模块化设计技术
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模块化设计技术范文第1篇
一、高职课程体系整合的原则
1.培养高技能人才的原则
高职教育课程体系的整合主要体现在对课程目标确立、课程内容选择、课程模式设计及课程评价等方面。以就业为导向的课程体系的整合必须在深入了解市场，准确把握市场对高技能人才在知识、能力、素质等方面的具体要求后，从传统的学科式课程模式框架中走出来，真正做到从行业实际需求出发，达到高技能人才培养的要求。
2.课程知识和技术多元整合的原则
高技能人才需要具备较强的综合职业技能，要运用多元整合的策略思想，形成以应用性、技能性为特色的高职课程内容体系。贯彻多元整合的策略思想，要求打破原有课程、学科之间的壁垒和界限，以技术应用能力的培养为核心，以目标培养的实际需要作为内容取舍和结构组合的标准，分析相关的知识要素和技能要素，对课程内容做纵向和横向的整合，不求学科体系的完整，强调课程内容的应用性、必需的基础性和课程内容的综合性。
3.课程体系整体优化的原则
实现整体优化首先要明确知识、能力、素质之间的比例关系。要根据人才培养目标的要求找到三者之间最佳的结构平衡点，使学生的知识、能力、素质得到协调发展。协调课程与课程之间的关系。不同的课程对培养目标所起的作用不同，要明确核心课程、支持课程、基础课程、特色课程之间的关系，并体现在课程体系中。
4.理论教学“必须、够用”的原则
高职的理论教学特别强调理论要为实践服务。以指导实践，提高技术应用能力为目的，坚持理论教学以"必须、够用"为原则，有利于学生用科学的技术理论指导实践和实践操作。因此，课程体系应对理论教学进行大胆改革和重组，取消与专业实际技能培养关系不大、理论性过强的课程，对一些与专业相关的课程进行内容的调整与合并，增设反映新技术的技能课程和过程性课程。
5.重视特色课程的原则
高职的人才培养要为区域经济服务，课程体系的特色主要体现在与区域经济的结合上。区域经济结构不同，产业布局不同，经济发展水平不同，对人才的类型要求、专业要求也不同。满足区域经济发展对人才的特定要求，创建特色课程，构建产学结合的课程体系是值得探索的主要途径。
6.适应职业结构与岗位的变化的原则
高职课程体系具有一定的弹性和灵活的调节机制，能对整个社会的经济、科技的发展与市场需要做出快速反映，根据实际需要及时在内容上吐故纳新、在结构上调整组合、在评价上动态反应。知识经济促进了科技的进步和社会产业结构的调整，造成了职业结构和劳动岗位内容的不断变化，而且这种变化的速度愈来愈快。高职课程体系及时反映这种变化，具有自我调整自我更新的能力。
根据以上原则，我们认为“宽基础、活模块”的课程体系适合以全面素质与综合职业能力的培养为核心，以岗位技能训练为特色的高职教育要求。“宽基础、活模块”的两段结构，呈现出与其他课程模式不同的结构特征。宽基础部分作为横向的课程集群，其学习内容不针对某一特定工种，而是针对一个职业内的一群相关岗位所必须的学识和能力，将工作性质相通的若干个岗位集合为一个群，着眼于一个职业岗位群所需要的通用知识的获得和通用职业能力的训练及学习能力获得。“宽基础”阶段侧重于全面素质与关键能力的培养，着眼于奠定发展后劲的基础。“宽基础”对全面推进素质教育，树立以能力为本位的新观念，增强学生的发展后劲具有极大的促进作用。活模块部分作为纵向课程集群，强调针对特定的岗位对从业者的具体要求和从业能力，追求教学内容与特定岗位需要的一致性。其任务为:一是岗位专项技能的训练，使学习者具备顶岗能力:二是在专项技能训练的过程中兼有提升学习能力的功能。“活模块”阶段注重专项能力、综合能力、适应市场变化的跨岗能力及个性特长的培养，着眼于就业适应性的培养，立足于市场经济和人才的需求。
二、通过社会需求分析确定能力本位的应用化工技术专业模块化课程体系的结构
德州职业技术学院应用化工技术专业从2005年开始筹建，2006年招生。专业设立之初我们对山东省及周边地区多家企业进行调研，发现电池行业由于能源危机的影响焕然一新，它集技术、资金、劳动密集于一身发展迅速。
通过电子邮件的方式发放调查表，就应用化工技术专业学生的知识和技能与就业状况的关系进行调查。初步结论是:文化素养和专业基础理论有利于学生的自身发展和自主创业，专业技能的高低和宽窄决定学生的就业质量和就业面。高职教育不仅要让学生掌握一定的文化知识，更重要的是要培养学生的专业技能。在实际教学中，我们感觉到模块化课程的教学体系能从整体上有针对性的培养学生的专业技能，并且富有成效。因此，创建以能力为本位的应用化工技术专业模块化课程体系是培养高职学生专业技能的有效途径，这也正是高职教育区别于其他各类普通高等教育的重要标志。我们还重点调查了毕业生的就业层面，它们主要涵盖在这样一些领域:企业的产品生产、质量检测、分析化验、技术开发、技术管理以及产品的营销和售后技术服务等。我们把这两项调查结果与模块化课程体系的建设挂钩，具体做法是:从学生的就业领域和就业岗位出发建立与就业岗位对应的能力模块，再根据能力模块的内涵来决定课程模块的数量和内涵以及每门课程及每个课程模块的培养目标。这样构建课程模块有利于我们集中时间和精力有针对性地传授知识和培养学生的能力。
三、课程体系整合方案
高技能人才培养的核心问题是课程的设置与体系的整合问题。因此，我们以高职课程改革为突破口，依据高职课程体系构建的原则，构建了以职业技能为核心的“宽基础、活模块”结构的高职课程体系。这一课程体系由职业公共课模块、职业能力课模块、集中实践模块、人文选修模块组成。
1.职业公共课模块
主要为大学生提供必备的科学、人文、身心等方面的基础知识，重视培育学生的人文素养和科学素养，是职业高校区别职业中专的重要标志之一。主要包括高等数学、大学英语、思想政治理论课、体育等课程。该模块以“必须、够用”为原则。
2.职业能力课模块
首先针对职业所需，确立核心课程。核心课覆盖该专业对应职业岗位群需要的最基本、最主要的知识和技术，教学上侧重于技术方法的讲授。保证学生有足够的时间和条件学好这些课程，掌握本专业必备的知识和技术。围绕着职业能力核心课程，开设专业技术、职业考证、职业方向等课程
(1)专业技术模块
各专业除了核心层以外需要开设的专业技术课。这是对核心技术课程所需专业知识的强化、拓宽和补充，以使学生进一步深入理解本专业的核心技术课，强化技术操作，以熟练和丰富技术操作经验。
(2)职业考证模块
职业考证模块保证职业资格的获取，落实双证书制度。这一模块重视职业技能的考核，将职业考证的相关课程尽可能融入培养计划之中。该模块课程由经验丰富的教师指导，从而有利于学生取得相应的职业资格证书这是强化培养学生的动手能力、操作技能的课程，重在职业基本技能。
(3)职业方向模块
职业方向课模块以当前职业岗位的需求为依据，每个专业设立3个左右的专业方向，在第四学期按照学生的学习兴趣和基础对他们进行分流。此模块侧重对学生进行有针对性的专项培训，以适应多层次岗位的需要。
3.集中实践模块
这一模块的课程强调实训、职训等实用性操作训练，以满足第一线应用技术人才的实际需要。
4.人文选修模块
以人文课程为主，兼有科技、管理、文体类等课程，为学生多方面个性发展提供帮助。
四、“宽基础、活模块”课程体系的特点与应用效果
“宽基础、活模块”结构的课程体系特点是:这种课程结构模式灵活性大、针对性强，可以通过调整不同模块的组合，及时实现专业方向的调整，满足各种教学计划需要，并保持自身的完整性与稳定性，灵活地实现教学内容的新陈代谢，使教学要求与社会的发展变化基本上保持同步。各模块均紧紧围绕职业技能这个核心，体现出:“职业技术核心”、“动手能力优先”和“注重人文和科技素养”的高职课程的设计原则，贯彻了从高职学生发展实际出发，“以学生为主体”的教育理念。新的课程体系是在适应地区经济社会发展需求的前提下，按照用人单位对毕业生的技能要求，设计合理的岗位技能或行业技能的培养目标。这一目标由一组相近的专业岗位综合技能课程或若干个相应的岗位证书课程所组成，这些课程包括相应的实训课，以及参与实际生产或社会服务、实际运作的实战训练，从而使学生在毕业后实现与企业零对接的要求。
参考文献
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[2]张尧学.全国高职高专教育产学研结合经验交流会论文集[C].北京:高等教育出版社， 2003.
