時(shí)間：2023-11-01 10:05:16
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關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計(jì) 切割分排機(jī) 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械壓力機(jī)
中圖分類號：TH12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（a）-0041-02
當(dāng)前，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶群體由原先集中式變?yōu)閭€(gè)體戶，在機(jī)械產(chǎn)品需求方面用戶呈現(xiàn)出多樣化和個(gè)性化特點(diǎn)，從而提出了低成本、高質(zhì)量和個(gè)性化方面的更高要求，這就使機(jī)械制造商面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。模塊化設(shè)計(jì)制造是在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中引入模塊化思想，同時(shí)柔性加工技術(shù)、成組技術(shù)、CAD技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用，將同一功能的機(jī)械產(chǎn)品單元設(shè)計(jì)為性能各異、可以互換的模塊，重點(diǎn)解決是機(jī)械設(shè)計(jì)制造周期、成本與款式、規(guī)制之間的關(guān)系。設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品系列化模塊化可帶來精度高，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的優(yōu)勢。模塊化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品大規(guī)模定制、使產(chǎn)品越加符合當(dāng)前市場需求的有效方法之一，有利于提高企業(yè)在市場的核心競爭力。
1 模塊化設(shè)計(jì)概述
1.1 模塊化設(shè)計(jì)定義及目的
模塊化設(shè)計(jì)的界定是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)的不斷發(fā)展中逐步形成的，它指的是在某一范圍內(nèi)為滿足市場的不同需求，根據(jù)功能分析為基礎(chǔ)，對功能相同或者相同功能而性能、規(guī)格各異的產(chǎn)品進(jìn)行劃分，并以功能模塊形式進(jìn)行系列設(shè)計(jì)，以期達(dá)到變通對模塊的選擇和組合，即可構(gòu)成顧客定制的個(gè)性化產(chǎn)品。其內(nèi)容包括創(chuàng)建和組合，其中模塊是具有一定功能的零件、組件或部件，一般為批量生產(chǎn)。鑒于不同模塊可組合成差異化產(chǎn)品，設(shè)計(jì)的重用率因而得以提升，使設(shè)計(jì)成本大大降低，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)速度的提升及定制設(shè)計(jì)規(guī)模化。
模塊化設(shè)計(jì)的宗旨為用設(shè)計(jì)上的少變?nèi)M足客戶需求的多變；以設(shè)計(jì)時(shí)間的最少投入、加工速度的專業(yè)化來提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率、縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，應(yīng)對市場中交貨期的日益縮短；采用最有效的方式取得最快速的產(chǎn)品創(chuàng)新；設(shè)計(jì)方法從組合上求創(chuàng)新、并從功能角度出發(fā)，達(dá)到產(chǎn)品通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，使其可靠性及質(zhì)量得以提升，通過平臺的建立、共享產(chǎn)品通用模塊，滿足產(chǎn)品大量定制下的經(jīng)濟(jì)效益規(guī)?；ＤK化設(shè)計(jì)同時(shí)具有如下優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品內(nèi)部繁復(fù)性減少，同時(shí)產(chǎn)品外部增加多樣性，客戶需求與企業(yè)目標(biāo)之間的差距得以協(xié)調(diào)；模塊化產(chǎn)品的配置設(shè)計(jì)通過規(guī)?；_發(fā)迅速提高，生產(chǎn)成本得到降低；設(shè)計(jì)人員得以減輕工作強(qiáng)度，可使其投入更多精力在技術(shù)上創(chuàng)新；在適應(yīng)生產(chǎn)的定制規(guī)?；瑫r(shí)也可適應(yīng)個(gè)性化產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)；模塊的高質(zhì)量和可靠性有利于定制產(chǎn)品成功率一次達(dá)標(biāo)；基于模塊的封裝性，拆卸和組裝變得更為便捷，還可以模塊為單元進(jìn)行拆裝維修，操作空間、測試設(shè)備限制不存在，維修工作極大簡化，加快維修速度與效率。
1.2 模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)
模塊化設(shè)計(jì)具有獨(dú)立性、通用性、互換性和系列化等特點(diǎn)。每個(gè)模塊都是相互獨(dú)立的，只具有對外的接口，為提高其性能，可在不調(diào)整外部接口的前提下，開始獨(dú)立設(shè)計(jì)和優(yōu)化各個(gè)模塊。模塊化設(shè)計(jì)具有較大范圍的通用化特征，每個(gè)模塊的組成結(jié)構(gòu)相對固定，參數(shù)、性能、對外接口形式和尺寸等也基本上固定不變，當(dāng)模塊屬性能滿足產(chǎn)品部分功能需求，不管是在產(chǎn)品橫系列還是縱系列模塊都能通用。模塊本身所具備的屬性使其在整體產(chǎn)品中占據(jù)相當(dāng)重要的地位，無論是在其整體的設(shè)計(jì)過程中還是維修期間，都比常規(guī)設(shè)計(jì)更加方便，在必要情況下可以只更新模塊，互換性很強(qiáng)。若一批模塊外形相似且名稱相同，但參數(shù)大小各異，那么模塊系列就此形成，模塊的系列化使其不但適用于產(chǎn)品系列，還能單獨(dú)適用于個(gè)性化產(chǎn)品中，在相應(yīng)范圍內(nèi)構(gòu)成不同功能或功能相同性能各異的多種產(chǎn)品。
1.3 模塊化設(shè)計(jì)方法
進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，相較模塊設(shè)計(jì)的系列化，合理劃分模塊變得極為重要，不僅需考慮管理與制造的方便、進(jìn)行模塊組合的時(shí)候是否能靈活地組合以及在系統(tǒng)中的可更換性，同時(shí)考慮模塊系列的擴(kuò)展及變型產(chǎn)品的輻射。劃分原則為焊接件簡化、外購件簡化、借用子裝配體簡化的原則，促使更多產(chǎn)品的組成。在模塊化設(shè)計(jì)過程中，還要注意模塊中具有接口特征的可調(diào)換性與組合性兩個(gè)通重要特征，進(jìn)一步提高模塊標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化及通用化程度。
模塊化在設(shè)計(jì)方式上，主要包括全系列模塊化設(shè)計(jì)、縱系列模塊化設(shè)計(jì)、橫系列模塊化設(shè)計(jì)和跨系列模塊化設(shè)計(jì)。模塊化設(shè)計(jì)的橫系列指產(chǎn)品主要參數(shù)不改變情況下，以基型產(chǎn)品為基礎(chǔ)，通過模塊發(fā)展變形產(chǎn)品，該設(shè)計(jì)方式極易實(shí)現(xiàn)，比如更換端面銑床的銑頭可加裝立銑頭形成立式銑床，加裝臥銑頭形成臥式銑床，加裝轉(zhuǎn)塔銑頭形成轉(zhuǎn)塔銑床?？v系列模塊化設(shè)計(jì)是在同一類型中對不同規(guī)格的基型產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，即通過合理劃分區(qū)段，使與動力參數(shù)相關(guān)的模塊僅通用于同一區(qū)段內(nèi)，而與尺寸或動力無關(guān)的模塊通用于更廣范圍。模塊化設(shè)計(jì)全系列包括橫系列及縱系列兩項(xiàng)設(shè)計(jì)，例如運(yùn)用設(shè)計(jì)方式橫系列，通過更換端面銑床的銑頭形成立式銑床、臥式銑床、轉(zhuǎn)塔銑床等橫系列產(chǎn)品，還可改變工具銑床身和橫梁的高度和長度，形成縱系列產(chǎn)品?？缦盗挟a(chǎn)品設(shè)計(jì)就是改變某些模塊得到其他系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方式，此類設(shè)計(jì)方式主要是基于模塊化設(shè)計(jì)全系列適用結(jié)構(gòu)比較相似的模塊化設(shè)計(jì)跨系列產(chǎn)品上，比如德國某廠生產(chǎn)的模塊化鏜銑床通過橫系列模塊化設(shè)計(jì)方式發(fā)展為數(shù)控及各型鏜銑加工中心，在此基礎(chǔ)上，對立柱、滑座、工作臺進(jìn)行更換，原有模塊化鏜銑床可變?yōu)榭缦盗械穆涞冂M床。
在機(jī)械設(shè)計(jì)中，模塊化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作過程是兩個(gè)不同層次的過程，而事實(shí)上，技術(shù)系統(tǒng)與模塊化設(shè)計(jì)遵循基本相似的設(shè)計(jì)流程，而較為復(fù)雜的模塊化設(shè)計(jì)，成本費(fèi)用更高，還需確保各個(gè)零部件功能的發(fā)揮不是單一的。模塊化設(shè)計(jì)流程在機(jī)械設(shè)計(jì)中運(yùn)用，見圖1。
2 模塊化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用
機(jī)械設(shè)計(jì)是指滿足經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及相應(yīng)技術(shù)的條件下，求解功能需求并最終鎖定最優(yōu)綜合方案的進(jìn)程，該進(jìn)程具有綜合性、多解性、近似性和層次性的特點(diǎn)，成為創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品的核心和基礎(chǔ)，從根本上決定著機(jī)械產(chǎn)品的功能、性能、質(zhì)量和成本。當(dāng)前，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶群體由原先集中式變?yōu)閭€(gè)體戶，對機(jī)械產(chǎn)品用戶需求呈現(xiàn)個(gè)性化及多樣化特點(diǎn)，在個(gè)性化、高質(zhì)量及低成本方面顯示出更高要求。設(shè)計(jì)制造模塊化成為制造業(yè)面對上述挑戰(zhàn)的主要方式，基于產(chǎn)品模塊化的合理體系，個(gè)性化且滿足客戶需求的產(chǎn)品可快速組合成，同時(shí)還能通過批量生產(chǎn)與管理通用模塊降低生產(chǎn)和管理成本。
2.1 模塊化設(shè)計(jì)在機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
