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關(guān)鍵詞：商用車；擋泥板；模塊化設(shè)計

中圖分類號：U463.83+9 文獻標志碼：A 文章編號：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準化形式，也是一種現(xiàn)代設(shè)計方法。當今市場瞬息萬變，用戶對商用車擋泥板功能及結(jié)構(gòu)的要求也各有不同，為了滿足用戶多樣化的需求和適應(yīng)激烈的市場競爭，實現(xiàn)最佳效益，對某型商用車擋泥板應(yīng)用了模塊化設(shè)計。本文首先給出模塊化及產(chǎn)品模塊化設(shè)計的概念，然后論述了模塊化設(shè)計原則、方法及原理和模塊劃分原則，最后闡述了模塊化設(shè)計在商用車擋泥板上的實際應(yīng)用以及取得的巨大經(jīng)濟效益。

1 模塊化及產(chǎn)品模塊化設(shè)計

根據(jù)童時中一書給出的定義：所謂模塊化，就是為了取得最佳經(jīng)濟效益，從系統(tǒng)觀點出發(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，并運用模塊組合成產(chǎn)品（或系統(tǒng)）的全過程。

產(chǎn)品模塊化設(shè)計是指在對一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計出一系列功能模塊，通過功能模塊優(yōu)化、選擇及組合，構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足用戶提出的不同要求。

模塊化設(shè)計的出現(xiàn)和形成，并不是偶然和孤立的，它經(jīng)歷了互換性設(shè)計、組合化設(shè)計和積木化設(shè)計三個階段才逐步建立起來，其發(fā)展和完善更有利于產(chǎn)品的系列化、通用化和標準化。

2 模塊化設(shè)計原則

根據(jù)模塊化及產(chǎn)品模塊化設(shè)計的定義，模塊化設(shè)計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、機構(gòu)簡單成本低廉，且模塊結(jié)構(gòu)盡量簡單、規(guī)范，模塊間的聯(lián)系盡可能簡單。

3 模塊化設(shè)計方法

產(chǎn)品的模塊化設(shè)計方法，不同的專家學者從不同的角度都進行了一定的研究?？偟目梢詺w納為兩大類：

一是側(cè)重功能劃分的模塊化設(shè)計方法，這種模塊化設(shè)計的方法主要是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，將整個產(chǎn)品系統(tǒng)劃分為各個相對獨立的功能單元，通過對模塊的不同選擇和組合來構(gòu)成滿足顧客需求的不同產(chǎn)品。在這種方法中，對于模塊內(nèi)部的結(jié)構(gòu)沒有作為重點來考慮。

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。該方法側(cè)重零部件形狀結(jié)構(gòu)的分析，對于產(chǎn)品構(gòu)成簡單，但某個零部件形狀結(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)計方法具有優(yōu)勢。

4 模塊化設(shè)計原理

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)計的特點，在模塊創(chuàng)建時還應(yīng)考慮模塊之間的運動關(guān)系和位置關(guān)系。因此，模塊化設(shè)計原理可以表示為：

新產(chǎn)品（系統(tǒng)）=通用模塊（不變部分）+專用部分（變動部分）

5 模塊劃分原則

如何科學、有節(jié)制地劃分模塊是模塊化設(shè)計中很重要的一項工作，既要使制造管理方便，具有較大的靈活性，避免組合時產(chǎn)生混亂，又要考慮到該模塊系列將來的擴展和向?qū)Ｓ?、變型產(chǎn)品的輻射，因此模塊劃分的合理性對模塊化產(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)計的基礎(chǔ)，模塊劃分太細，雖然可能組合成較多的變型產(chǎn)品，但模塊的綜合過程卻相當困難，反之，模塊劃分過粗，雖然模塊綜合過程容易，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)簡單，零部件種類較少的產(chǎn)品；一種是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零部件種類繁多的產(chǎn)品。

對于結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品，進行模塊劃分時要重點考慮以下原則：

1）保持功能和結(jié)構(gòu)方面有一定的獨立性和完整性。

2）模塊標準化原則。

3）模塊劃分粒度要適中。

篇2

機械設(shè)計是提高生產(chǎn)效率的重要工具。當前市場競爭日漸激烈，需要企業(yè)迅速適應(yīng)科技的更新?lián)Q代。模塊化設(shè)計方法指的是通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、設(shè)計過程的重組等對大規(guī)模生產(chǎn)成本下的個性化產(chǎn)品進行生產(chǎn)，以使企業(yè)通過對一些產(chǎn)品零部件的改變提高整個產(chǎn)品的性能呢。模塊化的設(shè)計方法是工業(yè)化社會的必然產(chǎn)物，是整合市場生產(chǎn)，優(yōu)化產(chǎn)品的重要工具。本文通過對模塊化設(shè)計方法在機械設(shè)計中的應(yīng)用促進整個工業(yè)化的進程，全文介紹了機械產(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)計方法的主要應(yīng)用途徑。

關(guān)鍵詞：

模塊化設(shè)計方法；機械設(shè)計；應(yīng)用

在我國經(jīng)濟迅速變革的情況下，用戶群體由以前的集中式迅速向個體戶過度，傳統(tǒng)的工業(yè)成產(chǎn)要求已經(jīng)不適用于當前的生產(chǎn)方式和經(jīng)濟模式。從設(shè)備的更新層面來看，對全部設(shè)備進行更新設(shè)計無疑會消耗巨大的成本，但是如果將機械設(shè)計分成不同的模塊，如有需要，可通過對某一模塊盡行更換無疑會減少成本的消耗，提高經(jīng)濟效益。但是，應(yīng)如何對功能經(jīng)模塊化的設(shè)計，怎樣實現(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)對模塊分割的原則、方法進行具體的研究。

1機械產(chǎn)品模塊化的基本概念

在進行模塊化設(shè)計方法在機械設(shè)計中的應(yīng)用前，需要我們對模塊化設(shè)計有所了解。其主要包括以下內(nèi)容，首先是功能需求集，指的是市場和客戶對模塊化產(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)品個功能樹的相關(guān)性分析基礎(chǔ)上進行功能的劃分；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)計中具有強通用性的、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，對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行改變的模塊[1]。模塊化指的是以模塊的概念對產(chǎn)品或系統(tǒng)進行規(guī)劃設(shè)計和生產(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)品進行功能結(jié)構(gòu)的分析，劃分并設(shè)計一系列的模塊。

2模塊化設(shè)計方法及其在機械設(shè)計中的應(yīng)用

2.1模塊化劃分原則

模塊化的設(shè)計就是要以少數(shù)的模塊組成極可能多的產(chǎn)品，同時產(chǎn)品具有高度的穩(wěn)定性、精度，并且結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。所以在設(shè)計之初應(yīng)對模塊進行詳細的劃分。當前并沒有標準化的模塊劃分原則，根據(jù)側(cè)重點的不同可進行不同模塊的劃分。從模塊本身的概念來看，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、典型的通用獨立單元。通過對產(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，同時模塊內(nèi)部間應(yīng)為強耦合；遵照典型性和通用性的原則。

2.2模塊化設(shè)計方法在機械設(shè)計中的應(yīng)用

當前具有多種設(shè)計方法，首選從功能側(cè)重方面來說，主要的流程是需求分析、功能分解、探索式集成和評估。首選對客戶的需求進行分析，將顧客的需求配置到產(chǎn)品中，以滿足客戶需求為主。根據(jù)客戶需求分析確定產(chǎn)品要求，再次過程中應(yīng)準備多種功能目標，滿足客戶的首要需求。在確定產(chǎn)品各個不同層次的功能后，對產(chǎn)品進行分解，分解成基本功能和物理元素，同時對功能及物理元素進行集成。然后對綜合指標及可行性進行分析，最后實施設(shè)計[2]。另一種是基于結(jié)構(gòu)特征的設(shè)計。這一方法要求先對零部件的形狀特征進行分析，并規(guī)劃減少零部件的種類，達到優(yōu)化成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。在次過程中需對標準化模塊參數(shù)進行分析，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)計過程中在基本模塊模型中輸入數(shù)值，自動形成變形模塊。其中零部件幾何模型和對應(yīng)的事物特性表是零部件的重要組成部分。通過變形模塊的加入，最終形成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)可描述為一個可配置、包括所有標準構(gòu)建的模塊化產(chǎn)品系統(tǒng)的組成[3]。

3結(jié)語

模塊化的概念提出較早，隨社會發(fā)展變遷，產(chǎn)品更新速度不斷加快，同時用戶需求多種多樣，模塊化的設(shè)計是把握市場趨勢的必然選擇。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)計的基本方法。在實際的生產(chǎn)應(yīng)用中，可靈活對模塊劃分進行變革，需要我們具有創(chuàng)新意識，加強各個功能的研究，在拓展業(yè)務(wù)的同時把握時展的方向，盡快完成模塊化的生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。

作者：曲子君 單位：沈陽理工大學

參考文獻：

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

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關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計 瓷片自動包裝線 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)有了自動包裝生產(chǎn)線，然而對于瓷片（相對與瓷磚尺寸規(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，我國瓷片包裝行業(yè)的人工包裝，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，包裝成本高。

