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產品模塊化設計方法范文1

關鍵詞：模塊化；低成本；易用性

中圖分類號：J05 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2014）08-0050-01

一、模塊化設計

模塊是一個系統中具有相對獨立性的、完成某一功能的一個部分。模塊化設計就是為了設計出具有多種功能的不同系統。即設計出多種模塊，將其經過不同方式的組合來構成不同系統，以解決系統種類、設計制造周期和成本之間的矛盾。它是一種標準化方法，是標準化原理在設計方面的應用。

二、當今時代背景下的模塊化設計

當今，資源枯竭和環境惡化問題，正在對人類社會的生存發展造成巨大的威脅。因此，在提倡綠色設計與可持續設計的同時，探究有效的設計方法成為現今的一項研究熱點。而由于模塊化設計具有縮短產品設計周期、利于產品的更新換代、便于產品的改裝，拓展及維護和有效降低成本等優越性，可以看出模塊化設計是實施綠色設計與可持續發展的有效手段之一。

目前，模塊化設計的思想已經滲透到許多領域，例如機床、減速器、家電等等。在每個領域，模塊以及模塊化設計都有其特定的含義。傳統模塊化設計強調模塊的通用化、標準化和系列化，一般適用于系列分級特性比較明顯的產業及其產品族的開發。

如今模塊化設計在很多方面已經有了一套標準，以家具為例，這些標準主要有產品設計標準化、原材料標準化、設備的標準化、工藝標準化等。

三、低成本模塊化設計如何達到易用性要求

（一）材料的選擇

產品要使用戶達到高受益，首先要滿足用戶的需求。而用戶的需求通常由用戶對材料的視覺、觸覺甚至是嗅覺等感官支配決定的。因此，產品的材料和工藝直接影響人們和產品的互動。

當今的低成本模塊化設計，在材料的選擇方面已經有了標準，但是由于科技的發展，有些標準也許已過時，我們在考慮標準的同時，應該思考有沒有比標準更好的選擇。設計師在設計過程中應該盡量使用易再生且對環境沒有危害的綠色材料。同時，應盡量選擇來源充足，成本低廉卻能達到產品所需要的功能要求的材料。即用最少的材料實現最佳的效果。

此外，為了降低成本，可以通過標準化減少原材料的種類，如控制表面裝飾、油漆品種等。但是太少的種類容易造成產品多樣性的缺失。因此，要根據產品的生產數量規模來確定原材料的品種。

（二）產品模塊的指示與識別設計

模塊從作用上劃分，可以分為功能模塊和裝飾模塊。

功能模塊是決定該產品主要功能的模塊。如柜類家具的旁板、背板等板式結構的功能模塊組成了柜子框架這一形體模塊。

為了達到產品的易用性要求，功能模塊應該具有一個良好的指示與識別設計。產品的指示與識別設計是將其功能及特性準確合理地闡述的一種設計方式。為了使用戶快速而準確的使用產品，首先需要通過把握人機工程學的要求以及用戶的使用心理與習慣，來確立產品的自身形態、使用方式與操作方法。并且模塊的連接處的設計應該盡量簡單易操作。使用戶在使用產品時獲得一種方便愉悅、舒適安全的感覺。例如當今有很多模塊化的簡易書柜，它們由各種大小不一的模塊組成，簡單的框架造型與拼接方式讓用戶能夠很快的明白產品的使用方法，而且可以使用戶隨自己意愿對其進行組合，體現了模塊化設計多樣性的一大特點。

（三）產品模塊的語義認識

模塊化產品的設計語義是通過產品的裝飾模塊來表述的。裝飾模塊主要包括裝飾線條、線腳等裝飾件，色彩模塊、文字、標志等平面模塊。它是構建產品的功能環境和人文環境的主要模塊。裝飾模塊也是產品形態的一部分，它的形態風格因素是來源于人類長期以來的經驗的積淀，使人們產生豐富的聯想和想象，讓人們不需要說明書就能悟得產品的使用方式。

（四）模塊中情感因素的融入

現代產品設計是一種深入人心的造物活動，產品設計不單單是一種物的表象，而應被看作是物與人交流的媒介。因此模塊化設計中，在滿足以上提到的一些原則之后，也同樣應該融入情感因素，使用戶在使用時獲得一種情感共鳴和心理滿足。例如現在市面上有設計成屋形的文件柜，造型可愛有趣，使用方便的同時還能使用戶獲得一種愉悅。

四、結束語

當今模塊化設計的原理在各個領域被廣泛使用。本文闡述了當今模塊化設計的發展，提出了低成本標準模塊化設計在設計時應從模塊的材料，模塊的指示與識別，語義認識，情感因素的融入幾個方面深入。從而實現產品的易用性，并使產品物美價廉，使用戶獲得高受益。

參考文獻：

產品模塊化設計方法范文2

關鍵詞：模塊化設計；衣櫥；設計方法

1前言

隨著社會經濟的不斷發展，人們生活水平也在迅速提高。其中居住條件的改善是最顯著的標志之一，室內裝飾、家具設計追求的不僅是實用、功能齊全，而且越來越具美感、富有時代感。另外，對于當前紛亂復雜的住房設計布置，現代家具設計要能隨住房條件的不同而因地制宜。針對這一特點，家具模塊化設計方法的出現在一定程度上滿足人們對家具的這種要求，這時家具模塊化設計優勢之一，另外，家具模塊化設計也使室內整齊劃一，給人以整齊美觀的感受。

模塊化設計在其他行業中的應用發展已經成熟，它實際上是屬于方法學的范疇。由于室內設計技術的發展以及制造業技術的不斷更新，家具模塊化設計技術的優勢體現出來而逐漸投入應用。開始時在家具行業尤其是辦公家具中應用較多，效果也很明顯。對于民用家具，近年來家具模塊化設計技術也慢慢發展傳播開來。由于對于民用家具模塊化設計以往的例子不多，為了表述方便，本文就以衣櫥為例，來探討家具模塊化設計技術，有不妥之處，望讀者給予指正。