[3]晓明.整体性课程结构观与优化课程结构的新思路[J].教育理论与实践， 2004， (5).
[4]黄尧孝.构建高等职业教育课程体系的理论思考[J].职教论坛， 2005， (5).
[5]郑晓梅.论高等职业教育课程目标的价值取向[J].职业技术教育， 2003， (19).
[6]卢学红.高职课程体系改革的目标与思路[ J].职教论坛， 2004， (1).
模块化设计技术范文第2篇
关键词：模块化设计;机械设计;运用操作
1前言
随着我国经济的高速发展下，越来越多的集中式体户变为了个体户，更多的是要求机械制造商在制作的过程中降低成本。当然传统的机械设计方法已经不再适用于现在的要求了。而从设计的角度来看，我国模块化设计方法在机械设计的运用中得到肯定，而这样就可以缩短工期，从而降低机械制造陈本，所以说模块化设计无论是从设计为理念还是制造上为基础，都是机械制造商最好的选择。
2模块化设计的概念与特点
(1)模块化设计方法是目前机械设计当中的一种尤为重要的方法，它指的是在进行机械化设计中，将原有得不同的部分规划与想对应的模块里，并对每个模块的设计进行了全方位的思考，然后将其各个部位重新组装在一起，最后完成整个机械设计的所有概念、内容。在机械设计的过程中，要对模块做好划分，并且全方位做好规划，确保知道每个模块具有的功能，然后考虑到每个模块相互之间组合在一起的意义。同时，还要保证每个模块之间的独立性能，并且做到能够进行相互的更换，才能促进了系统功能的升级。模块设计方法作为一种新的观点理念，它本身具有显著的特点存在着［1］。(2)模块化在设计当中的主要方式分为以下几种:①横向式的模块化设计方式，在不改变原产品的基础上，利用到模块化设计成变种形态的产品，而这种模块化设计的形式容易实现操作、更易于广为推出。②纵向式的模块化设计方式，在不改变原产品的基础上，在同一形式当中对不同规格的产品进行统筹的设计。③横向式和跨系式的综合型模块化设计，当然，除了发展横向式系列的产品以为，改变了某种模块的设计还可以得到出了其他不同系类的产品，从而便于横向系类和跨向系类模块的设计。④全种系类的模块化设计包括了纵向形式与横向形式，而全种系类更是在基础之上用于制造出类似于跨系列产品模块化设计。(3)模块化设计的推出方便了维修。模块化设计方法能使维护变得简单操作，以少量应多量，以及尽可能的投入少的生产得到多的产品的理念，以最具有划算的方法满足于现在各种需求。由于模块化设计法本身具有可替换性，并且在当中出现了一个模块的故障，那么在机械设计应用中就可以通过检查，将出现问题的模块部位进行更换即可，免去了不必要的资源流失。(4)模块化设计方法节约成本。模块化设计简化了包装的整个过程，以前机械制造商在包装设备的时候只能根据产品自身的特点为其采取指定包装过程。而这样的范围规定太过于狭小，设计出来的包装只适合运用到同一种规模下的产品，然后其他的系列的产品又要从新制造出新的包装，从而给包装带来很大的不方便。这样不仅仅是在人力、物力上的一种铺张浪费，更是难以提高机械制造商运行的成效。然而运用模块化设计方法形成出的产品，在具体的运用中，能满足于各种产品，从而使包装简单化。模块化设计的方法能够节省成本，并且可以用在于有较少的模块当中去完成更多的机械的包装上，从而有效的节省了资源的设计成本［2］。
3模块化设计与其他具有现代化技术的融合
3．1模块化与成组技术的共同的特点
模块化的组成技术都是针对于现代生产的产物提出多样化的。成组的技术主要是利用零件的形状及工艺上具有某种的相似性为其理论，利用有关数据以及事物本体的相似性做到问题的归类化。并通过对具有相似零件的标准形式，做规范的处理，从而使小批量的产品成为具有流水生产方式的一种。而规模化技术也是秉着生产出小批量的产品、中批量的模块、大批量的零件的方法，也充分的利于机械机床部件上的相似性，把具有相似的部件经过同意的归类所形成的模块。而两者具有共同点是:集中的处理具有相似的事物，并把具有一定相似性的事物规范化［3］。
3．2模块化与柔韧性制造的技术
柔韧性制造技术自始以来，一直以多样化、快节奏作为前提，重点强调出系统对生产反应的可变、多变性能。然而模块化正好符合柔韧性技术这一特点的前提依据，模块化技术在利用模块化解决机械机床上的共同特性之后，又具有集中的解决单独的个性问题。并且达到以最少的模块组成最大机床的思想来实现当今社会的多样化。当机床为生产工具的时候，则其利用模块化的特点，灵活多用，并通过模块的组合达到了柔韧性的制造技术。
3．3模块化与高科技辅助技术
将高科技辅助系统和数据库里的技术引用到模块化技术里，在相当大的程度上取代了人类完成大量工作无法完成的复杂、重复性的工作当中。并且，具有一定的稳定性等方面超越了人类。而在另一面。通过模拟化的方法，把复杂系统分解成各个简单的系统，并对各个简单的系统做高科技的技术分导，可以充分发挥高科技的重要性以及具有强大的功能。
4模块化技术在机械设计中的运用
4．1机械设计的理念
机械设计指的就是满足于当代社会经济指标配合着相对式的技术条件，并对其功能的需求锁定出最有综合性方案的进程，而机械设计本身具有综合性能、相近性能、多层次性能等特点。而这些性能更是成为创造新型的机械产品必不可少的基础，从而根本上的决定了生产出的产品功能、质量以及性能。而用户群体对机械产品有着多样化、个性化、高品质、低消费的要求也是逐步扩大。而加入了模块化设计方法更是能面对广大群众对机械设计要求上的一种挑战。
4．2对模块进行划别区分
在对产品进行模块划分的同时，要以独立功能的单月形式作为整体的模块，既可以对已划分的功能在结构上做到独立的特性，这样模块容易拼成、组建以及搭配。并且形成了多种的变形产品，这样的模块才具有完整性，并能保证其质量的过关。而以组件部分作为模块来看，功能分解细化之后，可以通过进一步的将部件中的某些组建进行模块化，更是可以通过替换与舍掉一些零件，可以使部件产生出不同的作用与用途。而这比替换了整个部件更方便一些，而参照模块划分出来的层次，并参照其需要，结构以及功能上对产品模块做出细微的划分，而对产品本身的需求也是对客户需要的划分。要在客户需要的基础之上对该产品进行功能性的区别划分，又必要要在产品功能的基础之上对产品所处的结构进行总的区分。并且将具有同种功能的结构进行合理的区分，可以这么说，模块划分的好与坏影响着模块设计的成与败、质与量。但同时，要考虑在模块本身的发展空间里做出一定的余留，以便可以引入新的观点理念时不会出现阻碍模块构成的障碍而基于模块化设计的合理方法来看，多样化且个性化的体系更能满足于广大顾客们的需求，并且产品可以快速的分解、结合，同时还能通过大批量的生产和管理上的统一从而降低了生产和管理的经济成本［4］。
4．3对现有的模块进行编码