為了使陶瓷裝備企業(yè)在市場競爭中處于有利地位，提高產(chǎn)品競爭能力，縮短研發(fā)周期與制造周期，減少制造成本，搶占市場。傳統(tǒng)的包裝機械設(shè)計方法已經(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)計可以很好地解決產(chǎn)品品種、規(guī)格與設(shè)計制造周期以及生產(chǎn)成本之間的矛盾[1]。

1 模塊化設(shè)計思想、步驟及關(guān)鍵技術(shù)

1.1 模塊化設(shè)計思想

模塊化設(shè)計是20世紀80年代初開始在我國受到重視，并逐步得到應(yīng)用，形成了一種現(xiàn)代設(shè)計方法，它是在對一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場的不同需求的一種設(shè)計和制造方法。

1.2 設(shè)計步驟

模塊化設(shè)計以功能分析和模塊劃分為核心，根據(jù)市場調(diào)研結(jié)果對整個系列進行系列型譜制定，本質(zhì)上是系列產(chǎn)品的研制過程，再根據(jù)用戶的具體要求對模塊進行選擇和組合，并加以必要的設(shè)計計算和校核計算?？偟恼f來，模塊化設(shè)計的一般過程如圖1所示。

1.3 關(guān)鍵技術(shù)

1.3.1 模塊標準化

它是指模塊結(jié)構(gòu)標準化，尤其是模塊接口標準化。模塊化設(shè)計所依賴的是模塊的組合。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兩個特征，而這兩個特征主要體現(xiàn)在接口上。據(jù)統(tǒng)計，整機阻尼的70%，剛度的60%決定于接口[2]，但是對于大部分包裝機械來說，因為進行包裝作業(yè)時的工藝力一般較小，所以對阻尼和剛度上的考慮不占重要位置，而更加注重提高其標準化、通用化、規(guī)格化的程度。

1.3.2 模塊劃分

模塊化設(shè)計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)簡單、成本低廉，且模塊結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單、規(guī)范，模塊間的聯(lián)系盡可能簡單。因此，如何科學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)計的優(yōu)勢；模塊劃分越細，通用化程度越高，同時由于模塊數(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粗或過細都會使成本和工作量增加，只有模塊劃分數(shù)為M時，產(chǎn)品開發(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，避免組合時產(chǎn)生混亂，又要考慮到該模塊系列將來的擴展和面向?qū)Ｓ谩⒆冃彤a(chǎn)品的演變。

2 設(shè)計實例

下面是模塊設(shè)計應(yīng)用于瓷片包裝線的設(shè)計實例。

通過廣泛的市場調(diào)研，最終以規(guī)格為300X450X10的瓷片作研究對象，用模塊化設(shè)計方法設(shè)計瓷片自動打包線。首先了解人工瓷片包裝線的組成部分，分析研究其各個部分的工作過程，將人工包裝的各個工序進行功能分析，較全面的概括瓷片包裝線所應(yīng)具備的各項功能，并通過查閱大量資料，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瓷片自動包裝線進行分解、合并，最終將瓷片自動包裝線劃分為前輸送模塊、對齊及包角模塊、放隔板模塊、水平捆扎模塊、對齊及旋轉(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包裝線的示意圖。其工序過程就可由已劃分的功能模塊組合完成。這條生產(chǎn)線具有自動進行對齊，放包角，放隔板，套袋，套箱，封箱等功能，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，可靠、平穩(wěn)，方便檢修、維護，減輕勞動強度。

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

最后對劃分的模塊進行編碼，編成圖冊，利用solidworks軟件將所有模塊輸入計算機，建立瓷片自動打包線模塊庫。設(shè)計新產(chǎn)品時，可借助零件編碼圖冊檢索，避免重新設(shè)計已有或相似零件，提高產(chǎn)品的系列化、 通用化和標準化水平。

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

3 前景展望

在設(shè)計時應(yīng)大量采用標準的模塊相互組合進行新產(chǎn)品的開發(fā)工作，再集中力量快速完成非標部分的設(shè)計，要充分利用三維設(shè)計技術(shù)來進行模塊化設(shè)計，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存到數(shù)據(jù)庫中。隨著電子技術(shù)和計算機仿真設(shè)計的技術(shù)發(fā)展 ，采用虛擬設(shè)計、 虛擬制造 ，根據(jù)市場需求以及客戶的實際要求盡量采用模塊庫中的模塊 ，進行產(chǎn)品的模塊化設(shè)計，再按照實際生產(chǎn)時的數(shù)據(jù)指標和可能發(fā)生的故障輸入電腦 ，通過電腦模擬生產(chǎn)過程，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，對生產(chǎn)全過程進行仿真。并可根據(jù)客戶的意見作出調(diào)整直到滿意為止。

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

4 結(jié)語

采用模塊化設(shè)計方法設(shè)計瓷片自動打包線，縮短了研發(fā)周期，節(jié)約了設(shè)計和制造成本，實現(xiàn)了瓷片自動打包線功能多樣性的要求，提高了企業(yè)競爭力，滿足了復(fù)雜多變的市場需要。模塊化設(shè)計可使設(shè)計人員集中精力設(shè)計新型模塊，避免同樣功能模塊的重復(fù)開發(fā)。

參考文獻：

[1]張興國，劉明. 工業(yè)機器人組合式模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J].制造業(yè)自動化，2008（7）：30-32，74.

篇4

關(guān)鍵詞:模塊化設(shè)計;無人機;設(shè)計方法;應(yīng)用

將模塊化設(shè)計理念應(yīng)用到無人機設(shè)計當中，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，而且能夠保證無人機的設(shè)計過程滿足統(tǒng)一的標準，極大地減少了設(shè)計任務(wù)量。此外，在無人機設(shè)計過程中，引入模塊化思想，還可以實現(xiàn)配件通用化的目標，以便滿足不同任務(wù)需要下無人機的快速改裝、維修等工作。由此可見，對模塊化設(shè)計在無人機設(shè)計中的應(yīng)用進行研究具有重要的意義。

1模塊化設(shè)計概述

1．1模塊化設(shè)計的概念。模塊化設(shè)計就是指把產(chǎn)品的一些生產(chǎn)要素按照功能或者結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對產(chǎn)品的部件劃分，從而形成通用模塊以及專用模塊等兩個部分，將兩種模塊進行組合劃分，從而形成一個全新的產(chǎn)品，該產(chǎn)品具備多種不同的功能，從而滿足用戶及市場的需求。模塊化設(shè)計思想已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到機械、建筑、軍用設(shè)備等各個行業(yè)當中。1．2模塊化設(shè)計的意義。一方面模塊化設(shè)計這一理念不僅推動了科學技術(shù)的進步發(fā)展，而且在一定程度上加快了人類進化的進程，給社會的發(fā)展帶來了巨大的動力。另一方面，模塊化設(shè)計也是綠色設(shè)計的重要體現(xiàn)，把模塊化設(shè)計理念充分地應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計過程中，可以節(jié)約生產(chǎn)成本、降低市場風險、提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證企業(yè)能夠很好地適應(yīng)市場的變化需求。除此之外，模塊化設(shè)計方式也延長了產(chǎn)品的使用期限，而在產(chǎn)品維護的時候，只需對相應(yīng)的模塊進行檢修更換就可以，給產(chǎn)品的升級、維護、應(yīng)用、處理等帶來了極大的便利性。將模塊化設(shè)計理念應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計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)約了大量的時間及經(jīng)費，在最大程度上滿足了人們的各項需求。

2無人機模塊化設(shè)計的理念

在無人機設(shè)計的過程中，模塊化技術(shù)是產(chǎn)品創(chuàng)新的重要內(nèi)容。把無人機和相關(guān)的機載設(shè)備進行整體設(shè)計，能夠保證無人機具有多樣化的功能;把各種機載設(shè)備進行模塊化組合，能夠使得無人機根據(jù)實際的需要對不同的載荷設(shè)備進行設(shè)計，極大地提升了產(chǎn)品的使用效率。2．1能源動力模塊。根據(jù)飛行器的設(shè)計要求，無人機的發(fā)動機種類可以分為很多種，在不同的功能需求下，無人機單一化的能源動力不能很好地應(yīng)對一些突發(fā)狀況。而通過使用模塊化設(shè)計方式，可以在必要的情況下把能源動力進行變化，從而提升無人機的工作時長，以滿足多樣化的任務(wù)需要。2．2控制系統(tǒng)模塊。無人機的控制是無人機設(shè)計時重要的技術(shù)問題，由于各種智能化技術(shù)的迅速發(fā)展，使得無人機的控制系統(tǒng)模塊實現(xiàn)數(shù)字化和智能化的發(fā)展目標成為可能。因此，在無人機模塊化設(shè)計的過程中，為了實現(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，保證無人機能夠?qū)崿F(xiàn)自動修復(fù)、診斷等智能功能。2．3機載裝備模塊。隨著各種微型化電子器件的發(fā)展，合成孔徑雷達等設(shè)備不斷的向著微型化的方向發(fā)展，其機載方式也得到了一定的發(fā)展。而通過載荷的模塊化設(shè)計可以實現(xiàn)模塊化設(shè)計功能，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。無人機不僅要保障自身的安全問題，還要完成信息獲取和輸送等功能。而通信當中的中繼無人機通過通信設(shè)備可以完成相應(yīng)的任務(wù)，然而無人機在實際工作當中會受到多種因素的影響，使得通信質(zhì)量得不到保障。因此，在無人機模塊化設(shè)計的過程中，需要強化無人機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模塊化無人機的設(shè)計方法