2家具模塊化設計概念及設計方法介紹

家具業實施模塊化設計后，

模塊化設計既是一種新的設計方法，又是一種新的思維方式，是設計領域中一個形式簡單但意義深遠的變革，有助于復雜問題的解決。家具模塊化設計不僅產品滿足用戶多樣化需求的程度提高，企業對市場的響應能力亦增強，新產品的開發與成本降低，還延長了產品的生命周期。與傳統的設計方法相比較，家具模塊化設計呈現出許多新特征：1）家具模塊化設計是針對模塊和家具產品系統的設計，既要進行模塊劃分設計，又不能落下家具成品設計。2）家具模塊化設計主要構件為標準化、通用化的零部件，這些部件能快速進行組合，方法千變萬化，能能實現家具的多樣化。模塊化設計對于標準化設計有其自身的優點，標準化設計出來的僅僅是一個整體的產品，模塊化設計就要靈活得多了，因而復雜性和考慮因素就要更多，在設計一開始就要考慮模塊可組合成產品的多樣性。也可以說模塊化設計是標準化設計的一個發展，這種發展是基于實現產品多樣化這一目的而出現的，

從以上家具模塊化設計的概念考慮，筆者根據自己的共組經驗以專業知識，認為家具模塊化設計工作要從三個方面展開：1）家具模塊化總體設計。總體設計時主要工作是整體策劃，劃分以下大致范圍。這一階段要重視起來，因為其決定了以后工作的方向與工程師的意圖，良好的模塊化總體設計，是模塊化設計得以實現的基礎。2）家具模塊設計。家具模塊設計指的是設計的具體過程，可以說是家具設計的關鍵環節，起到一個過渡作用對下面的模塊化家具組合的效果有著直接的影響作用。3）家具模塊化產品設計。在這個階段工作中的任務主要是對模塊的組合方式進行分析及評價，然后針對不同消費者的需求組合成不同的家具格式。由家具模塊化設計的以上特點可知，設計中的邏輯關系非常緊湊，環環相扣，每道工序都要認真對待。

3設計實例分析

本文選取民用家具一個典型的柜體家具――衣櫥為例，以2中所給的思想方法為基礎，逐步探討如何進行好一般家具的模塊化設計。(注：此家具的尺寸為寬：900；深：580；高：2100)

3.1衣櫥模塊化總體設計

衣櫥模塊化總體設計指的是確定衣櫥的總體設計繪制所有可能的模塊化組合方案，并論證其可行。

首先了解衣櫥的內部配置并分析其功能。衣櫥雖說造型相對簡單，其內部配置卻非常豐富，而這些配置受到相關條件的限制。是家具標準的限制，國家標準中對衣櫥的內部功能尺寸作了明確的規定(見表1)。其次要考慮到人體高度與衣櫥尺寸的的配合。設計師要根據這些限制條件，剔除不合理的配置形式，繪制出一些常用的衣櫥內部配置圖，然后再進行市場需求調查分析，進一步剔除和添加一些設計要素，完成內部配置圖。

表1：家具標準中的衣櫥尺寸

3.2模塊設計

由上文描述可知，模塊設計是家具設計中的關鍵，家具模塊的合理性對模塊化家具的產品性能、外觀以及模塊的通用化程度和加工成本都有很大的影響。這個設計環節由功能分析、模塊劃分和模塊設計部分組成

3.2.1功能分析

家具的功能分析是家具模塊化設計中的基本環節，只有在功能分析的基礎上，進行合理的家具功能分解，才能實現合理的家具模塊劃分。

每一件單體家具都具有特定的功能衣櫥的主體功能是存放衣物。隨著生活多元化趨勢的日益明顯，衣櫥的功能發生了變化。作為主要的儲藏家具，它已經不僅僅用來收納衣物，很多人喜歡將各種物品擺在衣櫥里，如領帶、鞋、被子、帽子、包、熨衣板，甚至床都可以通過衣櫥加以收納。衣櫥主要的收納形式有掛、疊、摞、擺、團等，所需要的空間各不相同例如摞和團占有的空間較少、擺和掛占有的空間較大。衣櫥收納物品的種類、大小和數量影響著收納形式，下面列表說明各種收納物品的納形式：

表2：衣櫥收納形式分析表

從衣櫥收納形式分析可知，衣櫥收納物品的構成要素主要有六種：掛桿(掛衣桿、掛褲架、領帶架、掛鉤)、固定式的開放擱板(包括木質擱板、絲網儲藏架)、拉出式的絲網籃筐或擱板、全封閉或半封閉的抽屜以及柜桶，其他一些儲物形式通過附屬的家具配件完成，例如收納床必須借助專門的金件。

3.2.2模塊劃分

衣櫥功能分析之后，可以開始衣櫥模塊的劃分。按照模塊功能獨立和結構獨立的原則，分析衣櫥的各種內部配件，提煉出能作為獨立的衣櫥模塊的要素，建立衣櫥的功能模塊系統(見圖2)。從這個系統可知，衣櫥模塊劃分的過程為：總功能分析子功能分析提煉功能確定模塊。

衣櫥的總功能是存放衣物，它由一系列子功能組成，如支承功能、懸掛衣物功能、平放衣物功能、圍合功能、照明功能以及其它功能分析組成各個子功能的要素。衣櫥的獨立模塊(見表3)。

表3：衣櫥功能模塊

3.2.3模塊設計

通過對衣櫥的功能分解，對功能要素的簡化與歸并，得出了具有特定功能和接口結構的通用獨立單元，即模塊。得到模塊之后要做的工作是要對模塊的結構、接口和尺寸進行設計，并將設計好的模塊統一存入模塊庫。

衣櫥是典型的嵌套式組合方式，由掛衣桿、抽屜、擱板等插件模塊套裝于柜框模塊之內。因此設計的重點是柜框，因為所有的插件都要與柜框連接，柜框的設計，是實現衣櫥多樣化的保證。柜框由拒頂板、底板、旁板、背板及背拉條組成，具有支承的功能。要保證柜框的通用性理所當然要進行通用性方面的設計。根據筆者的工作經驗，合理的旁板在這項要求中是屬于關鍵點，而孔位設計對于旁板設計非常重要。家具旁板的孔位設計主要有兩種方法，一種是把所有的系統孔鉆好，另一種是將需要的系統孔鉆好。對于第一種方案旁板的通用性當然會好的，但一般會造成資源浪費，且過多的孔散發板材甲醛，對身體有害。第二種方案雖然節省資源，但沒有絲毫通用性而言。這兩種方法由于其自身缺陷而不完美，因此，作者認為應該只鉆所需通用孔應會比較好。

