模塊化在產品設計中的運用范文

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產品設計初期，設計變更所影響的產品架構幅度較大，反復的設計變更導致于產品架構與功能模組之間也不斷地跟著變動，如此變動造成在產品開發初期花費太多時間于模組化過程中，導致產品開發時間過長，延遲產品上市時間，不利于產品取得市場優勢。系統層級設計階段主要是根據產品概念發展階段所產出的產品雛型，定義產品的結構，產品子系統與構件之劃分以及產品系統的最終組裝方案等，在此階段產品架構定義明確，不容易產生大變動的設計變更，所以在系統層級設計階段根據產品架構定義產品模塊，界定模塊界面，避免花費太多時間于大幅度及重復地模塊化變更，以縮短產品開發之時間。

1模塊化產品設計原則

產品的構成是由許多的零件在空間上進行裝配而成，但一產品的組成少則十幾個零件，多則上千上萬個零件，如何將這些零件依產品之架構分成不同之模塊，模塊的范圍如何界定，在模塊化過程中應依據哪些準則，基于上述之問題本研究提出之模組化設計的原則如下。

（1）單一功能化：模塊單一功能化應是產品模塊化設計的第一步，一產品按照其功能可以區分為不同的系統，例如自行車依其功能性不同可分為五大系統包含車架系統、制動系統、車輪系統、傳動系統及轉向系統，而這五大系統既可分為五個模組。

（2）標準化：也可以稱之為重復化，就是同樣的零組件重復出現在不同的產品上。在產品開發過程中重復使用現有零組件，可以分攤開發的成本，降低新零件數量，縮短整體開發時程。標準化分為內部標準化及外部標準化。

（3）規格化：也可稱之為參數化或數據化。模塊化設計強調模塊可搭配變換，所以模塊與模塊之間鎖固方式的相關參數（例如螺栓大小、螺栓孔數量、螺栓孔距離等），及模塊實體的相關參數，須建立系統化標準規格，唯有如此才可以確保模塊在組裝的時候，彼此之間能夠正確穩固的結合、安裝。

（4）可拆解化：產品元件之間的接合可分為永久接合及可拆式接合，模組化設計強調模組可搭配變換，所以模組與模組之間鎖固方式不可使用永久接合方式，應以可拆式接合為主。

2模塊化產品設計流程

產品開發分為數個不同階段，本研究依據產品開發流程，在系統層級階段導入模組化設計，本研究所提出之產品模組化流程如下：

（1）建立產品結構：設計者在此階段提出產品的架構與主要功能。個別的組成元件與其主要的功能需求予以決定，并傳遞到下一個步驟。

（2）選擇元件：設計者選擇符合上一步驟定義所需要的元件。

（3）取得組裝關聯：分析并定義出產品元件之間的設計關聯性。

（4）驗證組裝關聯：檢查產品元件間的設計關聯性，是否滿足整個產品的主要功能需求，這些關聯是否合理，是否有矛盾的現象。

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

（6）建立產品架構：當所有的元件都已經被選擇，且彼此間的關聯性已被完整定義，此產品的架構即定義完成。

作者：李一達單位：湖北工業大學