模塊化設(shè)計(jì)方法非常適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。機(jī)械壓力機(jī)可以拆解為機(jī)身、滑塊、傳動、氣動、、拉伸墊部件等，但分解出的模塊較大，無法將這些模塊組合成新產(chǎn)品，需進(jìn)一步細(xì)化分解為具有較強(qiáng)通用性的模塊。飛輪制動器是機(jī)械壓力機(jī)的重要部件，由氣缸、剎車片和底座組成。但由于底座受機(jī)床結(jié)構(gòu)和安裝位置的限制，不能全部通用，所以飛輪制動器不能作為1個(gè)模塊來采用模塊化設(shè)計(jì)，可將其分為3個(gè)模塊來進(jìn)行設(shè)計(jì)。不同的壓力機(jī)氣缸是可以相同的，在裝配過程中只需適當(dāng)調(diào)整氣壓氣缸便能使用于多種規(guī)格的機(jī)械壓力機(jī)上。剎車片可直接作為通用件。底座可根據(jù)安裝位置結(jié)構(gòu)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)具體需求選擇不同氣缸、底座和剎車片進(jìn)行組合形成的飛輪制動器可在各種規(guī)格的壓力機(jī)上使用。由于機(jī)械壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)和系統(tǒng)的泵站為外購的，因而其本身就是一個(gè)獨(dú)立的模塊，但是分配系統(tǒng)具有向不同點(diǎn)輸送的功能，這就需要根據(jù)企業(yè)需求對系統(tǒng)的裝配部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)過程中可將液壓系統(tǒng)、系統(tǒng)的分配元件及管路集中起來，形成集中控制模塊，只需留出對外接口即可適用于多種機(jī)械產(chǎn)品。機(jī)械壓力機(jī)的氣動部件的控制氣路可通過三聯(lián)件、壓力表、減壓閥及其他氣動元件的組合形成一個(gè)中央控制模塊，在該模塊中，只需留出對外接口即可適用于噸位相近的不同的壓力機(jī)上。
通常來說，在大型的機(jī)械壓力機(jī)上，都設(shè)置有相應(yīng)的爬梯，爬梯的主要功能是供機(jī)械維修人員上下行走。常規(guī)設(shè)計(jì)中，一般將爬梯作為一個(gè)整體焊接件進(jìn)行設(shè)計(jì)，或是設(shè)計(jì)為上下兩部分以便于上梁和立柱的拆解。事實(shí)上，若能按照模塊化設(shè)計(jì)的理念分解爬梯，其通用性會更強(qiáng)。機(jī)床大小于爬梯寬度無關(guān)，設(shè)計(jì)中大可按照人體寬度來設(shè)計(jì)爬梯跨度，而爬梯的高度則根據(jù)機(jī)床高度設(shè)計(jì)，為此，可在考慮爬梯總功能的基礎(chǔ)上將爬梯設(shè)計(jì)為許多節(jié)，把每個(gè)節(jié)都看作是一個(gè)模塊，那么在具體設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員只需要根據(jù)機(jī)床的高度來選擇節(jié)的種類和數(shù)量，而不是重復(fù)設(shè)計(jì)。裝配爬梯時(shí)，可利用螺釘將選擇好的節(jié)牢固連接起來。
2.2 模塊化設(shè)計(jì)在切割分排機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
切割分排機(jī)是生產(chǎn)方便面的重要設(shè)備。在經(jīng)過和面、熟化、復(fù)合壓片、連續(xù)壓片、切條成型、蒸面這些步驟之后，需要將蒸熟的面條送至切割分排機(jī)完成面條的定長切斷和分派，在切割分排過程中，面條被折為兩層，方便面基本成型，之后進(jìn)行油炸、冷卻、包裝。
2.2.1 模塊劃分
模塊化設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)切割分排機(jī)的功能和結(jié)構(gòu)，進(jìn)行模塊劃分，大部分模塊為必選模塊，其中電機(jī)包括1.1 kW、1.5 kW兩種。按照產(chǎn)品規(guī)格不同，分為3萬包、5萬包、12萬包、15萬包四類。二次拉伸網(wǎng)、分排架、滴油裝置為可選模塊，主要是按班產(chǎn)量或客戶要求選擇有或無。除此之外，一整的切割分排機(jī)，還應(yīng)包括必不可少的標(biāo)準(zhǔn)件、連接件、緊固件等。對于3萬包、5萬包、12萬包、15萬包這4種類型，其主要區(qū)別在于4種系列產(chǎn)品的有效工作寬度不同，但它們所要實(shí)現(xiàn)的功能是相同的，因而模塊劃分亦相同。
在模塊劃分下進(jìn)行切割分排機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)最終衍生出來的并不僅僅是3、5、12、15萬包這4種產(chǎn)品，這只是按照產(chǎn)量不同來劃分的，屬于第一個(gè)層次的分類，而在此基礎(chǔ)上，還能根據(jù)客戶的不同需求、不同排架長短、有無二次拉伸網(wǎng)、由于滴油裝置、不同分排裝置衍生出更多種類的產(chǎn)品，通過計(jì)算，僅按照3萬包的產(chǎn)量，就可衍生出16種產(chǎn)品。另外一方面，每個(gè)模塊都有各自接口，且在接口約束框架內(nèi)，每個(gè)模塊都是不斷發(fā)展著的，客戶需求不同，切割分排機(jī)生產(chǎn)的方便面的種類也會有所增加，這對于豐富產(chǎn)品線具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
2.2.2 模塊化參數(shù)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用效果
模塊劃分完成后，需分析各個(gè)模塊之間的關(guān)系，也就是進(jìn)行各模塊之間的接口分析，以明確兩個(gè)模塊之間是否直接相連，這樣以來，在切割分排機(jī)設(shè)計(jì)過程中，可從源頭上避免模塊之間相互干涉現(xiàn)象的出現(xiàn)。必要情況下，進(jìn)行接口分析的時(shí)候應(yīng)進(jìn)一步對每個(gè)模塊的外形輪廓尺寸、接口尺寸等加以明確。比如蒸網(wǎng)主傳動軸模塊與二次拉伸網(wǎng)、電機(jī)、左箱體、右箱體、主傳動軸模塊存在接口，挑面輥組件模塊與左箱體、右箱體、主傳動軸模塊存在接口，分排架模塊與分排架支腳、后分排輥組件、滴油裝置、淌板、左箱體、右箱體模塊存在接口，左箱體、右箱體模塊都與蒸網(wǎng)主傳動軸、挑面輥組件、折疊機(jī)構(gòu)、柵輪、二次拉伸網(wǎng)、切刀托輥組件、小膠輥組件、上壓輥組件、前分排輥組件、分排架、機(jī)架、罩殼模塊存在接口。
為便于數(shù)據(jù)管理，需制定針對方便面生產(chǎn)設(shè)備各機(jī)組的編碼規(guī)則，見圖2。按照圖中的編碼規(guī)則解讀切割分排機(jī)的編碼，比如FM12.07為12萬包切割分排機(jī)的編碼，F(xiàn)M12.06.10為12萬包切割分排機(jī)某一部件的編碼，F(xiàn)M05.08.03-2為為5萬包油炸機(jī)某一零件的編碼。相應(yīng)地，按照編碼規(guī)則對切割分排機(jī)各個(gè)模塊進(jìn)行編碼。編碼后，編制切割分排機(jī)的合同數(shù)據(jù)列表，當(dāng)客戶選擇了某一具體規(guī)格的切割分排機(jī)，根據(jù)客戶具體需求，選用相應(yīng)的模塊，進(jìn)行模塊配置。
以切割分排機(jī)中的切刀托輥組件的模塊化設(shè)計(jì)為例，3、5、12、15萬包這四種產(chǎn)品的相應(yīng)模塊中，除切刀、切刀棍、托輥件號不同以及標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量不同外，其他各個(gè)零件均相同，四者存在大量共用件。應(yīng)用Pro/E建立切刀托輥組件模型，建模過程中，在族表中列出不同零部件，并選用不同件號，以生成不同模型組合。之后利用Pro/E所具有的強(qiáng)大的參數(shù)化設(shè)計(jì)能力實(shí)現(xiàn)各個(gè)部件和零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)。
通過采用模塊化+參數(shù)化的設(shè)計(jì)方法，在面機(jī)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，企業(yè)的設(shè)計(jì)效率明顯提升，產(chǎn)品開發(fā)周期大大縮短，原來的一個(gè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、計(jì)算到完成工程圖紙的時(shí)間為3個(gè)月，現(xiàn)在的4個(gè)產(chǎn)品利用同一平臺、每個(gè)機(jī)組再加上不同選項(xiàng)，其工程設(shè)計(jì)時(shí)間僅為4個(gè)月，且衍生出了64中不同組合的產(chǎn)品。另外，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提升，零部件使用種類和使用量明顯減少，大大降低了總生產(chǎn)成本。
3 結(jié)語
總之，模塊化設(shè)計(jì)方法是實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品大規(guī)模定制、使產(chǎn)品越加符合當(dāng)前市場需求的有效方法之一，在提高效率、降低成本、保證質(zhì)量等方面具有很大優(yōu)勢。但模塊化設(shè)計(jì)也有帶來不利影響的可能性，在機(jī)械設(shè)計(jì)中還需加強(qiáng)分析，對其進(jìn)行合理應(yīng)用。相信隨著模塊化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、通用化程度的進(jìn)一步提升，模塊的互換性也會隨之強(qiáng)化，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造水平將會步上一個(gè)新臺階。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：模塊化；低成本；易用性
中圖分類號：J05 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-5312（2014）08-0050-01
一、模塊化設(shè)計(jì)
模塊是一個(gè)系統(tǒng)中具有相對獨(dú)立性的、完成某一功能的一個(gè)部分。模塊化設(shè)計(jì)就是為了設(shè)計(jì)出具有多種功能的不同系統(tǒng)。即設(shè)計(jì)出多種模塊，將其經(jīng)過不同方式的組合來構(gòu)成不同系統(tǒng)，以解決系統(tǒng)種類、設(shè)計(jì)制造周期和成本之間的矛盾。它是一種標(biāo)準(zhǔn)化方法，是標(biāo)準(zhǔn)化原理在設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。
二、當(dāng)今時(shí)代背景下的模塊化設(shè)計(jì)
當(dāng)今，資源枯竭和環(huán)境惡化問題，正在對人類社會的生存發(fā)展造成巨大的威脅。因此，在提倡綠色設(shè)計(jì)與可持續(xù)設(shè)計(jì)的同時(shí)，探究有效的設(shè)計(jì)方法成為現(xiàn)今的一項(xiàng)研究熱點(diǎn)。而由于模塊化設(shè)計(jì)具有縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代、便于產(chǎn)品的改裝，拓展及維護(hù)和有效降低成本等優(yōu)越性，可以看出模塊化設(shè)計(jì)是實(shí)施綠色設(shè)計(jì)與可持續(xù)發(fā)展的有效手段之一。
目前，模塊化設(shè)計(jì)的思想已經(jīng)滲透到許多領(lǐng)域，例如機(jī)床、減速器、家電等等。在每個(gè)領(lǐng)域，模塊以及模塊化設(shè)計(jì)都有其特定的含義。傳統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)模塊的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，一般適用于系列分級特性比較明顯的產(chǎn)業(yè)及其產(chǎn)品族的開發(fā)。
如今模塊化設(shè)計(jì)在很多方面已經(jīng)有了一套標(biāo)準(zhǔn)，以家具為例，這些標(biāo)準(zhǔn)主要有產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、原材料標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、工藝標(biāo)準(zhǔn)化等。
三、低成本模塊化設(shè)計(jì)如何達(dá)到易用性要求
（一）材料的選擇