模塊化設計的目標是成品，在總體設計階段，設計人員就已大致決定了模塊設計范圍。因此，模塊設計時設計師要做的工作是分析衣櫥產品的不同的內部配置樣式，繪制每一種配置形式的旁板孔位置，使它可以安裝所有的那些內部配件。圖3繪制的是同一柜框的五種配置圖，圖4相應的鉆孔圖，具有通用性，兼有全鉆孔與只鉆必需孔兩種鉆孔方案的長處，易實現大批量生產，又能滿足客戶的定制需求，是一種值得提倡的設計方法。表3列出的衣櫥模塊能組合出很多為客戶所需的衣櫥。家具企業可在在原有產品類型的基礎上，結合消費者的需求特點，設計出適合企業特點的旁板和其他家具模塊。

3.3模塊化產品設計

衣櫥模塊佳產品設計是指在客戶需求的基礎上，選擇適合的模塊。這個工作需要設計人員與客戶溝通，共同做好。也有的客戶愿意自己做，也就是選擇自己所需的模塊，自己按自己的需求和喜好安裝衣櫥。可見，衣櫥模塊化設計大有優勢，有效實現定制的工作。

目前市場上由于衣櫥模塊化產品很復雜，消費者特別是那些準備自己組裝的必須首先了解不同組合方式，做判斷選擇是充分考慮各種因素。所以，家具企業需要建立模塊庫和模塊化產品庫，提供一模塊佳衣櫥的目錄，繪制出所有的模塊化衣櫥的圖樣，建立衣櫥的產品族。組合出來的產品既有共性，又有個性，這是衣櫥產品族的特點。

4結束語

產品模塊化設計方法范文3

【關鍵詞】模塊化設計；機械設計；設計特點

一、模塊化的設計方法

機械設備由眾多零件組成，設計階段也是分類進行的，應用模塊化設計理念，能夠在短時間內完成工作任務，設計結果也更具有可行性。模塊化設計需要考慮各部件投入使用后是否能夠實現功能，這與模塊之間的配合有很大聯系，將設備主體分開設計，彼此之間相互獨立又能夠共同配合實現功能。設計期間要考慮部件如果發生損壞是否便于更換，以此來保障運行過程穩定可靠，此類設計理念是通過整體細分來實現的。設計期間外形也能得到很好的優化，擁有完善的設計流程，并不是逐次完成設計任務的，先將主體設計完成后，再進行細致的劃分，這種設計理念下，機械設備功能更完善，使用期間如果發生故障，檢修任務也更容易進行。掌握設計方法才能夠優化完成任務，機械設備使用安全性也因此得到了保障。

二、模塊設計的內涵及特點

1、模塊化設計內涵

設計任務可以從多個層面共同進行，并且這一特征是傳統設計方法中所不具備的。先對產品的框架進行設計，在逐層開展內容完善，這樣機械設計任務開展形式擁有更多的選擇，并且不會出現設計形式混亂的情況。機械設計需要將參數完善記錄，方便對設計圖形進行審核，完全達到安全標準才能夠投入到生產環節中。通常情況下是同橫向與縱向兩方面來探討設計形式，將數據依次填寫到框架中，對比分析是否存在誤差。設計期間結合使用需求可以隨時對模塊進行改變，確保工作任務能夠高效開展。

2、設計的特點。

2.1便于維修。模塊化設計理念與傳統設計方法相比較，擁有很多新的特點。首先是使用階段發生故障更便于維修，修理任務也可以在局部進行，節省時間的同時在維修效率上也有明顯提升。各模塊均可靈活拆卸，故障嚴重時，通過調試很難使之恢復正常，此時直接將木塊更換，快速完成維修任務。由此可見，無論是設計還是使用，該種設計理念都有很多突破，解決了機械設備使用中遇到的問題。2.2簡化包裝設計。包裝是設計工作中的重要內容，同時也十分復雜。要根據設備的外形對包裝進行設計，保護運輸安全也要合理利用空間，這些標準很難同時實現，但通過模塊化設計，包裝環節更簡單便于實施。傳統包裝方法中，工作人員要根據不用零件的設計形式探討包裝方案，對基層工作人員相關專業知識要求嚴格，并且在包裝過程中會浪費大量時間，并不利于機械生產加工高效進行。應用模塊化設計理念后，包裝工程中所面對的產品也都是劃分后的，并不需要基層工作人員了解機械設計原理，對控制成本支出及提升生產效率都有很大的幫助。加強模塊化設計理念應用后，工作人員可以更高效的完成包裝任務，為機械設備使用階段提供便捷性。2.3模塊化包裝的成本低。應用模塊化設計方法后，在機械生產包裝流程中有明顯的簡化，同時成本支出也得到有效控制。傳統的設計理念中，存在很多不確定因素，因此預算的成本支出也很容易發生變化，在工作任務開展過程中，包裝所用材料通過計算可以得到準確結果。這樣管理人員更明確不必要的成本支出，解寶鑫遼寧金螳螂幕墻裝飾有限公司110167嚴格控制資金使用，這也是模塊化設計理念中節約成本的依據。雖然資金支出得到了控制，但產品使用質量并不會因此受到影響。

三、模塊化設計機械設計中的應用

1、模塊化技術和成組技術的共同點。它們提出的依據都是現代產品的多樣化。進行成組的時候都是依據零件特點等因素，主要是利用物體之間的相似性，并且將這些相似的事物進行組合，通過對相似零件規范化的處理，達到小批產品也具有流水作業的情況。而模塊化追求的是小產品和中產品以及大批量零件之間的效果，也是利用它們之間的相似度，把一些零件劃分，最后制成模塊。它們之間的共同點主要表現是，對相似的零件進行集中處理；

