摘要：在机械产品不断发展的背景下，传统机械设计方法已经逐渐难以满足企业与市场的实际需求，而模块化设计则凭借其多方面的优势而得到了机械制造行业的广泛应用。本文对模块化设计方法的概念、特点、优势等进行了简单介绍，并对其在机械设计中的应用策略进行了分析，希望能够对机械制造企业的产品实际生产起到一定帮助。
关键词：模块化设计方法；机械设计；模块化产品
引言：随着市场经济的不断深入，当前机械制造行业间的市场竞争已经变得十分激烈，企业要想在这一市场环境中生存下去，就必须要在设计、生产成本以及市场需求等方面进行努力。而模块化设计作为一种能够节约资源、缩短设计周期的设计方法，恰恰能够为机械产品的设计生产提供很大帮助，并使企业的市场竞争力得到提升。因此，对于机械设计对于模块化设计方法的应用是非常具有现实意义的。
一、模块化设计方法概述
（一）模块化设计方法的概念
模块化设计方法简单来说就是对不同功能、不同规格、不同性能的模块进行设计、分析、选择，并最终将所选模块进行组合的一种设计方法。这种方法能够通过模块组合的方式将多种产品要素联系在一起，从而使多种产品元素共同构成的子系统能够具有特定的功能，同时在这一子系统的基础上，模块化设计还可以将其与其他产品要素进行灵活的组合，进而构成多种不同功能或性能的系统，以满足当前市场上多样化的设计需求与产品需求[1]。另外从功能上来看，模块化设计方法主要是围绕基本功能、辅助功能、特殊功能以及适应功能几方面进行设计，而在这些功能都嫩巩固得到完善的情况下，模块化产品的优势也就能够充分体现出来。
（二）模块化设计方法的特点
模块化设计方法在产品功能与原理方面运用了相似性原理，实现了标准化与批量化的有效结合，因此其在总体上具有以下几方面特征。首先，模块化产品由各个模块组成，其中每个模块不仅都具有着独立的功能，同时在设计、制造等一系列环节中也都是相互独立的，具有着明显的独立性特点。其次，在模块化设计方法中，无论是接口的结构、尺寸还是具体的各项参数，都具有着明确的标准，因此模块间能够实现灵活的更换与重新组合，而这也使其互换性特点的具体体现。最后，在标准化模块的支持下，模块化设计方法还凸显除了通用性的特点，即在任何系列下，模块都能够实现通用，而设计者也只需考虑其是否能够满足产品的性能与功能要求。
（三）模块化设计方法的优势
首先需要明确的是，在模块化设计方法的支持下，其产品在大批量生产过程中每一单件产品的生产的能够获得更高的效益，同时由于其标准化、独立性的特点，模块化产品在设计、制造、维修等工作上都是十分方便且高效的，这些都是模块胡设计方法最为突出的优势。例如在产品制造方面，由于可利用的各已有模块都比较成熟，而零部件也可以重用，因此采购、物流等环节的时间都能够大大减少，产品的生产制造也可以直接从模块组装开始，这些对于生产效率的提升都是非常明显的。
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二、模块化设计方法在机械设计中的具体应用
（一）模块架构设计
产品的整体架构是模块化机械设计的前提，只有明确了整体架构要求，后续的设计工作才能够围绕这一架构要求展开并顺利进行下去。因此在设计前期，企业必须要进行详细的市场调研工作，获得明确、详细的调研数据，并以此为基础展开深入分析，明确当前市场对于产品的具体需求，从而将产品的整体架构要求确立下来。需要注意的是，架构要求的明确除了要考虑到市场需求，还要对企业自身的生产规模、技术水平等实际情况进行充分考虑。
（二）模块区分设计
在明确产品所需要实现的功能后，还要根据产品结构对功能与模块进行具体区分。首先，基于市场或客户的产品需求，需要先将产品的各类功能进行细分，并与具体的结构一一进行对应，这样就能够保证所有功能需求都能够在产品设计中得到实现并构成一个整体。其次，在功能得到区分的基础上，还要对具体的模块进行区分，在这一过程中，不仅要保证产品整体功能、性能的完整性以及结构的独立性，同时也要对模块连接部分进行合理设计[2]。此外，整个模块的数量要进行严格的控制，模块间的结构也要尽量简单，这样才能够利用最少的投入来达到更多的功能，从而保证的模块化机械设计的经济性。
（三）模块编码设计
在模块区分的基础上，还要对各个模块属性、参数等进行明确，并标注好名称，此外还要对不同模块间的关系进行考虑，从实现模块的合理编码。这样一来，产品的各个模块都具有着明确的标准，而研发、生产等环节的合理性也能够得到充分保证。
（四）模块接口管理
模块化产品由各个模块构成，而接口各个模块间能够实现连接与有效协调的关键所在，因此，接口管理对于模块化机械设计来说是非常关键的，而要想保证模块接口的正常，则需要进行模块接口的集中管理。首先，要根据各模块特点以及产品的具体要求进行全面考虑，从而将接口的设计标准确立下来，使各个模块间的接口都能够处于统一的状态下，进而实现对模块接口的有效控制。同时，还要利用矩阵分析法对模块的基准零点进行计算，并以此为基础来确定各个模块接口的传输内容，这样一来，接口设计与管理的科学性就都能够得到充分的保正。
（五）模块组装设计
模块组装是模块化机械设计的最终环节，同时也是模块化产品生产的重要保障，因此模块组装设计的要求也是非常严格的。首先，在组间布局方面，要对产品后期的模块更换、故障维修等情况进行充分考虑，保证组间布局的合理性，同时也要在确定布局设计后进行接卸测试，如在测试中发现布局问题，则应进行相应的调整。其次，在确定模块布局的情况下，还要对模块间的接口进行重点关注，按照企业的实际生产要求来确定模块接口的规格、尺寸等。
结束语：总而言之，模块化设计在机械设计中能够起到非常重要的作用，而当前机械制造行业对于这一设计方法的应用也已经十分广泛，因此，机械制造企业必须要尽快掌握模块化设计方法，以更好的适应行业发展趋势，并为企业生产发展提供支持。
参考文献：
[1]吕虹霖.模块化设计方法在机械设计中的应用探析[J].科技创新导报，2015，12（25）：41-42.
[2]蔡燕华.分析模块化设计方法及其在机械设计中的应用[J].科技传播，2014，6（04）：160+154.
论文作者:郭健
论文发表刊物:《基层建设》2018年第16期
论文发表时间:2018/7/18
标签：模块论文; 产品论文; 方法论文; 功能论文; 机械设计论文; 接口论文; 要对论文; 《基层建设》2018年第16期论文;