3．1模塊化無人機的設(shè)計原則。在模塊化無人機的設(shè)計過程中，需要遵循以下的設(shè)計原則。(1)小模塊性:產(chǎn)品的體積不應(yīng)該過大，以便模塊之間的組合;(2)易于維護性:必須保證工作人員能夠較為方便地對各個部分的模塊進行維修與保護;(3)可拆解性:設(shè)計的產(chǎn)品各個模塊要易于拆解;(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:保證無人機的各個模塊在設(shè)計以及應(yīng)用的過程中具有一定的安全性;(6)經(jīng)濟性:無人機的各個模塊要進行科學的設(shè)計，將資源進行最大化利用，從而降低生產(chǎn)成本。此外，在設(shè)計的過程中，也要根據(jù)國家標準，借鑒無人機設(shè)計參數(shù)要求，從而符合產(chǎn)品的相關(guān)規(guī)范。下表為模塊化無人機的技術(shù)要求。3．2模塊化無人機的設(shè)計方法。由于模塊化設(shè)計需要應(yīng)用在一定范圍的產(chǎn)品當中，所以需要對無人機進行整體規(guī)劃。一旦規(guī)劃方法存在問題，或者不根據(jù)執(zhí)行規(guī)劃標準就進行設(shè)計工作，會給產(chǎn)品的應(yīng)用帶來不利的影響。因此，要對模塊化無人機的設(shè)計進行合理的規(guī)劃。首先，需要對市場進行調(diào)研工作，同時對用戶的需要進行分析，這是進行無人機設(shè)計的重要基礎(chǔ)內(nèi)容，這樣才能保證設(shè)計出來的產(chǎn)品符合社會的市場需求，進而規(guī)劃出低成本、高性能的模塊化系統(tǒng)。其次，在明確無人機的設(shè)計范圍后，確定好通用模塊以及變動模塊，并且根據(jù)設(shè)計目標進行下一階段的設(shè)計任務(wù)。通過這一過程的規(guī)劃，能夠讓管理部分和設(shè)計部分明確、及時地了解到哪些模塊已經(jīng)設(shè)計完成，哪些模塊需要進一步優(yōu)化設(shè)計，哪些模塊能夠進行相互替換等，一旦需要增加新的功能，可以在哪一模塊上進行創(chuàng)新設(shè)計。因此，對無人機模塊化設(shè)計進行規(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發(fā)成本，在減少研發(fā)時間的基礎(chǔ)上提高了產(chǎn)品的性能。模塊劃分不但是無人機設(shè)計過程中最基礎(chǔ)的內(nèi)容，還要較為重要的一個環(huán)節(jié)。科學的模塊劃分不僅能夠美化無人機的外形，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)人員需要切實地做好無人機的模塊劃分工作。對無人機的模塊劃分主要可以分為以下部分:(1)以用戶的實際需要為根本，通過對用戶的需要進行分析，并且進行分析，從而區(qū)分出不同的需求模塊。在這一過程中，不僅要注意底層的基本需求，還要充分地考慮到時間、環(huán)境等因素導(dǎo)致的需求改變。(2)把用戶的需求作為基礎(chǔ)，從功能層方面對無人機具有的各項功能展開分析，總結(jié)出無人機的各個功能，再將功能類似的部分劃分到一個單元模塊當中，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)計為出發(fā)點，對無人機的結(jié)構(gòu)進行模塊化劃分，以便和功能模塊相對應(yīng)，從而簡化模塊的劃分過程，全方位、多角度地開展模塊劃分工作。(4)按照現(xiàn)代技術(shù)的可行性，使得各個模塊可以進行生產(chǎn)制造，其中主要包括加工工藝、維護保養(yǎng)、回收等對無人機進行模塊劃分。(5)以無人機的整體形態(tài)為基礎(chǔ)，對其進行科學的調(diào)整，經(jīng)過專業(yè)人才的研究探討，形成最優(yōu)的劃分方案。無人機在進行模塊劃分之外，也能夠?qū)ζ渫庥^裝飾進行模塊劃分，其中包括色彩、標志、指示燈等。外觀裝飾所表達出來的產(chǎn)品語義存在著一定的差別，人們通過不一樣的裝飾模塊能夠設(shè)計出符合自身特點的模塊化無人機，從而滿足自身的個性化需要。最后，無人機的模塊和零件也需要進行標準化及通用化的生產(chǎn)。通過標準化的生產(chǎn)過程，可以使得無人機產(chǎn)品具備科學性和可靠性，極大的減少了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的性能指標。一方面，各個模塊可以進行迅速的組合，方式多樣化;另一方面，標準化的生產(chǎn)與設(shè)計過程能夠在最大程度上滿足人們的個性化需要以及市場需求，并且可以進行批量生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

4總結(jié)

本文通過對模塊化設(shè)計在無人機設(shè)計中的應(yīng)用研究，使我們了解到了，在無人機設(shè)計過程中，引入模塊化思想，不僅可以節(jié)約生產(chǎn)成本、降低市場風險、提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以實現(xiàn)配件通用化的目標，以便滿足不同任務(wù)需要下無人機的快速改裝、維修等工作。因此，要根據(jù)模塊化無人機的設(shè)計原則，對模塊化無人機的設(shè)計進行合理的規(guī)劃，以便將模塊化的設(shè)計理念充分地應(yīng)用到無人機的設(shè)計當中。

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篇5

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

[中圖分類號]F204 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0461（2015）07-0013-07

一、引 言

對于模塊化現(xiàn)象的系統(tǒng)研究始于20世紀60年代，諾貝爾經(jīng)濟學獎獲得者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立的互動子系統(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、主要類型和影響作用。一般認為，“模塊化”（Modularization）是將復(fù)雜系統(tǒng)分解成松散耦合的多個模塊，并使模塊之間通過標準界面進行互動的過程。在Schilling[1]看來，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)稱為模塊化系統(tǒng)。

當我們將這種模塊化系統(tǒng)的視角投射到企業(yè)層面上時，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)就是當前企業(yè)模塊化研究的最為關(guān)注的三個對象，現(xiàn)有文獻從多個層面和多個研究視角對產(chǎn)品模塊化、流程模塊化和組織模塊化進行了討論，2000年以來，不斷有專門研究發(fā)表在管理學、經(jīng)濟學的頂尖雜志上。值得注意的是，不少學者已經(jīng)開始關(guān)注三個模塊化現(xiàn)象之間的關(guān)聯(lián)作用，并試圖通過整合研究來發(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，然后對企業(yè)模塊化系統(tǒng)的三維架構(gòu)關(guān)系進行討論，緊接著分析了企業(yè)模塊化系統(tǒng)的創(chuàng)新績效影響這一關(guān)鍵問題的研究進展，最后得出結(jié)論并提出未來研究展望。

二、企業(yè)模塊化系統(tǒng)的三個維度

（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)分解為多個獨立發(fā)展并能協(xié)同工作的模塊的行為[2]。現(xiàn)有研究主要從架構(gòu)視角（Architectural view）和生命周期視角（Life-cycle view）對產(chǎn)品模塊化問題進行了研究（見表 1）。

架構(gòu)視角的相關(guān)研究認為，產(chǎn)品架構(gòu)描述了不同功能組件是如何通過界面規(guī)則聯(lián)結(jié)起來并共同實現(xiàn)產(chǎn)品功能的[3]。在集成化架構(gòu)下，產(chǎn)品組件通過較為模糊的界面規(guī)則形成緊密耦合關(guān)系，較難實現(xiàn)組件重用。在模塊化架構(gòu)下，產(chǎn)品組件通過較為明確的界面規(guī)則形成松散耦合關(guān)系，較易實現(xiàn)組件重用[4]。Shibata[5]通過對數(shù)控機床企業(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)研究認為，產(chǎn)品的模塊化程度在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)是動態(tài)變化的，當產(chǎn)品中的標準模塊超過平均比例水平以上時，就可以被稱為模塊化的產(chǎn)品[6]。Fixson[7]具體指出，在產(chǎn)品生命周期的設(shè)計、生產(chǎn)、使用和退出四個階段，產(chǎn)品模塊化的具體目標是有所差異的：在設(shè)計階段，產(chǎn)品模塊化的目標是為了在現(xiàn)有產(chǎn)品基礎(chǔ)上快速設(shè)計和響應(yīng)市場；在生產(chǎn)階段，產(chǎn)品模塊化的目標是便于制造、采購、集成和測試；在使用階段，產(chǎn)品模塊化的目標是為了易用性、可靠性和易維修性；在退出階段，產(chǎn)品模塊化的目標是環(huán)境友好、易拆解和可回收。企業(yè)對上述產(chǎn)品模塊化過程規(guī)律的把握程度，決定了具體產(chǎn)品在何種時間、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)的過程。早期對于流程的研究主要關(guān)注流程輸入和輸出的經(jīng)濟效應(yīng)，隨著20世紀90年代業(yè)務(wù)流程再造理論的發(fā)展，從運營和營銷視角分析流程的內(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)這一學術(shù)趨勢，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視角進行了探討（見表 2）。

