产品通用化系列化组合化模块化设计的基本理论

1、标准宣贯：产品通用化、系列化、组合化（模块化）设计的基本理论一、通用化在新产品研制时，应优先采用继承型通用化形式。即先用同类或同系列现有设备 中可继承的单元或要素，亦即最大限度地采用在功能上与尺寸上可互换的标准件、通 用件、借用件、原材料及品种、规格、结构、尺寸要素等。在不能采用继承型通用化形式时，可采用开发型通用化形式。即通过对未来发展 需求的预测，有目标、有选择地研制某些通用化单元，这些单元的预期应用范围应该 尽可能地被得到扩大，即可应用于同类或同系列的其他设备中。二、系列化1、概念系列化：是同类型产品，按使用要求的规律，根据一定的技术经济原则，考虑目 前和将来的发展，合理安排不同的尺寸、

2、参数，使基本结构一致的产品，从小到大， 由低到高，形成系列，以实现优质、高产、低消耗。产品系列：具有相同的使用条件和结构特征，相同的设计依据，且基本尺寸、参 数按一定规律排列的一组产品称为产品系列。产品系列化工作：按产品系列的规律去设计制造和发展产品的工作，叫产品的系 列化工作。典型结构：适用范围最广，通用性最强，工艺性最好，适合大量生产，且结构、 型状简单，便于组合，使用方便的结构。基型产品：采用典型的结构（电路）设计的产品，它是该类产品中的基本（电路） 型式。变型产品：对基型产品某一部分结构（电路）进行了改变以适应某一方面的特殊 需要，所设计出来的产品，与基型产品相比，主要表现在改变性能与

3、规格。基本系列：以基型产品构成的系列称为基本系列。系列内部各产品间，只是参数大 小的变化，没有其它性能的改变。派生系列：由变型产品所形成的系列称为派生系列。2、系列化设计的任务与要求系列化设计是以基型产品为基础，根据社会需要，分期、分批地设计出同一系列 内的各种尺寸、参数产品系列。一是在整顿老产品的基础上，淘汰落后及没有发展前途的产品，选择好的产品纳 入产品系列进行生产；一是根据生产、技术的发展，采用先进技术，设计发展新的产 品系列。系列化设计应根据合理规划的产品型谱来逐步实现。系列设计中应认真贯彻与产 品有关的各种标准。参数、尺寸的选择应符合优先数系的规定（只要在取值上不受已 有标准限制，不

4、受配套产品限制的情况下，应最大限度地采用优先数，gb/t 321-2005。）。 在产品整顿时，应对品种规格杂乱，需要量较大的那些老产品，通过调查分析，从优 先数系（或相应的标准规定）中选用合适的系列作为产品的主要参数系列，从而简化 品种规格，使产品走上标准化的轨道。设计中应按相似设计的原理，使系列产品的结 构、电路及其零部件达到最大限度的通用化。系列化设计要按照使用与生产的要求，统筹安排，注意技术上的先进性，考虑生 产上的合理性，使系列品种达到技术上从新、结构上从简、质量上从严，成本上从廉， 用尽可能少的品种规格满足生产、使用部门的要求。3、系列化设计的方法与步骤（1）找到同类产品的共同规律

5、按照产品的共同特征或共同特性，寻求同类产品的共同规律；（2）确定典型结构（对新技术、新工艺、新材料应事先进行必要的试验）。典型结构应最大限度的采用标准件和通用件。典型结构的设计应以基型产品为主， 并考虑到变型产品的需要。典型结构作为单独设计时，一定要经过试制、鉴定定型， 经过反复试验、生产、使用不断完善后再确定。（3）基本系列和派生系列确定典型结构后，认真考虑基本系列的分档，广泛调查用户需要。确定尺寸参数 时，要适应使用的要求，并注意产品的配套与协调。要按产品使用的特性、需要来决 定品种规格安排的疏密，形成合理的分档。编制产品系列型谱（系列型谱有一定的时 间性，一般 3-5 年应根据发展了的情

6、况进行修订）系列型谱确定后按使用的先后缓急 和生产的可能性，逐步分期、分批进行基本系列产品的设计。基本系列产品设计完成，应广泛征求用户意见，为满足用户某一方面的特殊需要， 可对基型产品的某一部分进行改变，设计制造出变型产品来。变型产品的零部件应最 大限度与基型产品一致，通用化程度应很高，随着变型产品的扩展，逐步形成派生系 列。三、组合化（模块化）1、模块特征（1） 是可组成设备（或系统）的独立单元；（2） 具有确定的相对独立的功能；（3） 是一种具有通用性的标准单元；（5） 具有能组成设备（或系统）的硬、软接口；（6） 是在现场可更换的单元。2、模块划分原则模块划分是模块化设计的关键。为使划分

