夏凡

（中國原子能科學(xué)研究院，北京 102413）

我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展使經(jīng)濟(jì)體制由集中式體戶變成了個(gè)體戶，同時(shí)也減低了資金的成本。現(xiàn)在，傳統(tǒng)的機(jī)械制造已經(jīng)滿足不了當(dāng)今社會(huì)發(fā)展以及消費(fèi)者的相關(guān)需求。模塊化設(shè)計(jì)方法與舊的設(shè)計(jì)方法相比，一方面，舊的機(jī)械制造會(huì)增加勞動(dòng)成本和資本輸出，不具有靈活性和個(gè)性化，另一方面，模塊化設(shè)計(jì)則不同于舊機(jī)械設(shè)計(jì)，它擁有可以減少工作人員的工作時(shí)長和投入更少的成本得到更多更大的效益的優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)使其在設(shè)計(jì)方面得到社會(huì)的認(rèn)可，同時(shí)也被大面積地使用在機(jī)械設(shè)計(jì)中。綜上所述，模塊化設(shè)計(jì)是機(jī)械制造商的最優(yōu)選擇，它在設(shè)計(jì)上和理念上都能滿足其生產(chǎn)需求。

1 模塊化設(shè)計(jì)的概念與特點(diǎn)

1.1 模塊化設(shè)計(jì)方法的概念

在機(jī)械設(shè)計(jì)中模塊化設(shè)計(jì)方法成為一種重要的方式，模塊化設(shè)計(jì)是在機(jī)械設(shè)計(jì)中，將各部分原有的東西通過整理與概括將其插入相應(yīng)的模塊中去，讓人們對(duì)于這些模塊有全方面的不同認(rèn)識(shí)，最后完成全部機(jī)械設(shè)計(jì)的概念與內(nèi)容。我們同時(shí)需要將這些模塊進(jìn)行必要的劃分并且做好規(guī)劃，保證了解并知曉各個(gè)模塊的功能和連在一起時(shí)的使用方法。同時(shí)，確保每個(gè)模塊能夠獨(dú)立的使用而且組合之前能夠完美的互換而不產(chǎn)生副作用，只有這樣，才能確保系統(tǒng)的升級(jí)。模塊化設(shè)計(jì)是一個(gè)不同于舊的機(jī)械設(shè)計(jì)法的形成的新式理想觀念。

1.2 模塊化設(shè)計(jì)的方法

模塊化設(shè)計(jì)方法有以下四個(gè)方面：橫向式的模塊化設(shè)計(jì)方式，是比較容易實(shí)現(xiàn)和操作的，也是容易推廣的，它是在原來的產(chǎn)品基礎(chǔ)上根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)產(chǎn)生出的產(chǎn)品進(jìn)行推廣；縱向式的模塊化設(shè)計(jì)方式，在不對(duì)原有的產(chǎn)品進(jìn)行改變的基礎(chǔ)上，對(duì)同一形式中的不同類型的產(chǎn)品進(jìn)行有效地設(shè)計(jì)；橫向式與跨向式的綜合模塊化設(shè)計(jì)，在橫向式設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上更改了某個(gè)模塊的設(shè)計(jì)使得原產(chǎn)品發(fā)生了不同部分的改變，這種方式可以運(yùn)用到橫向式與跨向式的設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用；全種系類的模塊化設(shè)計(jì)主要是縱向形式與橫向形式，它是在其基礎(chǔ)上制造出跨系列的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

1.3 模塊化設(shè)計(jì)方便了維修

模塊化設(shè)計(jì)方法讓維護(hù)變得方便，同時(shí)可以讓人們通過較少數(shù)據(jù)達(dá)到大量數(shù)據(jù)的要求，只需要投入較少的成本就可以達(dá)到較高的利潤，這種比較新式的最有價(jià)值的方法滿足如今社會(huì)的需求。因?yàn)槟K化設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊之間具有可以替代的方式，那么如果出現(xiàn)了一個(gè)故障可以通過排查的方式進(jìn)行有效地控制，增加了資源的利用率。

