模块化设计案例集37课件.ppt

1、模块化设计模块化设计 案例集案例集 1模块化设计案例（一）模块化设计案例（一）2工作台不升降铣床的模块化架构工作台不升降铣床的模块化架构模块化设计案例（一）模块化设计案例（一）3中段系列龙门中段系列龙门铣床的基型及铣床的基型及变型产品变型产品模块化设计案例（一）模块化设计案例（一）4西门子西门子汽轮机汽轮机模块化模块化组合组合模块化设计案例（一）模块化设计案例（一）5模块化减速箱模块化减速箱装配形式装配形式模块化设计案例（一）模块化设计案例（一）6模块化的液压系统模块化的液压系统模块化设计案例（一）模块化设计案例（一）7简化轮廓图表示法简化轮廓图表示法模块化设计案例（一）模块化设计案例（一）8

2、模块化设计案例（二）模块化设计案例（二）9模块化设计案例（二）模块化设计案例（二）10拼合式结构模块化设计案例（二）模块化设计案例（二）11机柜分解为模块Intel计算机的模块化组成模块化设计案例（二）模块化设计案例（二）12船舶的模块化分割模块化设计模块化设计案例案例（三）（三）13模块生产专业化模块化设计案例（三）模块化设计案例（三）14标准元件组成不同舱室模块化设计案例（三）模块化设计案例（三）15模块模块化房屋：化房屋：1板块安 装接头；2门口；3楼梯(间)；4内隔墙 板块；5窗口；6混凝土 地板块；7外墙 板块。模块化设计案例（四）模块化设计案例（四）16组合式家具组合式家具模块化设

3、计案例（四）模块化设计案例（四）17继电保护系统功能分析模块化设计案例（五）模块化设计案例（五）18装置级模块。下图为差动保护装置有约20种插件模块，可组合成40种装置级模块，可派生出98种设备模块化设计案例（五）模块化设计案例（五）19模块化设计案例（五）模块化设计案例（五）20220KV线路保护设备典型组屏示意图模块化设计案例（五）模块化设计案例（五）21 ZFWK2型继电保护设备的模块化（见下图）该设备构成及图纸总量：模块化设计案例（六）模块化设计案例（六）产品机柜2种机箱19种插件 11种通用部件 总计图纸总数5803012787330折合为A451865914748422 模块化前后

4、设计周期对比：在电路（印制板组件模块）和机械结构模块化后，设备设计称为组屏，如同在标准机柜内填空。该设计组（6人）1996年（已实现模块化）完成的工作量 全年完成工程项目1315项。近200项是完全相同的；不相同项目为1115项；还包括部分非标准项目。同一种机柜有多种派生型，某些部件模块有多种印字品种。模块化设计案例（六）模块化设计案例（六）模块化前机柜机箱模块化 插件模块化 零部件标准化周期45月2030天101557天或立等可取23ZFWK2型继电保护设备生产图纸（第1页装配图，共6页）模块化设计案例（六）模块化设计案例（六）24ZFWK2型继电保护设备生产图纸（第2、3页）模块化设计案例

5、（六）模块化设计案例（六）25 美国机载电子设备美国机载电子设备ATR系列标准机箱系列标准机箱 实现了机载电子设备的标准化：规定了尺寸系列、基本结构形式、前后面板结构及固定方式、印制板及相应连接固定结构、连接器类型、以及冷却散热结构等。使各个厂家生产的应用于各种机型中6个系统的几十种功能的电子设备的尺寸及结构趋于统一和互换。美国无线电公司1956年推出，1974发展到军用，从个别公司推广到全国、以及英、法、以色列、前苏联、中国等，还从机载扩展应用于坦克、舰船电子设备。模块化设计案例（七）模块化设计案例（七）26ATR系统模块化机箱模块化设计案例（七）模块化设计案例（七）27 从1956年起，组

6、织上百名专家学者、制造商和用户，投入相当数量的财力、物力，数十年的研究和实践。ATR机箱的外形尺寸系列特点：ATR机箱(1956)：只有一种高度193.68mm，长、短两种深度，6种宽度。不同宽度组合成26in总宽度。1974修订,加两种尺寸。MCU(模块概念单元)机箱(1977)：基本同ATR，一种高度、一种深度（短型）、12种宽度；600(原114)个接点。LRU(现场可更换单元)(1985)：同MCU，改变连接器等接口。LRM(现场可更换模块)(198X)：插件式模块插装于机箱。模块化设计案例（七）模块化设计案例（七）28 美国空军开发通用武器接口美国空军开发通用武器接口 目的：使每件武

