模块化设计案例集37课件

模块化设计案例集1模块化设计案例集1模块化设计案例（一）

2模块化设计案例（一）2工作台不升降铣床的模块化架构模块化设计案例（一）3工作台不升降铣床的模块化架构模块化设计案例（一）3中段系列龙门铣床的基型及变型产品模块化设计案例（一）4中段系列龙门模块化设计案例（一）4西门子汽轮机模块化组合模块化设计案例（一）5西门子模块化设计案例（一）5模块化减速箱装配形式模块化设计案例（一）6模块化减速箱模块化设计案例（一）6模块化的液压系统模块化设计案例（一）7模块化的液压系统模块化设计案例（一）7简化轮廓图表示法模块化设计案例（一）8简化轮廓图表示法模块化设计案例（一）8模块化设计案例（二）9模块化设计案例（二）9模块化设计案例（二）10模块化设计案例（二）10拼合式结构模块化设计案例（二）11拼合式结构模块化设计案例（二）11机柜分解为模块Intel计算机的模块化组成模块化设计案例（二）12机柜分解为模块模块化设计案例（二）12船舶的模块化分割模块化设计案例（三）13船舶的模块化分割模块化设计案例（三）13模块生产专业化模块化设计案例（三）14模块生产专业化模块化设计案例（三）14标准元件组成不同舱室模块化设计案例（三）15标准元件组成不同舱室模块化设计案例（三）15●模块化房屋：1－板块安装接头；2－门口；3－楼梯(间)；4－内隔墙板块；5－窗口；6－混凝土地板块；7－外墙板块。模块化设计案例（四）16●模块模块化设计案例（四）16组合式家具模块化设计案例（四）17组合式家具模块化设计案例（四）17继电保护系统功能分析模块化设计案例（五）18继电保护系统功能分析模块化设计案例（五）18●装置级模块。下图为差动保护装置●有约20种插件模块，可组合成40种装置级模块，可派生出98种设备模块化设计案例（五）19●装置级模块。下图为差动保护装置模块化设计案例（五）19模块化设计案例（五）20模块化设计案例（五）20220KV线路保护设备典型组屏示意图模块化设计案例（五）21220KV线路保护设备典型组屏示意图模块化设计案例（五）2●ZFWK－2型继电保护设备的模块化（见下图）▲该设备构成及图纸总量：模块化设计案例（六）

产品机柜2种机箱19种插件11种通用部件总计图纸总数5803012787330折合为A451865914748422●ZFWK－2型继电保护设备的模块化（见下图）模块化设计案▲模块化前后设计周期对比：在电路（印制板组件模块）和机械结构模块化后，设备设计称为组屏，如同在标准机柜内填空。

▲该设计组（6人）1996年（已实现模块化）完成的工作量——全年完成工程项目1315项。——近200项是完全相同的；不相同项目为1115项；还包括部分非标准项目。——同一种机柜有多种派生型，某些部件模块有多种印字品种。模块化设计案例（六）

模块化前机柜机箱模块化插件模块化零部件标准化周期4～5月20～30天10～155～7天或立等可取23▲模块化前后设计周期对比：在电路（印制板组件模块）和机ZFWK－2型继电保护设备生产图纸（第1页装配图，共6页）模块化设计案例（六）

24ZFWK－2型继电保护设备生产图纸（第1页装配图，共6页）模ZFWK－2型继电保护设备生产图纸（第2、3页）模块化设计案例（六）

25ZFWK－2型继电保护设备生产图纸（第2、3页）模块化设计案●美国机载电子设备ATR系列标准机箱

▲实现了机载电子设备的标准化：规定了尺寸系列、基本结构形式、前后面板结构及固定方式、印制板及相应连接固定结构、连接器类型、以及冷却散热结构等。

▲使各个厂家生产的应用于各种机型中6个系统的几十种功能的电子设备的尺寸及结构趋于统一和互换。▲美国无线电公司1956年推出，1974发展到军用，从个别公司推广到全国、以及英、法、以色列、前苏联、中国等，还从机载扩展应用于坦克、舰船电子设备。

模块化设计案例（七）

26●美国机载电子设备ATR系列标准机箱模块化设计案例（七）ATR系统模块化机箱模块化设计案例（七）

27ATR系统模块化机箱模块化设计案例（七）27▲从1956年起，组织上百名专家学者、制造商和用户，投入相当数量的财力、物力，数十年的研究和实践。▲ATR机箱的外形尺寸系列特点：——ATR机箱(1956)：只有一种高度193.68mm，长、短两种深度，6种宽度。不同宽度组合成26in总宽度。1974修订,加两种尺寸。——MCU(模块概念单元)机箱(1977)：基本同ATR，一种高度、一种深度（短型）、12种宽度；600(原114)个接点。——LRU(现场可更换单元)(1985)：同MCU，改变连接器等接口。——LRM(现场可更换模块)(198X)：插件式模块插装于机箱。模块化设计案例（七）

