智能制造-模块化研发设计

模块化理论概述

模块化是时代的需要，是市场经济的产物，是一种新的标准化形式，也是一种现代化设计方法，在发达国家应用实践中，显示其巨大的生命力，取得了显著经济效益，模块化理论是一种新的方法论，是诸多思维方法在产业系统的综合运用，由系统原理和方法、标准化原理及方法、具有普适性的逻辑方法的三大理论为基础的方法论。从不同的角度观察，模块化具有不同的定义；可以认为模块化就是为了适应信息时代的需要、适应多样化的需要而发展起来的一种新的标准形式，一个新的标准化理论的分支。

3.1.1 模块与模块化的概念

（1）模块是指可组合成系统的、具有某种确定功能和接口结构的典型通用独立单元。根据此定义揭示模块具有以下特征；

1）模块是构成系统的单元，是系统的组成部分；模块是由一些零件组装成的部件单元，用模块可以组合成新的系统。

2）模块是具有确定功能的单元，可以作为一个单独设计单元或者部件分头并行设计，可以单独制造、预制、储备，便于专业厂制造。

3）模块结构具有典型性、通用性或者兼容性，可以构成系列，具有标准化的属性；是通过同类产品的功能和结构分析分解出来，应用标准化的方法中的简化和统一方法而得出的具有典型的部件；其通用性是通过接口的标准化或者通用化实现的。

4）模块具有传递功能、能组成系统的接口结构。各模块既有相对独立功能，又有相互联系的有机组合而构成系统。

（2）模块的分类：

1）模块的表现形式分类可以分为硬件和软件模块；硬件模块是指实体模块；软件模块是指用于计算机的程序模块。

2）按模块互换性特征分类可以分为；功能模块、结构模块、单元模块；功能模块是具有相对独立的功能、并具有功能互换性的功能部件，其性能参数和质量指标能够满足通用互换和兼容的要求；结构模块是至尺寸互换性的结构部件，其安装连接部分的几何参数满足某种规定的要求，可以保证通用互换或兼容；单元模块是既有功能互换性又具有尺寸互换性的独立功能部分，是由功能模块和结构模块相结合行程的表转化部件。

3）按模块在系统中的层次分类可以分为层级模块和集成模块；层级模块是指模块在系统列表中所处的位置可以划分一级模块、二级模块等；集成模块是一个相对概念，是有一些小的模块集合而成的较大模块，通过集成使系统简化。

4）按二分法原则分为：通用模块和专用模块；基础模块和改型模块；主体模块和非主体模块等

（3）模块化及特点；

1）模块化是从系统关店出发，研究产品（或系统）的构成形式，用分解和组合的方法建立模块体系，并运用模块组合成产品或者系统的过程。模块化具有广义和狭义之分。广义的模块化是指事物的构成具有清晰的层次性，“构成单元”的功能具有典型和通用型；狭义模块化（产品模块化）是指系统具有清晰多级的模块层次结构，模块具有功能互换性和尺寸互换性。

2）模块化的特点是有目的性、综合性、动态性和超前性；即建立一个模块化系统，必须要有明确的目的，综合考虑各种相关因素，根据市场需求和变化及时调整和更新，及时采用新技术确保模块化系统的先进行性。