模块化设计及其案例课件.pptx

1、01.模块化定义 Modular definition 什么是模块化模块：模块：一组具有同一组具有同一功能和接合要素一功能和接合要素（指联接部位的形状、（指联接部位的形状、尺寸、联接件间的配尺寸、联接件间的配合或啮合或啮 合等），但合等），但性能、规格或结构不性能、规格或结构不同同却能互换的单元。却能互换的单元。01.模块化定义 Modular definition 什么是模块化模块：模块：一组具有同一组具有同一功能和接合要素一功能和接合要素（指联接部位的形状、（指联接部位的形状、尺寸、联接件间的配尺寸、联接件间的配合或啮合或啮 合等），但合等），但性能、规格或结构不性能、规格或结构不同却能互

2、换的单元同却能互换的单元。01.模块化定义 Modular definition 模块化定义模块化设计：模块化设计：01.模块化定义 Modular definition 模块化定义模块化设计：模块化设计：在对在对产品进行市场预测、功产品进行市场预测、功能分析的基础上，划分能分析的基础上，划分并设计出一系列通用的并设计出一系列通用的 功能模块；根据用户的功能模块；根据用户的要求，对这些模块进行要求，对这些模块进行选择和组合，就可以构选择和组合，就可以构成不同功能、或功能相成不同功能、或功能相 同但同但性能不同、规格不性能不同、规格不同的产同的产品。这种设计方品。这种设计方法称为模块化设计。法称

3、为模块化设计。02.模块化设计方式 Modular design approach 02.模块化设计方式 Modular design approach 模块化设计方式在同一类型中对不同规格的基型产品进行在同一类型中对不同规格的基型产品进行设计。设计。主参数不同，动主参数不同，动 力参数也往往不同力参数也往往不同，导致结构形式和尺寸不同，导致结构形式和尺寸不同，因此较横系列模块化设计复杂。若把与动力因此较横系列模块化设计复杂。若把与动力 参数有关的零部件设计成相参数有关的零部件设计成相同的通用模块，势必造成强度或刚度的欠缺或冗余，欠缺影响功同的通用模块，势必造成强度或刚度的欠缺或冗余，欠缺影响

4、功 能发挥，能发挥，冗余则造成结构庞大、材料浪费。因而，在与动力参数有关的模块设计时，冗余则造成结构庞大、材料浪费。因而，在与动力参数有关的模块设计时，往往合往往合 理划分区段，只在同一区段内模块通用；而对于与动力或尺寸无理划分区段，只在同一区段内模块通用；而对于与动力或尺寸无关的模块，则可在更大范围关的模块，则可在更大范围 内通用。内通用。02.模块化设计方式 Modular design approach 02.模块化设计方式 Modular design approach 02.模块化设计方式 Modular design approach 相对独立性通用性03.模块化三大特征 Modu

5、lar three big characteristics 互换性04.模块化回顾与发展 Modular review and development 原始模块化 经典模块化 现代模块化 模块化时代04.模块化回顾与发展 Modular review and development 原始模块化 04.模块化回顾与发展 Modular review and development 原始模块化 04.模块化回顾与发展 Modular review and development 原始模块化 04.模块化回顾与发展 Modular review and development 原始模块化 04.模块

6、化回顾与发展 Modular review and development 原始模块化 其基本构成模式都是产品模块接口04.模块化回顾与发展 Modular review and development 20世纪初 1920年 1923年 50年代经典模块化02.模块化回顾与发展 Modular review and development 现代模块化 现代模块化传统模块化设计规则04.模块化回顾与发展 Modular review and development 模块化时代 模块化理论的深化和在更高层次上和更广泛模块化理论的深化和在更高层次上和更广泛范围内的运用。由经济学家推动。处理复杂范围

7、内的运用。由经济学家推动。处理复杂系统问题的有效方法系统问题的有效方法 由模块化设计延伸到模块化企业。由模块化设计延伸到模块化企业。模块化原则和方法引入经济学、管理模块化原则和方法引入经济学、管理学领域。学领域。产业结构的配置、调整：模块化培育产业结构的配置、调整：模块化培育“模块簇群模块簇群”，推动产业升级，改变现存产，推动产业升级，改变现存产业、企业的结构，具有十分强大的冲击力。业、企业的结构，具有十分强大的冲击力。04.模块化回顾与发展 Modular review and development 生活水平和教育水准的提高，人们的爱好生活水平和教育水准的提高，人们的爱好需需求、审美观、价

8、值观等逐渐向个性化发展，唤起求、审美观、价值观等逐渐向个性化发展，唤起了多样化的消费心态。了多样化的消费心态。市场的激烈竞争，促使各企业不惜标新立异，市场的激烈竞争，促使各企业不惜标新立异，开发出品种繁多的新产品，以适应市场需求的多开发出品种繁多的新产品，以适应市场需求的多变和提高市场的占有率。变和提高市场的占有率。原因 随着经济全球化，世界市场变得越来越开放，协随着经济全球化，世界市场变得越来越开放，协作成为经济结合的流行方式，跨国经济将成为作成为经济结合的流行方式，跨国经济将成为21 世世纪的主导。纪的主导。生产的分散化和专业化：企业的生存取决于它的生产的分散化和专业化：企业的生存取决于它