產(chǎn)品要使用戶達(dá)到高受益，首先要滿足用戶的需求。而用戶的需求通常由用戶對材料的視覺、觸覺甚至是嗅覺等感官支配決定的。因此，產(chǎn)品的材料和工藝直接影響人們和產(chǎn)品的互動。
當(dāng)今的低成本模塊化設(shè)計(jì)，在材料的選擇方面已經(jīng)有了標(biāo)準(zhǔn)，但是由于科技的發(fā)展，有些標(biāo)準(zhǔn)也許已過時(shí)，我們在考慮標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，應(yīng)該思考有沒有比標(biāo)準(zhǔn)更好的選擇。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該盡量使用易再生且對環(huán)境沒有危害的綠色材料。同時(shí)，應(yīng)盡量選擇來源充足，成本低廉卻能達(dá)到產(chǎn)品所需要的功能要求的材料。即用最少的材料實(shí)現(xiàn)最佳的效果。
此外，為了降低成本，可以通過標(biāo)準(zhǔn)化減少原材料的種類，如控制表面裝飾、油漆品種等。但是太少的種類容易造成產(chǎn)品多樣性的缺失。因此，要根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量規(guī)模來確定原材料的品種。
（二）產(chǎn)品模塊的指示與識別設(shè)計(jì)
模塊從作用上劃分，可以分為功能模塊和裝飾模塊。
功能模塊是決定該產(chǎn)品主要功能的模塊。如柜類家具的旁板、背板等板式結(jié)構(gòu)的功能模塊組成了柜子框架這一形體模塊。
為了達(dá)到產(chǎn)品的易用性要求，功能模塊應(yīng)該具有一個(gè)良好的指示與識別設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的指示與識別設(shè)計(jì)是將其功能及特性準(zhǔn)確合理地闡述的一種設(shè)計(jì)方式。為了使用戶快速而準(zhǔn)確的使用產(chǎn)品，首先需要通過把握人機(jī)工程學(xué)的要求以及用戶的使用心理與習(xí)慣，來確立產(chǎn)品的自身形態(tài)、使用方式與操作方法。并且模塊的連接處的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量簡單易操作。使用戶在使用產(chǎn)品時(shí)獲得一種方便愉悅、舒適安全的感覺。例如當(dāng)今有很多模塊化的簡易書柜，它們由各種大小不一的模塊組成，簡單的框架造型與拼接方式讓用戶能夠很快的明白產(chǎn)品的使用方法，而且可以使用戶隨自己意愿對其進(jìn)行組合，體現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)多樣性的一大特點(diǎn)。
（三）產(chǎn)品模塊的語義認(rèn)識
模塊化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)語義是通過產(chǎn)品的裝飾模塊來表述的。裝飾模塊主要包括裝飾線條、線腳等裝飾件，色彩模塊、文字、標(biāo)志等平面模塊。它是構(gòu)建產(chǎn)品的功能環(huán)境和人文環(huán)境的主要模塊。裝飾模塊也是產(chǎn)品形態(tài)的一部分，它的形態(tài)風(fēng)格因素是來源于人類長期以來的經(jīng)驗(yàn)的積淀，使人們產(chǎn)生豐富的聯(lián)想和想象，讓人們不需要說明書就能悟得產(chǎn)品的使用方式。
（四）模塊中情感因素的融入
現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一種深入人心的造物活動，產(chǎn)品設(shè)計(jì)不單單是一種物的表象，而應(yīng)被看作是物與人交流的媒介。因此模塊化設(shè)計(jì)中，在滿足以上提到的一些原則之后，也同樣應(yīng)該融入情感因素，使用戶在使用時(shí)獲得一種情感共鳴和心理滿足。例如現(xiàn)在市面上有設(shè)計(jì)成屋形的文件柜，造型可愛有趣，使用方便的同時(shí)還能使用戶獲得一種愉悅。
四、結(jié)束語
當(dāng)今模塊化設(shè)計(jì)的原理在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛使用。本文闡述了當(dāng)今模塊化設(shè)計(jì)的發(fā)展，提出了低成本標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從模塊的材料，模塊的指示與識別，語義認(rèn)識，情感因素的融入幾個(gè)方面深入。從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的易用性，并使產(chǎn)品物美價(jià)廉，使用戶獲得高受益。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：模塊設(shè)計(jì)；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用
中圖分類號： THl2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）03-173-2
0 引言
機(jī)械設(shè)計(jì)是工業(yè)發(fā)展的重要組成部分，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，模塊化的設(shè)計(jì)方法是提升設(shè)計(jì)效率的重要方式。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，依然存在較多的缺陷，且隨著科技的不斷發(fā)展，模塊化設(shè)計(jì)方式必然會隨著科技的進(jìn)步而不斷創(chuàng)新。在此情況下，加強(qiáng)對模塊化設(shè)計(jì)方法的研究，并且探究其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有重要的意義。
1 模塊化設(shè)計(jì)方法
1.1 模塊劃分
在模塊化設(shè)計(jì)方法中，其決定設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量與效率，其需要在保證產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上，最大程度的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，在劃分過程中，需要注意以下幾點(diǎn)原則：第一，在模塊化過程中，需要保證整體的性能；第二，在模塊化的設(shè)計(jì)中，需要保證結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性；第三，需要保證功能的完整性；第四，需要保證連接部分的合理性；第五，需要最大程度地控制模塊的數(shù)量；第六，需要滿足精度、性能、成本以及結(jié)構(gòu)等多樣化的形式；第七，需要保證機(jī)構(gòu)的簡單特點(diǎn)。
在模塊化的設(shè)計(jì)中，為了保證系統(tǒng)的整體使用性能，需要根據(jù)實(shí)際情況，保證系統(tǒng)的功能模塊的組合性以及互換性[1]，例如在裝配產(chǎn)品的過程中，對于具有相同功能的單元，需要保證其具有相同的基面和尺寸，這樣才可以有效地將不同的零部件組合起來，形成相應(yīng)的模塊[2]?？傊?，在模塊的劃分中，需要在保證整體功能的基礎(chǔ)上，最大程度地降低模塊的數(shù)量。另外，在組合的過程中，要保證組合的不同部件具有相同的功能，并且處于同一個(gè)基面中。這樣才可以最大程度地通過模塊化設(shè)計(jì)來提升機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。
1.2 設(shè)計(jì)方式與功能分析
1.2.1 設(shè)計(jì)方法
模塊的設(shè)計(jì)方法主要包括橫向、縱向和混合三種方式，在設(shè)計(jì)過程中，橫向的設(shè)計(jì)主要是指不改變參數(shù)的情況下，對模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此來提升設(shè)計(jì)質(zhì)量；縱向設(shè)計(jì)主要是指對不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)；混合設(shè)計(jì)是為了滿足客戶的需求，將兩種設(shè)計(jì)方式結(jié)合起來，以便最大程度地提升機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量。
1.2.2 功能分析
在模塊化的設(shè)計(jì)中，根據(jù)實(shí)際情況，可以將模塊化系統(tǒng)分為混合和純模塊化系統(tǒng)兩個(gè)部分，根據(jù)模塊的組合可能，同樣可以將其劃分為閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)。其主要功能包括以下幾個(gè)部分：
基本功能是模塊中基礎(chǔ)的功能，不可或缺，在系統(tǒng)中無論設(shè)計(jì)多少模塊，必須要保障基本功能的完善性。
輔助功能主要主要是實(shí)現(xiàn)相應(yīng)設(shè)計(jì)模塊的功能，以此來提升機(jī)械設(shè)計(jì)的整體效率。
特殊功能主要是指某種產(chǎn)品的特殊功能，如對鏜孔功能進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)，可以發(fā)揮模塊化設(shè)計(jì)的特殊功能。
適應(yīng)功能主要是為了生產(chǎn)的需求，調(diào)換相應(yīng)的零部件或者模塊來適應(yīng)生產(chǎn)的需求，因此，其可以稱之為適應(yīng)模塊。
2 設(shè)計(jì)步驟
在模塊化設(shè)計(jì)中，主要分為兩個(gè)不同層次的步驟，第一個(gè)為系列模塊，第二個(gè)為單個(gè)產(chǎn)品模塊。在模塊化的設(shè)計(jì)步驟中，單個(gè)產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，對機(jī)器的每個(gè)產(chǎn)品均需要制定不同的模塊，其具體步驟如下：
2.1 系列模塊設(shè)計(jì)
在系列模塊設(shè)計(jì)中，其主要通過計(jì)算實(shí)現(xiàn)對市場的調(diào)查與分析，確定用戶的需求，以此來設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能以及相應(yīng)的模塊設(shè)計(jì)，之后根據(jù)功能的需求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的參數(shù)[3]。在參數(shù)確定成功后，可以對模塊進(jìn)行切分，并且對模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此來形成相應(yīng)的資料庫。通過系列模塊的設(shè)計(jì)，可以構(gòu)成模塊化設(shè)計(jì)的整體功能，從而可以提升機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量及效率。
2.2 單個(gè)產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)
單個(gè)產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)是建立在系列模塊設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上來完成的，在單個(gè)產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)用戶的需求來確定參數(shù)以及模塊的選擇，在確定完成后，需要對模塊進(jìn)行組裝和分析計(jì)算，以此來保證模塊的最佳使用性能。
3 模塊化與科技的融合
3.1 模塊化與成組技術(shù)