模块编码的意义在于对完整的模块当中的规格、参数等和模块之间相互进行完整的整合管理，并且标明其名称。并对产品的模块进行重新的编码，以便于区分产品，便于管理，从而建设出统一并且完整的标准规范化的模块，更充分的利用产品生产的开发。对模块化设计进行独特性、完整性、合理性、的编码，并实现产品的通用性能与开放性性能。
4．4进行有效率的模块组装
在产品功能确定了以后进行了模块的组合，从而保证了整个机械设计的合理性，同时也需要在实际运用中也起到关键的作用。组装产品的时候要确保组成部件的完整，不可缺失、丢失。进行模块间的合理分配，做到注重布局的合理效果。同时，因为模块又具有替换性能，所以在使用的过程中可出现问题是可以进行更换的，并且要做到某个模块的更换并不会影响到其他模块的正常运行。
4．5完成设计本职工作
在通过之前的设计、组装等时候，还是要进行完成整个产品的工作。而将模块化设计运用到机械式机床上时，包括了机床的传动式模块、执行力度模块、辅助模块等。其中传动室的模块包括了主传动力轴、水平的进给箱、垂直的进给箱等。而执行的模块又概括于、刀子架机、工作桌台等，辅助模块又包含了保护罩、刀架库、机床的电气等。
5结论
而综上所述，模块化的设计方式是实现我国当代机械设计当中大规模生产产品的主要保障，使得产品更加的符合当前的广大顾客、市场上的需求。而在提高自身的效率同时，也降低了机械设计的资金成本，并且在质量占有着相当大的优势。而模块化设计的方法在很大的程度上又满足了机械设计当中的需要，并且在机械设计的具体运作当中又有了良好的效果。它已经不仅仅是作为缩短设计时间的一个重要因素，更是又利于创造出机械设备的一个基础，提高了我国机械设计的水平。因此，往后在进行机械设计产品的时候，需要注重模块化设计方法的灵活运用。并懂得把握住重要的分析点，严格的按照规定去划分好模块，并对设计人员的综合素质做出深入的培养，重视起经验的分析与总结，使模式化设计得到更好的应用，我相信，随着模块化设计越来越标准化的进一步提升，模块化设计之间相互转化的性能也会上升，而机械设计理念与制造水平将会更得到提高，从而促进我国机械化水平的日趋增升。
作者:刘吉宝 单位:兰州理工大学
参考文献:
［1］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，2005(08):154～156．
［2］蔡燕华．分析模块化设计方法及其在机械设计中的应用［J］．科技传播，2014(04):160，154．
模块化设计技术范文第3篇
论文摘要：模块化生产已引起人们的广泛关注。本文在借鉴国内外学者研究成果的基础上，提出了模块化生产方式的概念，从专业化、规模经济、需求的多样化和个性化、模块化设计和制造四个方面分析了模块化生产方式的形成演化，从模块划分、基于功能模块的模块化设计、基于虚拟企业的模块化制造网络、基于多品种流水线的模块化装配四个方面探讨了模块化生产方式的实现。模块化生产方式的研究对大规模定制的实现以及企业满足市场多样化、个性化需求有着重要意义，为提升企业的竞争力提供了一种新型生产方式。
模块化生产方式的形成演化
技术的进步、经济的发展及企业对利润的追求，使生产方式由单件小批生产、批量生产、大批量生产向模块化生产演化。传统生产方式的弊端促使企业不断寻求既能够快速应对市场多样化、个性化需求，又能够低成本为顾客提供定制产品的新的生产方式。在这种背景下，模块化生产方式应运而生。因此，模块化生产方式的产生有其必然性。
（一）专业化是模块化生产方式形成的前提条件
传统生产方式下，专业化是企业提高生产效率的有效手段。随着市场竞争的加剧，产品生命周期、交货期的缩短及顾客消费需求从数量消费、质量消费向个性化消费的转变，传统的专业分工不再适应竞争的需要。模块化是在传统分工的基础上进一步将各个细分部分按照功能原则重新聚合的过程，这种思想体现在模块化生产方式中就是：产品被分解成独立的模块，这些模块可以在不同的专业化企业中独立地被设计、制造，而这种“独立性”正好可以使各模块生产企业的核心竞争力得到强化。因此，专业化使模块化生产方式具备了产生的可能性，是模块化生产方式形成的前提条件。
（二）规模经济是模块化生产方式形成的动力
提高规模经济效益，降低单位产品成本，是企业实现良好经济效益的基础。但在当今竞争日益激烈、市场需求日趋多样化、个性化的市场环境下，满足顾客需求与实现规模经济往往是矛盾的，即要满足顾客多样化、个性化需求就难以实现企业的规模经济。因此，如何解决这一矛盾是企业面临的一大问题。模块化尤其是模块化设计的广泛应用是企业在技术、产品上的一大创新，模块化生产方式正是利用模块的标准化及通用化，通过模块化设计、模块化制造、模块化装配，通过产品的多变性与零部件标准化的有效结合，通过模块的批量生产，在满足顾客定制需求的同时实现了规模经济，降低了企业成本。因此，模块化生产方式是一种更能适应当今市场竞争的生产方式，是企业追求规模经济的有力手段。
（三）需求的多样化与个性化是模块化生产方式形成的必要条件
大规模定制是当前满足顾客多样化、个性化需求的一种方式，当在单个企业内部实施大规模定制会造成企业成本增加，效率降低。因此，应用模块化生产方式，通过模块化设计、模块化制造、模块化装配可实现大规模定制的高效、低成本生产。首先，通过对产品进行合理的功能模块划分，利用模块的相似性来减少产品结构和制造结构的变化，最终借助模块的选择和模块间的组合达到在保持产品多样性的同时控制产品成本的目的；其次，通过将顾客的个性化需求渗透到产品的设计阶段，从开始的设计阶段到最后的交付阶段，整个生产过程都体现了顾客的个性化需求，大大提高了顾客满意度；最后，模块化制造、模块化装配缩短了产品的生命周期，缩短了产品上市的时间。因此，快速满足顾客多样化、个性化的需求是模块化生产方式追求的主要目标，是模块化生产方式形成的必要条件。
（四）模块化设计、制造是模块化生产方式形成的充分条件
产品的设计、制造方式决定着产品装配方式，从而决定着产品的生产方式。模块化设计、制造超越了传统的设计、制造方式，通过将产品划分为一系列的功能模块，将生产对象由传统零部件转变到模块上来，再通过功能模块的选择与组合，装配出满足顾客需求的产品。模块的标准化、通用化，导致以模块为生产对象的模块化设计、模块化制造的产生，模块化设计、模块化制造引起产品装配方式由传统装配向模块化装配的转变，从而导致生产方式向模块化生产方式的转变。因此，模块化设计、模块化制造促进了模块化生产方式的产生，是模块化生产方式形成的充分条件。
模块化生产方式的实现
（一）合理的模块划分是实现模块化生产方式的关键