2、模塊化技術的應用。模塊化設計理念需要計算機設備支持才能完成設計任務，應用該技術也需要全面的方案規劃，明確機械生產的使用方向，這樣在模塊劃分時才更具有科學性。設計任務通常是先整體再局部，以實現使用功能為目標。不斷完善設計方案，借助計算機軟件對使用功能進行檢測，確保能夠達到檢驗標準，才可以投入到生產環節中。數控機床對模塊化的劃分是指對機床運動分析和結構分析得出的結構，將具有同樣功能的結構進行合理的劃分。模塊化劃分的好壞之間影響著模塊化設計的成敗。

3、數控機床在進行模塊劃分時的原則。（1）將具有獨立功能的單位作為模塊，也就是說對已經分解的單元結構上的劃分盡可能的做到其獨立性，這樣方便不同模塊之間的進行組合，能夠拼湊出多種產品；（2）部件作為模塊。在進行劃分的時候，以部件作為模塊，這樣能夠保證模塊的完整性，而且也能夠保證拼湊的產品的質量；（3）利用組件的方式作模塊。設計人員對模塊分解之后，還可以將模塊進行組件，通過不斷的試驗更換某些零件，可以使部件的用途增加，這樣比更換整個零件更具有經濟效益；（4）在進行模塊劃分的時候，還要考慮到機床中大件的劃分，保證其規范性，還要使其便于分離和結合。同時也要考慮到模塊的發展空間，定時的進行升級。

4、數控機床的功能分解。機械生產是通過數控機床來完成控制任務的，模塊化設計理念應用后，控制任務也要細致劃分，以實現使用功能為目標，對生產環節進行分層次控制，這樣功能劃分更科學合理。機械設備使用階段的科學性是對設計方案最好的評估，如果不能確定方案可行性，可以通過試驗檢測進行判斷。當然，設計人員進行分解時，首先應該考慮的就是用戶需求。由于用戶之間的條件存在差異，所以會所在確定機床規格時候也要不同，也就是說在模塊的組成中也會存在差異。對單柱的數控來說，其總功能是車削。在將其進行劃分的時候，可以講車削的溝槽和旋轉面等方面進行。還要將其的銑鏜功能進行劃分，這些功能可以按其的執行功能和監測等方面進行劃分。

模塊化可以說是迄今為止機械包裝中最好的設計方法，其開創了機械包裝的設計的開放化和標準化。從而提高了機械制造商在競爭如此激烈的市場中的競爭力，同時也推進了我國機械化的水平。

作者:解寶鑫 單位:遼寧金螳螂幕墻裝飾有限公司

參考文獻

產品模塊化設計方法范文4

關鍵詞: 模塊化;服務;大規模定制(MC);功能流;服務藍圖

中圖分類號:F273;TP278 文獻標識碼:A

文章編號:1006-4311(2009)11-0099-05

0引言

模塊化作為降低產品和服務開發、運營成本,實現產品和服務多樣化,提升企業效益的重要手段在過去的幾十年里受到了越來越大的重視。尤其是在今天全球化競爭日趨激烈,客戶多樣化、個性化需求趨勢更加明顯的環境下,企業更要注重在不損害客戶滿意度、客戶體驗與價值的前提下以最小的成本來滿足客戶多樣化、個性化的需求,此即大規模定制(Mass Customization,MC)。模塊化(Modularity)是大規模定制策略重要手段之一,而模塊劃分則是模塊化的關鍵。

面向大規模定制的服務模塊劃分是一個重要而嶄新的研究課題。但由于服務的無形性、易逝性等特點,相關方面的研究還較少,并且研究的系統性、創新性不夠。李靖華分析了服務大規模定制的機理,認為服務的大規模定制是從定制化的一端向連續譜的另一端邁進的過程,即由定制到標準化,從無形到有形,從多個細分市場到規模市場前進,通過標準化、規模化實現大規模定制。他認為服務模塊化包括內容模塊化和過程模塊化,不同模塊間的接口(界面)較制造業模塊化接口較弱,“對服務過程模塊化而言,主要是一個服務過程的選擇、穿越和體驗性質。”“服務內容模塊化更側重于要約連續期間內提供的信息類服務,而服務過程模塊化更側重于單次要約提供的現場體驗服務。”[1]

李秉翰對服務供應系統和投入資源作了討論,從中導入模塊化的觀念,將服務流程區隔出可控和難以控制的模塊,并將難以控制的作業作為外包模塊,利用資源的專用和替代來解決服務提供時高客制和標準化的問題。他將服務分為核心服務、支持服務和促成服務,認為服務的標準化能帶給企業競爭優勢,而沒有具體給出服務劃分的方法。[2]

王日君等對產品模塊化設計中的模塊劃分方法作了總結回顧,較為全面地論述了模塊劃分的定性的和定量的方法,并對兩者進行了比較。[3]

夏輝梳理了模塊化理論的相關文獻,探究了模塊化理論演進脈絡,認為模塊化理論沿著設計模塊化、生產模塊化、組織模塊化、產業模塊化的脈絡演進。[4]

紀雪洪、王維以模塊化產品生命周期研究,模塊化產品、模塊化組織與系統整合的研究兩條線索,圍繞運作管理、產品開發及組織管理等方面評述模塊化主要研究成果。[5]國外相關研究文獻也較少。本文對服務、大規模定制、模塊化設計等相關文獻做了回顧,在原有文獻的基礎上提出了面向大規模定制的服務模塊劃分方法,在服務模塊化方面做了有益的探索。

1面向大規模定制的服務

1.1 服務的定義

經濟合作與發展組織將服務定義為不直接與貨物制造、采掘和農業直接相關的一組多樣的經濟活動,它具有“無形性”,“不可儲存”,“必須在生產地直接消費”。并且這個經濟部門與制造部門聯系日益緊密,在發達經濟體中已超過后者嘏占據絕對優勢地位。[6]

徐曉飛認為,“服務是一個包括服務的目標、服務的主體(服務提供者)、服務的客體(服務接受者)、服務的具體內容、服務消耗的資源、服務應該達到的標準、服務的具體行為,以及服務發生的場景的交互過程”。[7] 大多數學者認為,服務是一種包含各種有形和無形服務的集合,我們可以把這種產品稱為“服務包”.基本服務包一般由三方面組成:核心服務、便利服務和支持服務。著名學者James M?Tien從系統角度來看服務,認為服務系統可看做由三個基本要素:人(以行為、態度、價值等為特征)、流程(以協作、定制等為特征)和產品(以軟件、硬件、基礎設施等為特征)組成。[8]

