模塊化在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的運(yùn)用范文

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產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)變更所影響的產(chǎn)品架構(gòu)幅度較大，反復(fù)的設(shè)計(jì)變更導(dǎo)致于產(chǎn)品架構(gòu)與功能模組之間也不斷地跟著變動(dòng)，如此變動(dòng)造成在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期花費(fèi)太多時(shí)間于模組化過(guò)程中，導(dǎo)致產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，延遲產(chǎn)品上市時(shí)間，不利于產(chǎn)品取得市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)層級(jí)設(shè)計(jì)階段主要是根據(jù)產(chǎn)品概念發(fā)展階段所產(chǎn)出的產(chǎn)品雛型，定義產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品子系統(tǒng)與構(gòu)件之劃分以及產(chǎn)品系統(tǒng)的最終組裝方案等，在此階段產(chǎn)品架構(gòu)定義明確，不容易產(chǎn)生大變動(dòng)的設(shè)計(jì)變更，所以在系統(tǒng)層級(jí)設(shè)計(jì)階段根據(jù)產(chǎn)品架構(gòu)定義產(chǎn)品模塊，界定模塊界面，避免花費(fèi)太多時(shí)間于大幅度及重復(fù)地模塊化變更，以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)之時(shí)間。

1模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則

產(chǎn)品的構(gòu)成是由許多的零件在空間上進(jìn)行裝配而成，但一產(chǎn)品的組成少則十幾個(gè)零件，多則上千上萬(wàn)個(gè)零件，如何將這些零件依產(chǎn)品之架構(gòu)分成不同之模塊，模塊的范圍如何界定，在模塊化過(guò)程中應(yīng)依據(jù)哪些準(zhǔn)則，基于上述之問(wèn)題本研究提出之模組化設(shè)計(jì)的原則如下。

（1）單一功能化：模塊單一功能化應(yīng)是產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)的第一步，一產(chǎn)品按照其功能可以區(qū)分為不同的系統(tǒng)，例如自行車依其功能性不同可分為五大系統(tǒng)包含車架系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、車輪系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，而這五大系統(tǒng)既可分為五個(gè)模組。

（2）標(biāo)準(zhǔn)化：也可以稱之為重復(fù)化，就是同樣的零組件重復(fù)出現(xiàn)在不同的產(chǎn)品上。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中重復(fù)使用現(xiàn)有零組件，可以分?jǐn)傞_(kāi)發(fā)的成本，降低新零件數(shù)量，縮短整體開(kāi)發(fā)時(shí)程。標(biāo)準(zhǔn)化分為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化及外部標(biāo)準(zhǔn)化。

（3）規(guī)格化：也可稱之為參數(shù)化或數(shù)據(jù)化。模塊化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)模塊可搭配變換，所以模塊與模塊之間鎖固方式的相關(guān)參數(shù)（例如螺栓大小、螺栓孔數(shù)量、螺栓孔距離等），及模塊實(shí)體的相關(guān)參數(shù)，須建立系統(tǒng)化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，唯有如此才可以確保模塊在組裝的時(shí)候，彼此之間能夠正確穩(wěn)固的結(jié)合、安裝。

（4）可拆解化：產(chǎn)品元件之間的接合可分為永久接合及可拆式接合，模組化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)模組可搭配變換，所以模組與模組之間鎖固方式不可使用永久接合方式，應(yīng)以可拆式接合為主。

2模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程

產(chǎn)品開(kāi)發(fā)分為數(shù)個(gè)不同階段，本研究依據(jù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程，在系統(tǒng)層級(jí)階段導(dǎo)入模組化設(shè)計(jì)，本研究所提出之產(chǎn)品模組化流程如下：

（1）建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)者在此階段提出產(chǎn)品的架構(gòu)與主要功能。個(gè)別的組成元件與其主要的功能需求予以決定，并傳遞到下一個(gè)步驟。

（2）選擇元件：設(shè)計(jì)者選擇符合上一步驟定義所需要的元件。

（3）取得組裝關(guān)聯(lián)：分析并定義出產(chǎn)品元件之間的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)性。

（4）驗(yàn)證組裝關(guān)聯(lián)：檢查產(chǎn)品元件間的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)性，是否滿足整個(gè)產(chǎn)品的主要功能需求，這些關(guān)聯(lián)是否合理，是否有矛盾的現(xiàn)象。

（5）確認(rèn)：確認(rèn)所有選擇的元件是否都有被使用到。如果必要的修改已經(jīng)完成，則視為所有的元件都已滿足所定義的需求。

（6）建立產(chǎn)品架構(gòu)：當(dāng)所有的元件都已經(jīng)被選擇，且彼此間的關(guān)聯(lián)性已被完整定義，此產(chǎn)品的架構(gòu)即定義完成。

作者：李一達(dá)單位：湖北工業(yè)大學(xué)