在模塊化設(shè)計(jì)方法中，其與成組技術(shù)存在較多的共同點(diǎn)，成組技術(shù)主要是應(yīng)用零件以及工藝的相似性，將其進(jìn)行劃分，之后對相似零件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的處理，以此來達(dá)到生產(chǎn)的目的[4]。而在模塊化技術(shù)的設(shè)計(jì)中，其與成組技術(shù)的應(yīng)用存在相似性，將相同類型的軟件功能集合起來，形成相應(yīng)的模塊?？梢?，在模塊化設(shè)計(jì)方法中，運(yùn)用了成組技術(shù)的理念，較好地提升了機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。
3.2 柔性制造技術(shù)
柔性制造技術(shù)是通過靈活性和多變化的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)的優(yōu)化，在模塊化的設(shè)計(jì)中，同樣運(yùn)用了柔性制造技術(shù)，其主要是在解決機(jī)床的共性之后，實(shí)現(xiàn)對機(jī)床個(gè)性化問題的解決，在此過程中，秉承的思想是通過運(yùn)用最少的模塊來實(shí)現(xiàn)對功能的設(shè)計(jì)。通過對柔性制造技術(shù)的應(yīng)用，可以保證在機(jī)床的生產(chǎn)中，可以做到一機(jī)多用的目的。目前，模塊化技術(shù)以及柔性制造技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械設(shè)計(jì)的重要研究項(xiàng)目之一。3.3 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)
在模塊化設(shè)計(jì)方法中，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)同樣是模塊化技術(shù)的重要組成部分，在計(jì)算機(jī)技術(shù)中，CAD、CAPP以及CAM均為輔助技術(shù)手段，在設(shè)計(jì)過程中，通過相應(yīng)的計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和l理性的設(shè)計(jì)。另外，在模塊化設(shè)計(jì)方法中，可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的輔助功能，最大程度地提升機(jī)械設(shè)計(jì)的效率。
對模塊化的定義以及模塊元件的定義進(jìn)行闡述，并對模塊元件的結(jié)合方式進(jìn)行總結(jié)。同時(shí)論述模塊化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法以及目前模塊化的市場應(yīng)用前景，以不同的企業(yè)應(yīng)用為例進(jìn)行對比總結(jié)，最后得出模塊化產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)以及發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計(jì)；產(chǎn)品設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)方法
中圖分類號：
F27
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：16723198（2013）10008301
1 模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法
在模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，通過分析得出模塊化設(shè)計(jì)原則，以作為設(shè)計(jì)的依據(jù)，方法如下：
（1）模塊化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品必須滿足所有需求：依據(jù)文獻(xiàn)、調(diào)查，及訪談獲得使用者需求的重要資料，將其整理后，根據(jù)使用者需求項(xiàng)目進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，以利用不同單元模塊搭配組合，滿足不同使用者的需求。
（2）依據(jù)功能需求進(jìn)行分割，設(shè)置模塊化單元：將可合并的功能加以整合成為獨(dú)立的單元，進(jìn)行單元模塊設(shè)計(jì)，并考慮單元模塊間的連接，制定標(biāo)準(zhǔn)化尺寸，一次為單元模塊設(shè)計(jì)的依據(jù)。
（3）可排列組合的模塊單元：設(shè)計(jì)的模塊強(qiáng)調(diào)可靈活排列組合，能適用于各種空間環(huán)境，滿足不同人群的需求，且考慮各模塊設(shè)計(jì)風(fēng)格的一致性，其各系統(tǒng)的單元均能互換使用。
2 模塊化導(dǎo)入產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析
產(chǎn)品開發(fā)程序分為十個(gè)階段：（1）確認(rèn)顧客需求。（2）建立目標(biāo)規(guī)格。（3）概念產(chǎn)生。（4）概念選擇。（5）概念測試。（6）設(shè)定最終規(guī)格。（7）專案計(jì)劃。（8）經(jīng)濟(jì)分析。（9）建立競爭產(chǎn)品標(biāo)桿。（10）模型與原型。
由以上活動可以看出在概念發(fā)展階段主要是了解客戶需求，并將客戶需求轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品目標(biāo)規(guī)格，并建立產(chǎn)品概略外形及概略的產(chǎn)品組裝流程圖，最后產(chǎn)生數(shù)個(gè)產(chǎn)品雛型，經(jīng)過專案團(tuán)隊(duì)評估分析，以找出最佳的產(chǎn)品雛型。所以在產(chǎn)品概念階段既導(dǎo)入模組化設(shè)計(jì)有以下的缺點(diǎn)：
（1）模組化設(shè)計(jì)會限制設(shè)計(jì)及創(chuàng)新的自由度，設(shè)計(jì)初期應(yīng)集思廣益，主動尋找好的產(chǎn)品創(chuàng)意，針對不同的市場與顧客需求，權(quán)衡考量設(shè)計(jì)可能會產(chǎn)生的各方面影響，如一開始既受限于模組化的框架，不利于產(chǎn)品創(chuàng)新的發(fā)展。
（2）產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)變更所影響的產(chǎn)品架構(gòu)幅度較大，反復(fù)的設(shè)計(jì)變更導(dǎo)致于產(chǎn)品架構(gòu)與功能模組之間也不斷地跟著變動，如此變動造成在產(chǎn)品開發(fā)初期花費(fèi)太多時(shí)間于模組化過程中，導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間過長，延遲產(chǎn)品上市時(shí)間，不利于產(chǎn)品取得市場優(yōu)勢。
系統(tǒng)層級設(shè)計(jì)階段主要是根據(jù)產(chǎn)品概念發(fā)展階段所產(chǎn)出的產(chǎn)品雛型，定義產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品子系統(tǒng)與構(gòu)件之劃分以及產(chǎn)品系統(tǒng)的最終組裝方案等，在此階段產(chǎn)品架構(gòu)定義明確，不容易產(chǎn)生大變動的設(shè)計(jì)變更，所以在系統(tǒng)層級設(shè)計(jì)階段根據(jù)產(chǎn)品架構(gòu)定義產(chǎn)品模塊，界定模塊界面，避免花費(fèi)太多時(shí)間于大幅度及重復(fù)地模塊化變更，以縮短產(chǎn)品開發(fā)之時(shí)間。
3 模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則
產(chǎn)品的構(gòu)成是由許多的零件在空間上進(jìn)行裝配而成，但一產(chǎn)品的組成少則十幾個(gè)零件，多則上千上萬個(gè)零件，如何將這些零件依產(chǎn)品之架構(gòu)分成不同之模塊，模塊的范圍如何界定，在模塊化過程中應(yīng)依據(jù)哪些準(zhǔn)則，基于上述之問題本研究提出之模組化設(shè)計(jì)的原則如下。
（1）單一功能化：模塊單一功能化應(yīng)是產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)的第一步，一產(chǎn)品按照其功能可以區(qū)分為不同的系統(tǒng)，例如自行車依其功能性不同可分為五大系統(tǒng)包含車架系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、車輪系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，而這五大系統(tǒng)既可分為五個(gè)模組。
（2）標(biāo)準(zhǔn)化：也可以稱之為重復(fù)化，就是同樣的零組件重復(fù)出現(xiàn)在不同的產(chǎn)品上。在產(chǎn)品開發(fā)過程中重復(fù)使用現(xiàn)有零組件，可以分?jǐn)傞_發(fā)的成本，降低新零件數(shù)量，縮短整體開發(fā)時(shí)程。標(biāo)準(zhǔn)化分為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化及外部標(biāo)準(zhǔn)化。
（3）規(guī)格化：也可稱之為參數(shù)化或數(shù)據(jù)化。模塊化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)模塊可搭配變換，所以模塊與模塊之間鎖固方式的相關(guān)參數(shù)（例如螺栓大小、螺栓孔數(shù)量、螺栓孔距離等），及模塊實(shí)體的相關(guān)參數(shù)，須建立系統(tǒng)化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，唯有如此才可以確保模塊在組裝的時(shí)候，彼此之間能夠正確穩(wěn)固的結(jié)合、安裝。
（4）可拆解化：產(chǎn)品元件之間的接合可分為永久接合及可拆式接合，模組化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)模組可搭配變換，所以模組與模組之間鎖固方式不可使用永久接合方式，應(yīng)以可拆式接合為主。
4 模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程
產(chǎn)品開發(fā)分為數(shù)個(gè)不同階段，本研究依據(jù)產(chǎn)品開發(fā)流程，在系統(tǒng)層級階段導(dǎo)入模組化設(shè)計(jì)，本研究所提出之產(chǎn)品模組化流程如下：
（1）建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)者在此階段提出產(chǎn)品的架構(gòu)與主要功能。個(gè)別的組成元件與其主要的功能需求予以決定，并傳遞到下一個(gè)步驟。
（2）選擇元件：設(shè)計(jì)者選擇符合上一步驟定義所需要的元件。
（3）取得組裝關(guān)聯(lián)：分析并定義出產(chǎn)品元件之間的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)性。
（4）驗(yàn)證組裝關(guān)聯(lián)：檢查產(chǎn)品元件間的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)性，是否滿足整個(gè)產(chǎn)品的主要功能需求，這些關(guān)聯(lián)是否合理，是否有矛盾的現(xiàn)象。
（5）確認(rèn)：確認(rèn)所有選擇的元件是否都有被使用到。如果必要的修改已經(jīng)完成，則視為所有的元件都已滿足所定義的需求。
（6）建立產(chǎn)品架構(gòu)：當(dāng)所有的元件都已經(jīng)被選擇，且彼此間的關(guān)聯(lián)性已被完整定義，此產(chǎn)品的架構(gòu)即定義完成。
參考文獻(xiàn)
[1]童時(shí)中.模塊化原理設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.
