标准化与模块化

1、规范化与模块化.产品规范化对产品或零件的类型、性能、规格、质量、所用原资料、工艺配备和检验方法等规定一致规范，并使之贯彻实施的过程。 .规范件规范化的零件，叫做规范件。如对各种机电产品上运用的螺栓、螺帽、螺钉、垫圈等零件，分别给予一定的符号或代号，加以一致规定，制定成各种规范。规范化后，就可以根据不同的需求、用途，按照规定的规范组织消费和运用。 .规范化的开展1798年，美国E.惠特尼17651825提出零部件互换性建议，运用消费，开场了最初的规范化。18501900年蒸汽动力的采用和轮船、铁路运输的开展，促使西方国家商业竞争加剧，要求产品规格、质量和性能一致化，规范化任务也有了相应开展。19

2、01年，英国成立了世界第一个国家规范团体“英国规范学会。1906年，成立了世界最早的国际性规范团体“国际电工委员会。1947年，成立了目前世界最大的国际规范化机构“国际规范化组织，中国于1978年9月参与。 .规范的分类及意义规范按其适用范围可分为国际规范、国家规范、专业规范和企业规范。规范化是现代技术经济科学体系的一个重要组成部分。实行规范化能简化产品种类，加快产品设计和消费预备过程，保证和提高产品和工程质量；扩展产品零件、部件的互换性,降低产品和工程本钱;促进科研成果和新技术、新工艺的推行；合理利用能源和资源；便于国际技术交流等。 .世界上任何产品都有它的行业规范，规范化产品关联到相关产品

3、配套，对质量有着很大作用。规范化的消费可提高消费效率和产品质量；规范化的报价更精准；规范化的设计更人性化，规范化的安装质量更可靠，效力更有保证；规范化的厨房家具能与各种电器相配套，可以科学利用厨房空间，并有良好的视觉与适用效果。在欧洲三十年以前就已制定出厨房及厨柜的规范化。 .产品设计规范化是企业科研、消费活动中的重要环节，它对合理地开展产品种类，促进专业化消费、简化设计、工艺、缩短设计、试制周期、降低本钱、保证产质量量、提高经济效益，都有重要作用。.规范化是保证产质量量的前提以规范方式加以规定的技术和零部件是经过运用和验证过的，减少了过失的概率和质量检验的次数。规范化在产品设计中的作用.2.

4、 规范化是提高效益的普遍行动准那么规范化原理之一是简化，经过设计规范化，直接或间接地简化运营要素，从而降低本钱，改善运营管理，提高企业效益。规范化在产品设计中的作用.3. 规范化可以有效地利用已有的技术积累产品设计本身是利用已有的技术积累，并加以承继和开展的过程。详细地说，就是对已有的技术积累进展选优、组合、变换，研制出新产品。而产品设计规范化就是有效应用现行规范和为顺应新的需求不断制定新标准，修订旧规范，循环往复，以致无穷。规范化在产品设计中的作用.4. 规范化是采用计算机设计的根底采用计算机进展设计和设计管理，是提高设计效率的重要手段，而要付诸实施，必须建立在规范化的根底之上规范化在产品设

5、计中的作用.5. 规范化是集体进展设计的根底在现代科学技术条件下，产品的设计和制造技术已超出个人的知识范围，这就要求从个人自在思索进展设计转变为集体思索进行设计。而实现这种转变，要求对技术和经验加以集中，规范正是积累技术和阅历并可加以利用的最好方式。规范化在产品设计中的作用.5. 产品的设计过程是贯彻规范的过程一产品在设计过程中要提高产品“三化(规范化、通用化、系列化)程度，大量采用规范件，通用件，一方面可以大量节省设计土作量、提高设计效率;另一方面可以保证产品的互换性和协作配合，缩短新产品试制和消费预备周期。相反，如在设计中不贯彻有关规范，就会使设计出现反复，甚至给工艺、工装、供应、方案和消