模块划分是模块化设计的前提，而模块化设计是实现模块化生产方式的基础，因此，模块划分是模块化生产方式的关键环节。模块划分的粒度对生产的成本和效率有很大的影响：模块划分粒度越细，越有利于客户参与产品定制设计，但由于组成产品的模块数增多，使得装配接口增多，装配时间加长，装配精度下降的可能性增加，从而使交货期延长；模块划分粒度越粗，越有利于产品装配，但客户的需求又较难满足，因为客户一点小小的要求，则可能导致整个模块的重新设计，从而增加成本及生产周期，交货期延长，客户满意度下降。针对模块化生产方式的特点，在考虑顾客个性化需求的前提下，以功能为基础，以结构为载体，根据产品的物理、几何特征，进行面向制造、面向装配的模块划分，简化模块化制造、装配过程，减少运输、等待时间。
（二）基于功能模块的模块化设计
模块化设计是模块化生产的价值核心，也是企业最大价值所在。企业在接到顾客的订单后，首先确定现有产品及模块的重新组合能否满足顾客需求，以现有产品或模块的重新组合即可快速、可靠地向顾客提供所需的产品，不必进行新产品的设计；否则，通过采取现有模块改进、专用模块设计及其接口设计来进行产品的创新性设计：
现有模块改进。分析顾客的个性化需求后，先从模块库中找到相似的模块，再对该相似模块采取改变或替代某些要素，添加某些要素，改变某些接口以及局部功能更新，提高模块性能等措施，争取在现有条件基础上尽可能满足顾客需求。现有模块的改进较模块的重新设计经济有效，周期短，更容易为企业所接受和采纳。
专用模块设计。当标准模块或通用模块库中没有与所要求模块相似的标准模块，无法进行现有模块改进时，就需要采用专用模块设计。专用模块化设计需要较长的周期，需要花费较多的人力、物力、财力，因此，必须考虑经济性原理，即在设计中考虑通用化、系列化等因素，以便实现专用模块向通用模块的转型。
接口设计。接口的作用是传递功能。为扩大模块通用性，接口设计必须解决其互换性和兼容性问题。模块的接口分为内部接口和外部接口，内部接口主要实现模块内部的互联，它是一种专用接口，而外部接口主要是实现模块间的连接。因而，充分考虑各类产品的接口结构，使设计的模块具有多种接口，以实现不同产品的互连，即要扩大接口的兼容性，兼容性是解决模块更新、加大模块重复使用的有效途径。为实现必要的兼容，对较复杂的接口，可设计接口模块。
（三）基于虚拟企业制造网络的模块化制造
模块化生产方式将虚拟企业制造网络和模块化制造相结合，实施基于虚拟企业制造网络的模块化制造。基于虚拟企业制造网络实际上是核心成员企业在对新产品进行概念化设计、模块化设计，并对每个模块的性能、参数等关键指标标准化之后，就每个模块在众多的独立企业中挑选出最优合作伙伴。
制造网络中，核心企业根据不断变化的产出需求和新市场的出现重新配置生产要素。成员企业根据其核心能力、优势资源承担相应模块的制造，因此，各成员企业作为组成虚拟企业制造网络的独立的子系统，各自专注于自己专长的项目，每个成员企业仅仅作为一个功能模块显示其外部功能。而各成员企业的内部功能，由各成员企业自身去解决，这样，有利于减少资源在集成过程中由于各个成员企业的利益冲突而产生的内耗，降低联盟内的交易费用，从而真正把各成员企业的专长、知识、信息、核心资源优势集中起来，以最短的反应时间、最少的投资、最大限度的满足顾客多样化和个性化的需求；也使各个成员企业可以更好地集中自己所有的资源作自己所专长的工作，以努力提高自己的核心竞争力。
（四）基于多品种流水线的模块化装配
模块化装配，即先通过零部件的组合装配出具有不同功能的模块，再根据产品的结构、功能选择满足要求的模块，通过模块的组合装配出满足顾客要求的产品。因此，模块化装配的基本单元是独立的模块。针对顾客需求的多样化、个性化特征，模块化生产方式可采用多品种装配流水线，基于多品种流水线的模块化装配要求做到产量、品种、工时及生产负荷的均衡以实现生产平稳，产品结构转换迅速，设备调整时间短，快速响应顾客的多样化需求。
当前，企业的装配线多是基于顾客订单的装配线，装配过程具有动态性。因此，必须从以下三个方面考虑模块化生产方式下的模块化装配。
产品组合。模块化生产方式下，模块的宽度、深度决定了产品组合的宽度、深度，进而影响产品装配的效率。模块化装配按照模块的相似性进行装配线的任务分配，实现模块的并行装配，提高装配效率。因此，对产品组合合理的分析、分类是进行产品的装配序列规划及生产线平衡的依据。
装配序列规划。模块化装配下，产品的装配分为模块的分装和产品的总装，模块的分装可以根据对市场的预测及销售历史进行预测性装配，各模块在不同的装配线上实现并行装配，因此，不必考虑分装模块的装配序列规划；在产品的总装阶段，则必须考虑产品的结构特征、装配的工艺性、模块接口的特性等因素，根据组成产品的模块数量和类型最少、装配方向、夹具变换次数最少、装配的层次化、并行化等模块装配序列规划原理，确定模块化生产方式下装配的装配序列。
装配线平衡。模块化装配方式下多品种装配流水线上的节拍为各种产品的平均节拍，而各种产品在工序上的工作节拍因产品的不同而有差异。因此，不能按平均节拍来平衡线内各道工序的生产能力，而应以计划期为单位结合顾客订单的交货期及生产的提前期进行生产线的平衡。生产线平衡后即可以模块为单位，在坚持“构成产品的模块数量和类型最少”的原则下，进行产品的模块化装配。
结论
模块化生产方式是模块化理论渗透到制造领域形成的更具灵活性、适应性的生产方式。这种生产方式下，企业不再需要把所有生产工序集中在一个企业内部，而是将生产工序进行模块化分解，外包给其他经营单位，或者从市场上采购模块部件，因此，模块化生产适合于顾客需求多样化、个性化的大规模定制。当然，实施模块化生产方式的前提条件是产品的可分解性，即该产品既能被分解成若干零部件又可以进行重新组合，并且在这一过程中不会失去原有的功能。
参考文献
1.苟昂，廖飞.基于组织模块化的价值网研究[J].中国工业经济，2005(2)
模块化设计技术范文第4篇
关键词：模块化 生产方式 大规模定制
模块化生产方式的形成演化
技术的进步、经济的发展及企业对利润的追求，使生产方式由单件小批生产、批量生产、大批量生产向模块化生产演化。传统生产方式的弊端促使企业不断寻求既能够快速应对市场多样化、个性化需求，又能够低成本为顾客提供定制产品的新的生产方式。在这种背景下，模块化生产方式应运而生。因此，模块化生产方式的产生有其必然性。
（一）专业化是模块化生产方式形成的前提条件
传统生产方式下，专业化是企业提高生产效率的有效手段。随着市场竞争的加剧，产品生命周期、交货期的缩短及顾客消费需求从数量消费、质量消费向个性化消费的转变，传统的专业分工不再适应竞争的需要。模块化是在传统分工的基础上进一步将各个细分部分按照功能原则重新聚合的过程，这种思想体现在模块化生产方式中就是：产品被分解成独立的模块，这些模块可以在不同的专业化企业中独立地被设计、制造，而这种“独立性”正好可以使各模块生产企业的核心竞争力得到强化。因此，专业化使模块化生产方式具备了产生的可能性，是模块化生产方式形成的前提条件。
（二）规模经济是模块化生产方式形成的动力
