從而滿足消費者的定制化需求。模塊功能的獨立性和接口的一致性，使各個模塊可以相對獨立地設計和發(fā)展，可以進行并行設計、開發(fā)和并行試驗、驗證。當產品的差異化是由各個模塊的組合來實現(xiàn)的時候，產品的設計周期就會大大縮短、驗證新品的過程也會大幅減少，那么就使整個新品開發(fā)效率提高，而模塊化的設計，在一定程度上，也會提高相應模塊的利用率，同時也進一步降低了產品設計成本[2]。

2.2 模塊化設計對于生產制造的影響

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，自動化制造越來越普及，但現(xiàn)階段的自動化還不能普遍達到實現(xiàn)復雜動作的操作，而模塊化設計剛好能彌補這個缺陷。模塊化產品，會把產品中的各個部件根據(jù)不同功能分成幾個模塊，而模塊功能接口的一致性，都使自動化的機械手可以通過簡單的動作就可以快速把各個模塊之間進行組合裝配，也在最大程度的降低人工對產品的質量影響。而利用已有成熟模塊可大大縮短采購周期、物流周期和生產制造周期，從而加快產品上市時間，同時可以提高采購批量，降低采購和物流成本；采用成熟的經過生產驗證的模塊，也可減少由于新產品的投產對生產系統(tǒng)調整的頻率，使新產品更容易生產制造，可以降低生產制造成本，提高生產的效率。

2.3 模塊設計對于售后的影響

模塊化設計可以讓我們把家電看成一個各種模塊的組合，每個功能的作用和可能發(fā)生的故障在設計制造時都會進行DFEMA（設計失效模式及后果分析）并輸出一個數(shù)據(jù)庫，當家電產品在出現(xiàn)故障的時候，我們可以根據(jù)出現(xiàn)的現(xiàn)象比對數(shù)據(jù)庫，能很快的進行各個模塊的排查，而模塊化設計也會讓維修變得更加準確、便捷。

3 模塊設計在水家電中的具體應用

3.1 內部水路的模塊設計-水路板

水家電跟其他家電有一個區(qū)別在于產品中會有水的存在，而機器中的水如果有滲漏的話，對安全會是一個很大的隱患。傳統(tǒng)的水家電設計制造當中，各個水路之間的連接都是用管路及密封圈連接，而水家電的功能造成水路的密封點會多達幾十個，每一個密封點在制造、工藝上的把控都會是一個重點，這樣大大增加的產品制造難度。模塊化設計就在這里發(fā)揮了重大的作用，我們會通過超聲波焊接，熱板焊及結構設計的優(yōu)化等，使整個水路系統(tǒng)做成一個水路板模塊，所有的水路都集成在一起，只會留4-5 個甚至可以做到只留2 個管路連接口，從而讓漏水風險上大大降低，也大大簡化了檢修問題，而模塊化的水路板不但提高了安全性，也簡化了產品的復雜度。

3.2 濾芯的模塊設計

濾芯是凈水設備中的核心元件，不同地區(qū)的水質，不同的消費需求可能要搭配不同功能的濾芯組合來達到凈化水質的目的。濾芯的模塊設計讓各個功能的濾芯相對獨立且有統(tǒng)一的接口，可以更加靈活的進行多樣化搭配[3]。有一種特殊的模塊化是多個過濾元件的集成模塊化，把凈水設備中的多個或全部過濾元件集成到一個濾芯上，使產品小巧化，自主更換也更省事。

4 結語

綜上所述，要想提高家電產品的生產效率，就必須要不斷提高其的模塊化設計水平，這樣自動化生產的質量才能得到提升；生產制造的速度才能夠得到提高；產品的管理和維修才能變的越來越方便；產品使用的穩(wěn)定性和安全性才能得到提升。在進行家電模塊設計的時候，必須要結合家電產品在實際生產過程中的使用情況，只有這樣家電產品才能夠給人們提供更優(yōu)質的服務，企業(yè)的生產效率和經濟效益才能得到提升。