流程分解視角的相關(guān)研究認為，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)的過程[12]。Buenstorf[11]認為流程模塊化需要滿足兩個條件：一是與用戶有關(guān)的產(chǎn)品屬性的修改必須由獨立的生產(chǎn)流程實現(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特征：①流程標準化（Process standardization），將流程分解為標準的子流程，可用于生產(chǎn)標準的基本單位，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，使得標準子流程能先發(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，這方面的研究更進一步地將流程模塊化問題從運作管理領(lǐng)域推進到戰(zhàn)略管理和商業(yè)模式研究領(lǐng)域。例如，Tanriverdi et al[14]在93家美國大中型企業(yè)實證研究的基礎(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)和需要大量后臺運作活動的內(nèi)容更適合內(nèi)包，Ellram et al[16]研究發(fā)現(xiàn)當組織感知到高風險時，便不傾向于將服務(wù)模塊進行離岸外包。

（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)部組織模塊化兩個方面對其進行了研究（見表 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，又能夠進行持續(xù)變革與解決問題的多個組織功能單元的過程[22，8]。內(nèi)部組織模塊化有兩個明顯的特征：第一個特征是小共同體的出現(xiàn)。Galunic&Eisenhardt[23]提出，企業(yè)的業(yè)務(wù)部門和項目團隊是具有“動態(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、責任和資源。類似地，Tu et al[24]提出，為響應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)流程的變化，企業(yè)可以通過重新組合“動態(tài)團隊”（Dynamic Teaming）來實現(xiàn)相關(guān)資源的整合和利用。第二個特征是組織學習的強化。組織單元通過持續(xù)學習增進自身能力，在更好實現(xiàn)組織模塊職能的同時，也實現(xiàn)與其他組織模塊的優(yōu)化匹配[22]。這種組織學習能力使得組織單元具有更強的自治能力，使高層管理者從常規(guī)任務(wù)監(jiān)督、問題處理等活動中解脫出來，更多地聚焦于關(guān)鍵任務(wù)，如戰(zhàn)略方向、目標設(shè)置等[25]。

外部組織模塊化是以內(nèi)部組織模塊化為基礎(chǔ)的[8]，該現(xiàn)象目前受到相對較多的研究關(guān)注。一般認為，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)狀組織形式的過程[26]。外部組織模塊化模糊了工業(yè)時代層級制組織的邊界，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)擴展，促進著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和離岸外包等商業(yè)活動的興起[27]。在學術(shù)上，模塊化組織網(wǎng)絡(luò)的治理機制[28]、組織學習問題和價值鏈構(gòu)建問題正成為研究新熱點[27，29]。

總體上看，對于企業(yè)模塊化系統(tǒng)的三個維度，每個維度都有兩個主流的研究視角。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產(chǎn)品模塊化所導(dǎo)致的企業(yè)行為進行分析。在流程模塊化方面，流程分解視角聚焦于流程標準化、流程重組和界面規(guī)則設(shè)計，流程外包視角則側(cè)重于對商業(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)問題?？梢钥吹剑a(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

上述文獻綜述分別聚焦于企業(yè)模塊化系統(tǒng)的三個維度，即產(chǎn)品模塊化、流程模塊化和組織模塊化。相關(guān)學者們在對各自的研究領(lǐng)域進行深耕之后，正努力地進行跨界分析，試圖從系統(tǒng)視角來研究企業(yè)層面的模塊化問題，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)的三個維度可以劃分為兩個方面，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，就產(chǎn)品模塊化對流程模塊化、產(chǎn)品模塊化對組織模塊化、流程模塊化對組織模塊化、組織模塊化對產(chǎn)品和流程模塊化這四種關(guān)系進行逐一討論。

（一）產(chǎn)品模塊化與流程模塊化的互動關(guān)系

多數(shù)研究認為，產(chǎn)品模塊化與流程模塊化之間存在著明顯的互動匹配關(guān)系。Sanchez&Mahoney[8]提出若要真正有效地實現(xiàn)產(chǎn)品模塊化，就必須把相應(yīng)的流程模塊化，Sanchez[12]在進一步的研究中提出，產(chǎn)品系統(tǒng)與流程系統(tǒng)是通過其背后的知識架構(gòu)而聯(lián)系在一起的，知識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)之間的互動關(guān)系。Muffatto&Roveda[32]在對三個產(chǎn)品族開發(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，就需要對生產(chǎn)流程進行清晰的界面關(guān)系界定。Salvador[33]在對六個產(chǎn)品族案例研究的基礎(chǔ)上也提出，若要有效地實現(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)的實證研究表明，擁有標準流程模塊的企業(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。

上述研究運用理論演繹、案例研究和數(shù)據(jù)實證的方法證明了產(chǎn)品模塊化與流程模塊化存在的互動匹配關(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。有學者指出，服務(wù)產(chǎn)品具有虛擬化的特征，并且高度依賴于服務(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)系簡單套用到服務(wù)業(yè)中來似乎是不可取的，未來研究需要在這一問題上進一步發(fā)掘。

（二）產(chǎn)品模塊化對組織模塊化的影響作用

一般認為，“產(chǎn)品設(shè)計組織”是運用模塊化理論展開創(chuàng)新時所必然面臨的現(xiàn)象[20]。產(chǎn)品模塊化使得整個產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)得以分解，分解出來的產(chǎn)品模塊，需要在松散耦合的組織模塊中得到深度開發(fā)[34]。這種產(chǎn)品模塊與組織模塊的映射關(guān)系推動著科層組織演變?yōu)槟K化組織。但是“產(chǎn)品設(shè)計組織的”原理的有效性則顯著受到環(huán)境動蕩性影響，Schilling&Steensma[26]在高動蕩環(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)通過分工與合作來獲取收益，其產(chǎn)品模塊化導(dǎo)致組織模塊化的特征更為明顯。在低動蕩環(huán)境中，企業(yè)可以單憑借一體化的規(guī)模優(yōu)勢，便可更好地降低成本，這時企業(yè)相對缺乏將組織模塊化的動力。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]所研究的計算行業(yè)、電子行業(yè)以及IT服務(wù)業(yè)都是處于高動態(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Brusoni&Prencipe[36]、Frigant&Talbot[30]等人所研究的飛機制造、化工等行業(yè)都處于低動態(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）流程模塊化對組織模塊化的影響作用

同樣，“流程設(shè)計組織”也是企業(yè)模塊化系統(tǒng)運行的另一規(guī)律。新興古典經(jīng)濟學認為勞動分工推動了組織的模塊化分解，分工的深化促進了各業(yè)務(wù)單元學習過程的深化，進而促進組織的專業(yè)化[36]。Sinha&Van de Ven[20]通過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]通過對沃爾沃汽車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)計劃、活動同步和資源共享方面建立起穩(wěn)固的協(xié)調(diào)機制，進而形成組織模塊。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關(guān)系：一方面，流程模塊化是組織模塊化的核心，它驅(qū)動組織結(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”實現(xiàn)的，一個“組織模塊”既可以只實現(xiàn)一項“流程模塊”功能，也可能同時實現(xiàn)多項“流程模塊”功能。流程模塊化對全球范圍內(nèi)的業(yè)務(wù)流程外包活動產(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）組織模塊化對產(chǎn)品和流程模塊化影響

反過來，組織模塊化對產(chǎn)品和流程的模塊化又存在何種影響呢？部分研究認為，組織模塊化在產(chǎn)品與過程模塊化對創(chuàng)新績效的關(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，因而其開發(fā)式學習過程的也能夠深化，這有利于組織單元對自身資源進行清晰甄別和持續(xù)積累，提高了組織學習能力，進而提升產(chǎn)品創(chuàng)新績效。還有研究認為，組織模塊化增強了組織單元通過互動規(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)實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新績效過程中的重要補充性資源（Complimentary resources），尤其是設(shè)計、營銷、制造和物流部門之間的職能整合更有利于產(chǎn)品創(chuàng)新績效提升[12]。Antonio et al[40]通過數(shù)據(jù)證明了組織整合與產(chǎn)品模塊化的交互作用時能使企業(yè)獲得更高的創(chuàng)新績效。

還有一些研究認為，組織模塊化在產(chǎn)品與過程模塊化對創(chuàng)新績效的關(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)計的可能性及其價值后指出，只有恰當?shù)慕M織層級結(jié)構(gòu)與合理的組織模塊化程度才能對產(chǎn)品模塊化與創(chuàng)新績效的關(guān)系起到積極的影響作用。Siggelkow&Levinthal[42]認為產(chǎn)品架構(gòu)與組織架構(gòu)之間關(guān)系應(yīng)當是動態(tài)匹配的，他們在建模分析基礎(chǔ)上提出，對于持續(xù)性的產(chǎn)品開發(fā)過程來說，組織結(jié)構(gòu)應(yīng)當具有“暫時性分權(quán)、隨后集中化”的過程，只有這樣才能為企業(yè)帶來更高的創(chuàng)新績效。

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

四、企業(yè)模塊化系統(tǒng)與創(chuàng)新績效

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)在這三個維度上的創(chuàng)新活動會給創(chuàng)新績效會帶來何種影響呢？

