張懷強 夏東偉

中車長春軌道客車股份有限公司

動車組內(nèi)裝間壁模塊化設(shè)計研究

張懷強 夏東偉

中車長春軌道客車股份有限公司

介紹了模塊化的概念、模塊化設(shè)計理念和模塊劃分理論，并簡單分析了如何將模塊化設(shè)計應(yīng)用于動車組內(nèi)裝間壁設(shè)計，簡單羅列了內(nèi)裝間壁可模塊化設(shè)計的控制項點。

動車組；內(nèi)裝；間壁；模塊化

1 引言

近年來，由于復(fù)雜的設(shè)計過程和周期難以適應(yīng)軌道裝備的市場需求，模塊化理念越來越廣泛并深入的應(yīng)用于動車組的研發(fā)與制造過程中。本文在動車組內(nèi)裝模塊化設(shè)計的基礎(chǔ)上，對內(nèi)裝間壁模塊化設(shè)計進一步劃分，在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，使內(nèi)裝間壁最大程度的實現(xiàn)模塊化，從而減少工作量，在降低設(shè)計成本的同時，可以更快的響應(yīng)市場的要求。

2 模塊化理論

2.1 模塊化的概念

模塊化起源于德國，模塊化的實質(zhì)是標準化的進一步延伸，隨著近年來不斷在實踐中摸索應(yīng)用，模塊化已經(jīng)逐漸完善與成熟。雖然模塊化理論進入我國比較晚，但是近年來，我國對模塊化技術(shù)的研究有了較好的發(fā)展，對模塊化理論也有比較深刻的理解，模塊化能夠?qū)嵤┦窃跇藴驶幕A(chǔ)和前提下進行。我們研究的模塊化主要是對部件級產(chǎn)品的標準化，將模塊化的部件，按我們要求的方式組合成新的產(chǎn)品，完成產(chǎn)品的系列化。

模塊化的實施過程：

(1)從功能和結(jié)構(gòu)的角度，對同一類產(chǎn)品進行分解，將功能相同或相近的單元進行簡化，作為通用模塊存在，并將簡化后的單元進行歸類。

(2)將通用模塊重新組合，生成新的產(chǎn)品。概括來說，模塊化是從總體的角度考慮，詳細分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能，根據(jù)產(chǎn)品自身特性進行分解和重新組合，生成過心得產(chǎn)品系列。

2.2 產(chǎn)品模塊化設(shè)計

現(xiàn)在所研究產(chǎn)品的模塊化設(shè)計，是一產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分解出一系列模塊單元，在進一步設(shè)計過程中通過模塊的替換和重組行成新的產(chǎn)品，在這個過程中，就有大量存在的能夠重復(fù)使用單元。采用模塊化設(shè)計的過程，就是盡可能的使用模塊化的單元過程，這樣以比較低的設(shè)計成本和較高的質(zhì)量快速生產(chǎn)出新產(chǎn)品。及時滿足不同行業(yè)不斷變化的市場需求。

在設(shè)計過程中影響產(chǎn)品模塊化程度的因素有兩點：產(chǎn)品功能與產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)間的對應(yīng)關(guān)系；產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)之間的緊密程度。也就是說在將產(chǎn)品分解的過程中，要兼顧產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)兩點因素，找到兩個因素的平衡點，使產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)之間影響最小，只有這樣才能更好地完成模塊化設(shè)計。以便于我們利用模塊化設(shè)計手段更好的設(shè)計制造產(chǎn)品。

2.3 模塊劃分理論

在模塊化設(shè)計中，最重要的工作是模塊的劃分。模塊劃分和設(shè)計一樣，都屬于源頭工序，一旦模塊劃分不合理，將直接影響后續(xù)的一系列工序，甚至產(chǎn)生的不良影響會一直延續(xù)至產(chǎn)品生產(chǎn)完成。模塊劃分的過程就是將產(chǎn)品按照模塊化設(shè)計的要求，在符合產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)特點、保證產(chǎn)品功能的前提下，分解為多個模塊的過程。實質(zhì)上是分析產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)，將產(chǎn)品解構(gòu)為單元的過程。