提高规模经济效益，降低单位产品成本，是企业实现良好经济效益的基础。但在当今竞争日益激烈、市场需求日趋多样化、个性化的市场环境下，满足顾客需求与实现规模经济往往是矛盾的，即要满足顾客多样化、个性化需求就难以实现企业的规模经济。因此，如何解决这一矛盾是企业面临的一大问题。模块化尤其是模块化设计的广泛应用是企业在技术、产品上的一大创新，模块化生产方式正是利用模块的标准化及通用化，通过模块化设计、模块化制造、模块化装配，通过产品的多变性与零部件标准化的有效结合，通过模块的批量生产，在满足顾客定制需求的同时实现了规模经济，降低了企业成本。因此，模块化生产方式是一种更能适应当今市场竞争的生产方式，是企业追求规模经济的有力手段。
（三）需求的多样化与个性化是模块化生产方式形成的必要条件
大规模定制是当前满足顾客多样化、个性化需求的一种方式，当在单个企业内部实施大规模定制会造成企业成本增加，效率降低。因此，应用模块化生产方式，通过模块化设计、模块化制造、模块化装配可实现大规模定制的高效、低成本生产。首先，通过对产品进行合理的功能模块划分，利用模块的相似性来减少产品结构和制造结构的变化，最终借助模块的选择和模块间的组合达到在保持产品多样性的同时控制产品成本的目的；其次，通过将顾客的个性化需求渗透到产品的设计阶段，从开始的设计阶段到最后的交付阶段，整个生产过程都体现了顾客的个性化需求，大大提高了顾客满意度；最后，模块化制造、模块化装配缩短了产品的生命周期，缩短了产品上市的时间。因此，快速满足顾客多样化、个性化的需求是模块化生产方式追求的主要目标，是模块化生产方式形成的必要条件。
（四）模块化设计、制造是模块化生产方式形成的充分条件
产品的设计、制造方式决定着产品装配方式，从而决定着产品的生产方式。模块化设计、制造超越了传统的设计、制造方式，通过将产品划分为一系列的功能模块，将生产对象由传统零部件转变到模块上来，再通过功能模块的选择与组合，装配出满足顾客需求的产品。模块的标准化、通用化，导致以模块为生产对象的模块化设计、模块化制造的产生，模块化设计、模块化制造引起产品装配方式由传统装配向模块化装配的转变，从而导致生产方式向模块化生产方式的转变。因此，模块化设计、模块化制造促进了模块化生产方式的产生，是模块化生产方式形成的充分条件。
模块化生产方式的实现
（一）合理的模块划分是实现模块化生产方式的关键
模块划分是模块化设计的前提，而模块化设计是实现模块化生产方式的基础，因此，模块划分是模块化生产方式的关键环节。模块划分的粒度对生产的成本和效率有很大的影响：模块划分粒度越细，越有利于客户参与产品定制设计，但由于组成产品的模块数增多，使得装配接口增多，装配时间加长，装配精度下降的可能性增加，从而使交货期延长；模块划分粒度越粗，越有利于产品装配，但客户的需求又较难满足，因为客户一点小小的要求，则可能导致整个模块的重新设计，从而增加成本及生产周期，交货期延长，客户满意度下降。针对模块化生产方式的特点，在考虑顾客个性化需求的前提下，以功能为基础，以结构为载体，根据产品的物理、几何特征，进行面向制造、面向装配的模块划分，简化模块化制造、装配过程，减少运输、等待时间。
（二）基于功能模块的模块化设计
模块化设计是模块化生产的价值核心，也是企业最大价值所在。企业在接到顾客的订单后，首先确定现有产品及模块的重新组合能否满足顾客需求，以现有产品或模块的重新组合即可快速、可靠地向顾客提供所需的产品，不必进行新产品的设计；否则，通过采取现有模块改进、专用模块设计及其接口设计来进行产品的创新性设计：
现有模块改进。分析顾客的个性化需求后，先从模块库中找到相似的模块，再对该相似模块采取改变或替代某些要素，添加某些要素，改变某些接口以及局部功能更新，提高模块性能等措施，争取在现有条件基础上尽可能满足顾客需求。现有模块的改进较模块的重新设计经济有效，周期短，更容易为企业所接受和采纳。
专用模块设计。当标准模块或通用模块库中没有与所要求模块相似的标准模块，无法进行现有模块改进时，就需要采用专用模块设计。专用模块化设计需要较长的周期，需要花费较多的人力、物力、财力，因此，必须考虑经济性原理，即在设计中考虑通用化、系列化等因素，以便实现专用模块向通用模块的转型。
接口设计。接口的作用是传递功能。为扩大模块通用性，接口设计必须解决其互换性和兼容性问题。模块的接口分为内部接口和外部接口，内部接口主要实现模块内部的互联，它是一种专用接口，而外部接口主要是实现模块间的连接。因而，充分考虑各类产品的接口结构，使设计的模块具有多种接口，以实现不同产品的互连，即要扩大接口的兼容性，兼容性是解决模块更新、加大模块重复使用的有效途径。为实现必要的兼容，对较复杂的接口，可设计接口模块。
（三）基于虚拟企业制造网络的模块化制造
模块化生产方式将虚拟企业制造网络和模块化制造相结合，实施基于虚拟企业制造网络的模块化制造。基于虚拟企业制造网络实际上是核心成员企业在对新产品进行概念化设计、模块化设计，并对每个模块的性能、参数等关键指标标准化之后，就每个模块在众多的独立企业中挑选出最优合作伙伴。
制造网络中，核心企业根据不断变化的产出需求和新市场的出现重新配置生产要素。成员企业根据其核心能力、优势资源承担相应模块的制造，因此，各成员企业作为组成虚拟企业制造网络的独立的子系统，各自专注于自己专长的项目，每个成员企业仅仅作为一个功能模块显示其外部功能。而各成员企业的内部功能，由各成员企业自身去解决，这样，有利于减少资源在集成过程中由于各个成员企业的利益冲突而产生的内耗，降低联盟内的交易费用，从而真正把各成员企业的专长、知识、信息、核心资源优势集中起来，以最短的反应时间、最少的投资、最大限度的满足顾客多样化和个性化的需求；也使各个成员企业可以更好地集中自己所有的资源作自己所专长的工作，以努力提高自己的核心竞争力。
（四）基于多品种流水线的模块化装配
模块化装配，即先通过零部件的组合装配出具有不同功能的模块，再根据产品的结构、功能选择满足要求的模块，通过模块的组合装配出满足顾客要求的产品。因此，模块化装配的基本单元是独立的模块。针对顾客需求的多样化、个性化特征，模块化生产方式可采用多品种装配流水线，基于多品种流水线的模块化装配要求做到产量、品种、工时及生产负荷的均衡以实现生产平稳，产品结构转换迅速，设备调整时间短，快速响应顾客的多样化需求。
当前，企业的装配线多是基于顾客订单的装配线，装配过程具有动态性。因此，必须从以下三个方面考虑模块化生产方式下的模块化装配。
产品组合。模块化生产方式下，模块的宽度、深度决定了产品组合的宽度、深度，进而影响产品装配的效率。模块化装配按照模块的相似性进行装配线的任务分配，实现模块的并行装配，提高装配效率。因此，对产品组合合理的分析、分类是进行产品的装配序列规划及生产线平衡的依据。