1.4 模塊化設(shè)計(jì)節(jié)約成本

模塊化設(shè)計(jì)通過簡化一定的包裝費(fèi)用減少了成本的輸出，舊的機(jī)械制造商在包裝中只能通過自身對(duì)產(chǎn)品的理解對(duì)其進(jìn)行包裝。舊的機(jī)械制造商的方式過于刻板，不能夠靈活地運(yùn)用只適合運(yùn)用到一種特定的模式中去，這樣就需要對(duì)其他的產(chǎn)品制造出不一樣的新式包裝。不同的是，模塊化設(shè)計(jì)能夠節(jié)約成本通過更少的資源去完成更多的包裝，節(jié)省了時(shí)間、物資和資源的使用。

2 模塊化設(shè)計(jì)與其他現(xiàn)代化技術(shù)的融合

2.1 模塊化與成組設(shè)計(jì)的共同特點(diǎn)

模塊化的組成技術(shù)對(duì)于如今生產(chǎn)出來的產(chǎn)品是具有多樣性的。成組技術(shù)的方式是運(yùn)用零件的外形和其相關(guān)的工藝作為理論指導(dǎo)，通過相關(guān)的數(shù)據(jù)做出簡要的概括和總結(jié)歸納，最后通過一系列的標(biāo)準(zhǔn)形式使小批量的產(chǎn)品變成流水線生產(chǎn)的方式。規(guī)范化技術(shù)也是利用機(jī)床上某些零件對(duì)相似的特點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)進(jìn)行的生產(chǎn)出有需要的各種批量的產(chǎn)品。其兩者共同點(diǎn)是相似的事物進(jìn)行規(guī)范的處理。

2.2 模塊化與柔韌性制造的技術(shù)

柔韌性制造技術(shù)是多變的、多樣化和快節(jié)奏的。而模塊化的技術(shù)剛好符合柔韌性技術(shù)的特點(diǎn)，能夠解決在機(jī)床上零件的相似性質(zhì)又能解決單個(gè)性質(zhì)，能夠解決以少量模塊達(dá)到組成最大機(jī)床的思想上的多樣性，能夠解決舊機(jī)械制造的傳統(tǒng)性特點(diǎn)，更好地解決資源浪費(fèi)問題和多樣化運(yùn)用問題，這樣能夠更好地使整個(gè)模塊之間更好的拆除和組合。

2.3 模塊化與高科技輔助技術(shù)

模塊化與高科技輔助技術(shù)相結(jié)合讓人類無法完成的任務(wù)的已完成一定程度上使人民的生活水平更上一個(gè)臺(tái)階，也可以說是開創(chuàng)了另一個(gè)新時(shí)代。例如，將高科技輔助系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫里的技術(shù)運(yùn)用到模塊化技術(shù)中，在一定程度上取代了人類無法完成的復(fù)雜的工作量，在保持穩(wěn)定的方面上超越了人類。通過模擬化的方式將比較復(fù)雜的系統(tǒng)做了技術(shù)分析，使其充分發(fā)揮高科技的人為無法替換的強(qiáng)大功能。

3 模塊化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的合理運(yùn)用

3.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的理念

機(jī)械設(shè)計(jì)是需要滿足當(dāng)今社會(huì)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和技術(shù)條件下，具備關(guān)于產(chǎn)品的功能有著綜合性質(zhì)的方案，而機(jī)械設(shè)計(jì)本身具有綜合性、相似性和多層性的特點(diǎn)。然而，這些特點(diǎn)也成為了新機(jī)械產(chǎn)品必不可少的特點(diǎn)，解決了產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和特征的問題。而廣大用戶對(duì)其要求也逐漸增大，要求產(chǎn)品應(yīng)該具有多樣化、高品質(zhì)、高質(zhì)量的要求。當(dāng)然，這也是一種挑戰(zhàn)。機(jī)械的設(shè)計(jì)比人工具有穩(wěn)定性，雖然不具備個(gè)性化的發(fā)展，但是也可以完成在人類一定時(shí)間內(nèi)無法完成的任務(wù)。保證了產(chǎn)品的高質(zhì)量、少量的成本和大批量的制造。