關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計(jì)；衣櫥；設(shè)計(jì)方法
1前言
隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平也在迅速提高。其中居住條件的改善是最顯著的標(biāo)志之一，室內(nèi)裝飾、家具設(shè)計(jì)追求的不僅是實(shí)用、功能齊全，而且越來越具美感、富有時(shí)代感。另外，對于當(dāng)前紛亂復(fù)雜的住房設(shè)計(jì)布置，現(xiàn)代家具設(shè)計(jì)要能隨住房條件的不同而因地制宜。針對這一特點(diǎn)，家具模塊化設(shè)計(jì)方法的出現(xiàn)在一定程度上滿足人們對家具的這種要求，這時(shí)家具模塊化設(shè)計(jì)優(yōu)勢之一，另外，家具模塊化設(shè)計(jì)也使室內(nèi)整齊劃一，給人以整齊美觀的感受。
模塊化設(shè)計(jì)在其他行業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展已經(jīng)成熟，它實(shí)際上是屬于方法學(xué)的范疇。由于室內(nèi)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展以及制造業(yè)技術(shù)的不斷更新，家具模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)出來而逐漸投入應(yīng)用。開始時(shí)在家具行業(yè)尤其是辦公家具中應(yīng)用較多，效果也很明顯。對于民用家具，近年來家具模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)也慢慢發(fā)展傳播開來。由于對于民用家具模塊化設(shè)計(jì)以往的例子不多，為了表述方便，本文就以衣櫥為例，來探討家具模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，有不妥之處，望讀者給予指正。
2家具模塊化設(shè)計(jì)概念及設(shè)計(jì)方法介紹
家具業(yè)實(shí)施模塊化設(shè)計(jì)后，
模塊化設(shè)計(jì)既是一種新的設(shè)計(jì)方法，又是一種新的思維方式，是設(shè)計(jì)領(lǐng)域中一個(gè)形式簡單但意義深遠(yuǎn)的變革，有助于復(fù)雜問題的解決。家具模塊化設(shè)計(jì)不僅產(chǎn)品滿足用戶多樣化需求的程度提高，企業(yè)對市場的響應(yīng)能力亦增強(qiáng)，新產(chǎn)品的開發(fā)與成本降低，還延長了產(chǎn)品的生命周期。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比較，家具模塊化設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出許多新特征：1）家具模塊化設(shè)計(jì)是針對模塊和家具產(chǎn)品系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，既要進(jìn)行模塊劃分設(shè)計(jì)，又不能落下家具成品設(shè)計(jì)。2）家具模塊化設(shè)計(jì)主要構(gòu)件為標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的零部件，這些部件能快速進(jìn)行組合，方法千變?nèi)f化，能能實(shí)現(xiàn)家具的多樣化。模塊化設(shè)計(jì)對于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)有其自身的優(yōu)點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)出來的僅僅是一個(gè)整體的產(chǎn)品，模塊化設(shè)計(jì)就要靈活得多了，因而復(fù)雜性和考慮因素就要更多，在設(shè)計(jì)一開始就要考慮模塊可組合成產(chǎn)品的多樣性。也可以說模塊化設(shè)計(jì)是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展，這種發(fā)展是基于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化這一目的而出現(xiàn)的，
從以上家具模塊化設(shè)計(jì)的概念考慮，筆者根據(jù)自己的共組經(jīng)驗(yàn)以專業(yè)知識，認(rèn)為家具模塊化設(shè)計(jì)工作要從三個(gè)方面展開：1）家具模塊化總體設(shè)計(jì)?？傮w設(shè)計(jì)時(shí)主要工作是整體策劃，劃分以下大致范圍。這一階段要重視起來，因?yàn)槠錄Q定了以后工作的方向與工程師的意圖，良好的模塊化總體設(shè)計(jì)，是模塊化設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。2）家具模塊設(shè)計(jì)。家具模塊設(shè)計(jì)指的是設(shè)計(jì)的具體過程，可以說是家具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，起到一個(gè)過渡作用對下面的模塊化家具組合的效果有著直接的影響作用。3）家具模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在這個(gè)階段工作中的任務(wù)主要是對模塊的組合方式進(jìn)行分析及評價(jià)，然后針對不同消費(fèi)者的需求組合成不同的家具格式。由家具模塊化設(shè)計(jì)的以上特點(diǎn)可知，設(shè)計(jì)中的邏輯關(guān)系非常緊湊，環(huán)環(huán)相扣，每道工序都要認(rèn)真對待。
3設(shè)計(jì)實(shí)例分析
本文選取民用家具一個(gè)典型的柜體家具――衣櫥為例，以2中所給的思想方法為基礎(chǔ)，逐步探討如何進(jìn)行好一般家具的模塊化設(shè)計(jì)。(注：此家具的尺寸為寬：900；深：580；高：2100)
3.1衣櫥模塊化總體設(shè)計(jì)
衣櫥模塊化總體設(shè)計(jì)指的是確定衣櫥的總體設(shè)計(jì)繪制所有可能的模塊化組合方案，并論證其可行。
首先了解衣櫥的內(nèi)部配置并分析其功能。衣櫥雖說造型相對簡單，其內(nèi)部配置卻非常豐富，而這些配置受到相關(guān)條件的限制。是家具標(biāo)準(zhǔn)的限制，國家標(biāo)準(zhǔn)中對衣櫥的內(nèi)部功能尺寸作了明確的規(guī)定(見表1)。其次要考慮到人體高度與衣櫥尺寸的的配合。設(shè)計(jì)師要根據(jù)這些限制條件，剔除不合理的配置形式，繪制出一些常用的衣櫥內(nèi)部配置圖，然后再進(jìn)行市場需求調(diào)查分析，進(jìn)一步剔除和添加一些設(shè)計(jì)要素，完成內(nèi)部配置圖。
表1：家具標(biāo)準(zhǔn)中的衣櫥尺寸
3.2模塊設(shè)計(jì)
由上文描述可知，模塊設(shè)計(jì)是家具設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，家具模塊的合理性對模塊化家具的產(chǎn)品性能、外觀以及模塊的通用化程度和加工成本都有很大的影響。這個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)由功能分析、模塊劃分和模塊設(shè)計(jì)部分組成
3.2.1功能分析
家具的功能分析是家具模塊化設(shè)計(jì)中的基本環(huán)節(jié)，只有在功能分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理的家具功能分解，才能實(shí)現(xiàn)合理的家具模塊劃分。
每一件單體家具都具有特定的功能衣櫥的主體功能是存放衣物。隨著生活多元化趨勢的日益明顯，衣櫥的功能發(fā)生了變化。作為主要的儲藏家具，它已經(jīng)不僅僅用來收納衣物，很多人喜歡將各種物品擺在衣櫥里，如領(lǐng)帶、鞋、被子、帽子、包、熨衣板，甚至床都可以通過衣櫥加以收納。衣櫥主要的收納形式有掛、疊、摞、擺、團(tuán)等，所需要的空間各不相同例如摞和團(tuán)占有的空間較少、擺和掛占有的空間較大。衣櫥收納物品的種類、大小和數(shù)量影響著收納形式，下面列表說明各種收納物品的納形式：
表2：衣櫥收納形式分析表
從衣櫥收納形式分析可知，衣櫥收納物品的構(gòu)成要素主要有六種：掛桿(掛衣桿、掛褲架、領(lǐng)帶架、掛鉤)、固定式的開放擱板(包括木質(zhì)擱板、絲網(wǎng)儲藏架)、拉出式的絲網(wǎng)籃筐或擱板、全封閉或半封閉的抽屜以及柜桶，其他一些儲物形式通過附屬的家具配件完成，例如收納床必須借助專門的金件。
3.2.2模塊劃分
衣櫥功能分析之后，可以開始衣櫥模塊的劃分。按照模塊功能獨(dú)立和結(jié)構(gòu)獨(dú)立的原則，分析衣櫥的各種內(nèi)部配件，提煉出能作為獨(dú)立的衣櫥模塊的要素，建立衣櫥的功能模塊系統(tǒng)(見圖2)。從這個(gè)系統(tǒng)可知，衣櫥模塊劃分的過程為：總功能分析子功能分析提煉功能確定模塊。
衣櫥的總功能是存放衣物，它由一系列子功能組成，如支承功能、懸掛衣物功能、平放衣物功能、圍合功能、照明功能以及其它功能分析組成各個(gè)子功能的要素。衣櫥的獨(dú)立模塊(見表3)。
表3：衣櫥功能模塊
3.2.3模塊設(shè)計(jì)
通過對衣櫥的功能分解，對功能要素的簡化與歸并，得出了具有特定功能和接口結(jié)構(gòu)的通用獨(dú)立單元，即模塊。得到模塊之后要做的工作是要對模塊的結(jié)構(gòu)、接口和尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)好的模塊統(tǒng)一存入模塊庫。