以上從多個方面刻畫了服務的特性。本文將服務定義為:在一個或多個場景下由人(服務人員、服務對象等)、服務資源、服務設施等構成的系統通過有形或無形的媒介向服務對象傳遞特定價值與體驗的過程。

1.2 服務面臨的挑戰與MC

服務業在西方發達國家早已確立了十分重要的經濟地位,其對經濟的貢獻度已經取代了傳統的制造部門。[6]在我國,雖然制造業依然占據龐大的經濟份額,但是由于制造業對資源的過度消耗,加之難以有效創造更多的工作崗位,制造業的的這種支配地位長期來看難以為繼。因而,我們要更加注重服務相關研究,提升服務業的水平。

當前,服務業和制造業一樣面臨著既要降低運營成本,又要滿足客戶多樣化、個性化需求的困境。許多學者和企業工程管理人員提出利用大規模定制的策略來達到這一目標,并從管理和技術的角度對此作了大量研究,取得了顯著的成效。一些學者認為MC策略同樣可以應用于服務部門,幫助服務性企業在激烈的競爭環境中獲取競爭優勢。 [9]

2模塊化:概念與意義

2.1 模塊與模塊化的定義

對于模塊,一般認為模塊是具有確定獨立功能的單元,它是系統的組成部分,具有獨立性、互換性和通用性。按照青木昌彥等的觀點,模塊是半自律的子系統,通過和其他同樣的子系統按照一定的規則和其他子系統相互聯系而構成更加復雜的系統或過程。而模塊化,Baldwin和Clark認為它是一個將系統進行分解和整合的動態過程,在這個過程中系統在不損害其功能的同時來混合和匹配其他部件。[4]以上是對于模塊和模塊化比較經典的定義,當然還有許多其他的定義,限于篇幅,本文在此不一一羅列。

模塊化是相對于集成化而言的,自20世紀50年代被提出以來,它已經被廣泛地應用于運作管理、產品開發、組織管理等多個領域,并取得了一大批重要的研究和實踐成果。模塊化具有很廣的外延。按照所應用的領域和視角的不同,文獻[4]將模塊化分為設計模塊化、生產模塊化、組織模塊化和產業模塊化。這是一個從微觀到宏觀的劃分。

一般認為,產品模塊化設計包含兩個基本過程:模塊創建過程和模塊配置過程。模塊創建是依據某種標準把產品或服務創建成以模塊為基本構成單元的過程,它是模塊化設計的前提和基礎,它直接影響到整個系統的功能與效益;而模塊配置則是在準確把握客戶需求的基礎上,在設計、價值等的約束下,通過對不同功能的模塊組合的可行性以及合理性進行評價,進而配置出滿足客戶個性化需求產品,提供特定服務價值和服務體驗的過程。

對于模塊化的類型或者是形式,大都采用Ulrich的分類方法,他將其分為六種不同的模塊化:共享構件模塊化、互換構件模塊化、“量體裁衣”式模塊化、混合模塊化、總線模塊化和可組合模塊化。[1]

2.2 模塊化的優點與缺點

對于模塊化的優缺點,許多學者都對此作了探討與總結。[3-5]本文將其分別概括如下,見表1,主要涉及到標準化、降低復雜性、規模經濟、系統風險等方面。

3模塊的劃分與配置方法

3.1 模塊劃分

模塊劃分是實現模塊化的關鍵。它將產品與服務的內容、流程與作業系統等在一些約束下進行分解與歸并。目前關于模塊劃分的方法大體上可以分為三類:①利用經驗,按照生產或服務作業流程、功能等將系統自然分解;②利用數值方法實現相似構件或子系統的聚類劃分模塊;③其他啟發式方法。如功能流程圖方法,它先忽略功能,對構件和流程進行抽象描述,利用功能結構中的各種輸入輸出流(物料流、信息流、能量流等)的相似性找到共用模塊。其中,第二種方法經常被產品制造業采用以實現產品通用與延緩客戶端的完全定制時間。以上的的方法都是面向有形產品生產的,要想將上述方法應用于服務部門還需要結合服務以及服務系統的特點來考慮。

模塊劃分包括內容劃分、流程劃分、資源劃分以及組織劃分。內容劃分是指將產品或服務的內容按照一定的規則進行分解;流程劃分則是將生產或服務運作的流程按照其功能、結構等來將整個系統分解;資源劃分是將服務所需要的支持性實體或工具按照一定的規則劃分成適宜的模塊;組織劃分則涉及到將生產或服務的人員或單位進行合理分解與歸并。完整的模塊劃分包含這四個部分。對于有形產品,它們的模塊化主要是內容和流程的模塊化,其中又以內容模塊化為主,如將產品的各個構建進行相似性分析與聚合。

3.2 模塊配置方法

模塊的配置即是按照客戶的需求將劃分好的模塊按照一定的方式連接起來,完成特定功能,向客戶傳遞價值的過程。此即構造從客戶需求到功能模塊選擇,從功能選擇到模塊組合,滿足客戶需求的映射關系或運作規則(時間、邏輯、結構、技術要求等等)。考慮到升級的需要還可以為后續加入的模塊采用總線式即插即用的結構,并預留一定的空間。

對于模塊的配置應該考慮到以下幾個方面的問題:①滿足客戶的價值需求:快速響應(Time)、成本較低(Cost)、特定體驗(Experience);②在滿足客戶需求的前提下降低服務提供成本;③滿足物理的、技術的、能力的、邏輯等方面的約束(Constraints)。

以函數的形式表示,該問題可以概括為如下的兩層最優化問題:

Max Customer_Benefits(M1,M2,M3…Mn)

