模块化机械设计理念的实践可行性分析

杨文俊

【摘 要】我国作为一个工业大国，在机械化上的发展程度是比较高的，但是和西方发达国家相比较，我国大部分的机械制造业在设计和制造手段上还处于落后的状态。随着制造业市场竞争的日益加剧，我国机械企业提出了模块化设计的理念，并将其广泛的应用到了实际的设计、制作之中。在实际的应用中发现，其不仅大大的缩短了机械生产的时间，同时还极大的提高了产品的性能、降低了成本。本文所要探讨的主旨就是对模块化设计理念下，其与电器行业中的设计应用的可行性进行分析。

【关键词】模块化机械；可行性分析；设计理念

0.引言

随着现代生产结构程度的不断加深，机械产品所具有的科技含量越来越高。为了满足人们对机械，尤其是和人们生活关系密切的电器行业在质量基础上，个性化和多样化的需求，各种小批量的生产设计模式逐渐的主导着现在的电器行业。当今社会，各行各业的发展都面临着一定的机遇与挑战，电器行业想要赢得市场，模块化的设计理念是非常重要的，其对我国机械制造业的发展有着重要的意义。

1.模块化设计理念的概述

1.1概念

模块化的设计理念和标准化的设计理念十分相识，某种意义上来说，起就是在标准化的基础上进行了延伸，然后由一个个模块组成一个个的系统，以此可以在一个程度上更高的模式下来简化产品的设计。模块化的设计理念所包含的内容主要有五个方面：结构组合化、结构典型化、接口规范化、部件系列化、部件通用化[1]。

1.2应用价值

从模块化设计理念的概念中可以得知，其具体丰富的哲理性，设计的思维非常的严谨，这对于分析结构比较复杂的系统有着积极的作用，可以使设计的理念更加的简单而又更具条理性，这样产品的质量才可以得到有效的保证，从而提高行业生产效率。模块化作为一个企业在产品研发和平台建设上的核心，可以有效的解决产品多样性、小批量以及成本、质量和生产时间上的矛盾，为产品的大规模定制提供了一定的基础。作为，现代机械产品设计的一种有效方法，其是产品大规模定制中设计与开发的关键环节，在其模块化设计理念应用与继承的基础上，还需要结合社会发展的情况，有重点、有目的进行创新，使我国的机械制造业朝着一个健康、合理、有序的方向发展。

2.模块化设计理念在电器机械中的实践可行性分析

2.1模块化构成可行性分析

在电器行业中，模块化的设计方式主要有四种：（1）共享构建模块化：从图一中可以看出，电器具有统一的机芯式结构，这个设计理念主要是来自于钟表，在电器中共享一个机芯不仅可以对电器的外观进行一定的改变，同时还可以使电器的样式更加的多样。（2）可组合模式化：从图二中可以看出，电器设计中可组合模式化的实施其功能主要是用来拓展或者兼容电器中的一些功能，因此在设计电器的时候，对于存在相互连接的模块，可以通过预留窗口，或者在通用的接口中实施互换来拓展功能，在这个环节中，电器产品设计的结构形式可以不用做统一的限制。（3）互换构建模块化：从图三中可以看出，互换式构建的模块化设计理念具有：新产品=可互换的模块+主流性（基型）产品的特点，所以，在对电器产品进行组装的过程中，一般情况下在满足产品个性化的需求上可以对模块进行一定的互换来实施。（4）量衣体裁模块化：从图四中可以出，量衣体裁模块化理念下所设计的电器产品主要是由通用模块所组成的，在这个环节中可以对不同的模块进行改型来增加产品的柔性，以此满足大众对个性化的需求，同时也可以通过对产品的功能、尺寸进行调节俩增大电器产品的灵活性，满足大众对电器产品多样化上的需求[2]。

图一 共享构建模块化 图二 可组合模式化

图三 互换构建模式化 图四 量衣体裁模块化

以生活中比较常见的电器产品中的风扇为例，风扇的构成主要是由升降机构、摇头机构、防护机构、电动机构、地盘机构等几大部分组成的，其在零件的应用上主要有升降立柱杆、琴键式按钮、风叶、电机、网罩、电控板这些基础的零件所构成。根据设计的思路，可以先从电机出发，结合风扇在款式上的一致性，因此在电机安装的过程中外形和尺寸也是一致的，根据不同客户的不同需求，可以通过改变内部一些配置构建来将量体裁衣式的模块化设计中的不同的效果发挥出发，并得以实现。风叶是互换构建式模块的代表，风叶作为风扇中不可缺少的零件，不同的设计所达到的效果也是不同的，所以只要两个风扇的风叶尺寸一致，那么就可以将不同的风叶产品进行互换。升降立柱杆在风扇中所起到的作用是非常重要的，其支撑着一个风扇能否正常的运作，因为用户在选购风扇是都是通过外观来选择的，所以可以通过改变局部的升降杆来达到共享构建式模块化设计的理念。可组合模式化在风扇中的很多部件中都可以构建，但是具体的应用还需要结合实际的情况来实施，这样才能更好的达到模块化应用的效果。

2.2模块化设计思路可行性分析

模块化机械设计的理念在基本模式上主要具有四方面的特点，以电器行业为主导，在设计思路上具有高强度的可行性。首先，电器的模块组成是多样化的，同时还具有可变性和柔性的特征，这样才电器产品的设计和生产中就可以实现模块系列与用户需求相融合的特点。其次，电器产品是由通用模块组成的，所以对新产品的开发可以通过：新产品=不变部分的通用模板+可变部分的改型模板+专用部分的新功能模板，来实施新产品的设计和开发研制。然后就是电器产品的模块与产品之间的剥离现象，因为设计和生产中的通用部件都是以独立的形式存在的，所以对于每一个产品都要设置独立的编号，同时构成一个体系来作为产品开发和共享的平台，提高电器产品的生产合格率。最后是电器产品的销售环节，在这个环节中需要实现销售点定制的模块化方案，按照产品组装好的模式将每一个销售点都作为销售的储备点，在实践中发现，这个模块对于大型的产品和比较稳定的产品是非常适合的，而电器产品不仅具有大型产品形式，同时作为人们生活中的必备品，在稳定性上非常之高。

2.3效益可行性分析

模块化的机械设计理念在实施的过程中需要很多部门的相互配合才可以进行，从这个角度出发，在实际应用的过程中，设计人员需要对电器的每一个产品进行相应的了解，这样在设计的过程中就可以有效的节省设计的时间以及设计的不稳定性。从以上的分析中可以看出，模块化设计理念在机械电器行业上的应用，是产品的设计更加的规范，同时也开拓了新产品的开发效率，有效的增加了电器行业的生产效益和经营效益，提高了电器产品的在行业中的生产竞争力。

3.总结

综上所述，模块化的设计理念对产品的开发使我国的机械制造业在不断的朝着一个多元化的方向发展，在这个过程中，我国机械制造业在渐渐的主导着新的市场，并在发展的过程中主导着其他行业的发展。其在电器机械行业应用中的可行，使其对其他制造业在新产品的开发和设计上也产生着重要的影响，值得其他行业对其借鉴与发扬。

【参考文献】

[1]于梅.机械设计中的模块化设计思想[J].科技资讯，2009，（02）：67-68.

[2]蔡业彬.模块化设计方法及其在机械设计中的应用[J].机械设计与制造，2010，（08）：156-167.