首先，現(xiàn)有研究主要從創(chuàng)新成本、創(chuàng)新風險和客戶滿意這三個方面對產(chǎn)品模塊化與創(chuàng)新績效關(guān)系進行了討論。從創(chuàng)新成本方面看，產(chǎn)品模塊化使得企業(yè)可以通過模塊共享獲取規(guī)模經(jīng)濟性[4]，并在產(chǎn)品多樣化程度提高的同時并不顯著增加庫存、物流等方面的成本[43]。從創(chuàng)新風險方面看，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，個別產(chǎn)品模塊的變化不會顯著影響到其它模塊，從而顯著降低了創(chuàng)新風險[44]。從客戶滿意方面看，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)計和生產(chǎn)，進而提升客戶滿意度[25]。

其次，現(xiàn)有文獻主要從產(chǎn)能優(yōu)化和成本優(yōu)化兩個角度對流程模塊化與創(chuàng)新績效關(guān)系進行了討論。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。當產(chǎn)品類型變化時，企業(yè)可以通過更換相應(yīng)的流程模塊來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的適應(yīng)能力；當產(chǎn)品需求量變化時，企業(yè)可以通過增減某些關(guān)鍵生產(chǎn)流程模塊，或升降系統(tǒng)的自動化程度來增減產(chǎn)量，同時保證一定的經(jīng)濟性[8]。從成本優(yōu)化角度看，Tanriverdi et al[14]認為，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)間流程的相互依賴程度較低，當流程提供商出現(xiàn)機會主義行為時，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]。

但是也有不少學者對企業(yè)模塊化系統(tǒng)與創(chuàng)新績效之間關(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（把相互依賴的系統(tǒng)進行模塊化的成本，即制定、普及設(shè)計規(guī)則的成本）、試驗成本（為了實現(xiàn)模塊化系統(tǒng)的潛在價值而開展的必要的試驗所需要的成本）和檢驗成本（檢驗?zāi)K是否與整體系統(tǒng)具有兼容性，哪一個模塊性能最好）[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)需要有較強的組織整合能力，產(chǎn)品、流程模塊化設(shè)計過程中所必須的知識、資源都需要企業(yè)從組織內(nèi)外部進行協(xié)調(diào)和整合[40，46]。另一方面，企業(yè)需要有較強的組織變革能力，產(chǎn)品和流程的主導(dǎo)架構(gòu)設(shè)計形成之后將會被編碼并嵌入在組織設(shè)計中，再一次的架構(gòu)創(chuàng)新對組織來說可能是極其危險的挑戰(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)新風險。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)新風險。

五、結(jié)語與展望

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)有文獻分別對產(chǎn)品、流程和組織的模塊化問題進行了區(qū)隔研究，從多個研究視角和研究層面得出了富有意義的觀點。本文運用系統(tǒng)思維對現(xiàn)有企業(yè)層面的模塊化研究進行了梳理，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，進而分析歸納了企業(yè)模塊化系統(tǒng)與創(chuàng)新績效之間關(guān)系。

基于已有的研究基礎(chǔ)，未來企業(yè)模塊化系統(tǒng)研究存在三個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)三個維度關(guān)聯(lián)機制。前文的研究綜述表明，部分學者已經(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關(guān)系，這一關(guān)系的探明對于服務(wù)業(yè)來說尤為顯得重要。另外，未來研究還需要分析管理創(chuàng)新范疇的組織模塊化對技術(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)的演進和管理機制的調(diào)整提供理論依據(jù)。

篇6

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

中圖分類號：P63文獻標識碼：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)測鉆進過程進行科學分析和科學決策的重要工具。鉆井參數(shù)儀駐澳包括：指重測量系統(tǒng)、轉(zhuǎn)盤扭矩測量系統(tǒng)、立管壓力測量系統(tǒng)、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和泵速測量系統(tǒng)、泥漿回流百分比測量系統(tǒng)等。隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，鉆井參數(shù)儀也在逐步改進和完善。而目前國內(nèi)的鉆井參數(shù)儀器存在的是這樣一些問題：現(xiàn)場服務(wù)跟不上油田用戶的需求，某些重要參數(shù)的測量不夠準確，現(xiàn)場安裝、拆卸的工作量較大等等。這些問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所在，那就是鉆井參數(shù)儀的模塊化設(shè)計。

二、什么是模塊化及其設(shè)計準則：

（一）模塊的概念

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

（二）模塊的分級

模塊的分級通常按使用功能和頻度可將其分為通用模塊、標準模塊、專用模塊和特制模塊，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，是用標準化的模塊組成一個系統(tǒng)。模塊化是標準化的高級形式，用最小的組合來構(gòu)成最多產(chǎn)品品種的標準化設(shè)計技術(shù)。這樣將會帶來很多的優(yōu)越性，它能提高產(chǎn)品的可靠性和可維護性，縮短研制周期，提高管理水平，減少研制經(jīng)費保證產(chǎn)品質(zhì)量。

（四）模塊化的特點

模塊化是一種系統(tǒng)科學技術(shù)滲透到標準化領(lǐng)域所形成的標準化方法，即以一定范圍內(nèi)系統(tǒng)的總功能為對象，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：從標準化屬性上看，是便標準化的高級形式。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。模塊是部件級甚至子系統(tǒng)級的通用互換，由模塊可以直接構(gòu)成整機以至大的系統(tǒng)，從而在更高層次上實現(xiàn)了簡化。在設(shè)計上，以用戶的多樣化要求為設(shè)計依據(jù)，反復(fù)分解組合優(yōu)化，進行全系列和跨系列的設(shè)計，以系統(tǒng)設(shè)計為中心，采用飛機模塊化設(shè)計原理，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，強調(diào)模塊的通用性，也強調(diào)模塊的互換性。

（五）模塊化設(shè)計理論

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

（六）模塊化設(shè)計準則

1、模塊劃分應(yīng)使模塊間相互作用最小，模塊功能獨立性最大；

2、模塊間機械、電氣接口要簡單，模塊可單獨拆卸；

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，應(yīng)使模塊所含的零件、子模塊等構(gòu)件對某種功能為最佳，而不是提供多種又分散的功能；

5、在系統(tǒng)設(shè)計時，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，要在電氣和機械上切實可行；

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)濟性。

三、參數(shù)儀的模塊化設(shè)計方法：

（一）系統(tǒng)解決方案設(shè)計

所謂系統(tǒng)解決方案設(shè)計是指采用哪一種現(xiàn)場總線技術(shù)，應(yīng)根據(jù)鉆井現(xiàn)場的特點，遵循抗干擾性強、可靠性高、組網(wǎng)簡單、成本低廉的基本準則進行設(shè)計。由于一般鉆井現(xiàn)場電氣要求可靠性高，現(xiàn)場布線少，安裝調(diào)試費用低，鉆井參數(shù)儀采用用于現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的開放網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線解決方案，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

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)和通信標準。接口設(shè)計過程中需要重點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)采用標準多芯航空插頭，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

參數(shù)測量方法力求簡單，傳感器在精度滿足的條件下對可靠性和穩(wěn)定性應(yīng)有更高要求，同時要有環(huán)境適應(yīng)性的特殊要求，輸出應(yīng)為標準信號。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)代測試技術(shù)指標和發(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)信號發(fā)送安裝性能及維修性、反復(fù)保安全、驅(qū)動部分的可靠性、壽命、價格、防腐防潮等指標方面要做到全面的平衡，防護等級不低于IP65安全防爆。模塊、電纜、測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)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的開放網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線解決方案，具有可靠性高、能抑制通訊線路上的噪聲、傳輸信號穩(wěn)定和組建現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)成本低的特點。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)計準則、設(shè)計內(nèi)容以及一些模塊化設(shè)計的具體方法。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)計則更是改進過程中的重中之重。希望本文提出的一些劃分和理論能對研究數(shù)字化鉆井系統(tǒng)的設(shè)計工程師們起到一定的參考作用。

參考文獻

[1]李加國.鉆井參數(shù)儀的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].江漢石油職工大學學報，2009（04）[2]張雷、郭衛(wèi)、劉志峰.模塊化設(shè)計中相似性評價的應(yīng)用[M].合肥工業(yè)大學玄寶（自然科學版），2011（01）.