衣櫥是典型的嵌套式組合方式，由掛衣桿、抽屜、擱板等插件模塊套裝于柜框模塊之內(nèi)。因此設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是柜框，因?yàn)樗械牟寮家c柜框連接，柜框的設(shè)計(jì)，是實(shí)現(xiàn)衣櫥多樣化的保證。柜框由拒頂板、底板、旁板、背板及背拉條組成，具有支承的功能。要保證柜框的通用性理所當(dāng)然要進(jìn)行通用性方面的設(shè)計(jì)。根據(jù)筆者的工作經(jīng)驗(yàn)，合理的旁板在這項(xiàng)要求中是屬于關(guān)鍵點(diǎn)，而孔位設(shè)計(jì)對于旁板設(shè)計(jì)非常重要。家具旁板的孔位設(shè)計(jì)主要有兩種方法，一種是把所有的系統(tǒng)孔鉆好，另一種是將需要的系統(tǒng)孔鉆好。對于第一種方案旁板的通用性當(dāng)然會好的，但一般會造成資源浪費(fèi)，且過多的孔散發(fā)板材甲醛，對身體有害。第二種方案雖然節(jié)省資源，但沒有絲毫通用性而言。這兩種方法由于其自身缺陷而不完美，因此，作者認(rèn)為應(yīng)該只鉆所需通用孔應(yīng)會比較好。
模塊化設(shè)計(jì)的目標(biāo)是成品，在總體設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員就已大致決定了模塊設(shè)計(jì)范圍。因此，模塊設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)師要做的工作是分析衣櫥產(chǎn)品的不同的內(nèi)部配置樣式，繪制每一種配置形式的旁板孔位置，使它可以安裝所有的那些內(nèi)部配件。圖3繪制的是同一柜框的五種配置圖，圖4相應(yīng)的鉆孔圖，具有通用性，兼有全鉆孔與只鉆必需孔兩種鉆孔方案的長處，易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，又能滿足客戶的定制需求，是一種值得提倡的設(shè)計(jì)方法。表3列出的衣櫥模塊能組合出很多為客戶所需的衣櫥。家具企業(yè)可在在原有產(chǎn)品類型的基礎(chǔ)上，結(jié)合消費(fèi)者的需求特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出適合企業(yè)特點(diǎn)的旁板和其他家具模塊。
3.3模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)
衣櫥模塊佳產(chǎn)品設(shè)計(jì)是指在客戶需求的基礎(chǔ)上，選擇適合的模塊。這個(gè)工作需要設(shè)計(jì)人員與客戶溝通，共同做好。也有的客戶愿意自己做，也就是選擇自己所需的模塊，自己按自己的需求和喜好安裝衣櫥。可見，衣櫥模塊化設(shè)計(jì)大有優(yōu)勢，有效實(shí)現(xiàn)定制的工作。
目前市場上由于衣櫥模塊化產(chǎn)品很復(fù)雜，消費(fèi)者特別是那些準(zhǔn)備自己組裝的必須首先了解不同組合方式，做判斷選擇是充分考慮各種因素。所以，家具企業(yè)需要建立模塊庫和模塊化產(chǎn)品庫，提供一模塊佳衣櫥的目錄，繪制出所有的模塊化衣櫥的圖樣，建立衣櫥的產(chǎn)品族。組合出來的產(chǎn)品既有共性，又有個(gè)性，這是衣櫥產(chǎn)品族的特點(diǎn)。
4結(jié)束語
1.模塊化設(shè)計(jì)原理
模塊化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)效益的一種有效方法，它可以生產(chǎn)單一產(chǎn)品模塊，這些產(chǎn)品模塊是具有獨(dú)立功能和輸入、輸出的標(biāo)準(zhǔn)部件。這些部件一般包括分部件、組合件和零件等。模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法的原理是，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(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列子模塊，通過子模塊的選擇和組合構(gòu)成不同的顧客定制的產(chǎn)品，以滿足市場的不同需求。這是相似性原理在產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用，是一種實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化與多樣化的有機(jī)結(jié)合及多品種、小批量與效率的有效統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)方法。
2.模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
模塊化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品體系要比普通的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要繁瑣很多，因?yàn)槟K化設(shè)計(jì)要在考慮到整體功能的前提下對各個(gè)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對功能經(jīng)行模塊的劃分，這其中要充分考慮到模塊組合過程中功能的合并、分解，模塊之間是否匹配，使每一個(gè)小模塊發(fā)揮最大的功能。
3.模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢
模塊化設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，無論在產(chǎn)品功能與需求方面，還是在產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)方面都具有一定的優(yōu)越性。模塊化設(shè)計(jì)作為一種設(shè)計(jì)的新思維和新方法，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比較它的競爭優(yōu)勢在設(shè)計(jì)上解決了品種、規(guī)格多樣化和生產(chǎn)專業(yè)化之間的矛盾，在市場上滿足了人們產(chǎn)品多樣化的需求和適應(yīng)激烈的市場競爭。在模塊化設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程中，設(shè)計(jì)師通過運(yùn)用新技術(shù)不斷設(shè)計(jì)出更高性能的模塊，用來代替原有的模塊，并且通過這些高性能模塊組合出一套新功能的模塊系統(tǒng)。通過CAD技術(shù)及成組技術(shù)，可以用計(jì)算機(jī)程序管理模塊化設(shè)計(jì)，通過建立的模塊化系統(tǒng)，可以將該模塊的尺寸、形狀及大小存儲在計(jì)算機(jī)中，用戶可以直接通過觀察電腦屏幕用鼠標(biāo)點(diǎn)擊組合設(shè)計(jì)，按照用戶需要求更改模塊化的組合方式，找到最佳的組合方案，直到讓用戶滿意為止。對于一個(gè)企業(yè)來說，運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)不僅可以有效地降低生產(chǎn)成本，縮短設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的周期，而且還在無形中增強(qiáng)了在銷售市場的壓力下企業(yè)的競爭能力，為企業(yè)帶來較高的效益。
二、小戶型模塊化家具設(shè)計(jì)分析
詳細(xì)來講，家具的模塊化設(shè)計(jì)是從三個(gè)要點(diǎn)展開的。第一個(gè)要點(diǎn)是家具模塊化的總體設(shè)計(jì)。本階段是對系統(tǒng)進(jìn)行總體規(guī)劃，設(shè)計(jì)模塊化的具體范圍。家具模塊化的總體設(shè)計(jì)，是整個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。第二個(gè)要點(diǎn)是家具的模塊設(shè)計(jì)。這個(gè)要點(diǎn)在整個(gè)設(shè)計(jì)中起著承上啟下的作用，是家具模塊化設(shè)計(jì)具體化的重要過程，此階段的直接影響最終設(shè)計(jì)效果。第三個(gè)要點(diǎn)：家具模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。選擇模塊、組合模塊、評價(jià)合理性是此環(huán)節(jié)的主要內(nèi)容。從這三個(gè)要點(diǎn)你會發(fā)現(xiàn)，模塊家具的設(shè)計(jì)是由總體到局部，由上部到底層的順序結(jié)構(gòu)，而且每個(gè)要點(diǎn)緊密聯(lián)系，環(huán)環(huán)相扣。
三、總結(jié)
引言
目前，對“模塊化”設(shè)計(jì)的研究多出現(xiàn)在機(jī)械、電子、建筑等領(lǐng)域，而日用陶瓷設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的相關(guān)研究甚少。筆者通過查閱相關(guān)資料，對“模塊化”設(shè)計(jì)幾個(gè)主要領(lǐng)域中的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了總結(jié)，并結(jié)合日用陶瓷造型設(shè)計(jì)中的實(shí)際需求和設(shè)計(jì)實(shí)例，對每種設(shè)計(jì)方法和其中的設(shè)計(jì)啟示進(jìn)行分析、概括。本選題以現(xiàn)代化大生產(chǎn)中的日用陶瓷造型設(shè)計(jì)方法為落腳點(diǎn)。對比沿用多年的日用陶瓷造型設(shè)計(jì)方法在細(xì)節(jié)方面已顯現(xiàn)出的弊端――例如，配件種類多而繁雜;手工組合效率低且損耗大;有著“牽一發(fā)而動全身”的特點(diǎn)?！澳K化”設(shè)計(jì)方法則可以使日用陶瓷造型設(shè)計(jì)過程更簡易，并為設(shè)計(jì)的多元化創(chuàng)造可能性，同時(shí)可以改良生產(chǎn)、簡化流程、節(jié)約成本。