Max Supplier_Benefits(M1,M2,M3…Mn)

s.t.Physical_constraints(M1,M2,M3…Mn)≤0

Logical_constraints(M1,M2,M3…Mn)≤0

Technological_constraints(M1,M2,M3…Mn)≤0

Competence_constraints(M1,M2,M3…Mn)≤0

它表示在實現客戶需求的前提下,按照特定規則來匹配模塊并最終實現企業的利益最大化。其中,Supplier_Benefits表示企業價值需求,Customer_Benefits表示客戶價值需求,下面的是約束:Physical_constraints,Logical_constraints,Technological_

constraints 和Competence_constraints,分別表示物理、技術、能力、邏輯四個方面的約束。所有這些目標函數和約束等式或不等式都是模塊(表示為M1, M2, M3…Mn)的函數。由這一最優化問題可以看出,當涉及的模塊和規則很多、目標函數和規則很復雜(如非線性)時,它顯然是NP問題。因而大部分的配置問題要么借助于啟發式算法將其簡化求解,要么借助于形式化等方法簡單地進行模塊配置。這里只是借助于這一形式說明模塊配置需要考慮的角度、目的及其解決方向。

4面向大規模定制的服務模塊劃分與配置

4.1 面向MC的服務模塊劃分準則

由于服務部門特性,面向大規模定制的服務劃分不同于傳統制造部門。許多學者對服務特性對其實施大規模定制策略的影響作了探討。趙愚和王迎軍著重對服務的各項特性對模塊化運營方面影響作了系統探討,并提出了包含價值鏈維度、企業邊界維度和顧客接觸維度的服務模塊化的系統分析框架;[10]從多個角度考慮了服務模塊化問題,具有一定的理論價值,但是沒有給出具體方法。李靖華也做了相似的工作,只不過他是通過對服務特性對大規模定制實施的影響作研究,藉此探討服務大規模定制的實現機理。[1]

面向大規模定制的服務模塊劃分準則主要有以下幾點:首先必須評估服務需求種類及其規模、盈利性;對服務包進行分解,確立最基本服務內容,并對服務進行細分;服務模塊化必須對服務人員、服務系統流程及其資源、組織等通盤考慮,滿足系統的能力約束;實現服務系統的高效率;服務模塊等盡可能實現標準化。

4.2 功能流的啟發式模塊劃分方法

一些學者運用流(Flow)的概念對系統的各個部分進行分析,它將流分為支配流(Dominant Flow)(圖1-a)、分支流(Branching Flow)(圖1-b)、轉換―傳輸流(Conversion-Transmission Flow)(圖1-c)等三種;然后運用這些概念將流經系統各個部分的信息流、物料流、能量流進行合理歸并得到所要劃分的模塊。[11-13]

關于上述三種類型的功能流有如下命題[11]:

命題1:支配流:流通過的一系列子功能的集合,從系統中流的入口,或者初始狀態到系統的出口,或者系統內流的轉換處定義為一個模塊。

命題2:分支流:與流相關聯的平行功能鏈的分支組成模塊。每一個模塊與產品中其余部分的接口在流分支的位置。

命題3:轉換-傳輸流:一個轉換子功能或者是一個轉換-傳輸對,或者是一個轉換-傳輸子功能鏈構成一個模塊。

由這些命題可將系統分解、歸并為不同模塊。這種方法以產品與流程的功能結構為基礎,劃分模塊簡單有效。它的主要缺陷是沒有考慮到人員流動與資源利用及約束的限制。另外,應用于其他領域需要改變功能流內容,例如可以加入資源、人員等功能流。

4.3 服務藍圖

服務藍圖(Service Blueprint)是詳細描畫服務系統的圖片或地圖,服務過程中涉及到的不同人員可以理解并客觀使用它,而無論他的角色或個人觀點如何。服務藍圖直觀上同時從幾個方面展示服務:描繪服務實施的過程、接待客戶的地點、客戶雇員的角色以及服務中的可見要素。它提供了一種把服務合理分塊的方法,再逐一描述過程的步驟或任務、執行任務的方法和顧客能夠感受到的有形展示。

藍圖包括顧客行為、前臺員工行為、后臺員工行為和支持過程。在服務藍圖上有三條區隔線:互動邊界線(客戶與前臺服務人員之間)、可視邊界線(客戶可以看到的部分)和內部互動線(前后臺服務人員之間),它將整個藍圖劃分為四個行為部分。包括顧客及其看待服務過程的觀點是它與其他流程圖最為顯著的區別。

服務藍圖同樣也有不足之處,它雖然以客戶的視角來描述流程,但是由于受平面圖形的限制難以描述整個服務流程所涉及的資源、設施、人員等,并且對于非常復雜的流程不能詳盡地描述。

4.4 基于服務藍圖的功能流服務模塊劃分方法

將流的概念運用于服務模塊劃分,需要考慮到人員、資源的流動與調配。另外由于客戶交互的需要,還需要注意服務系統前后臺的劃分。本文將服務藍圖和流圖的服務模塊劃分方法結合起來,并采用多維角度來實現服務模塊的劃分。其模塊劃分方法如下:

①根據服務流程確定互動線、可視線與內部互動線,以及服務系統所用的資源(服務輔助設施等)將服務系統各部分構件區隔開來。形成網狀分隔線(一些資源分界線可以是曲線),如圖2。

②確定服務系統各個部分構件的信息流、物料流、人員活動流等。

③利用功能流的模塊劃分方法將各個模塊細分。

④將劃分好的模塊置入①形成的網格中,對特殊位置模塊重新調整:確保得到的模塊不得跨越服務藍圖分界線,否則,需要需重新對模塊劃分;對于橫跨資源分界線的模塊則可考慮進一步根據資源細分。

在將系統進行模塊劃分時應注意兩個方面:一是將外包部分的模塊和自有部分區隔開來看做一個獨立的構件納入到功能流圖當中;二是確定各個部分構件所使用的資源與服務設施,使用相同的資源與設施的盡量歸于同一模塊。

這里,資源線可以是代表的是時間、空間和其他等的限制,資源分隔線和服務藍圖的兩條互動線與一條可視線就自然得組成了一組約束,它將由功能流方法劃分的模塊很好地進行了限制,使模塊劃分更加準確。

產品模塊化設計方法范文5

1.研究的意義及目的

改革開放以來，中國家具產業持續快速發展，取得了令世界矚目的成就。但與整個家具行業相比，學校家具業仍然存在很多問題。模塊化應用于學生公寓的研究工作在我國還處于起步階段，面對如今市場家具模塊化的發展，學生公寓家具模塊化設計方法是很必要的，模塊化設計是通過設計具有標準性和通用性的功能模塊，達到組合多樣化的目的。