7、的模块合理，首先对该类设备应有充分 了解，然后采用系统工程和工作分解的原理方法，对设备进行功能分析和分解，最后 划分出各级模块。模块划分原则：（1） 所划分的模块应具有特定的独立功能和结构，技术指标明确，可以进行单独 运行或测试、制造和储备；（2） 所划分的模块应具有典型性、通用性、互换性（或兼容性），具有标准的信 息接口关系或联接要素，应便于升级；（3） 所划分的模块应具有良好的组合性，能以有限种类的模块组成能满足各种需 求的不同产品；（4） 模块大小适应。模块大小应与划分的功能大小、模块使用、管理的方便性、 预期的维修级别相适应；（5） 所划分的模块应能满足在研设备和预研设备的需要，并尽可

8、能适用于现有设 备的改造，具有良好的继承性和较长的生命力；（6） 应能充分利用现有科技成果（包括模块化成果）并能适应技术发展趋势，具 有先进性和稳定性，不因科学技术发展而过早地淘汰或在结构上发生较大变化；（7） 有利于进行系列化工作，便于形成模块系列；（8） 应能提高设备的可靠性和维修性；（9） 应能提高设备的互连、互通和互换能力；（10） 有利于规模生产和商品化，并应考虑采用新技术和新工艺的可能性，具有 较高的经济性。3、模块化设计原则模块化设计是包括由分解到组合的全过程。应在设备（或系统）功能分析和分解 的基础上，合理划分模块，明确参数指标和接口，对总体方案和模块进行论证，而后 进行具体设

9、计和研制，生产出通用模块和专用模块，最后将模块和其他零件进行相应 组合，组装出所需设备。4、模块化的方法和程序（1）建立模块系统充分了解研制设备及同类和相似产品，正确合理地划分特定功能和接口的模块， 按标准化原理对同类和相似产品进行对比、归类、简化、统一，合理划分模块，确定 技术指标和质量要求，然后进行设计、研制和生产，从而建立起模块系统。（2）组合形成新产品新研制产品应采用模块化设计方法，即要充分利用各种通用模块、专用模块和专 用零、部件进行组合或派生出各种不同要求和用途的新产品。根据研制任务书明确用户对新产品开发需求，对该产品进行功能分析和分解，确 定应由哪些功能单元和使用哪些模块组成。除

10、考虑需求之外，还应考虑模块系统中已 有的功能模块，以便组合时尽量多用已有的模块而少用新研制的专用模块或（和）专 用零、部件。四、设计人员应积极参与标准化工作产品设计人员的工作是与产品标准化密切相关的，在产品设计的各个阶段都离不 开标准化。在现代不考虑标准化的设计，不是成熟的设计。不熟悉有关标准，不积极 从事标准化工作的设计师决不是好的设计师。对设计人员的基本要求是：1、 努力熟悉标准。随着标准化的发展，国家和各部都制订了大量的基础标准和 专业标准。例如：优先数和优先数系、机械制图、公差配合、文字符号、图形符号等 等，这些是从事产品设计的工程技术人员必须掌握的基础标准。除了基础标准外，设 计人员

11、还必须熟悉有关的材料、元器件标准，涂复标准等与设计工作直接有关的各项 标准。只有熟悉和掌握了这些标准，设计人员才能顺利的进行产品设计工作。2、 掌握标准情报。在设计人员开展新产品设计之前，必须较详细的掌握国内外 同类产品的标准情况。这包括国际标准、外国专业标准、国家标准或部标准以至同行 业的企业标准。只有掌握了这些情报，经过分析对比才能设计出具有市场竞争力的新 产品。3、 认真贯彻标准。设计人员应主动的在产品设计中贯彻有关标准，要把标准当 作技术法规来对待，贯彻时严肃认真一丝不苟，要克服那种认为：“贯彻标准反正由标 准化人员把关”的错误想法。对标准化人员提出来的贯彻标准的意见应认真对待，凡 合理的，有标准文字依据的，都应虚心接受予以贯彻。4、 积极制订标准。产品标准的制订任务往往是由最熟悉产品情况的设计人员承 担的，产品标准化的大量工作亦是由产品设计人员参与或承担，设计人员在新产品设 计的全过程要积极努力积累资料，各种计算、试验都应作记录，要为提高