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模块化在产品设计中的运用

2013/09/26 阅读:

产品设计初期,设计变更所影响的产品架构幅度较大,反复的设计变更导致于产品架构与功能模组之间也不断地跟着变动,如此变动造成在产品开发初期花费太多时间于模组化过程中,导致产品开发时间过长,延迟产品上市时间,不利于产品取得市场优势。系统层级设计阶段主要是根据产品概念发展阶段所产出的产品雏型,定义产品的结构,产品子系统与构件之划分以及产品系统的最终组装方案等,在此阶段产品架构定义明确,不容易产生大变动的设计变更,所以在系统层级设计阶段根据产品架构定义产品模块,界定模块界面,避免花费太多时间于大幅度及重复地模块化变更,以缩短产品开发之时间。

1模块化产品设计原则

产品的构成是由许多的零件在空间上进行装配而成,但一产品的组成少则十几个零件,多则上千上万个零件,如何将这些零件依产品之架构分成不同之模块,模块的范围如何界定,在模块化过程中应依据哪些准则,基于上述之问题本研究提出之模组化设计的原则如下。

(1)单一功能化:模块单一功能化应是产品模块化设计的第一步,一产品按照其功能可以区分为不同的系统,例如自行车依其功能性不同可分为五大系统包含车架系统、制动系统、车轮系统、传动系统及转向系统,而这五大系统既可分为五个模组。

(2)标准化:也可以称之为重复化,就是同样的零组件重复出现在不同的产品上。在产品开发过程中重复使用现有零组件,可以分摊开发的成本,降低新零件数量,缩短整体开发时程。标准化分为内部标准化及外部标准化。

(3)规格化:也可称之为参数化或数据化。模块化设计强调模块可搭配变换,所以模块与模块之间锁固方式的相关参数(例如螺栓大小、螺栓孔数量、螺栓孔距离等),及模块实体的相关参数,须建立系统化标准规格,唯有如此才可以确保模块在组装的时候,彼此之间能够正确稳固的结合、安装。

(4)可拆解化:产品元件之间的接合可分为永久接合及可拆式接合,模组化设计强调模组可搭配变换,所以模组与模组之间锁固方式不可使用永久接合方式,应以可拆式接合为主。

2模块化产品设计流程

产品开发分为数个不同阶段,本研究依据产品开发流程,在系统层级阶段导入模组化设计,本研究所提出之产品模组化流程如下:

(1)建立产品结构:设计者在此阶段提出产品的架构与主要功能。个别的组成元件与其主要的功能需求予以决定,并传递到下一个步骤。

(2)选择元件:设计者选择符合上一步骤定义所需要的元件。

(3)取得组装关联:分析并定义出产品元件之间的设计关联性。

(4)验证组装关联:检查产品元件间的设计关联性,是否满足整个产品的主要功能需求,这些关联是否合理,是否有矛盾的现象。

(5)确认:确认所有选择的元件是否都有被使用到。如果必要的修改已经完成,则视为所有的元件都已满足所定义的需求。

(6)建立产品架构:当所有的元件都已经被选择,且彼此间的关联性已被完整定义,此产品的架构即定义完成。

作者:李一达单位:湖北工业大学

模块化在产品设计中的运用

2013/09/26 阅读:

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