本文主要通過探討學生公寓家具模塊化設計的方法和思路，對家具模塊化進行分析，在美學設計的角度上，對學生公寓家具進行模塊的建立、模塊的選擇、模塊的組合，充分體現出模塊化的實施過程。研究的目的是通過合理的劃分來提高學生公寓內部空間的使用效率，為學生提供功能豐富、使用安全、設計美觀、靈活多變、相對獨立的家具，以符合現代學生的性格特點以及滿足學習生活的需要，實現“以人為本”的設計理念。

2.研究的內容

研究的主要內容是針對學生公寓組合家具進行模塊化設計，結合學生公寓布局相關規則，研究實用、合理、高效的公寓空間布局方法，利用量化的算法合理地評價量化學生公寓布局，從而改善布局的效率以及優化布局的格局，使學生公寓組合家具模塊化設計具有如下特點：

模塊化設計可以創造多種不同形態的產品，而且是降低產品成本，縮短生產周期的一種有效方法。所以，采用模塊化設計思想對學生公寓設計進行探討，一方面有利于標準化的設計和規范的管理，另外一方面能充分提高企業生產效率，節約資源，可提高學校家具行業的市場競爭力，保持良好的發展態勢。

模塊化設計系統在家具業具有很大的發展潛力，是適合時展要求和生產的實際需要，對于促進現代工業進步與模塊化的發展具有現實意義與指導意義。

3.國內外研究的情況

20世紀初期，德意志制造聯盟的HermanMuthesius開始倡導標準化。后來包豪斯校長WalterGropius進一步強調了標準化的重要性，并聯合部分設計師進行標準化設計以實現大規模工業化生產。二戰以后，重建歐洲使得家具業十分需要生產效率高、標準化、系列化、便于裝配且具有良好結合性能的家具。在這種情況下，32mm系統應運而生，產生了“部件即產品”的全新概念。它是以單元組合設計理論為指導，通過對零部件的設計、制造、包裝、運輸、現場裝配來完成板式家具產品。70年代，32mm系統的逐步成熟，生產設備、五金件及原材料生產實現了模數化、系統化，拆卸設計模式在板式家具生產中獲得了前所未有的發展。

而在我們中國，在傳統家具設計中就已經體現出模塊化設計的概念，主要是體現在幾案類家具中。從宋朝黃伯思設計的“燕幾”，到明代戈汕設計的“蝶幾”，到后來的組合式家具“匡幾”和“套幾”，無不將模塊化設計的意念體現得淋漓盡致。

宋朝由黃伯思設計的“燕幾”（如圖1所示），以七張幾桌為單元，可以拼合成25件76種格局的組合桌。這七個單位三種規格是：長7尺，寬1.75尺的長桌兩張；長5.25尺，寬1.75尺的中型長桌兩張；長3.5尺，寬1.75尺的小長桌三張。可見，它們的寬度相同，而長度則分別是寬度的4、3、2倍。

明代戈汕設計的“蝶幾”（如圖2所示）是由等腰直角三角形和直角梯形組合而成，計六種十三只小幾。能組成瓶、山、鼎、亭和蝴蝶等方類、直類、曲類、空類和雜類等130多種形式，變幻無窮。

“匡幾”（如圖3所示）以委婉勝，拆卸后的小部位可整理成箱，組裝后可成架、成柜。變化組合更見精妙之處。

“套幾”（如圖4所示）是清代制作得十分有特色的家具。套幾使用方便，一般為四件套，同樣式樣的幾逐個減小可分可合，使用靈活，可根據需要決定是套用還是拉出分別使用，故名套幾。這種套幾的組合方式在現代模塊家具中仍有運用。

從20世紀后期開始，我國對于家具模塊化的重要研究、重要的學術理論為家具模塊化設計奠定了穩固的基礎。

楊文嘉教授在1992年和2002年在《家具》雜志上連載了文章《32mm系統家具的應用》以及《嶄新的制造模式：大規模定制》。為我國家具模塊化設計開了先河，行業開始關注系統家具的設計，并為中國家具業實現大規模定制和家具模塊化設計奠定了基礎。胡劍虹博士2002年的博士論文《面向大規模定制的家具設計與制造――住宅家具系統設計》重點討論了家具模塊化設計當中標準板的設計方法以及家具的接口設計，為我國家具模塊化設計以研究提供了大量的理論基礎。隨后，林海博士2003年的博士論文《面向大規模定制的家具設計與制造――論家具的模塊化設計》中明確研究了大規模定制下的家具模塊化設計的系統框架與設計的方法、步驟，提出家具產品通用化、標準化和模塊化的思想。

近幾年，與家具產業息息相關的主要體現在板式家具的模塊化的設計上，最突出和集中的是應用在廚房空間的櫥柜模塊化設計。此外，重點大多都是以宏觀的角度，分析家具模塊化的等相關理論，對于家具模塊化的研究具有一定的指導意義。其中具有代表作用學術研究如東北林業大學楊玲的碩士論文《模塊組合家具的設計研究》，南京林業大學李雪蓮的碩士論文《家具模塊化設計方法研究與設計實務》，南京林業大學柳獻忠博士的博士論文《現代美式家具結構模塊化及其應用研究》等，都在家具的模塊化概念上提出自己獨特的見解與觀點。如重點研究拆裝、組裝等家具形式，拓展了模塊組合家具的范圍，借鑒其優點和長處，豐富和發展模塊組合家具的設計和生產；研究了如何令不同結構的產品在最大程度上進行模塊統一的方法，實現了較高的模塊化通用程度，并對其他品種的家具模塊化設計提供了研究方法；應用模塊化原理和方法對結構模塊化進行了應用研究，對現代美式各種常見家具結構特點進行系統的模塊分解和詳細設計等等。還有合肥工業大學鐘華的碩士論文《基于模塊化的柜類家具的綠色設計應用研究》以家具為研究對象，立足綠色設計理念，運用模塊化的設計方法，探索柜類家具的設計原則，達到保持產品個性，提升產品綠色性能的目的。并對柜類家具進行了詳細地分析，建立了綠色模塊化系統，從良好的可拆卸性能和綠色材料選用體現家具的綠色性能。以上的研究內容都為本課題的研究提供非常重要的參考價值。

4.結語

迄今為止，在國內對于學生公寓設計相關的研究主要是集中在空間布局以及室內設計上，對學生公寓家具進行模塊化設計的研究相對較少。因此，關于學生公寓組合家具模塊化設計方法研究具有意義非常的價值，擬通過相關對應的研究，為學生公寓家具模塊化的相關研究提供有效理論依據。

參考文獻

[1] 胡景初，方海，彭亮. 世界現代家具發展史[M]. 北京：中央編譯出版社，2004.

