模块化设计

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模块化设计(Building Block Design)

目录

什么是模块化设计

  模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合可以构成不同的产品,以满足市场的不同需求的设计方法。

模块化设计的原则

  ① 力求以少量的模块组成尽可能多的产品,并在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉,模块间的联系尽可能简单;

  ②模块的系列化,其目的在于用有限的产品品种和规格来最大限度又经济合理地满足用户的要求。

模块化设计的关键

  1.模块标准化

  它是指模块结构标准化,尤其是模块接口标准化。模块化设计所依赖的是模块的组合,即联接或啮合,又称为接口。显然,为了保证不同功能模块的组合和相同功能模块的互换,模块应具有可组合性和可互换性两个特征,而这两个特征主要体现在接口上,必须提高其标准化通用化、规格化的程度。例如,具有相同功能、不同性能的单元一定要具有相同的安装基面和相同的安装尺寸,才能保证模块的有效组合。在计算机行业中,由于采用了标准的总线结构,来自不同国家和地区厂家的模块均能组成计算机系统并协调工作,使这些厂家可以集中精力,大量生产某些特定的模块,并不断进行精心改进和研究,促使计算机技术达到空前的发展。相比之下,机械行业针对模块化设计所做的标准化工作就逊色一些。机械产品中模块化设计仅应用于为数不多的机床行业。

  2.模块的划分

  模块化设计的原则是力求以少数模块组成尽可能多的产品,并在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉,且模块结构应尽量简单、规范,模块间的联系尽可能简单。因此,如何科学地、有节制地划分模块,是模块化设计中很具有艺术性的一项工作,既要照顾制造管理方便,具有较大的灵活性,避免组合时产生混乱,又要考虑到该模块系列将来的扩展和向专用、变型产品的辐射。划分的好坏直接影响到模块系列设计的成功与否。总的说来,划分前必须对系统进行仔细的、系统的功能分析和结构分析,并要注意以

  下各点:

  l)模块在整个系统中的作用及其更换的可能性和必要性。

  2)保持模块在功能及结构方面有一定的独立性和完整性。

  3)模块间的接合要素要便于联接与分离

  4)模块的划分不能影响系统的主要功能。

模块化设计的主要方式

  横向系列模块化设计

  不改变产品主参数,利用模块发展变形产品。这种方式易实现,应用广。

  纵向系列模块化设计

  在同一类型中对不同规格的基型产品进行设计。

  横向系列和跨系列综合模块化设计

  除发展横系列产品之外,改变某些模块还能得到其它系列产品者,便属于横向系列和跨系列模块化设计了。

  全系列模块化设计

  全系列包括纵向系列和横向系列。全系列和跨系列模块化设计。在全系列基础上用于结构比较类似的跨产品的模块化设计。

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