标准化、模块化、系列化
标准化
一、标准化的有关概念
标准：为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性文件。该文件经协商一致制定并经一个公认机构的批准。
注：标准应以科学、技术和经验的综合成果为基础，以促进最佳社会效益为目的。
标准化：为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同和重复使用的规则的活动。
注：①上述活动主要是包括制定、发布及实施标准的过程。
②标准化的重要意义是改进产品、过程和服务的适用性，减少和消除贸易技术壁垒，并促进技术合作。
由上述定义可见，标准是一种特殊文件，是现代化科学技术成果和生产实践经验相结合的产物，它来自生产实践反过来又为发展生产服务，标准随着科学技术和生产的发展不断完善提高。而标准化是一种活动，主要是指制定标准、宣传贯彻标准、对标准的实施进行监督管理、根据标准实施情况修订标准的过程。这个过程不是一次性的，而是一个不断循环、不断提高、不断发展的运动过程。每一个循环完成后，标准化的水平和效益就提高一步。
标准是标准化活动的产物。标准化的目的和作用，都是通过制定和贯彻具体的标准来体现的。所以标准化活动不能脱离制定、修订和贯彻标准，这是标准化最主要的内容。
二、标准化的常用形式
标准化的常用形式是标准化内容的存在方式，也可以说是标准化过程的表现形态。标准化有多种形式，每种形式都表现为不同的标准化内容，针对不同的标准化任务，达到不同的目的。了解各种标准化形式及其特点，可以在实际工作中根据不同的标准化任务，选择和运用适当的标准化形式，达到优化的目的。
比较常用的标准化形式有简化、统一化、通用化、系列化等。
(一) 简化
简化是指在一定范围内缩减对象(事物)的类型数目，使之在既定时间内足以满足一般需要的标准化形式。
在任何领域，事物的多样性发展都是普遍的。由于科学、技术、竞争和市场的发展，社会的需求是多样化的，使社会商品的种类剧增。这种社会商品多样化趋势，是社会生产力发展的表现。但在市场竞争的环境下，就有可能出现多余的、低效率的、低功能的类型，这是社会资源和生产力的浪费，既不利于生产的进一步发展，也不利于更好地满足社会需求。简化就是对社会产品的类型进行有意识的自我控制和调节的一种有效形式。
简化这种标准化形式是随处可见的。从每个人料理自己的日常生活，到一项科学研究，管理一个企业、一个国家，可以说无处不在应用。但作为一种科学方法最早在生产中大规模应用的杰出代表则是美国福特汽车公司的创始人H·福特。1903年H·福特创建了福特汽车公司，采用标准化、系列化、通用化的方法设计了T型汽车，将汽
车结构、零件加以简化并制定成标准，实现了零件互换，组织专业化大批量生产，不仅产量高，质量好，而且易于维修和更换配件，劳动生产率大幅提高，成本显著下降，几乎垄断了美国汽车市场，这是工业化初期简化成功的一个典型。世界上许多国家在工业化过程中都曾把简化作为克服产品规格杂乱、扩大生产批量、组织专业化生产的措施而广泛应用，至今仍然如此。
简化的应用领域极其广泛，就产品而言，从构成产品系列的品种、规格，原材料和零部件的品种、规格，工艺装备的种类，都可作为简化对象。在管理活动中，可以作为简化对象的事物也很多，如语言(包括计算机语言)、术语、符号、指示图形、编码、程序、管理方法等，都可通过简化防止不必要的重复，提高工作效率。
(二) 统一化
统一化是把同类事物两种以上的表现形态归并为一种或限定在一个范围内的标准化形式。从现代标准化的角度来说，统一化的实质是使对象的形式、功能或其他技术特性具有一致性，并把这种一致性通过标准确定下来。因此，统一化的概念与简化的概念是有区别的，前者着眼于取得一致，即从个性中提炼共性；后者肯定某些个性同时并存，着眼于精炼。简化的目的并非简化为只有一种，而是在简化过程中保存若干合理的种类。统一化的目的是消除由于不必要的多样化而造成的混乱，为正常活动建立共同遵循的秩序。