9、的技术能力和应变能力，小企业经营灵活，采用先进技术能力和应变能力，小企业经营灵活，采用先进技术，随着技术更新的加快，大批中小企业兴起，技术，随着技术更新的加快，大批中小企业兴起，形成生产的专业化和社会化。形成生产的专业化和社会化。企业企业 再造和企业重组：以增强企业竞争能力和抗再造和企业重组：以增强企业竞争能力和抗风险能力。风险能力。04.模块化回顾与发展 Modular review and development 原因 时间紧缩：技术开发时间、产品寿命周时间紧缩：技术开发时间、产品寿命周期和投资回报周期的间隔迅速缩短。期和投资回报周期的间隔迅速缩短。产品的成本和质量虽然仍是竞争的重要产品的

10、成本和质量虽然仍是竞争的重要因素，但随着先进生产技术和设备的普遍采因素，但随着先进生产技术和设备的普遍采用，企业间的产品质量日趋接近，新产品的用，企业间的产品质量日趋接近，新产品的投放速度和交货期已成为决定竞争胜负的最投放速度和交货期已成为决定竞争胜负的最关键因素。关键因素。04.模块化回顾与发展 Modular review and development 原因 功能集成：当今随着技术的发展，电子技术、功能集成：当今随着技术的发展，电子技术、计算机技术已渗透到各个领域，市场上任何一种计算机技术已渗透到各个领域，市场上任何一种产品都是一系列不同技术（功能）的集合体。产品都是一系列不同技术（功能

11、）的集合体。系统集成：现代的各种技术系统都是多种技术系统集成：现代的各种技术系统都是多种技术设备的综合体，用户希望一个企业不仅是提供一设备的综合体，用户希望一个企业不仅是提供一种主产品，而能提供相关的成套设备和系统集成种主产品，而能提供相关的成套设备和系统集成服务。服务。04.模块化回顾与发展 Modular review and development 原因 05.模块化设计案例 Modular design case05.模块化设计案例 Modular design case工作台不升降铣工作台不升降铣床的模块化架构床的模块化架构05.模块化设计案例 Modular design case

12、模块化减速箱模块化减速箱装配形式装配形式西门子汽轮机西门子汽轮机模块化组合模块化组合05.模块化设计案例 Modular design case拼合式结构拼合式结构05.模块化设计案例 Modular design case机柜分解为模块机柜分解为模块IntelIntel计算机的模块化组成计算机的模块化组成05.模块化设计案例 Modular design case模块生产专业化05.模块化设计案例 Modular design case标准元件组成不同舱室05.模块化设计案例 Modular design case模块化房屋：模块化房屋：1板块安装接头；2门口；3楼梯(间)；4内隔墙板块；5

13、窗口；6混凝土地板块；7外墙板块。05.模块化设计案例 Modular design case继电保护系统功能分析继电保护系统功能分析05.模块化设计案例 Modular design case装置级模块。下图为差动保护装置装置级模块。下图为差动保护装置有约有约2020种插件模块，可组合成种插件模块，可组合成4040种装置级模块，可派生出种装置级模块，可派生出9898种设备种设备05.模块化设计案例 Modular design case 假如航天器的零部件都有统一规格和一系列兼容器件，哪怕假如航天器的零部件都有统一规格和一系列兼容器件，哪怕能有三五十种这种零部件，就可以开始能有三五十种这种零

14、部件，就可以开始“即插即用即插即用”了。任务了。任务是提供从单个零件到螺栓的一整套东西，就能生产出各种各样是提供从单个零件到螺栓的一整套东西，就能生产出各种各样航天器。航天器。利用软件帮助组装有特定用途的小型卫星：把任务书输入电利用软件帮助组装有特定用途的小型卫星：把任务书输入电脑，软件将根据要求生成一份零部件清单，拼装即成。脑，软件将根据要求生成一份零部件清单，拼装即成。“一颗有公开标准和界面的组合式卫星一颗有公开标准和界面的组合式卫星”：有一个类似小钉：有一个类似小钉板的网格基础结构，可以在上面安装板的网格基础结构，可以在上面安装2525个零部件，包括个零部件，包括3 3个飞个飞轮、轮、1

15、 1个地磁仪、个地磁仪、2 2组电池、组电池、1 1个全球定位系统无线电台和个全球定位系统无线电台和1 1个战个战术电台。术电台。重约重约7373磅磅(同类同类800800磅磅)能携带通信、雷达等设备。能携带通信、雷达等设备。05.模块化设计案例 Modular design caseIntelIntel公司微机公司微机OEMOEM系统的设计思想的演变系统的设计思想的演变 片级设计（ChipLevel Design）：提供片子，由用户据功能来构成自己的设备。板级设计（BoardLevel Design）或 模块级设计（ModuleLevel Design）：提供功能印制板组件，形成所谓OEM板，构成设备。系统级设计（SystemLevel Design）：提供微机系统(完整的软硬件系统)，由用户构成系统。用户由低效的片级设计提升为高效的模块级或系统级设计，产生巨大的经济和社会效益。“开放式开放式”观念：观念：70年代后期美国和各微型机厂商纷纷推出各种系列OEM（Original Equipment Manufacturer）开拓市场，微机技术迅速普及。