装配序列规划。模块化装配下，产品的装配分为模块的分装和产品的总装，模块的分装可以根据对市场的预测及销售历史进行预测性装配，各模块在不同的装配线上实现并行装配，因此，不必考虑分装模块的装配序列规划；在产品的总装阶段，则必须考虑产品的结构特征、装配的工艺性、模块接口的特性等因素，根据组成产品的模块数量和类型最少、装配方向、夹具变换次数最少、装配的层次化、并行化等模块装配序列规划原理，确定模块化生产方式下装配的装配序列。
装配线平衡。模块化装配方式下多品种装配流水线上的节拍为各种产品的平均节拍，而各种产品在工序上的工作节拍因产品的不同而有差异。因此，不能按平均节拍来平衡线内各道工序的生产能力，而应以计划期为单位结合顾客订单的交货期及生产的提前期进行生产线的平衡。生产线平衡后即可以模块为单位，在坚持“构成产品的模块数量和类型最少”的原则下，进行产品的模块化装配。
结论
模块化生产方式是模块化理论渗透到制造领域形成的更具灵活性、适应性的生产方式。这种生产方式下，企业不再需要把所有生产工序集中在一个企业内部，而是将生产工序进行模块化分解，外包给其他经营单位，或者从市场上采购模块部件，因此，模块化生产适合于顾客需求多样化、个性化的大规模定制。当然，实施模块化生产方式的前提条件是产品的可分解性，即该产品既能被分解成若干零部件又可以进行重新组合，并且在这一过程中不会失去原有的功能。
参考文献
1.苟昂，廖飞.基于组织模块化的价值网研究[J].中国工业经济，2005(2)
模块化设计技术范文第5篇
【关键词】模块化设计 点钞机 传感检测模块 卡扣连接
一、前言
点钞机是重要的金融机具之一。近年来我国点钞机行业稳步发展，点钞机制造企业在100家左右，大部分在广州、浙江、上海、辽宁等省市，而规模以上的企业不到20家，其余均为中小型企业[1]。当前，我国点钞机市场已经逐步饱和，点钞机制造企业存在利润水平低，关键技术和核心技术缺乏，“价格战、渠道战”盛行等问题[1]。近期我国劳动力成本显著上涨，作为劳动密集型行业，点钞机制造企业生产支出也不断上升，迫切需要采用新技术和新方法降低劳动力需求和人工成本。
另一方面，已有的点钞机结构设计都采用传统方法，其捻钞机构、出钞机构、接钞机构都是由相对独立的不同部件组成，并通过螺栓或螺钉与点钞机机架连接，利用电机驱动和同步带或绳轮实现传动；点钞机的各类检测传感器分散安装于点钞机不同位置，接线盒和固定安装步骤繁琐；不同点钞机的零部件经常不通用，b配位置不同，互换性差。这种结构设计和布局造成点钞机加工装配工作量大，难度高，对安装工人的熟练程度和技术要求较高，而目前点钞机制造企业普遍工人流动性大，造成点钞机质量无法进一步提高。因此，有必要对当前点钞机结构设计和布局进行优化，以达到提高产品可靠性、降低装配工作量和技术要求的目标。
二、模块化设计方法和设计步骤
“模块化设计”是指在对一类相同功能的设备或产品进行功能分析的基础上，给出组成改设备或产品的一系列功能模块的划分结果，可以通过选择模块或者通过模块组合实现构成不同产品的目标，从而满足市场和用户的不同需求[2，3]。
基于模块化设计的点钞机产品是由一组特定的模块在一定范围内，组成多种不同功能或相同功能不同性能的点钞机，其中模块是指具有一定的功能的要素结合。采用模块化方法设计点钞机，可以使得点钞机由一些相对独立的标准化模块集合而成，而不是由分散的零部件组成。这些标准化模块具有良好互换性，从而有效简化点钞机的结构，在点钞机流水线生产中实现装配标准化和通用化，有效降低生产成本并提高点钞机质量。
一般情况下，模块化设计方法采用自顶向下的思路，以功能分析、模块划分作为关键，其步骤如下：
（1）市场调研和用户需求分析；
（2）产品功能分析和确定产品系列；
（3）确定产品参数；
（4）给定产品模块化设计类型，划分模块；
（5）完成产品各模块结构设计；
（6）编写技术文件；
（7）产品试制、模块组装和设计改进。
模块化设计过程当中应当充分考虑应用成组技术，即以零件在形状、工艺上的相似性作为依据，并把相似的问题和部件归类成组，通过对相似零件、部件或子系统的标准化和规范化处理，使批量较小的产品也具备流水作业生产的条件。通过成组技术，使得模块化设计的产品更加规范化和通用化，可以极大简化生产装配工序，降低生产作业复杂度。
三、点钞机的模块设计
点钞机的模块划分必须注意其中的模块要实现一定功能，明确整个产品系列的功能和相应模块，其式点钞机类型作为示例如图1所示。划分模块的依据是模块化设计方法思想核心，其中应当考虑模块组合变化规则。模块划分的正确性是点钞机结构设计合理性的关键。
从台式点钞机的现有结构样式和功能要求出发，遵循的模块划分原则是：尽可能以独立的功能单元或者部件、组件为模块，模块在结构上尽可能独立化，使得模块本体容易制造，模块之间尽可能方便装配和定位或连接，从而简化点钞机整机的装配和构成多种点钞机变形产品。
在划分台式点钞机的模块的时候，应当从点钞机总功能出发，分解成独立的分功能。如有必要，分功能则可以进一步划分为子功能。如图2所示，由于点钞机本身不是十分复杂，其模块的划分依据主要按照分功能进行归类。与传统台式点钞机不同是的，本文提出的模块化点钞机设计中的磁检测、红外检测和荧光检测等检测功能，由统一的传感检测模块完成。除体积较大的冠字号图像传感器之外，所有的检测传感器和相关处理电路均集成安装于传感检测模块内部和表面，传感检测模块通过精确合理的卡位和卡扣固定在点钞机机架上。这种设计方式可以有效简化点钞机生产当中的装配工作量，降低对装配工人的技术要求，并提高传感器装配位置精度，提高点钞机产品质量。
除传感检测模块之外，台式点钞机的其余模块，例如电源模块、接钞模块、冠字号检测模块、导钞模块、显示按键模块等，设计中也尽可能在装配前完成模块自身的组装后，多利用卡接类卡扣连接，实现模块与模块之间或者模块与机架之间的固定连接。目前已有的点钞机中，卡扣连接仍然很少使用，主要还是通过螺栓螺钉连接。本文引入的卡扣连接已经成为机电产品装配中重要连接方式，这种方式不需要增加连接零件并且具有装配简单等优点；卡扣连接在汽车、打印机、电脑等众多产品中已经逐渐取代螺钉成为最主要的连接方法[4]，将来也必然成为点钞机的主要连接方式。
四、结论
结合卡扣连接的模块化设计是我国点钞机制造企业产品升级的必由之路，为点钞机设计和生产装配的简单化、标准化以及通用化提供保障。简单方便的卡扣连接，以及易于装配的组件式模块有利于点钞机企业提高产品产量和质量，降低人工成本，有利于我国点钞机制造企业竞争力的提高。
参考文献
[1]王同轴.对点钞机行业发展的几点思考――以苍南为例[J].苍南县金融设备行业协会论坛，2013，http：///Association Journal View.asp SortID=27&ID=123.
[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，2005，（8）：154-156.