28▲从1956年起，组织上百名专家学者、制造商和用户，投●美国空军开发通用武器接口

▲目的：使每件武器适合每架飞机。

▲内容：开发一种软件，使机群中所有战斗机和轰炸机能够携带空军目前或将来的库存弹药。▲通用武器接口是为所有弹药和飞机设计的标准接口，提高新型武器的通用性，加快部署的速度▲原每件武器和每架飞机所使用的软件不同，要使飞机和武器能够匹配，就需要对软件进行全面升级。这种升级对作战飞机而言每隔五、六年才有一次。导致一种新型武器出现后，飞机常常要滞后几年才能使用。模块化设计案例（八）

29●美国空军开发通用武器接口模块化设计案例（八）29●美国空军研制快速组装卫星

▲“即插即用”，六天即可组装一颗。以往需要几年～几十年。▲遵循的原则：“让复杂的事情变得简单”。▲“即插即用”理念：由不同公司生产的零部件相互兼容，并能自动融入同一操作系统。如同个人电脑，把鼠标、键盘或外设接入电脑，电脑就会识别出来、并知道如何将其融入系统。▲都认为可以通过标准化来实现“即插即用”：用B标准吧，因为大家都是按B标准生产的。问题是这些标准不够深入。▲“即插即用”不仅涉及外形、也涉及内涵上的规范。设备标准化努力的失败就是未触及这个深度。模块化设计案例（八）

30●美国空军研制快速组装卫星模块化设计案例（八）30新型卫星将像电脑一样“即插即用”模块化设计案例（八）

31新型卫星将像模块化设计案例（八）31▲假如航天器的零部件都有统一规格和一系列兼容器件，哪怕能有三五十种这种零部件，就可以开始“即插即用”了。任务是提供从单个零件到螺栓的一整套东西，就能生产出各种各样航天器。▲利用软件帮助组装有特定用途的小型卫星：把任务书输入电脑，软件将根据要求生成一份零部件清单，拼装即成。▲“一颗有公开标准和界面的组合式卫星”：有一个类似小钉板的网格基础结构，可以在上面安装25个零部件，包括3个飞轮、1个地磁仪、2组电池、1个全球定位系统无线电台和1个战术电台。▲重约73磅(同类800磅)能携带通信、雷达等设备。模块化设计案例（八）

32▲假如航天器的零部件都有统一规格和一系列兼容器件，哪怕●Intel公司微机OEM系统的设计思想的演变▲片级设计（Chip－LevelDesign）：提供片子，由用户据功能来构成自己的设备。▲板级设计（Board－LevelDesign）或模块级设计（Module－LevelDesign）：提供功能印制板组件，形成所谓OEM板，构成设备。▲系统级设计（System－LevelDesign）：提供微机系统(完整的软硬件系统)，由用户构成系统。▲用户由低效的片级设计提升为高效的模块级或系统级设计，产生巨大的经济和社会效益。●“开放式”观念：70年代后期美国和各微型机厂商纷纷推出各种系列OEM（OriginalEquipmentManufacturer）开拓市场，微机技术迅速普及。模块化设计案例（九）33●Intel公司微机OEM系统的设计思想的演变模块化设计案●美国阿波罗工程——系统集成的典范▲阿波罗工程是一个巨型系统工程，但并未研发一个新设备和一项新技术，是现有技术和设备的集成。成为系统工程运用的范例。▲它的主要工作：——总体设计：确定构成系统的模块和相关参数。——接口设计：即软硬件的装连设计。模块化设计案例（十）34模块化设计案例（十）34●模块化成为各大公司的追逐目标▲IBM的产品策略是，提供一系列非常通用的“模块”，市场部用这些“模块”配置用户的个性化产品。▲HP公司的即插式测量仪器，可据用户需求，用各功能测量模块组合出几十种仪器。新一代模块与原模块可兼容。▲施乐公司在开发出新型模块化复印机后，不再设计全新的复印机，只开发新模块，以便于用户局部更新。▲松下的“量体裁衣”式自行车。模块化设计案例（十一）35●模块化成为各大公司的追逐目标模块化设计案例（十一）35▲西门子的气轮机研发，面对200种产品统一设计，零件数为3万个；而原来5万个零件仅20种产品。▲通用电气公司(GE)重新设计其断路开关箱，用1275个共享构件代替28000个独立零件，形成40000种不同的配置。▲丰田公司把各个品牌汽车放到一个项目组设计，形成统一的模块化结构。欧洲汽车公司正在联合起来，进行模块化和统一工作(从统一底盘着手)。并提出了一个包括28个模块的生产概念。模块化设计案例（十一）36▲西门子的气轮机研发，面对200种产品统一设计，零件数模块化设计案例（十二）●DISA产品测试装置的模块化结构▲基本思路：充分借助产品的软硬件模