篇7

關(guān)鍵詞:模塊； 模塊化； 噴泉設(shè)計；互換；通用 ；標準化

中圖分類號： S611 文獻標識碼：A 文章編號：

1模塊與產(chǎn)品模塊化設(shè)計

1.1模塊與產(chǎn)品模塊化設(shè)計的概念

模塊是構(gòu)成產(chǎn)品的一部分，具有獨立功能，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)計可以達到以下幾個目的：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)計經(jīng)驗，也可以重用整個產(chǎn)品生命周期中的采購、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)計人員使用具體模塊時根本不用高度關(guān)心內(nèi)部實現(xiàn)，而是可以使設(shè)計人員更多關(guān)注創(chuàng)意、個性化、滿足顧客需求。

1.2模塊的特點

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

① 模塊具有獨立的功能

模塊的功能是整個產(chǎn)品功能的組成部分，且這個功能是自我包含，自我實現(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)品功能是一對一的關(guān)系, 零部件的更改和產(chǎn)品功能的改善不會造成其他零部件和功能的調(diào)整。

③標準的幾何連接和一致的輸入、輸出接口

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

噴泉設(shè)備安裝工程現(xiàn)狀問題

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

一方面作為噴泉設(shè)備而言，所涉及的設(shè)備大多是非標設(shè)備，即使是同類項目，同類設(shè)備，同樣的工藝、工序，其制造安裝方法和具體現(xiàn)場情況也會有所不同，現(xiàn)場制作安裝往往難以保證質(zhì)量,給生產(chǎn)、安裝帶來一定的不確定性風險。

另一方面作為安裝工程來說，設(shè)備制造和安裝工程的產(chǎn)品雖存在空間跨度，但制造和安裝過程中的位置相對固定，各種機械設(shè)備、材料、施工人員都必須圍繞工程建設(shè)的進展而始終跟進，且工程安裝一旦完成，就處于一個相對固定的狀態(tài)，獨立功能不強，布局基本不變，拓展性不大,這對于客戶需要個性化定制與后期定位變動來說是無法滿足的。

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)場的施工工作量，于是模塊化設(shè)計、制作安裝應(yīng)運而生。

3噴泉模塊化設(shè)計的意義

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)計的意義我們可以從設(shè)計、施工、及客戶滿意度的角度體現(xiàn)出來。

3.1對產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)的意義

模塊是產(chǎn)品知識的載體，模塊的重用就是設(shè)計知識的重用，大量利用已有的經(jīng)過試驗、生產(chǎn)和市場驗證的模塊，可以降低設(shè)計風險，提高產(chǎn)品的可靠性和設(shè)計質(zhì)量。使設(shè)計人員容易掌握產(chǎn)品全局，屏蔽掉與自身領(lǐng)域無關(guān)的細節(jié)，從而關(guān)注更高層次的設(shè)計邏輯,關(guān)注創(chuàng)意。

對設(shè)計者而言,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)備模塊功能的獨立性和接口的一致性，使各個模塊可以相對獨立的設(shè)計和發(fā)展，可以進行并行設(shè)計、開發(fā)和并行試驗、驗證。模塊的不同組合能滿足用戶的多樣性需求，易于產(chǎn)品的配置和變型設(shè)計，同時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。加之計算機的可編程功能日益強大，使得模塊化組合噴泉的優(yōu)勢更加廣闊。

對于施工效率和加快進度的意義

成熟設(shè)計模塊的重用可大大縮短采購周期和生產(chǎn)制造周期，由于噴泉成套設(shè)備的標準化，統(tǒng)一性，可大批量采購原材料，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,可大批量儲存產(chǎn)品，以緩解工作量的變動對供貨造成的壓力，現(xiàn)場作業(yè)人員只要把每套噴泉設(shè)備模塊按圖紙定位放置,通過標準化接口把各模塊連接而成一個更大的成套模塊，達到設(shè)計者所要求的理想的噴水造型，該過程又快又好，從而加快施工進度，減少風險，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，同樣可以縮短維護服務(wù)周期和耗費資源時間，當某一設(shè)備模塊出現(xiàn)故障,管理人員即可迅速查出根源所在，針對性地一病治一病，一處病端不影響全局系統(tǒng)的運行，這就是模塊化噴泉產(chǎn)品設(shè)計對工程施工的一個重要優(yōu)勢所在。

3.3客戶滿意度的意義

任何一個企業(yè),我們產(chǎn)品最終面對的是客戶，客戶滿意度是一種從客戶角度客觀對企業(yè)經(jīng)營狀況進行評價的一種手段，并一直被作為判斷一個企業(yè)是否具有競爭優(yōu)勢的一種度量方法，也被作為度量商業(yè)經(jīng)濟運行健康的晴雨表。

工程建設(shè)的特點之一就是大額性，不僅實物形體龐大，而且造價高昂。噴泉作為建筑安裝工程的范疇，往往造價百萬、千萬甚至上億，造價的大額性使其關(guān)系到有關(guān)各方面的重大經(jīng)濟利益，無論所面對的客戶差錢不差錢，對產(chǎn)品的性價比是最為關(guān)注的，價值工程的核心問題就是性價比。往往關(guān)注它的成本、功能、擴展性、維護性、穩(wěn)定性，客戶的需求往往就是我們設(shè)計者建設(shè)者的最為關(guān)注的。

噴泉模塊化設(shè)計的分析

在這里，我們從以下三方面分析噴泉模塊化設(shè)計的理解：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，他必須是一對一的關(guān)系，即它功能是獨立的、不受其它組件影響的。構(gòu)成一套噴泉運行系統(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)成一個具有工藝功能的單獨噴泉模塊的基本要素就是一個控制點、一條線路、一套水泵、一套管路、一組噴嘴。運抵現(xiàn)場后固定就位，只要按工藝要求連通輸入和輸出接口，接通電源和自動控制的信息回路，就可投入單體試運轉(zhuǎn)，這種一對一的關(guān)系集合成一個小型的噴泉運行系統(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

為了實現(xiàn)同類模塊之間的互換，必須進行接口和輸入輸出接口設(shè)計。由于模塊的功能必須考慮在一系列產(chǎn)品中互換的問題，因此某些模塊的功能在某一個產(chǎn)品中有可能是冗余的，這種功能的部分冗余帶來的是很強的擴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，模塊既強調(diào)自身功能的獨立性，又強調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的歸屬性，就是所謂的二元性。無論噴泉模塊如何增減，如何互換調(diào)整變動，其控制系統(tǒng)通過歸結(jié)接口統(tǒng)一中央系統(tǒng)控制。

5噴泉產(chǎn)品模塊化應(yīng)用實例

【案例】剛果布拉柴維爾百米變頻跑泉

隨著涉外工程機會的日益增多，每當我們承接到海外工程時，往往受多重條件限制，難以投入大量的人力出國安裝，但我們通過對該工程項目進行模塊化設(shè)計后，對方即使沒有噴泉專業(yè)施工經(jīng)驗，也可通過標準化接口，輕松安裝。

以剛果布拉柴維爾百米變頻跑泉的設(shè)計和施工過程為例：將噴泉設(shè)備及構(gòu)架模塊化，劃分100個單元的變頻跑泉模塊，事先預(yù)制每個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)成一個標準模塊，控制柜里每個水泵與水下燈受獨立的控制元器件控制，組成各自獨立的模塊，通過海外運輸至現(xiàn)場，當對方安裝完畢后，我方委派一名專業(yè)工程師協(xié)同完成組裝調(diào)試工作，及相關(guān)的售后維護指導(dǎo)。

通過模塊化設(shè)計施工，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)場施工時間及勞動力的投入，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)場工程概況，甚至連水池大小，水池深度都尚在待定中，對于設(shè)計者來說，根據(jù)外賓的大概意思，以最快的速度設(shè)計出一套適合的噴泉，是有難度的。沒有具體的參數(shù)提供，工廠亦無法定制產(chǎn)品。所以，我們通過噴泉設(shè)備的整合精簡，噴泉設(shè)備模塊化后，現(xiàn)場只要把每一模塊通過標準安裝接口，按編號一個接一個組裝即可。 所以施工過程是模塊的組裝過程，模塊化保證了非常規(guī)設(shè)計的質(zhì)量和工程質(zhì)量，尤其是以難以想象的高速度爭得了極其寶貴的時間。

6結(jié)論

可見，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計可解決噴泉安裝工程一系列問題。是解決目前制造企業(yè)產(chǎn)品的標準化、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、標準化和通用化來縮短施工工期、降低成本、提高質(zhì)量，另一方面還要不斷地進行產(chǎn)品創(chuàng)新使產(chǎn)品越來越個性化，滿足客戶的定制需求。

產(chǎn)品模塊化設(shè)計是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，勢必會對在未來噴泉行業(yè)帶來深遠的影響。三流的企業(yè)賣產(chǎn)品，二流的企業(yè)賣技術(shù)，一流的企業(yè)賣服務(wù)，而超級企業(yè)賣標準。行業(yè)中的模塊化實際上就是行業(yè)的標準，誰在競爭中取得制訂行業(yè)標準的能力，誰就會成為超級企業(yè)！

7參考文獻

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

[3] 建筑給水排水設(shè)計規(guī)范（GB50015-2003）[S]．北京：中國計劃出版社，2003．

篇8

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

自1919年美國設(shè)計師西奈爾在自己的事務(wù)所信封上印制“工業(yè)設(shè)計”一詞以來，工業(yè)設(shè)計的領(lǐng)域逐步形成，直至今天，工業(yè)設(shè)計對社會、對生活的影響力無處不在，達到了空前程度。這使工業(yè)設(shè)計的教育既充滿希望又面臨挑戰(zhàn)，既要緊跟時代的發(fā)展又要不斷地進行創(chuàng)新與變革。以往的工業(yè)設(shè)計課程繁多，各門課程相互獨立，標準化、齊一化的課程設(shè)置壓制了學生的學習興趣及多樣化、個性化的需要，這導(dǎo)致了學生學習中的壓力過大并產(chǎn)生挫折感，形成了不良的負面情緒。筆者通過對國內(nèi)外院校工業(yè)設(shè)計課程的梳理及研究，結(jié)合實踐經(jīng)驗對課程設(shè)置及課程教學進行重新編排，摸索出一套模塊化的教育教學研究方法。