根據(jù)動車組的整個壽命周期，大致可以劃分為設(shè)計模塊、工藝模塊、生產(chǎn)模塊、檢修模塊、采購模塊和質(zhì)量模塊等。以各模塊的合作實現(xiàn)產(chǎn)品的高質(zhì)量、高品質(zhì)。針對一些業(yè)主對產(chǎn)品有了新的功能需求時，設(shè)計模塊劃可把產(chǎn)品中功能需求可能發(fā)生變化的部分獨立出來修改，盡可能的避免對其他系統(tǒng)的影響，從而使得業(yè)主的需求變化時，我們只對需要改動的部位更改而不涉及其它模塊，這樣一來就可以最大限度地沿用前面的設(shè)計方案，從而減少設(shè)計師的工作量，縮短設(shè)計周期。

3 動車組內(nèi)裝間壁模塊化分析

動車組內(nèi)裝設(shè)計模塊化主要按部位不同進行劃分，大致劃分為頂板模塊、地板模塊、間壁模塊、防寒材模塊、端墻模塊、平頂板模塊、設(shè)備模塊等。這些模塊基本是提前組裝好，上車后通過連接件與車體連接。而且，各部位仍可以向下分解。如防寒材模塊，可以再分解為車頂、底架、端墻、側(cè)墻、前端模塊。

間壁模塊按照模塊化的實施過程，可以按結(jié)構(gòu)分解為一位端間壁模塊、二位端間壁模塊和司機室間壁模塊。

按功能可分解為電氣柜間壁模塊、大件行李柜間壁模塊、開水爐間壁模塊、滅火器間壁模塊等。由于內(nèi)裝不但要考慮功能性、美觀性等特性，還要根據(jù)其它系統(tǒng)對內(nèi)裝產(chǎn)生的影響導(dǎo)致的方案調(diào)整，所以內(nèi)裝不可能達到完全模塊化。為了達到快速設(shè)計要求，就允許我們可以在一定程度上實現(xiàn)模塊化、標準化。

綜合內(nèi)裝間壁的這些特點，考慮到間壁的固定方式主要有和地板的連接、車頂?shù)倪B接和側(cè)墻的連接等。總結(jié)出間壁可標準化的項點如下：

(1)間壁與側(cè)墻連接的高度統(tǒng)一；

(2)同一類型間壁與地板固定角鐵布置規(guī)范；

(3)同一類型間壁車頂?shù)醯奈恢眉皵?shù)量也趨于標準化；

(4)不同車型上開水爐間壁的大小統(tǒng)一；

(5)不同車型上滅火器間壁的大小與在間壁上的定位統(tǒng)一；

(6)相同車型電氣柜間壁上為電氣柜開檢查門或觀察窗的大小、數(shù)量統(tǒng)一。

由于內(nèi)裝設(shè)計與其他系統(tǒng)關(guān)系緊密，所以上面?zhèn)€別項點可能會根據(jù)不同的實際情況無法完全實現(xiàn)標準化，但我們方案設(shè)計和詳細設(shè)計階段，可以在保證內(nèi)裝各部位功能性要求和美工要求的前提下，最大限度的實現(xiàn)標準化、模塊化。以解決人力資源的緊張的問題，更可進一步降低設(shè)計成本及減少設(shè)計周期。

4 結(jié)束語

在軌道交通行業(yè)，模塊化設(shè)計已經(jīng)有了很高的實踐水平，在動車組總體方案設(shè)計中，各個系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的分類，就是模塊化設(shè)計的體現(xiàn)。但是，在詳細設(shè)計各部位過程中，由于各接口關(guān)系的多變與復(fù)雜，導(dǎo)致內(nèi)裝系統(tǒng)設(shè)計更改率大，使內(nèi)裝設(shè)計師工作量偏多，頻繁的方案變更又使錯誤率上升，對設(shè)計高品質(zhì)、高質(zhì)量產(chǎn)品有不利影響。所以，對動車組內(nèi)裝各部位更詳盡的模塊化工作具有深遠意義。本文只是對內(nèi)裝間壁模塊化設(shè)計做了簡要分析，其它如地板、頂板、側(cè)墻等內(nèi)裝部位的模塊化工作，也具有一定的現(xiàn)實意義。

[1]李錚.車體快速設(shè)計系統(tǒng)中模塊化技術(shù)的研究[D].大連：大連交通大學(xué)，2012.

[2]張永華.模塊化技術(shù)在動車組的運用[J].中國鐵路，2014(1)：74-78.