模塊化設(shè)計(jì)參考模板

1、模塊化設(shè)計(jì)在許多具有復(fù)雜系統(tǒng)的領(lǐng)域中，模塊化都被證明是一個(gè)有用的概念。這個(gè)總的概念包含兩個(gè)附屬觀點(diǎn)。第一個(gè)觀點(diǎn)是不同模塊內(nèi)部的相互依賴關(guān)系和模塊之間的獨(dú)立性。模塊是一個(gè)單元，其結(jié)構(gòu)要素緊密地聯(lián)系在一起，而與其他單元中要素的聯(lián)系相對較弱。這種不同的關(guān)聯(lián)度導(dǎo)致了不同的模塊化等級。換句話說，模塊就是大系統(tǒng)單元，這些單元雖然結(jié)構(gòu)上相互獨(dú)立，但是共同發(fā)揮作用。因此，系統(tǒng)作為一個(gè)整天必須提供一個(gè)框架-一個(gè)架構(gòu)-從而既保證結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性又保證功能的一體化。 一、概念所謂的模塊化設(shè)計(jì)，簡單地說就是將產(chǎn)品的某些要素組合在一起，構(gòu)成一個(gè)具有特定功能的子系統(tǒng)，將這個(gè)子系統(tǒng)作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品要素進(jìn)行多種組合，構(gòu)

2、成新的系統(tǒng)，產(chǎn)生多種不同功能或相同功能、不同性能的系列產(chǎn)品。模塊化設(shè)計(jì)思想有兩條基本原則：力求以少量的模塊組成盡可能多的產(chǎn)品，并在滿足要求的基礎(chǔ)上使產(chǎn)品精度高、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，模塊間的聯(lián)系盡可能簡單；模塊的系列化，其目的在于用有限的產(chǎn)品品種和規(guī)格來最大限度又經(jīng)濟(jì)合理地滿足用戶的要求。 二、主要特點(diǎn)模塊化設(shè)計(jì)可以通過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。而且這是相似性原理在產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用，通過模塊化設(shè)計(jì)我們可以實(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，這是模塊化設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)。三、模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用、現(xiàn)如今模塊化設(shè)計(jì)思想已經(jīng)應(yīng)用到

3、各個(gè)領(lǐng)域：1、模塊化軟件在AVR單片機(jī)及教學(xué)機(jī)器人上的應(yīng)用。該軟件在設(shè)計(jì)上采用了模塊化，將機(jī)器人的各個(gè)動(dòng)作指令如直行、轉(zhuǎn)向、啟動(dòng)關(guān)閉電機(jī)等模塊化，在編寫程序的時(shí)候只需將各個(gè)指令模塊經(jīng)行組合，即可完成對機(jī)器人動(dòng)作指令的簡單編寫。2、模塊化機(jī)器人。機(jī)器人的模塊化，就是將機(jī)器人某些要素組合在一起，構(gòu)成一個(gè)具有特定功能的子系統(tǒng)；再將這個(gè)子系統(tǒng)作為通用性的模塊與其他子系統(tǒng)進(jìn)行組合，構(gòu)成一個(gè)完整的機(jī)器人，甚至產(chǎn)生多種不同功能或相同功能、不同性能的效果。通過機(jī)器人的模塊化過程有助于研究和開發(fā)。將機(jī)器人的各個(gè)組分分離開來進(jìn)行研究，可以降低機(jī)器人研發(fā)的復(fù)雜度，使設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試和維護(hù)等過程簡單化、經(jīng)濟(jì)化、高效化

4、；同時(shí)讓各個(gè)領(lǐng)域的專家做自己擅長的事情，可以讓他們充分發(fā)揮各自的專業(yè)優(yōu)勢，將自己負(fù)責(zé)的模塊做到最好。2 / 53、模塊化設(shè)計(jì)在機(jī)床行業(yè)的應(yīng)用。模塊化機(jī)床具有很大適應(yīng)性和靈活性、設(shè)計(jì)制造周期短、制造成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，使產(chǎn)品在市場上具有很強(qiáng)的競爭能力。機(jī)床模塊化設(shè)計(jì)的主要方法有橫系列模塊化設(shè)計(jì)、跨系列模塊化設(shè)計(jì)、總系列模塊化設(shè)計(jì)及全系列模塊化設(shè)計(jì)。而組合機(jī)床和組合夾具則是模塊化設(shè)計(jì)在早期產(chǎn)品中的成功運(yùn)用。組合機(jī)床實(shí)際上是專用機(jī)床的模塊化。對某些特定工序，通用機(jī)床上的某些機(jī)構(gòu)成為無用機(jī)構(gòu)，并且在生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量穩(wěn)定等方面無法滿足批量生產(chǎn)的要求。專用機(jī)床是針對某一特定產(chǎn)品中某一特定零件加工中的一個(gè)