模塊化教育模式興起于20世紀70年代，主要包括模塊式技能培訓(xùn)模式（Modules of Employable Skills，簡稱MES）與能力本位教育模式（Competency Based Education，簡稱CBE）。在工業(yè)設(shè)計教學改革中，融合運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中的模塊化兩個方面，打破了以往的課程體系、教學內(nèi)容規(guī)范化、單一化的局面，增加了知行能力及實訓(xùn)技能的培養(yǎng)。

一、課程設(shè)置中的模塊化研究

隨著我國教育體制改革的不斷深入，如何推進工業(yè)設(shè)計專業(yè)的教育改革與發(fā)展，培養(yǎng)適合市場需求的高素質(zhì)人才和實用型技術(shù)人才，已成為當前專業(yè)課程設(shè)置面臨的主要問題。工業(yè)設(shè)計專業(yè)課程設(shè)置中運用了模塊化的研究方法，從培養(yǎng)目標的定位、課程門類的劃分、課程設(shè)置、學時學分分配、教學進程的安排、課程標準的制定等方面都做了統(tǒng)一的構(gòu)建。對專業(yè)課程進行重新組合，徹底打破原有的學科型課程內(nèi)容與結(jié)構(gòu)，遵循從簡單到復(fù)雜、單一到復(fù)合、初級到高級螺旋上升的認識規(guī)律，將全部課程按照一定標準進行分解與整合，使其成為多個相對獨立的教學模塊，學生可以根據(jù)自己的興趣愛好和就業(yè)取向?qū)Σ煌K進行選擇和搭配，從而實現(xiàn)不同的教學目標和人才培養(yǎng)要求。

課程設(shè)置中的模塊化分為通識教育課程模塊、學科基礎(chǔ)課程模塊、專業(yè)課程模塊、實踐性教學模塊四個模塊。

1.通識教育課程模塊。通識教育課程模塊主要涉及大學生所必須學習的大學英語、大學計算機基礎(chǔ)、中國近現(xiàn)代史綱要、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策等課程，主要加強學生的人格塑造，道德理想、情商的培養(yǎng)以及促使學生的公共實踐能力和基礎(chǔ)實踐能力和諧發(fā)展。

2.學科基礎(chǔ)課程模塊。學科基礎(chǔ)課程模塊主要包括涉及專業(yè)課程的相關(guān)基礎(chǔ)課程，如專業(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)計表現(xiàn)、計算機輔助產(chǎn)品設(shè)計等課程，其目的是為培養(yǎng)學生具備合理的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)，為培養(yǎng)專業(yè)實踐能力奠定基礎(chǔ)。

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

（1）專業(yè)主干課模塊主要指相應(yīng)的專業(yè)基本理論知識和基本技能知識，包括工業(yè)設(shè)計史、機械設(shè)計基礎(chǔ)、工程制圖、材料與工藝、設(shè)計程序與分析、設(shè)計方法學、人機工程學等課程。教授學生學會從專業(yè)的角度去認識問題，并逐漸學會應(yīng)用專業(yè)理論進行實踐的項目設(shè)計。

（2）專業(yè)選修課模塊根據(jù)學生的特長、興趣愛好等對學生進行有針對性的培養(yǎng)，主要包括產(chǎn)品造型、交通工具、雕塑設(shè)計、玩具設(shè)計等方向。學生可以根據(jù)自己的興趣、水平、能力及就業(yè)取向進行相應(yīng)課程方向的選擇，從而加強學生的專業(yè)知識深度，以更好適應(yīng)社會的職業(yè)需求。

4.實踐性教學模塊。實踐性教學模塊主要運用項目教學、案例教學和情景教學為特色的技能教學模式，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的運用能力，提高實際技能操作能力。實踐性教學增加了學生親自動手操作的機會，在實踐中檢驗學習的效果，在實踐中發(fā)展，將學生培養(yǎng)成應(yīng)用型人才。

二、課程教學中的模塊化研究

在課程教學中運用模塊化的設(shè)計方法能夠充分調(diào)動起學生的學習積極性和能動性，引導(dǎo)學生開發(fā)創(chuàng)造創(chuàng)新能力。在工業(yè)設(shè)計的課程教學中，模塊化的運用主要體現(xiàn)在項目教學模塊、案例教學模塊、產(chǎn)品設(shè)計模塊三個方面。

在項目教學模塊中，其項目來源有教師指定設(shè)計項目、網(wǎng)絡(luò)參賽項目及合作公司的研究開發(fā)項目。在教學中結(jié)合項目進行設(shè)計實踐，使學生從收集信息、市場調(diào)研、設(shè)計定位、草圖設(shè)計、方案選擇、方案實施與評價一系列的設(shè)計程序出發(fā)，親身了解設(shè)計過程，培養(yǎng)他們理論知識和設(shè)計實踐的結(jié)合能力。以校企合作為途徑的模塊化實訓(xùn)基地建設(shè)增加了學生參與實踐項目的機會。例如，學院與廣東工業(yè)設(shè)計城簽約實習基地，聘請具有多年實踐工作經(jīng)驗的企業(yè)負責人和設(shè)計師擔任客座教授，開展全面人才培養(yǎng)的合作模式。學生從大二開始與廣東工業(yè)設(shè)計城內(nèi)設(shè)計公司開展一對一跟蹤培養(yǎng)模式，由設(shè)計城的知名設(shè)計師親自指導(dǎo)和跟蹤培養(yǎng)學生，直到完成畢業(yè)設(shè)計，經(jīng)考核合格后直接加入所在公司就業(yè)，這有利于學生知識結(jié)構(gòu)的職業(yè)定向培養(yǎng)，還補充了校內(nèi)實踐師資力量。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，有利于產(chǎn)、學、研優(yōu)勢互補及結(jié)合。

案例教學模塊是指在針對某一解決問題和決策的行為環(huán)境中，形成職業(yè)行為能力的一種方法。案例教學模塊結(jié)合實際的設(shè)計案例進行設(shè)計分析，圖文并茂地講解有利于增強學生分析問題的接受能力與解決問題的理解能力。在工業(yè)設(shè)計中，通常以知名設(shè)計公司成功開發(fā)的產(chǎn)品設(shè)計為案例，解析其設(shè)計原則、思維特征、產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)意與形態(tài)表達之間的互動關(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，將成功的案例經(jīng)驗與失敗的案例教訓(xùn)相互對照，拓寬設(shè)計思路，增強學生分析問題及解決問題的能力。例如，由工程師布里爾花費7年時間為克萊斯勒公司設(shè)計的“氣流型”小汽車，雖然充分考慮了空氣動力學原理，對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及機械性能也進行了精心設(shè)計，具有可靠性、舒適性及可行性，但最終銷售失敗，其原因在于外觀造型過于標新立異，不能符合同時代消費者的審美觀念；斯堪的納維亞的漢寧森設(shè)計的PH燈具至今仍暢銷而經(jīng)久不衰，在于其具有極高的美學價值和科學的照明原理。

在具體的產(chǎn)品設(shè)計中運用模塊化設(shè)計方法，在一定程度上產(chǎn)生了標準化、通用化設(shè)計。根據(jù)模塊的定義，“為便于擴展功能及更換而按標準化設(shè)計并組裝起來的硬件積木塊”。①1907年，德國建筑師、設(shè)計師貝倫斯為AEG公司設(shè)計的電水壺，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。這種運用有限的標準零件靈活組合，可以提供多樣化的選擇，同時可以大批量生產(chǎn)滿足巨大市場需求。②德國是最早使用模塊化設(shè)計方法的國家，甚至產(chǎn)生了產(chǎn)品中的系統(tǒng)設(shè)計方法，將產(chǎn)品標準化生產(chǎn)與多樣性的選擇結(jié)合起來，滿足了消費者的需求。系統(tǒng)設(shè)計不僅具有功能上的系統(tǒng)性，在造型上也多以簡便、可組合的形態(tài)為主，因此產(chǎn)品的造型中幾何化、直角化的趨勢較為嚴重。例如，古洛特與拉姆斯設(shè)計的袖珍型電唱機收音機組合采用方形體的造型、標準化的部件，可分開使用，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)品造型風格統(tǒng)一性以及造型符號的完整性，但同時卻不利于市場的個性化需求。

工業(yè)設(shè)計專業(yè)模塊化的教學改革從課程設(shè)置、學時分配、教學內(nèi)容、教學方法、教學手段等方面進行探討，旨在充分調(diào)動起學生的學習積極性和能動性，引導(dǎo)學生開發(fā)創(chuàng)造創(chuàng)新能力，促進專業(yè)教學質(zhì)量的提升。

（注：本文為2010年武漢工程大學教學研究項目，項目編號：X201035）

注釋：

①鄭家亨.統(tǒng)計大辭典[K].北京：中國統(tǒng)計出版社，1995.