日用陶瓷造型設(shè)計(jì)中模塊化設(shè)計(jì)的具體方法
在楊華的碩士畢業(yè)論文《可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下模塊化產(chǎn)品開發(fā)研究及應(yīng)用》中，系統(tǒng)分析了模塊化產(chǎn)品拓展的類型（圖中名稱僅供參考），如圖一：
圖一 模塊化產(chǎn)品拓展的類型
圖中以最直觀的幾何形態(tài)的組合構(gòu)成說明了不同模塊化產(chǎn)品拓展方式的方法，根據(jù)此種類型劃分，加之前文中的相關(guān)內(nèi)容，可以將模塊分為基礎(chǔ)模塊和附屬模塊，從而對對模塊化設(shè)計(jì)的方法做出進(jìn)一步分析、歸納。
1.基礎(chǔ)模塊替換法
基礎(chǔ)模塊，也就是產(chǎn)品整體中的主體部分，與附屬部分組合為一個(gè)有機(jī)整體，又可以相互獨(dú)立。這一方法是由圖一中的“共享構(gòu)建模塊化”總結(jié)而來，此方法的主導(dǎo)設(shè)計(jì)思想是“一體多用”，也就是將同一模塊用于多種形態(tài)甚至多重功能的產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品造型與功能的同步拓展。它可以通過減少產(chǎn)品構(gòu)件的數(shù)量來節(jié)約生產(chǎn)成本。在設(shè)計(jì)過程中需要注意，不同的基礎(chǔ)模塊上的接口必須都是統(tǒng)一的并且與附屬模塊的接口或接觸面相吻合，簡言之，是要將核心模塊標(biāo)準(zhǔn)化。
如圖二，筆者運(yùn)用基礎(chǔ)模塊替換法設(shè)計(jì)了一套調(diào)料罐，其中包括三款體積不同底徑相同的罐體，和一款三者通用的底座。在與底座組合前后，三款調(diào)味罐的形態(tài)都各自具有鮮明的特點(diǎn);在組合之后，又成為了一系列產(chǎn)品，這便是筆者試圖達(dá)到的基礎(chǔ)模塊替換法的功效。
圖二 《精靈》調(diào)味罐系列
2.附屬模塊替換法
這一方法是由圖一中的“互換構(gòu)建模塊化”總結(jié)而來。從提高生產(chǎn)效率、節(jié)約生產(chǎn)成本的角度看，附屬模塊替換法是一種比較合理的設(shè)計(jì)方法。它是在產(chǎn)品主體完全一致的情況下，通過配以不同的附屬模塊，來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品形態(tài)和功能的多樣化。由于附屬模塊體積較小、生產(chǎn)便捷，又具備各不相同的形態(tài)和功能，所以，在二者組合之后，會豐富產(chǎn)品的種類，更大程度地滿足不同客戶群體的需求，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一種簡便、有效的方法。
3.基礎(chǔ)模塊變形法
與前兩種方法相比，此種方法更顯靈活，是在一種或多種附屬模塊不變的情況下，對基礎(chǔ)模塊的進(jìn)行局部變化，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在變化中始終保持完整性。這一方法是由圖一中的“量體裁衣模塊化”總結(jié)而來，它是標(biāo)準(zhǔn)化與個(gè)性化的結(jié)合，類似于“定制”的概念――根據(jù)特定客戶的特定需求所制造的模塊，結(jié)合可以共用的附屬模塊，組合出獨(dú)一無二的產(chǎn)品，既可以在主體的形態(tài)、色彩、設(shè)計(jì)等方面充分滿足不同客戶的需求，又可以節(jié)省部分重新制造的成本，使消費(fèi)者不再需要犧牲個(gè)性化需求而被動接受標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。
例如某品牌護(hù)膚品包裝設(shè)計(jì)，其中就運(yùn)用了基礎(chǔ)模塊變形法。在該款設(shè)計(jì)中，爽膚水和乳液包裝的區(qū)別在于瓶身的高度不同，這是根據(jù)兩款產(chǎn)品實(shí)際所需容量的不同而“定制”的，這一設(shè)計(jì)既可以使其在外觀上容易區(qū)分，又具有一定的功能性。兩款包裝的瓶蓋和底托是統(tǒng)一的模塊，可以互換，這樣的設(shè)計(jì)，一方面可以減少系列產(chǎn)品中的構(gòu)件數(shù)量，降低生產(chǎn)成本;另一方面，在生活中，當(dāng)同時(shí)打開兩款產(chǎn)品時(shí)，無需區(qū)分蓋子，方便使用。
4.模塊組合法
組合化是模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一，也是構(gòu)成模塊化產(chǎn)品系統(tǒng)的主要方法。這一方法為產(chǎn)品提供了最大程度的多樣性和可定制性，可以通過變換產(chǎn)品的數(shù)量、構(gòu)件類型、排列組合方式，產(chǎn)生多種整體效果各異的產(chǎn)品。需要注意的是，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，需要使其具有標(biāo)準(zhǔn)的接口或接觸面，以保證拼合的完整性。
如圖三，在這組花插的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師在造型上采用了簡潔的長方體作為原型，運(yùn)用了統(tǒng)一的接觸面寬度，在水平和垂直空間上將四個(gè)基礎(chǔ)模塊進(jìn)行了不同的組合，使每組花插在體量、色彩、可用程度等方面都各不相同，使原本簡單的模塊充分發(fā)揮了各自的功效。這種設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念可以應(yīng)用于日用陶瓷造型設(shè)計(jì)中，以滿足不同的市場需求。
圖三 組合花插二
5.幾何形造型法
從立體構(gòu)成的角度看，基礎(chǔ)的構(gòu)成元素和構(gòu)成方法對“模塊化”設(shè)計(jì)的思想有著重要的指導(dǎo)作用。其中，幾何形態(tài)和幾何形造型方法在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。因此，在探索“模塊化”在日用陶瓷造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用時(shí)，有必要對幾何形造型方法進(jìn)行相關(guān)研究。
幾何形態(tài)的產(chǎn)品之所以被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域并得到消費(fèi)者的青睞，一方面是因?yàn)閹缀涡螒B(tài)簡潔，適合產(chǎn)品大工業(yè)批量生產(chǎn)的要求;另一方面是因?yàn)閹缀涡螒B(tài)的產(chǎn)品既具有單純、統(tǒng)一等美感要素，符合各層次消費(fèi)群體的審美要求，又便于使用。但是，未經(jīng)變化的幾何形態(tài)往往顯得過于死板、單調(diào)，而且不便于使用，因此，需要設(shè)計(jì)師在造型過程中，綜合考慮多方面因素，通過對幾何原體進(jìn)行切割、組合、變異等手法，對其進(jìn)行更加深入的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，使最終的產(chǎn)品形態(tài)在單純、統(tǒng)一的美感中又不失細(xì)節(jié)的精致和功能的實(shí)用。
在幾何形造型方法中，切割、組合、變形和綜合是幾種主要方法，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，這些方法常常共存，服務(wù)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的完整性。圍繞本文主題，筆者重點(diǎn)對切割和組合兩種方法進(jìn)行解讀。
切割，即切除或分割，也就是在原有幾何形態(tài)的基礎(chǔ)上運(yùn)用這兩種方法使其產(chǎn)生新的形態(tài)和空間結(jié)構(gòu)。切除，也就是設(shè)計(jì)中常用的“減法”，通常表現(xiàn)為體量上的減少;分割，則是改變幾何形態(tài)表面或整個(gè)形體的造型。分割又可以分為幾何式和自由式兩種。
組合，即將兩個(gè)或兩個(gè)以上的單元體通過積聚的方式構(gòu)成一個(gè)整體，達(dá)到豐富形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)的雙重目的。它是與切除相對概念的“加法”，包括單元體上的增加和多個(gè)單元體的拼合構(gòu)成兩種形式。在組合方法的運(yùn)用，尤其是多個(gè)單元體的運(yùn)用過程中，需要通過連續(xù)、重復(fù)、漸變、放射等美學(xué)處理方法得以實(shí)現(xiàn)。
在設(shè)計(jì)的實(shí)踐過程中，單獨(dú)依靠一種變換方法往往難以達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果，這就需要多種方法有機(jī)結(jié)合，也就是綜合的方法。在“模塊化”設(shè)計(jì)中，通過對簡單形體的切割、打散、組合，創(chuàng)造出三維空間中新穎的產(chǎn)品造型。
結(jié)論
【關(guān)鍵詞】模塊化設(shè)計(jì)；機(jī)械設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)特點(diǎn)
一、模塊化的設(shè)計(jì)方法