6、费带来困难。规范化在产品设计中的作用.规范化如何运用在产品设计中.产品设计经过初步设计、技术设计和任务图设计三个阶段。所谓设计是拟定产品必需实现的质量指标，为实现该目的而决议产品原理、构造、资料、特性及其它各项要素。之后决议零部件的构成，在这过程中，遵照规范化原那么，确定设计方案，从而到达产品设计规范化。.在产品设计中规范化的运用产质量量规范化产质量量规范化，是指为保证产品的适用性，对产品的型式、尺寸，主要性能参数，质量目的等加以规定并贯彻于产品设计中。.产品系列化 产品系列化是指将产品的主要参数、型式、尺寸、 根本构造等作出合理的安排，以协调同类产品和配套产品之间的关系，到达以最少的种类，满

7、足最广泛的需求。 根据一定的技术经济要求，按照一定的规律，对同类产品的种类、规格合理分档、分级，构成系列，叫种类规格系列化。 种类规格系列化的内容，用十六个字可以根本概括，即“确定范围，合理分档、同类归并、一致设计。系列化是搞好产品设计的一个重要原那么，主要内容有:制定产品参数系列规范;编制产品系列型谱，进展产品系列设计。.零部件的通用化通用化就是不断地添加通用件的种类和扩展通用件的运用范围。实现通用化的方法有一致设计法和逐渐积累法两种。将那些变翩素较少，而且反复运用频率较高的零部件，有方案地进展一致设计，独立编号。零部件通用化要求在互换性的根底上尽能够扩大同一产品零件、部件、构件等的运用范围

8、，其内容包括:按零部件一致化，互换性等规范化原那么，编制零部件图册，设计中优先采用规范件、通用件。以合理紧缩和简化零部件的种类和规格。.产品设计中的规范化任务是重要技术基础任务，是简化设计、节省设计人员、保证设计质量、提高设计效率、提高技术程度、缩短制造周期，保证和提高产质量量，继而提高经济效益的重要环节。.产品设计规范化的手段及方法.实现规范化设计的方法在设计的各个阶段要仔细进展产品图样及设计文件的规范化审查，其目的是检查各种图样和设计文件能否符合各种规范的要求。对产品设计进展标审是贯彻三级规范的一项重要手段，也是保证产品在设计，研制和消费过程中，贯彻实施技术规范的一项有效措施。.产品设计需

9、经如下三个阶段初步设计(方案设计或模拟品试制)阶段根据国家有关技术经济政策、规范规定以及产品系列化要求，参与技术义务书和方案评审。掌握设计意图，同时对产品设计提出.技术设计阶段a.按着“规范化综合要求对新产品提出应贯彻的型式、参数、性能、精度、实验方法、检验规那么以及根底、资料、寿命、能耗、平安、环保等各类规范的称号。b.提供有关规范、手册、典型图册以及各种文件的编制规定及其它资料。c.根据产品型号编制规定，向有关专业归口所申报同意新产品的型号和称号。d.对所编制的设计文件和图样进展规范化预审。.任务图设计阶段a。对任务图和设计文件进展标审b.对工艺文件和工装图样进标审C.统计和计算规范化程度

10、系数。d.对尚没有国、专(部)规范规范的产品，应组织或配合设计品规范(草案)或技术条件。.产品设计之模块化设计模块化设计是对一定范围内的不同功能或一样功能不同性能、不同规格的产品进展功能分析的根底上，划分并设计出一系列功能模块，经过模块的选择和组合构成不同的顾客定制的产品，以满足市场的不同需求。 .模块化的概念与绿色设计将绿色设计思想与模块化设计方法结合起来，可以同时满足产品的功能属性和环境属性，一方面可以缩短产品研发与制造周期，添加产品系列，提高产质量量，快速应对市场变化；另一方面，可以减少或消除对环境的不利影响，方便重用、晋级、维修和产品废弃后的装配、回收和处置。.模块化设计原理 模块化产

11、品设计方法的原理是，在对一定范围内的不同功能或一样功能、不同性能、不同规格的产品进展功能分析的根底上，划分并设计出一系列功能模块，经过模块的选择和组合构成不同的顾客定制的产品，以满足市场的不同需求。这是类似性原理在产品功能和构造上的运用，是一种实现规范化与多样化的有机结合及多种类、小批量与效率的有效一致的规范化方法 .模块的特征 系列产品中的模块是一种通用件，模块化与系列化已成为现今配备产品开展的一个趋势。模块是模块化设计和制造的功能单元，具有三大特征：1.相对独立性，可以对模块单独进展设计、制造、调试、修正和存储，这便于由不同的专业化企业分别进展消费；2.互换性，模块接口部位的构造、尺寸和参