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

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[關(guān)鍵詞]槍械設(shè)計 模塊化設(shè)計 技巧

中圖分類號：T231 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）11-0262-01

前言

一把好槍被世人喜愛，AK47市場占有量達到幾億支，歷經(jīng)幾十年經(jīng)久不衰，好評如潮，成為槍械設(shè)計的經(jīng)典，可以說設(shè)計決定了AK47的外觀樣式、性能指標、使用壽命，更賦予了AK47強大的的產(chǎn)品競爭力。

傳統(tǒng)的設(shè)計方法我們用起來得心應(yīng)手，但有很多不足，設(shè)計繁雜、任務(wù)量大、設(shè)計時間長、沒有統(tǒng)一的設(shè)計思想和標準。因此，在設(shè)計其他產(chǎn)品時，只能借鑒不能借用，在計算機設(shè)計軟件應(yīng)用以來，特別是三維建模軟件的應(yīng)用，催生出了新的設(shè)計理論和方法，模塊化設(shè)計由此誕生。

一、模塊化設(shè)計

1.什么是模塊化

是程序的編寫不是開始就逐條錄入計算機語句和指令，而是首先用主程序、子程序、子過程等框架把軟件的主要結(jié)構(gòu)和流程描述出來，并定義和調(diào)試好各個框架之間的輸入、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。以功能塊為單位進行程序設(shè)計，實現(xiàn)其求解算法的方法稱為模塊化。

2.什么是模塊化設(shè)計 是指在對一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同格的產(chǎn)品進行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場的不同需求的設(shè)計方法。

3.模塊化設(shè)計特征：

相對獨立性，可以對模塊單獨進行設(shè)計、制造、調(diào)試、修改和存儲，這便于由不同的專業(yè)化企業(yè)分別進行生產(chǎn)；

互換性，模塊接口部位的結(jié)構(gòu)、尺寸和參數(shù)標準化，容易實現(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，有利于實現(xiàn)橫系列、縱系列產(chǎn)品間的模塊的通用，實現(xiàn)跨系列產(chǎn)品間的模塊的通用。

二、模塊化設(shè)計的應(yīng)用

1.怎樣劃分模塊

產(chǎn)品模塊化設(shè)計中，理論劃分可歸納如下：

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

（2）功能及加工和組合要求分類：包括基本模塊、通用模塊、專用模塊；

（3）接口組合要求分類：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，邊界到哪里沒有定式，模塊單元的劃分是傳統(tǒng)機械設(shè)計中的部件劃分，這些部件雖然是獨立的模塊，但也有各自不擾的功能，方便組合和拆卸；一個零件可以是一個模塊，部件模塊內(nèi)可以有若干個零件模塊，以此類推。

2.傳統(tǒng)機械設(shè)計中的總成、部件、零件等模塊化分舉例

以貨車為例，原來劃分為：發(fā)動機總成、變速箱總成、底盤總成（二類底盤）、駕駛室總成、貨箱總成等，現(xiàn)在可以把每一個總成叫做一個模塊，將五個模塊組合以后成為更大的系統(tǒng)模塊――貨車模塊。

發(fā)動機（總成）模塊由燃油系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、配氣機構(gòu)、曲柄連桿機構(gòu)等組成，每一個系統(tǒng)或機構(gòu)又是一個系統(tǒng)級模塊，里面包含著總成級的模塊；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、噴油嘴等把每一個總成單元都視為模塊，這些模塊都是由不同的零件級模塊組成的，表現(xiàn)出不同的性能指標、輸入、輸出接口、體積大小、安裝形式等，該特性是獨有的，可以通過零件模塊尺寸參數(shù)的調(diào)整，進而調(diào)整總成單元模塊的特性。

變速箱（總成）模塊、 底盤（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

一臺貨車設(shè)計完成，也是完成了各層級的模塊化設(shè)計。每個模塊都是參數(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、信息量大小歸檔到不同的模塊模型庫，在以后的設(shè)計中就可以借閱、參考、使用。

三、槍械模塊化設(shè)計

注：只就設(shè)計而設(shè)計，不涉及開發(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，不改變產(chǎn)品主要參數(shù)的情況下，利用模塊改變產(chǎn)品，也可以在同一類型產(chǎn)品中，對不同規(guī)格的產(chǎn)品重新設(shè)計。

在槍械設(shè)計時，要求設(shè)計師在充分地研究和理解設(shè)計任務(wù)書中的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標的基礎(chǔ)上，再結(jié)合現(xiàn)有同類產(chǎn)品的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標，提出槍械的總體設(shè)計方案。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)指標確定槍管長度，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、造型和人機功效等。

2.自動機方式（在彈種確定的情況下）是決定整槍體積的又一個重要因素，自動機是槍械的核心部件，從后坐拋殼、到復(fù)進推上膛、閉鎖終止，運動空間大，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的重要依據(jù)，自動機方式確定之后，整槍體積的三分之二確認完成。

下面機構(gòu)參數(shù)的確認省略

3.供彈機構(gòu)的確定

4.擊發(fā)機構(gòu)的確定

5.機匣結(jié)構(gòu)的確定

6.槍托、護木的確定

7.其他零部件的確定。

這些是總體設(shè)計方案的細化，明確了各個機構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)形式，也是為在模塊模型庫中選擇模塊設(shè)定條件。

四、槍械模塊化設(shè)計中總裝圖的繪制及模塊的選用

1.根據(jù)總體設(shè)計方案創(chuàng)建平面布置圖，根據(jù)GJB（或CIP、SAAMI）標準、人機功效的要求，先標注出槍管火線的中心線及后斷面位置，還要精確標注閉鎖間隙尺寸，再用圖框大致標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)計方案平面布置圖各總成模塊的位置，在模塊模型庫中選用并插入相應(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)定自動機軸線與槍管軸線同軸，自動機模塊底窩前斷面與槍管后端面依據(jù)閉鎖間隙定位。自動機根據(jù)子彈的物理結(jié)構(gòu)尺寸，修改自動機機構(gòu)參數(shù)尺寸，同時修改自動機工作循環(huán)圖，從新分配自動機能量，以保證后坐拋殼、推上膛、閉鎖等動作可靠完成，并進行射擊頻率的評估。

4.在裝配體模式下，對供彈機構(gòu)模塊進行調(diào)整。根據(jù)供彈機構(gòu)中子彈與槍管后斷面、子彈與自動機相對位置關(guān)系，初步確定供彈機構(gòu)模塊接口位置。

下面機構(gòu)模塊都是按各機構(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)機構(gòu)的確定

6.機匣結(jié)構(gòu)的確定

7.槍托、護木的確定

8.其他零部件的確定。

五、槍械模塊化設(shè)計中機構(gòu)模塊的調(diào)整

模塊可以在整槍的裝配體中調(diào)整，那樣準確率較高，但效率很低，一是計算機運行較慢，二是任務(wù)沒有分解，分工不明確，沒有發(fā)揮團隊力量；模塊從裝配體中提出來，在各自的模塊環(huán)境中運行，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)計開發(fā)、試驗調(diào)試的始終。

六、結(jié)論

模塊化設(shè)計優(yōu)點很多，經(jīng)多次嘗試，就會熟能生巧。通過加、減、換、改相應(yīng)模塊以構(gòu)成新的產(chǎn)品，并滿足裝備產(chǎn)品的功能指說囊求。為開發(fā)具有多種功能的不同產(chǎn)品，不必對每種產(chǎn)品施以單獨設(shè)計，而是精心設(shè)計出多種模塊，經(jīng)過不同方式的組合來構(gòu)成不同產(chǎn)品，以解決產(chǎn)品品種、規(guī)格與設(shè)計制造周期、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，有著多樣化的特點，在一定程度上滿足了客戶的不同需求，使設(shè)計效率和質(zhì)量得到了有效的提升，在槍械的設(shè)計加入模塊化設(shè)計，可以使槍械的設(shè)計得到有效的提高，也使槍械的整體性能得到提升。

參考文獻

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>> 面向大規(guī)模定制的服務(wù)模塊化研究 大規(guī)模定制環(huán)境下的工程機械模塊化設(shè)計策略 基于大規(guī)模定制的服務(wù)模塊化平臺模型設(shè)計 基于模塊化的大規(guī)模定制產(chǎn)品裝配協(xié)作組的建立 大規(guī)模定制模塊化生產(chǎn)的模塊預(yù)投產(chǎn)技術(shù) 模塊化在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用研究 模塊化設(shè)計理念在PPT多媒體課件中的應(yīng)用研究 塑木材料在模塊化家具中的應(yīng)用研究 模塊化在發(fā)電企業(yè)信息機房建設(shè)中的應(yīng)用研究 模塊化教學在高職計算機基礎(chǔ)教學中的應(yīng)用研究 談大規(guī)模定制設(shè)計在離心機研制中的應(yīng)用 大規(guī)模定制的服裝設(shè)計過程 PDM在電機模塊化設(shè)計中的應(yīng)用 程序模塊化設(shè)計思想在高師教學設(shè)計課程中的應(yīng)用研究 模塊化教學模式在中職服裝專業(yè)中的應(yīng)用 物業(yè)服務(wù)行業(yè)的大規(guī)模定制服務(wù)外包應(yīng)用研究 模塊化教學在“思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)”課教學中的應(yīng)用研究 基于符號語義的產(chǎn)品模塊化設(shè)計原則及應(yīng)用研究 模塊化教學在車工專業(yè)教學中的應(yīng)用研究 作業(yè)成本法在大規(guī)模定制下的應(yīng)用 常見問題解答 當前所在位置：

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