7、器适合每架飞机。内容：开发一种软件，使机群中所有战斗机和轰炸机能够携带空军目前或将来的库存弹药。通用武器接口是为所有弹药和飞机设计的标准接口，提高新型武器的通用性，加快部署的速度 原每件武器和每架飞机所使用的软件不同，要使飞机和武器能够匹配，就需要对软件进行全面升级。这种升级对作战飞机而言每隔五、六年才有一次。导致一种新型武器出现后，飞机常常要滞后几年才能使用。模块化设计案例（八）模块化设计案例（八）29 美国空军研制快速组装卫星美国空军研制快速组装卫星 “即插即用”，六天即可组装一颗。以往需要几年几十年。遵循的原则：“让复杂的事情变得简单”。“即插即用”理念：由不同公司生产的零部件相互兼容，

8、并能自动融入同一操作系统。如同个人电脑，把鼠标、键盘或外设接入电脑，电脑就会识别出来、并知道如何将其融入系统。都认为可以通过标准化来实现“即插即用”：用B标准吧，因为大家都是按B标准生产的。问题是这些标准不够深入。“即插即用”不仅涉及外形、也涉及内涵上的规范。设备标准化努力的失败就是未触及这个深度。模块化设计案例（八）模块化设计案例（八）30新型卫星将像新型卫星将像电脑一样电脑一样“即插即用即插即用”模块化设计案例（八）模块化设计案例（八）31 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“即插即用”了。任务是提供从单个零件到螺栓的一整套东西，就能生产

9、出各种各样航天器。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”：有一个类似小钉板的网格基础结构，可以在上面安装25个零部件，包括3个飞轮、1个地磁仪、2组电池、1个全球定位系统无线电台和1个战术电台。重约73磅(同类800磅)能携带通信、雷达等设备。模块化设计案例（八）模块化设计案例（八）32Intel公司微机公司微机OEM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

10、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。模块化设计案例（九模块化设计案例（九）33美国阿波罗工程美国阿波罗工程系统集成的典范系统集成的典范 阿波罗工程是一个巨型系统工程，但并未研发一个新设备

11、和一项新技术，是现有技术和设备的集成。成为系统工程运用的范例。它的主要工作：总体设计：确定构成系统的模块和相关参数。接口设计：即软硬件的装连设计。模块化设计案例（十模块化设计案例（十）34模块化成为各大公司的追逐目标模块化成为各大公司的追逐目标 IBM的产品策略是，提供一系列非常通用的“模块”，市场部用这些“模块”配置用户的个性化产品。HP公司的即插式测量仪器，可据用户需求，用各功能测量模块组合出几十种仪器。新一代模块与原模块可兼容。施乐公司在开发出新型模块化复印机后，不再设计全新的复印机，只开发新模块，以便于用户局部更新。松下的“量体裁衣”式自行车。模块化设计案例（十一模块化设计案例（十一）

12、35 西门子的气轮机研发，面对200种产品统一设计，零件数为3万个；而原来5万个零件仅20 种产品。通用电气公司(GE)重新设计其断路开关箱，用1275个共享构件代替28000个独立零件，形成40000种不同的配置。丰田公司把各个品牌汽车放到一个项目组设计，形成统一的模块化结构。欧洲汽车公司正在联合起来，进行模块化和统一工作(从统一底盘着手)。并提出了一个包括28个模块的生产概念。模块化设计案例（十一模块化设计案例（十一）36模块化设计案例（十二模块化设计案例（十二）DISA产品测试装置的模块化结构 基本思路：充分借助产品的软硬件模块资源，构成测试装置，其软件结构由三个子系统组成。DISA产品软件子系统，包括：中断服务程序，字符串，CPU初始化，数学计算，液晶初始化，液晶显示方式，时钟，IO口地址，读按键值，地址等模块。测试软件子系统，包括：自动显示，手动显示，读遥信量，手动选择菜单，主菜单等模块。接口软件子系统，包括：主程序，DispProc过程等模块。用于调用产品软件中的模块。37