12、数规范化，容易实现模块间的互换，从而使模块满足更大数量的不同产品的需求；3.通用性，有利于实现横系列、纵系列产品间的模块的通用，实现跨系列产品间的模块的通用。模块：一组具有同一功能和接合要素指联接部位的外形、尺寸、联接件间的配合或啮合等，但性能、规格或构造不同却能互换的单元。这里的部件，普通包括分部件、组合件和零件等 .模块化与系列化、组合化、通用化和规范化的关系模块化设计技术是由产品系列化、组合化、通用化和规范化的需求而孕育的。系列化的目的在于用有限种类和规格的产品来最大限制、且较经济合理地满足需求方对产品的要求。组合化是采用一些通用系列部件与较少数量的公用部件、零件组合而成的公用产品。通用

13、化是借用原有产品的成熟零部件，不但能缩短设计周期，降低本钱，而且还添加了产品的质量可靠性。规范化零部件实践上是跨种类、跨厂家甚至跨行业的更大范围零部件通用化。由于这种高度的通用化，使得这种零部件可以由工厂的单独部门或专门的工厂去单独进展专业化制造。.产品模块化设计 分类产品模块化设计按照自顶向下研讨分类，包括系统级模块、产品级模块、部件级模块、零件级模块；再按照功能及加工和组合要求研讨分类，包括根本模块、通用模块、公用模块；然后按照接口组合要求研讨分类，包括内部接口模块、外部接口模块。 .以产品级模块化为例，就是在需求调查的根底上，对配备产品的构成进展分析，调查其中的功能互换性与几何互换性的关

14、系，并划分根本模块、通用模块或公用模块，以模块为根底进展内部接口、外部接口设计，经过加、减、换、改相应模块以构成新的产品，并满足配备产品的功能目的的要求。.模块化设计涉及到两个根本过程:模块划分和模块组合。模块是模块化产品的根本组成单元,合理有效的模块划分是模块化设计的前提与根底。.模块划分的根本思绪为:根据模块划分的原那么,从不同的角度将产品划分为假设干根本单元进展相关度计算,建立相关矩阵聚类成模块。.模块划分的原那么模块划分最根本的原那么是以少数块组成尽能够多的产品。普通来说,并没有完全一致的模块划分的原那么,由于研讨对象不同,其偏重点也不同。.模块划分的角度模块的划分根据其划分角度的不同

15、,有不同的划分方式,最终得到不同的根本单元。从产品生命周期的观念看,这些不同的划分角度分别是面向产品生命周期中的不同阶段因此,可以根据模块划分所面向的生命周期中的详细阶段,把模块划分为5个阶段.(1)面向设计的模块划分当某类产品的市场需求种类较多或者需求的变化较快时,模块划分通常偏重于面向设计,主要根据产品各个组成部分之间功能上的相关程度进展模块划分,即对产品的总功能进展分解得到一系列根本的功能单元,然后按照相关性影响要素进展聚类分析,最后得到功能模块.(2)面向制造的模块划分假设产品的市场需求相对稳定,而制造过程比较复杂,模块划分通常偏重于面向制造,在模块划分中应重点思索加工方面的问题。通常

16、模块内部越简单,其制培育越容易.(3)面向运用、装配和维修的模块划分假设用户需求经常对产品的某些部分进展改换或维护时,产品模块划分通常偏重于面向装配和维修,在这一类模块划分中,应重点思索的是装卸和接口方面的问题。面向装配的模块化设计重点从保证装配过程和装配质量的角度进展模块划分。产品划分的模块越多,接口就越多,装配中思索的要素也越多,对装配过程和装配质量影响也越大.(4)面向回收的模块划分假设市场对产品的环保性能要求较高,模块划分通常偏重于面向回收,在这类模块划分中,应重点思索资料和可重用部件的问题。运用绿色准那么(重用性、晋级性、维护性、回收性和处置性)、功能准那么和零件合并准那么来指点模块