5、或幾個(gè)加工工序而設(shè)計(jì)、制造的，可提高自動(dòng)化程度并保證產(chǎn)品質(zhì)量。專用機(jī)床是專門設(shè)計(jì)、單件小批生產(chǎn)，成本高、設(shè)計(jì)制造周期長，為解決這些矛盾，出現(xiàn)了組合機(jī)床。組合機(jī)床是由通用部件與少數(shù)量的專用部件、零件組合而成，通用零部件是經(jīng)過事先規(guī)劃設(shè)計(jì)并且可成批進(jìn)行制造。有關(guān)廠家和主管部門已制定了組合機(jī)床通用部件系列的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)需要一臺(tái)新的組合機(jī)床時(shí)，只需設(shè)計(jì)和制造其中專用零部件，然后與現(xiàn)有的或外購的通用部件組裝在一起即可，從而大大地縮短了機(jī)床設(shè)計(jì)和制造周期，降低了成本。因而組合機(jī)床的出現(xiàn)以后，獲得了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。組合機(jī)床的特征是在對專用機(jī)床進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，將其具有共性或相似的部分分解出來，再按其

6、功能、尺寸、驅(qū)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)方式等方面的不同，設(shè)計(jì)成系列的通用部件，這些通用部件實(shí)質(zhì)上就是可以互換的模塊。所以可以說，組合機(jī)床是專用機(jī)床的模塊化。4、 模塊化的液壓系統(tǒng)。目前，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正朝著集成化、模塊化方向發(fā)展，其中液壓系統(tǒng)疊加閥式集成配置形式是集成模塊化方式中的一種。疊加閥式集成配置形式是在集成塊和集成板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓控制系統(tǒng)。它采用標(biāo)準(zhǔn)化的液壓元件，通過螺釘將閥體疊接在一起，組成一個(gè)系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是：疊加閥在組成系統(tǒng)時(shí)，由自身的閥體直接疊合而成，可節(jié)省大量油管和管接頭；集成模塊組成的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕；由于系統(tǒng)元件之間是無管連接，消除了因油管、管接頭等引起的漏油、振動(dòng)和噪

7、聲；系統(tǒng)元件配置靈活，當(dāng)工作系統(tǒng)發(fā)生變化、需要增加元件時(shí)，重新組裝方便迅速，系統(tǒng)也易于保養(yǎng)維修；由疊加閥組成的集中供油系統(tǒng)，可大大節(jié)約能耗。三、模塊化的目的 模塊化的宗旨是效益。它的意圖和最終目的就是為了滿足人們對多樣化的需求和適應(yīng)激烈的市場競爭，在多品種、小批量的生產(chǎn)方式下，實(shí)現(xiàn)最佳的效益和質(zhì)量。模塊化的對象是產(chǎn)品或系統(tǒng)的構(gòu)成，模塊化不是研究和解決某一個(gè)孤立的產(chǎn)品或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)或構(gòu)成的問題，而是解決某類產(chǎn)品或系統(tǒng)的最佳構(gòu)成形式問題，即系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)化的模塊組合而成。由于模塊化的對象是系統(tǒng)，因而運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理和方法，是開展模塊化的基本原則。模塊化的主要方法是系統(tǒng)的分解和組合，模塊化的產(chǎn)品或系統(tǒng)是

8、由標(biāo)準(zhǔn)的模塊組成的。模塊如何產(chǎn)生，能否有效地組合成產(chǎn)品或系統(tǒng)，產(chǎn)品或系統(tǒng)的分解和組合的技巧和運(yùn)用水平，是模塊化的核心問題。模塊化的目標(biāo)是建立模塊系統(tǒng)和對象系統(tǒng)。模塊化活動(dòng)的目標(biāo)或產(chǎn)物有兩個(gè)，即形成模塊系統(tǒng)和模塊化的產(chǎn)品系統(tǒng)。建立模塊系統(tǒng)是實(shí)施模塊化設(shè)計(jì)的前提，形成模塊化產(chǎn)品或系統(tǒng)則是模塊化的最終歸宿。4、 發(fā)展趨勢模塊化是在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的設(shè)計(jì)思想，現(xiàn)已成為一種新技術(shù)被廣泛應(yīng)用，尤其是信息時(shí)代電子產(chǎn)品不斷推陳出新，模塊化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品正在不斷涌現(xiàn)。如何使產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)全方位地滿足市場的多樣化需求，應(yīng)當(dāng)引起企業(yè)經(jīng)營者、新產(chǎn)品開發(fā)人員及其標(biāo)準(zhǔn)化研究者的高度重視。模塊化設(shè)計(jì)已被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、電子產(chǎn)品、航天、航空等設(shè)計(jì)領(lǐng)域，但至今模塊化術(shù)語尚未給出公認(rèn)的權(quán)威性定義。企業(yè)一方面必須利用產(chǎn)品的批量化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化來縮短上市周期、降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，另一方面還要不斷地進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新使產(chǎn)品越來越個(gè)性化，滿足客戶的定制需求。這樣，如何平衡產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化與定制化、柔性化之間的矛盾，成為贏得競爭的關(guān)鍵能力。平臺(tái)化、模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)可以在保持產(chǎn)品較高通用性的同時(shí)提供產(chǎn)品的多樣化配置，因此平臺(tái)化、模塊化的產(chǎn)品是解決定制化生產(chǎn)和批量化