浅谈家用医疗器械及其模块化设计

赵德明 汤文成

摘要：越来越多的老百姓开始接受家用医疗器械，在家用医疗行业中，用户除了对产品健康、安全的基本需求之外，越来越重视产品个性化和多样化。家用医疗器械用户需求的多样性和多变性导致家用医疗产品生命周期短、功能多样化。如何适应当前市场环境，模块化设计思想的应用是一种解决之道。本文介绍了家用医疗器械的分类及其市场大规模发展状况和趋势，又在此基础上说明了家用医疗器械模块化设计与传统机械产品模块化设计的区别，引进了“自上而下”模块化设计的概念和设计流程。

关键词：模块化设计;家用医疗器械;模块化策略

中图分类号：TB472文献标识码：A文章编码：1672-7053（2018）05-0026-02

随着科学技术的不断进步、经济水平的发展，以及老百姓健康理念的不断进步，人们的消费范围也逐渐倾向于大健康产业。医疗产品在其中也扮演着越来越重要的角色，而且部分医疗器械能被广大人民群众所使用，与此同时，家用医疗器械逐渐得到应用，并且发挥着重要的作用，相信在未来家用医疗器械会有更好的发展前景。

市场需求多样性和多变性导致家用医疗器械产品生命周期短、功能多样化。作为标准化的新形式，模块化被视为实现产品多样化的主要途径^[2]。家用医疗器械如何适应当前环境，模块化设计思想开始引起越来越多的医疗器械企业的关注。

1 关于家用医疗器械

1.1 家用医疗器械的分类

家用医疗器械根据功能可以划分为多种不同的器械，孙佑元^[1]认为，主要的医疗器械包括下面几种：治疗仪类、检测类、保健类和康复类等4大类。具体如下：

1）家用治疗类器械主要是针对一些慢性疾病， 通过治疗类器械进行一些辅助治疗，从而有效的改善患者的身体状况，该类器械是当前使用最广泛、治疗效果最好的医疗器械，而且价格合理，受到广大人民群众的青睐。

2）家用电子监测类医疗器械主要用是对人体的各项特征指标进行监测，通过监测类医疗器械用户可以随时掌握自身的身体状况，从而及时的采取预防措施，避免病情加剧。一般来说，检测类医疗器械主要有电子血糖仪、血压计、脂肪仪等等。

3）家用养生保健类医疗器械是着重改善用户生活质量，包括净化空气、改善室内空气湿度等等，如今已经有很多人使用该类医疗器械。

4）家用护理康复器械是比较专业的，而且其功能也比较复杂，效果更好，护理康复器械对有老年人的家庭有很大的帮助，该类器械包括睡眠仪、制氧机等等，可以有效的提高老年人的生活质量，除此之外，该类器械对一些慢性疾病患者的生活质量也有很大的改善。

1.2家用医疗行业迅速发展，市场规模可观

从全球市场来看，2011美国著名杂志《财富》就将家用医疗器械列为未来发展最快的行业之一，由此可见，西方发达国家对家用医疗器械的重视程度是相当高的。随后近十年翻天腹地的发展，家用医疗行业在我国也逐渐壮大。我国在2016年发布了中国医疗器械行业发展的相关文件，而且相关数据调查显示，2016年我国医疗器械市场总规模达到了3700亿元，相比2015年增长了20个百分点，其中家用医疗器械约占总规模的三分之一。由此可见，我国医疗器械行业在近年来也得到了快速的发展，医疗器械产品走入家庭是必然结果，家用医疗器械行业存在很大的市场潜力。

2关于家用医疔器械

2.1传统模块化设计思想的诞生

第一次工业革命后，产品加工出现系列化、标准化，零部件开始具有互换性、通用化的特点。传统的机械产品可以将实体结构视为结构模块，而模块化设计方法将产品某种功能的实现视为整体结构模块，通过各个结构模块的选择和组合来构成不同的产品以满足不同需求^[3]。传统的模块化设计方法是自底向上的，对于功能较为明确且稳定的产品，其结构模块划分比较容易。

家用医疗器械不仅在一定程度上具备医疗器械的特点，还具备着诸多家用电器的特点和属性，其不仅有着丰富的功能，而且产品种类多种多样，并且厂家对相关器械软件的更新及时，这对当今家庭来说是有很大的吸引力的。除此之外，传统的模块化设计方法在对此类产品进行结构分解和通用化时难度相当大，极易受现有产品的约束，无法满足产品需求的多样性。

因此，家用医疗器械，尤其是功能复杂多样的护理康复类产品，比如家用呼吸机，应采用自上而下方式，以全新开发的视角进行模块化设计。

2.2“自上而下”模塊化设计策略

2.2.1概念

1）模块^[2]是一个独立单元，是组成模块化结构的基本单元，它具备下面几个特点：模块功能是相互独立的;可以与其它模块相互组合从而实现特定的功能和用途;模块具有标准化的结构。

2）接口是用来对接交互相关联的模块或模块实体的，分为几何接口和性能接口，接口具有标准化、兼容性和可升级性。

3）模块化的策略将模块划分成为三大类模块：通用化模块、客制化模块和技术进化模块。通用化模块因其大量通用，可外包或者协同开发。客制化模块用以满足市场多样化需求，采用客制化设计方法;技术进化模块采用新技术提升产品性能和质量。

模块化策略中进行模块划分时值得注意的是，模块划分是基于对产品功能的分解来进行的，模块功能分解的层次存在多与少的区别，不同的设计师对产品系统功能和模块功能的把握不一样，因此同样一个模块在不同设计师心中的权重不同，这也跟设计师对该产品一些核心技术的深入了解程度有关。这样就造成有的特定功能的模块被划分为最底层的模块，有的还会被继续划分。—方面，功能模块的划分过于细，就导致衍生出来的模块划分粒度过于小，模块数量较多，给之后的模块整合时接口的兼容性能的设计带来很大难度;另一方面，功能模块的划分等级过少、系统功能分解粒度过于粗糙，导致模块划分粒度太大，对于该模块之后的组合变换的柔度就大打折扣了，可能无法满足该部分模块功能多样性变化的需求，进而影响到产品整个系统功能多样性需求的设计。