機(jī)械設(shè)備由眾多零件組成，設(shè)計(jì)階段也是分類進(jìn)行的，應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)理念，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成工作任務(wù)，設(shè)計(jì)結(jié)果也更具有可行性。模塊化設(shè)計(jì)需要考慮各部件投入使用后是否能夠?qū)崿F(xiàn)功能，這與模塊之間的配合有很大聯(lián)系，將設(shè)備主體分開設(shè)計(jì)，彼此之間相互獨(dú)立又能夠共同配合實(shí)現(xiàn)功能。設(shè)計(jì)期間要考慮部件如果發(fā)生損壞是否便于更換，以此來保障運(yùn)行過程穩(wěn)定可靠，此類設(shè)計(jì)理念是通過整體細(xì)分來實(shí)現(xiàn)的。設(shè)計(jì)期間外形也能得到很好的優(yōu)化，擁有完善的設(shè)計(jì)流程，并不是逐次完成設(shè)計(jì)任務(wù)的，先將主體設(shè)計(jì)完成后，再進(jìn)行細(xì)致的劃分，這種設(shè)計(jì)理念下，機(jī)械設(shè)備功能更完善，使用期間如果發(fā)生故障，檢修任務(wù)也更容易進(jìn)行。掌握設(shè)計(jì)方法才能夠優(yōu)化完成任務(wù)，機(jī)械設(shè)備使用安全性也因此得到了保障。
二、模塊設(shè)計(jì)的內(nèi)涵及特點(diǎn)
1、模塊化設(shè)計(jì)內(nèi)涵
設(shè)計(jì)任務(wù)可以從多個(gè)層面共同進(jìn)行，并且這一特征是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中所不具備的。先對產(chǎn)品的框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，在逐層開展內(nèi)容完善，這樣機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)開展形式擁有更多的選擇，并且不會出現(xiàn)設(shè)計(jì)形式混亂的情況。機(jī)械設(shè)計(jì)需要將參數(shù)完善記錄，方便對設(shè)計(jì)圖形進(jìn)行審核，完全達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)才能夠投入到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。通常情況下是同橫向與縱向兩方面來探討設(shè)計(jì)形式，將數(shù)據(jù)依次填寫到框架中，對比分析是否存在誤差。設(shè)計(jì)期間結(jié)合使用需求可以隨時(shí)對模塊進(jìn)行改變，確保工作任務(wù)能夠高效開展。
2、設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。
2.1便于維修。模塊化設(shè)計(jì)理念與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比較，擁有很多新的特點(diǎn)。首先是使用階段發(fā)生故障更便于維修，修理任務(wù)也可以在局部進(jìn)行，節(jié)省時(shí)間的同時(shí)在維修效率上也有明顯提升。各模塊均可靈活拆卸，故障嚴(yán)重時(shí)，通過調(diào)試很難使之恢復(fù)正常，此時(shí)直接將木塊更換，快速完成維修任務(wù)。由此可見，無論是設(shè)計(jì)還是使用，該種設(shè)計(jì)理念都有很多突破，解決了機(jī)械設(shè)備使用中遇到的問題。2.2簡化包裝設(shè)計(jì)。包裝是設(shè)計(jì)工作中的重要內(nèi)容，同時(shí)也十分復(fù)雜。要根據(jù)設(shè)備的外形對包裝進(jìn)行設(shè)計(jì)，保護(hù)運(yùn)輸安全也要合理利用空間，這些標(biāo)準(zhǔn)很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)，但通過模塊化設(shè)計(jì)，包裝環(huán)節(jié)更簡單便于實(shí)施。傳統(tǒng)包裝方法中，工作人員要根據(jù)不用零件的設(shè)計(jì)形式探討包裝方案，對基層工作人員相關(guān)專業(yè)知識要求嚴(yán)格，并且在包裝過程中會浪費(fèi)大量時(shí)間，并不利于機(jī)械生產(chǎn)加工高效進(jìn)行。應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)理念后，包裝工程中所面對的產(chǎn)品也都是劃分后的，并不需要基層工作人員了解機(jī)械設(shè)計(jì)原理，對控制成本支出及提升生產(chǎn)效率都有很大的幫助。加強(qiáng)模塊化設(shè)計(jì)理念應(yīng)用后，工作人員可以更高效的完成包裝任務(wù)，為機(jī)械設(shè)備使用階段提供便捷性。2.3模塊化包裝的成本低。應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)方法后，在機(jī)械生產(chǎn)包裝流程中有明顯的簡化，同時(shí)成本支出也得到有效控制。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念中，存在很多不確定因素，因此預(yù)算的成本支出也很容易發(fā)生變化，在工作任務(wù)開展過程中，包裝所用材料通過計(jì)算可以得到準(zhǔn)確結(jié)果。這樣管理人員更明確不必要的成本支出，解寶鑫遼寧金螳螂幕墻裝飾有限公司110167嚴(yán)格控制資金使用，這也是模塊化設(shè)計(jì)理念中節(jié)約成本的依據(jù)。雖然資金支出得到了控制，但產(chǎn)品使用質(zhì)量并不會因此受到影響。
三、模塊化設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
1、模塊化技術(shù)和成組技術(shù)的共同點(diǎn)。它們提出的依據(jù)都是現(xiàn)代產(chǎn)品的多樣化。進(jìn)行成組的時(shí)候都是依據(jù)零件特點(diǎn)等因素，主要是利用物體之間的相似性，并且將這些相似的事物進(jìn)行組合，通過對相似零件規(guī)范化的處理，達(dá)到小批產(chǎn)品也具有流水作業(yè)的情況。而模塊化追求的是小產(chǎn)品和中產(chǎn)品以及大批量零件之間的效果，也是利用它們之間的相似度，把一些零件劃分，最后制成模塊。它們之間的共同點(diǎn)主要表現(xiàn)是，對相似的零件進(jìn)行集中處理；
2、模塊化技術(shù)的應(yīng)用。模塊化設(shè)計(jì)理念需要計(jì)算機(jī)設(shè)備支持才能完成設(shè)計(jì)任務(wù)，應(yīng)用該技術(shù)也需要全面的方案規(guī)劃，明確機(jī)械生產(chǎn)的使用方向，這樣在模塊劃分時(shí)才更具有科學(xué)性。設(shè)計(jì)任務(wù)通常是先整體再局部，以實(shí)現(xiàn)使用功能為目標(biāo)。不斷完善設(shè)計(jì)方案，借助計(jì)算機(jī)軟件對使用功能進(jìn)行檢測，確保能夠達(dá)到檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，才可以投入到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。數(shù)控機(jī)床對模塊化的劃分是指對機(jī)床運(yùn)動分析和結(jié)構(gòu)分析得出的結(jié)構(gòu)，將具有同樣功能的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的劃分。模塊化劃分的好壞之間影響著模塊化設(shè)計(jì)的成敗。
3、數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行模塊劃分時(shí)的原則。（1）將具有獨(dú)立功能的單位作為模塊，也就是說對已經(jīng)分解的單元結(jié)構(gòu)上的劃分盡可能的做到其獨(dú)立性，這樣方便不同模塊之間的進(jìn)行組合，能夠拼湊出多種產(chǎn)品；（2）部件作為模塊。在進(jìn)行劃分的時(shí)候，以部件作為模塊，這樣能夠保證模塊的完整性，而且也能夠保證拼湊的產(chǎn)品的質(zhì)量；（3）利用組件的方式作模塊。設(shè)計(jì)人員對模塊分解之后，還可以將模塊進(jìn)行組件，通過不斷的試驗(yàn)更換某些零件，可以使部件的用途增加，這樣比更換整個(gè)零件更具有經(jīng)濟(jì)效益；（4）在進(jìn)行模塊劃分的時(shí)候，還要考慮到機(jī)床中大件的劃分，保證其規(guī)范性，還要使其便于分離和結(jié)合。同時(shí)也要考慮到模塊的發(fā)展空間，定時(shí)的進(jìn)行升級。
4、數(shù)控機(jī)床的功能分解。機(jī)械生產(chǎn)是通過數(shù)控機(jī)床來完成控制任務(wù)的，模塊化設(shè)計(jì)理念應(yīng)用后，控制任務(wù)也要細(xì)致劃分，以實(shí)現(xiàn)使用功能為目標(biāo)，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行分層次控制，這樣功能劃分更科學(xué)合理。機(jī)械設(shè)備使用階段的科學(xué)性是對設(shè)計(jì)方案最好的評估，如果不能確定方案可行性，可以通過試驗(yàn)檢測進(jìn)行判斷。當(dāng)然，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行分解時(shí)，首先應(yīng)該考慮的就是用戶需求。由于用戶之間的條件存在差異，所以會所在確定機(jī)床規(guī)格時(shí)候也要不同，也就是說在模塊的組成中也會存在差異。對單柱的數(shù)控來說，其總功能是車削。在將其進(jìn)行劃分的時(shí)候，可以講車削的溝槽和旋轉(zhuǎn)面等方面進(jìn)行。還要將其的銑鏜功能進(jìn)行劃分，這些功能可以按其的執(zhí)行功能和監(jiān)測等方面進(jìn)行劃分。
模塊化可以說是迄今為止機(jī)械包裝中最好的設(shè)計(jì)方法，其開創(chuàng)了機(jī)械包裝的設(shè)計(jì)的開放化和標(biāo)準(zhǔn)化。從而提高了機(jī)械制造商在競爭如此激烈的市場中的競爭力，同時(shí)也推進(jìn)了我國機(jī)械化的水平。
作者:解寶鑫 單位:遼寧金螳螂幕墻裝飾有限公司
參考文獻(xiàn)