[2] 楊文嘉. 嶄新的制造模式：大規模定制[J]. 家具，2002（1）.

產品模塊化設計方法范文6

產品模塊的定義為復合產品的結構單元。模塊化產品由不同的構件塊或模塊共同構成,發揮整體功能效用的機器、組件或元件。模塊化產品的優勢體現于后期的加工和制造過程中,能夠加速產品的研發過程并且降低成本,其衍生產品的研發可直接來源于對模塊化產品單個產品的改造。新型的模塊化設計已經融入了很多創新元素,之所以被產品系統設計領域所廣泛接納,歸結為以下兩點原因。①分解復雜系統后,得到的模塊其自身就是一個復雜的系統。亞當斯密的古典分工理論將構成大頭針的制造過程包含的每個步驟都歸結為各自簡單的操作。在現代制造業,如筆記本電腦的制造中,可分解為主板,顯示屏,OS,連接設施等等,這些模塊有各自的界面,逐一連接成一個整體。而這些模塊的本體,又可以劃分成若干個子模塊。②在每個模塊的詳細設計過程中,具有很大的不可預測性和多變性,即整體的系統規則并不能完全套用到子模塊的設計上。在設計的過程中,模塊的聯系規可自由進化發展,以達到各自的平衡和整體系統的和諧。系統的聯系法則對模塊的設計具有大局的指導作用,而每個模塊獨立的連接規則帶給了整個系統創新動力。

2模塊化設計的分類

模塊化的兩大優勢是零件的標準化和外形的可塑性。故模塊化的產品可以進行層次上的劃分,成為一個多層次的系統。產品模塊在形式上的劃分可以分成兩大類,其一是根據功能的不同進行的劃分,其二是根據生產加工工藝進行的劃分,即制造模塊。以下是對模塊化形式的四種基本分類:懸掛式模塊。懸掛式模塊是以某個基礎性的設備部件為構造母體,通過連接其他的不同部件而能執行不同的任務。即一對一,同一模塊出現在系列化產品中的所有個體產品中,每件產品接口一致,平臺模塊只承擔同一種功能。類似的產品模塊常被用于產品供電模塊中,如安卓手機充電器可通用。負載式模塊。負載式模塊是以自身提供的標準接口,同時連接不同功能的模塊任意組合方式,而完成各個不同的功能。即一對多,一個母體,對應多個子功能模塊。這種產品模塊的主要應用在卡槽,或卡盒結構上。最常見的就是電腦主板,電腦主板的內存擴展槽,不同容量不同品牌的內存條都可以被主板識別。拼接式模塊。拼接式模塊通過邊界或接觸的部分互相連接,所有的模塊都通過同一個界面表現出來。各個模塊有各自的子功能并互不干擾。其中每個獨立模塊無法反映整體的完整功能,產品是整個模塊的合集,各個部件可能有多個界面。其代表應用如辦公家具,多功能工具產品。如瑞士軍刀組合了多種工具,包括剪刀,小刀,銼刀,起子等等。混合式模塊。混合式模塊是各個標準組建之間使用網絡狀的交織結構,即在整體之中的每一個子單元都必須提供兩個或以上的連接點,這也是這種模塊類型區別于簡單線性連接的最大特征。該系統主要應用于復雜的系統內部。在產品系統中,該模塊應用于橫梁結構,管道結構等等,如拼接玩具樂高積木之類。

3模塊化設計的基本方法及應用

首先,應用模塊化設計方法必須對產品進行模塊劃分。最常見的方法是對產品進行裝配性劃分。即各個組成模塊需要不同的生產廠商進行生產或代加工,以此作為依據的劃分。如在電腦一體機的初期設計中,將每個部件分開生產,劃分處理,最后整合到一體。這樣成本相對單獨研發降低了很多,是OEM(原始設備制造商)的一個概念。關于功能的劃分,產品的子模塊雖然在外形上有所不同,但是其功能是相同的。如臺燈的白熾燈和節能燈,燈泡規格、外形不同甚至原理也有差別。但在整體系統中,與之發生連接的模塊是相同的。燈泡即可根據功能劃分劃分成一個子模塊。模塊劃分上,將同一屬性的子功能并入同一模塊,如電腦的電源系統,包含了電機,變壓器,轉接線等等。其次,保持各標準化部件的獨立性,結合產品在生產和加工上的便利性進行考量,做出合理劃分。將劃分結果帶入產品系統設計整體規劃中,按規則對各個模塊進行并行設計。使用并行設計可以使得多個模塊之間的設計互不干擾,每個子功能模塊保持自己的獨立性。最終模塊之間互相連接,以完成上一層級的子功能,再匯總成為整體的產品。即可以同時運轉整個設計系統,又可以對單個組件單獨開發,為后續的系列化產品的創新鋪平了道路。確定模塊之間的交互連接關系,細化功能特性,至此,模塊化體系就以建立。在汽車制造業中,產品模塊化設計被廣泛采用。由于結構的復雜性市場的多變性,汽車制造業的巨頭必須確保一定數量的緩沖庫存。以梅賽德斯奔馳為例,他們把汽車的結構重新分解為由可大規模生產的模塊構,并劃分成各自的零件集團。如氣囊、空調系統、儀表盤、方向盤等被劃分成一個獨立駕駛系統模塊,并交付于通用汽車旗下的德爾菲汽車系統的工廠進行生產。而德爾菲汽車系統公司對該模塊進行了更大的細分,建立了由幾十個供應商組成的模塊網絡。

4總結