模块化设计技术范文第6篇
电信行业利用的技术都是通信技术和计算机技术，这些新兴技术的更新换代非常快，由此产生的电信新业务也层出不穷。运营商要在如此激烈的环境中取胜，必须适应快速多变的复杂环境，反应迅速并能迅速占领自己的市场。那么运营商如何更好地应对与控制呢?模块化管理作为电信运营商的一个新的管理思想，将成为运营商一个有效的管理工具。我们可以依照电信特点，多方位、多层次、多视角地加以分析。
模块化管理的关键一步是进行模块化的设计。电信业务运营商在进行模块化设计时，首先要准确清晰地定义业务单元(即模块)的位置和界限，抽象出模块的结构、接口和标准三类标准化的设计规则：其次根据模块针对市场的特点与差异，进行非标准化的设计参数的制订。结合运营商所处的市场与技术环境以及用户的需求信息，电信运营企业的领导者可以从价值链、业务内容以及网络技术三个角度合理恰当地进行模块的设计，如图1所示，放在三个坐标轴中来考虑。
在三个坐标轴中定位模块设计规则
价值链坐标
从价值链的角度来看，电信运营商往往处于整个行业价值链中的一个环节或者同时处于几个环节中，进行模块化管理时需要从系统高度对模块所处的环节进行认真划分，位置确定下来之后才能准确把握模块与哪些环节协调和沟通。接下来进行模块标准化规则的设计，保证模块的独立性以及对于价值链的变化快速灵活地反应。
结构设计：参与价值链环节的电信运营商可以看作是完成特定功能的模块，模块的多少取决于价值链的复杂程度和所涉及到的电信运营商的选择方式。研究模块在价值链中的环节与功能，作为制订模块结构的基础。
接口设计：这里的接口负责与价值链上其他环节的交流与联系，因此对于整体运作起到很重要的纽带作用。除了要设计物资的传送之外，在电信的行业价值链中尤其要重视信息的传递和模块之间的资金结算问题，有关结算的方式、时间、地点等都需要在接口中体现出来。
标准设计：标准简言之就是一系列指标或者规格，用以判断与其他模块性能进行比较的相对性以及是否与整体规则一致，是设计者从整个系统的高度着眼进行的。如模块进行的服务在价值链中的成本比较、利润率等。设计者从设计过程中可以了解是否一致，是否存在弱项或瓶颈。
依照价值链确定模块，需要了解和把握行业的发展趋向。同时价值链并不总是一成不变的，而是存在着整合与转换，这在设计模块的规则和参数时需要综合来考虑，抓住其相对稳定的部分，收集相关信息制订模块的结构、标准和接口等标准化规则。
运营商在价值链的模块化管理中，还需要选择是以一个整体设计者的身份，还是以特定模块的制造者身份来进行战略决策。对于整体设计者来说，优势来自于吸引模块设计者遵循其设计的规则，而且设计者能控制整条价值链的运行。当然运作成功的关键，决定于整体设计者进行的设计是否恰当。中国移动“移动梦网”的成功，就在于它从增值业务价值链中整体设计者角度出发，与众多加盟内容和应用服务提供商、网络设备与应用软件提供商以及终端厂商联手，使他们与其设计规则一致，在网络平台上把各模块连接整合成功。而作为模块制造者，优势在于设计时可以把握设计标准和特定模块市场的优先控制，在其模块市场中具有专业和强劲的竞争能力。
业务坐标
电信业务的种类繁多，2003年4月份我国信息产业部公布的《电信业务分类目录》对各种业务从基础业务到增值业务都作了明确界定。基础电信业务分为第一类和第二类，每类分别有四种和七种详细的业务界定；增值电信业务也分为第一类和第二类并都作了详细描述。面对这些众多复杂的业务种类，电信经营商要灵活准确地把握十分困难。因此需要依照以下步骤，进行业务模块的标准化规则设计。
结构设计：把整个业务流程作为系统并对系统进行分析，按照业务类型和性质划分各模块，然后对模块要完成的功能进行明确的说明，作为模块的体系结构。
接口设计：指模块与其他模块之间相互传递的技术参数、用户标识，以及业务的中间结果，包括信息内容、信息载体、资金流等。
标准设计：需要确定该模块的质量检测参数与执行评价等一些指标，看其与系统设计的功能及步骤是否一致。
以最近兴起的小区广播为例，完成这项业务涉及到以下几个不同功能的模块：一是系统集成商提供给移动运营商小区广播系统，二是内容／服务提供商提供给移动运营商广播的内容，三是移动运营商将信息广播给用户。其中第二和第三个模块多次重复，这三个模块与业务参与者的关系如图2所示。模块二的接口是内容/服务提供商提供并由移动运营商接收的文本／图像／视频信息，另外还有结算方式与资金流转等需要进一步细化的问题。模块三的接口是由移动运营商发出用户接收的广播信息以及小区范围与用户状态等参数(如图二)。
小区广播业务模块划分
模块的标准化规则制订好之后，按照不同的细分市场以及营销特点可以建立不同的非标准化参数，应用于不同的市场。例如模块二针对不同的内容／服务提供商制订不同的价格和模块执行次数，模块三针对不同小区的用户进行不同内容的发送广播等。这些都是不影响模块本身的非标准化信息，对于灵活应对各种细分市场大有益处。
目前电信业务中还存在的问题是内容生产和包装环节工作非常分散，工作流程不确定，不能保证业务的稳定性。另外外包业务还需要进一步发展，从整体高度来进行业务模块设计时，为保证专注的模块业务完成的高效性，充分利用其他优势，可以将部分业务实行外包。
网络与技术坐标
之所以要把网络技术单独拿出来作为一个模块设计考虑，是由于电信企业的业务无一不是和技术结合，通过一定的网络技术与协议实现的。因此进行模块设计时，必须包括该模块技术上的标准化规则。举个最简单的例子，《电信业务分类目录》中对蜂窝移动通信业务(即通过蜂窝移动通信网提供话音、数据、视频图像等业务)的说明包括三种技术实现，即GSM移动通信、CDMA移动通信和第三代移动通信，其中前两种尽管采用的技术和协议不同，但提供的移动通信业务相同。众所周知，中国联通同时运行GSM和CDMA两种网，它进行的各种移动话音和数据业务都要建立在两个不同的网络基础上，因此需要在设定的模块和模块规则中加以体现。
在网络技术上进行的结构、接口和标准的设计依照模块的技术要求和实现方式，并联系与其他模块所处层次的网络协议或技术的接口参数。由于在计算机以及网络技术上都已采用模块化设计，在技术层面上进行模块的结构和接口等设计的应用已经较成熟，因此技术坐标中模块标准化设计的工作比较容易完成。新一代电信网的趋势是以IP为基础、基于统一协议的分组化网络，支持各种业务(话音、视频、数据、无线移动等)，具有灵活开放的体系架构和标准接口。其网络系统的设计将采用分层的、标准化接口的模块化设计。而且所有的通信方式底层技术完全一样，这将成为电信运营商进行模块化管理的推动力和技术基础。
在三维坐标轴中多方位确立的模块具有立体性：充分适应电信运营的特点。管理者可以从技术、内容、市场三个坐标中多角度、多层次地划分模块，也可以对同一个既定模块从三方面来进行标准化规则和非标准化参数的设计。如果模块的划分和信息的归纳分离是恰当的，就为进一步管理与执行奠定了正确坚实的基础。模块执行层面的进展同样需要设计者与员工的积极配合。
模块化管理提速电信业发展
引进模块化管理可以降低电信运营商的总成本，从整体上提高运营商的工作绩效与利润。模块化管理对于电信运营商面对创新、灵活性和高速度等进行控制有很大帮助。
首先，有利于管理者从系统的高度来把握价值链的构成与趋势。把服务的整体系统进行模块化设计后，自然会抓住主要业务单元进行抽象，相关价值链的各环节就可一目了然。
其次，可以增加公司应对和部署各种业务的灵活性和主动性，加快经营者的反应能力。由于各模块的内部规则是标准化的，新业务的形成有的只需改变一下模块单元的接口然后重新整合即可。模块化推进了创新的速度，使得公司领导者对竞争者的行为和市场的变化作出反应的时间大大缩短，这在日益激烈的电信竞争环境下尤其重要。