3.2 對(duì)模塊進(jìn)行劃別區(qū)分

在產(chǎn)品的模塊進(jìn)行有效劃分時(shí)，每個(gè)模塊確保具有獨(dú)立功能，這樣可以對(duì)已經(jīng)劃分的模塊在功能上具有獨(dú)立的特征使其容易拼接、組合和搭配使用，形成了多樣的變形產(chǎn)品，使整個(gè)模塊具有完整性確保高質(zhì)量的完成。從組成上來看，每個(gè)模塊的功能通過了解后，可以通過將某些成分模塊化或是丟掉或者更改一些模塊，讓某些部分產(chǎn)生不同的功能和作用。當(dāng)然這比替換全部要節(jié)約一些，而參照原有的模板，同時(shí)需要對(duì)客戶的產(chǎn)品需求進(jìn)行劃分。要在客戶需求的基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能上的劃分，又要在產(chǎn)品的功能基礎(chǔ)上對(duì)所處結(jié)構(gòu)進(jìn)行區(qū)分。將有同種功能的部分進(jìn)行總的區(qū)分。總的來說，模塊劃分的優(yōu)劣決定著模塊設(shè)計(jì)的失敗與質(zhì)量。但是也要對(duì)模版的發(fā)展前景留有一定空間，這樣就可以引入更加新型的想法但不會(huì)阻礙模塊化的設(shè)計(jì)，新型的想法可以使體系長期處于多樣化更加能夠滿足顧客的需要，而且通過模板化的設(shè)計(jì)方式可以使產(chǎn)品能夠劃分和整合，同時(shí)還能夠投入大批量的生產(chǎn)中去，一定程度上降低了生產(chǎn)的成本。

3.3 對(duì)現(xiàn)有的模塊進(jìn)行編碼

對(duì)已經(jīng)擁有的模塊進(jìn)行編碼，可以確保一定程度的高質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)減少了人員成本和資金成本。各個(gè)模塊需要進(jìn)行整理歸納并編寫相對(duì)應(yīng)的名單，這樣有利于對(duì)產(chǎn)品之間進(jìn)行區(qū)分和管理，進(jìn)而創(chuàng)造出一份規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)方式。讓模塊化設(shè)計(jì)具有個(gè)性化和完整的特征，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品被更多人認(rèn)識(shí)、使用和宣傳。

3.4 進(jìn)行有效率的模塊組裝

對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行有效地組裝，這需要對(duì)產(chǎn)品的相關(guān)性能有所掌握后，再對(duì)所有的模塊進(jìn)行組裝，這樣有效的保障了其產(chǎn)品設(shè)計(jì)的規(guī)范性。只有確保了組織的這些特點(diǎn)，才能夠更好地組裝產(chǎn)品同時(shí)注意整體布局的綜合實(shí)力和模塊之間的合理分配。由于模塊之間存在著可以相互變化的功能，所以在不影響產(chǎn)品的性能方面可以對(duì)整個(gè)組合中進(jìn)行有效地替換和組合。

3.5 完成設(shè)計(jì)本職工作

在完成以上所有的模塊整合與產(chǎn)品功能的設(shè)計(jì)之前，需要完成全部的工作。當(dāng)模塊化設(shè)計(jì)運(yùn)用到機(jī)械式機(jī)床上去，則需要完成機(jī)床上的所有工作才算完成所有的工作。需要完成傳送室的模塊、執(zhí)行的模塊和輔助的模塊之后才算真正完成了所有設(shè)計(jì)的本職工作。

4 結(jié)語

總的來說，模塊化設(shè)計(jì)成為了我國機(jī)械設(shè)計(jì)能夠產(chǎn)生出大規(guī)模產(chǎn)品的保障，使產(chǎn)品能夠滿足各方面的需求，機(jī)械制造商在研究機(jī)床時(shí)增大其效率的同時(shí)，也可以使它的資金成本得到控制和滿足客戶高質(zhì)量的要求。懂得把握重要點(diǎn)的切入和設(shè)計(jì)人員的深入培養(yǎng)讓其經(jīng)受起實(shí)踐的理解和概括，使它的利用率穩(wěn)步上升。模塊化設(shè)計(jì)方法使機(jī)械設(shè)計(jì)更加滿足顧客對(duì)產(chǎn)品的需求，它已經(jīng)不只是能夠使時(shí)間的成本得到控制，也讓我國的機(jī)械設(shè)計(jì)水平得到了穩(wěn)步提升。應(yīng)該在此基礎(chǔ)上讓模塊設(shè)計(jì)上更加具有標(biāo)準(zhǔn)化、個(gè)性化和各模塊之間的轉(zhuǎn)化性持續(xù)增加，只有這樣，才能保證我國的機(jī)械化水平遠(yuǎn)超其他國家。