模块化设计方法在机械设计中的应用

刘爽

摘要：因为在当前的机械产品生产过程中往往会面对一些比较难以解决的问题，其中成本高和研发周期长就是比较突出的问题，为了更好的是机械产品能够占据市场，并且处理好激烈的市场竞争，就必须要做好这方面的处理，所以我们就必须在设计理念上进行改变，掌握科学的设计方法，因此本文给出了工程机械领域模块化设计方法的应用介绍，希望能够帮助相关的企业在产品的实际生产过程中，能够通过该方法解决相关的问题，使得自身的发展更加顺畅。

关键词：模块化 机械设计

模块化设计是起源于欧美国家的一种新型设计理念，因，模块化的设计考虑的是产品的品种和规格以及设计制造周期之间的矛盾，通过矛盾论来进行分析，并且能够综合考虑到产品设计生产过程中的一些其他问题，所以有很广泛的应用，特别是在机械制造产业的产品设计过程中，有很重要的现实意义。随着全球经济的快速发展，小规模的机械生产，同样也面临着这些问题，模块化的设计就能够有效地解决当前工程机械产品在设计上所面临的一些问题。

一、模块的定义

模块化的设计理念主要就是将一个产品划分为几个不同的小系统，然后通过确定接口和典型的独立单元来进行模块的结合，因为这些模块既具有功能上的独立性，又有结构上的独立性，所以在实际的生产过程中，就可以针对性的生产，然后再进行组装，这样就可以使得在进行产品的架构过程中，能够节省时间，并且实现整体性的成本节省和工期的缩减。

二、模块化机械设计

模块化的设计是针对一定范围内不同功能或者是功能存在一定相似性的产品，在进行功能分析的基础上，发明出一系列的系统模块，然后对模块进行科学的选择，并且满足市场的不同需要的设计方法，产品的模块化必须要以用户和市场的导向为基准，从而能够对公司所生产的机械产品进行市场化的定位并且进行科学的架构，从而建立起一个比较好的模块化设计方案和相关的流程，更能够科学的根据工程产品批量订单生产科研等等，进行有效的成本降低，并且提高对市场的快速反应能力。

1.模块化设计规划

产品的模块化规划中主要考虑的是产品的市场性，因为但实际的市场运营过程中，产品最终是经过一定的渠道来进行销售的，所以要根据市场的实际需求进行产品的模块划分，定义模块和模块之间的接口和其他的相关特性，这样就能够在一个比较好的架构下进行市场化的步骤处理。

架构要求，因为架构是主要跟根据市场的调查来进行分析的，可以通过市场调查的数据支持，然后进行一定的数学划分，进而找到市场中对于产品的架构需求，然后结合自己的产品和已有的生产正产规模进行一定的阵容，使得自身在架构上体现出一定的市场性，并且更具有市场竞争力。

功能定义的主要考虑的是产品本身的实际作用，应该将不同的零件和部位进行一致的共同划分，找到他们实质上相互关联的一些部分，并且进行一定的定义，这样就能够实现功能和结构的一一对应，从而保证产品所对应的基本功能能够得到整体上的实现。

模块划分，在功能定义的基础上需要进一步的操作就是模块划分，在模块划分的过程中也是有一些地方要需要注意的，首先，在進行模块划分的时候要考虑好企业自身的研发流程，根据企业实际情况制定相关的措施。再者，要结合本行业的发展前景和实际的发展状况，因为如果没有做好这些措施，就可能导致在实际的产品销售过程中，零件的组装和其他的过程存在着一定的不合理性，导致产品的市场竞争力有所下降。

在模块划分过程中要同时确定模块的主参数，因为主参数是影响模块设计成功与否的一个关键性因素。通过对历史模块的总结及对未来模块的规划，研制出可组成产品的模块型谱表。对该表的设计也要考虑到一些市场化的而影响因素，这样就能够保证产品的模型设计更能符合市场的要求和企业的发展目标。

2.产品模块设计及管理

（1）接口的管理

在模块化的产品中，模块之间的协调是通过接口来正常实现的，所以接口是模块化系统中一个最重要的组成部分，但是要想实现接口的正常会影响就必须要建立起一个比较合理的标准，这样才能在一个全面的标准系统下对机构的管理进行一定的控制，要学会进行模块之间的接口矩阵分析法，这样就能够确定各个模块的基准零点，并且根据相关的基准信息来确定接口传输内容，这样就能够保证接口的管理和设计存在很高的科学性，使得整体的结构运行有一定的接口保证。

（2）模块设计

在具体设计过程中我们采用的是模块化设计新理念和方法，在结构的骨架模型和模块化三维设计模板等方面进行一定的处理，这样就能够保证接口骨架模型在设计过程中能够有自己的独特的性质，进而通过接口达到一定的信息传输实现控制的目的。在采用这一模型的建立过程中，我们所采用的骨架模型也是独立的，这样就能保证各个模块能够在生产过程中和其他的构架过程中能够保持一定的独立性，这样有利于提高模块的变型效率，并且减少手工建模过程中不必要的重复工作，有利于企业持自主知识的积累和实际的设计生产过程中，自动化和智能化水平的提升。

三、结语

通过上面几个方面的论述我们可以发现，机械产品的模块化产品架构能够实现工程的模块化设计过程，从而使的机械设计的设计流程能够得到顺利的完成，并且使企业实现规模化的定制，能够提升产品的模块规划和设计能力，保障企业能够进行产品优化设计研发工作，使得企业的设计效率有了明显的提高，并且能够增强企业竞争力。

参考文献：

[1]龚京忠.基于FPBS的机械系统模块化设计方法与应用研究[D].国防科学技术大学，2008.

[2]孔凡凯.大型定制产品模块化制造关键技术研究[D].哈尔滨工程大学，2006.

[3]张宝辉.模块化总体设计研究[D].国防科学技术大学，2004.endprint