同时，模块化管理适应新一代电信网络的发展要求，与网络的模块化设计遥相呼应。形成这样的管理方式，可以辅助电信经营者充分应对未来的变化和网络技术的推进，以稳定发展来迎接不断加快的网络技术更新浪潮。
最后，有利于细分经营者面对的电信市场。可以对各种基础电信业务和增值业务的用户市场作进一步规划，通过改变非标准化的参数来适用于不同的市场。信息技术的不断发展作为模块设计的工具使管理者更为准确及时地了解细分市场的动态信息，提高市场运作的效率。
模块化设计技术范文第7篇
（太原重工股份有限公司技术中心，山西 太原 030024）
【摘 要】工业4.0是未来制造业的发展方向，能够实现制造过程的智能化，从而实现分散化和个性化制造。工业4.0不仅仅要求工厂实现智能化，对产品设计也提出了更高的要求。从满足工业4.0制造需求的角度，对如何在产品设计阶段采用模块化和参数化设计进行了阐述，将设计和制造融合，有力支持工业4.0的实现。
关键词 模块化；参数化；设计；工业4.0
作者简介：李慧姝（1981—），女，工学硕士，工程师，主要研究方向为三维参数化、模块化设计。
0 引言
随着自动化和信息化的发展，各国都在加快推进新的工业技术和工业革命。德国是以工业为主导的制造强国，一直引领制造技术的发展。进入21世纪以来，德国政府提出了工业4.0战略计划，旨在提升制造过程的智能化，建立一个高度灵活的个性化与数字化产品与服务的生产模式，将传统的生产模式由集中式向分散式转变[1]。工业4.0被看作是德国提升制造业的有力方式，也代表着全球制造业未来的发展方向。
工业4.0的目的之一是实现产品和服务的个性化，使客户尽早的参与到产品的设计过程中，从而提供符合客户定制要求的产品。工业4.0的实现，离不开对产品设计环节的优化。本文探讨如何采用模块化参数化产品设计方法，助力工业4.0的实现，从而低成本、高效率地生产出满足客户要求的产品。
1 工业4.0模式下的产品模块化参数化设计方法
工业4.0的目标是实现销售无人化和生产无人化，从而建立一个高度灵活和个性化的产品服务与生产模式。在设计阶段，产品模块化和参数化设计是支持工业4.0实现的两个关键技术，以下分别对这两个关键技术进行阐述。
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。模块化设计的关键是模块划分，模块划分原则是保持各模块在功能和结构方面的独立性和完整性，各模块间的接口要素便于联接和分离，模块与模块之间的关联尽量少[2]。根据产品划分的每个模块下还可以进一步划分相应的子模块，直至能够在同一个制造单元完成生产。例如履带起重机结构可以分为上车部分和下车部分，其中上车部分由臂架系统、转台、配重组成，下车部分由车架和行走装置组成。行走装置又可以划分为4轮1带，即驱动轮、导向轮、托链轮、支重轮和履带板[3]。模块化设计示意如图1所示。
通过模块化设计，得到产品的主要模块和模块之间的接口。模块通过接口实现互相连接，模块接口的设计对几何形状、材料、尺寸、精度等均有要求。
产品设计模块划分之后，应用参数化设计手段对模块化的零件进行设计。模型尺寸不再用确定的数值来表示，而是通过参数表示，并建立尺寸之间的关联关系和尺寸约束，实现参数联动。设计尺寸改变时，只需改变对应的参数值，而且系统能够自动改变所有与其相关的尺寸。参数化设计具体流程如图2所示。
在实际应用中，通过计算机辅助设计工具，建立零件三维实体化模型，并将模型传输到数控机床，实现自动加工。通过参数化的设计，可以大大加快零件设计速度，尤其是零件变形设计速度。参数化设计模型可以方便的生成数控代码，实现参数化制造，便于工装设备共用，实现快速制造。模块化及参数化设计涉及的关键方法及技术归纳如表1所示。
2 结束语
工业4.0将引起产品制造模式的革命性变化，将传统的集中生产模式转变为离散式生产模式，制造模式将更加灵活多变。本文阐述了应用模块化和参数化设计方法助力工业4.0实现的方法和实现路径，为工业4.0的研究提供了新思路。
参考文献
［1］常杉.工业4.0:智能化工厂与生产[J].化工管理,2013,50(1):1-5.
［2］祁卓娅.机械产品模块化设计方法研究[M].机械科学研究院,2006.
［3］曹旭阳,王乾,王剑松,等.媛履带起重机模块化参数化设计技术[J].起重运输机械,2009,10:28-31.
模块化设计技术范文第8篇
关键词：汽车线束；模块化；周期；质量
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.215
0 引言
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，以满足市场不同需求的设计方法。
1 联合卡车线束模块化设计运用
在商用车领域内，车型种类、轴距及客户订单配置的多异化特点，重型卡车底盘线束基本上专车专用。由于线束零件品种的繁多，给生产物料仓储、备件及供货周期都带来极大的困扰，线束常常成为设计变更的被动方，设计冻结之后变更会导致线束大量的返工，带来一些潜在的质量风险。因此，联合卡车车辆线束在研发之初就引入了模块化设计理念。
1.1 线束模块化设计影响因素
从事汽车线束设计的人员都清楚的知道，影响线束零件变化的因素太多。在商用车领域内，主要影响线束模块化设计因素有两大方面，即整车电器原理和电器件的布置，具体影响因素见图1。
1.2 线束模块化设计思路
汽车线束模块化设计思路就是通过对单元系统原理进行分析，结合整车装配工艺拆分成多个组成单元的线束，并通过对转接口定义模块化设计规划、电器功能模块化、电器件布局模块化设计来达到整车线束模块化设计。
（1）联合卡车原理设计。联合卡车电器原理基于正向电子电器架构开发，图2为联合卡车的电器原理拓普图。联合卡车电器原理设计具有如下特点：（1）模块化设计--①车辆信息由最近的模块采集；②功率驱动能力；③具备自诊断功能；（2）总线功能--①各节点信息通过J1939报文实行数据交换；②通过网关实现信息共享；③4路CAN和1路LIN；④灵活的订制功能。
（2）线束转接口定义模块化设计。考虑到线束加工制作、车辆装配工艺节拍及售后维修的需求，联合卡车整车线束进行了分段式处理和转接插件功能定义的规划，如驾驶室与底盘对接处插接件分为发动机、后处理、变速箱及通用相关功能。
（3）线束功能模块化。我们通过对线束终端功能分析，可将单个线束按功能拆分成几个子功能线束，分别给每个子功能线束进行定义，使它们在公共过渡转接口处的插接件针角定义进行固化；把每个功能模块的系统固化，使我们线束最终组合产品更为通用化。模块化过程必须考虑进组合模块的影响，如共用接合点的设计，在遇到多个接合点设计时，建议采用导通片回路来实现功能。
（4）线束布局模块化。目前线束的设计方式有两种模式，即集成式和分段式。集成式线束设计方式使得线束臃肿庞大，加工制造及模块化生产带来极大的困难；分段式线束是根据整车电器布置进行规划，按照功能和区域进行合理的划分，使得单个线束变得简单。
线束的生态环境很大程度取决于整车开发的模块化，并且在开发过程中是否严格的系统化、流程化去设计和规划，因此，线束设计技术开发应尽早的参与到整车开置规划中，提出设计规划要求，共同制定技术路线图。
1.3 模块化设计优点
模块化设计的优点有如下几点：①品种优化，整车线束匹配可进行匹配组合；②能够有效地降低产品呆滞风险；③可进行库存储备；④加快备件调取进度；⑤变更成本降低；⑥提升产品质量，简化线束设计流程，缩短设计周期。
采取模块设计后，原本复杂的线束设计过程变得简单化、标准化、系统化。可有效降低和减少线束设计与生产风险，从而提升产品质量。
参考文献：