17、的划分;.(5)面向整个生命周期的模块划分前面几种模块划分针对的只是产品生命周期的某个阶段,没有从整个生命周期的角度思索。产品的生命周期从产品的市场需求开场到回收利用终了,涉及到多个过程、多方面要素,均对模块的划分产生或多或少的影响。理想情况下,模块化产品应该同时到达生命周期各阶段的一切目的,但实践上产品生命周期涉及多目标,针对不同的目的有不同的模块划分结果,需求进展多目的的协调。.模块化设计的目的模块化产品设计的目的是以少变应多变，以尽能够少的投入消费尽能够多的产品，以最为经济的方法满足各种要求。由于模块具有不同的组合可以配置生成多样化的满足用户需求的产品的特点，同时模块又具有规范的几何衔接

18、接口和一致的输入输出接口，假设模块的划分和接口定义符合企业批量化消费中采购、物流、消费和效力的实践情况，这就意味着按照模块化方式配置出来的产品是符合批量化消费的实践情况的，从而使定制化消费和批量化消费这对矛盾得到处理。 .模块化设计的思想已浸透到许多领域，例如机床、减速器、家电、计算机等等。在每个领域，模块及模块化设计都有其特定的含义。模块：一组具有同一功能和接合要素指联接部位的外形、尺寸、联接件间的配合或啮合等，但性能、规格或构造不同却能互换的单元。.机械产品的模块化设计.模块化设计：在对产品进展市场预测、功能分析的根底上，划分并设计出一系列通用的功能模块；根据用户的要求，对这些模块进展选择

19、和组合，就可以构成不同功能、或功能一样但性能不同、规格不同的产品。这种设计方法称为模块化设计。 .床卡具、联轴器可称为模块，有些零部件如插头、插座，广而言之也可称为模块，但不如称为规范伯为好。在模块化设计中，也用到大量的规范件，但模块多指规范件之外、仍需被设计而又可以用于不同的组合、从而构成具有不同功能的设备的单元、 .床卡具、联轴器可称为模块，有些零部件如插头、插座，广而言之也可称为模块，但不如称为规范伯为好。在模块化设计中，也用到大量的规范件，但模块多指规范件之外、仍需被设计而又可以用于不同的组合、从而构成具有不同功能的设备的单元、 .机床模块化设计的主要方式有： 1横系列模块化设计。不改

20、动产品主参数，利用模块开展变形产品。这种方式是易实现，运用最广。常是在基型种类上改换或添加模块，构成新的变形种类。例如，改换端面铣床的铣头，可以加装立铣头、卧铣头、转塔铣头等，构成立式铣床卧式铣床或转塔铣床等。.2纵系列模块化设计。在同一类型中对不同规格的基型产品进展设计。主参数不同，动力参数也往往不同，导致构造方式和尺寸不同，因此较横系列模块化设计复杂。假设把与动力参数有关的零部件设计成一样的通用模块，势必呵斥强度或刚度的欠缺或冗余，欠缺影响功能发扬，冗余那么呵斥构造庞大、资料浪费。因此，在与动力参数有关的模块设计时，往往合理划分区段，只在同一区段内模块通用；而对于与动力或尺寸无关的模块，那

21、么可在更大范围内通用。 .3横系列和跨系列模块化设计。除开展横系列产品之外，改动某些模块还能得到其它系列产品者，便属于横系列和跨系列模块化设计了。德国沙曼机床厂消费的模块化镗铣床，除可开展横系列的数控及各型镗铣加工中心外，改换立柱、滑座及任务台，即可将镗铣床变为跨系列的落地镗床。.4全系列模块化设计。全系列包括纵系列和横系列。例如，德国某厂消费的工具铣，除可改动为立铣头、卧铣头、转塔铣头等构成横系列产品外，还可改动床身、横梁的高度和长度，得到三种纵系列的产品。 .5全系列和跨系列模块化设计。主要是在全系列根底上用于构造比较类似的跨产品的模块化设计上。例如，全系列的龙门铣床构造与龙门刨、龙门刨床和龙门导轨磨床类似，可以开展跨系列模块化设计。.现代家具模块化设计.家具模块化设计,指在对家具进展功能分析的基础上,划分并设计出一系列的家具功能模块,经过功能模块的选择与组合构成不同的家具,以满足市场多样化需求的设计方法；是通用模块与公用模块经过规范化的接口组合