统一化可分为两大类型：第一，绝对的统一，它不允许有灵活性。例如，标志、编码、代号、名称、运动方向(开关的旋转方向、螺纹
的旋转方向、交通规则)等；第二，相对的统一，它的出发点或总趋势是统一的，但有一定的灵活性，可根据情况区别对待。例如，产品装配的精度指标，可以要求上下限、公差等。
统一化是古老的标准化形式，古代人统一度量衡，统一文字、货币、兵器、历法等都是统一化的典型事例。运用统一化要注意遵守适时和适度原则。所谓适时原则，就是把握好统一的时机，过早统一，有可能将尚不完善、不稳定、不成熟的类型以标准的形式固定下来，不利于技术的发展和更优异类型的出现；过迟统一，当低效能的类型大量出现并已形成习惯，这时统一的难度加大，要付出较大的经济代价。所谓适度，就是要在充分调查研究的基础上，认真分析，明确哪些该绝对统一，哪些该相对统一，如何掌握灵活性。过高要求，会在执行中造成不必要的损失；过低要求，不利于生产和技术水平的提高，不能更好满足市场的需求。
（三) 通用化
通用化是指在互相独立的系统中，选择和确定具有功能互换性或尺寸互换性的子系统或功能单元的标准化形式。
通用化是以互换性为前提的。因此，掌握通用化的概念，必须了解互换性。
所谓互换性，是指在不同时间、地点制造出来的产品或零件，在装配、维修时，不必经过修整就能任意地替换使用的性能。互换性概念有两层含义：一是产品的功能可以互换，它要求某些影响产品使用特性的参数按照规定的精确度互相接近，通常称为功能互换性；二是
产品的配合参数(一般指产品的线性尺寸和连接部分)按规定的精确度互相接近，通常称为尺寸互换性。尺寸互换性是功能互换性的部分内容，是实现通用化的前提。互换性的著名案例是美国人惠特尼·E 和来福枪。18世纪末，美国刚成立不久，政府急需大量军火，便与惠特尼签订了一项两年之内生产一万支来福枪的合同。开始，惠特尼的工厂用手工方法难以完成。后来，他运用互换性的原理，选择一支标准枪为基准模型，分零件仿造，按专业化组织生产，这些零件在每支枪上都可以使用并可互换，提高了生产效率和质量，完成了合同。由于在批量生产中采用了可以互换零部件的方法，开创了标准化基础上的成批生产方式，引起了企业生产组织形式的革命，并为现代化大批量流水生产奠定了基础。因此，惠特尼被誉
为“美国标准化之父”。
通用化的目的是最大限度地扩大同一产品(包括元器件、部件、组件、最终产品)的使用范围，从而最大限度地减少产品(或零件)在设计和制造过程中的重复劳动。其效果体现在简化管理程序，缩短产品设计、试制周期，扩大生产批量，提高专业化生产水平和产品质量，方便用户和维修，最终获得各种活劳动和物化劳动的节约。
通用化的实施应从产品开发设计时开始，这是通用化的一个重要指导思想。通用化设计通常有三种情况：一是系列开发的通用化设计。在对产品进行系列开发时，通过分析产品系列中零部件的共性与个性，从中找出具有共性的零部件，能够通用的尽量通用，这是系列内通用，是最基本和最常用的环节。如有可能，还可以发展系列间的产
品和零部件通用。二是单独开发某一产品(非系列产品)时，也尽量采用已有的通用件。即使新设计的零部件，也应充分考虑使其能为以后的新产品所采用，逐步发展成为通用件。三是在老产品改造时，根据生产、使用、维修过程中暴露出来的问题，对可以实现通用互换的零部件，尽可能通用化，以继续降低生产成本，保证可靠性，焕发老产品的青春。
企业通常的做法是把已确定的通用件编成手册或计算机软件，供设计和生产人员选用。通用件经过多次生产和使用考验后，有的可提升为标准件。另外，以功能互换性为基础的产品通用，越来越引起广泛的重视，如集成电路和大规模集成电路的应用和互换。产品通用化所产生的社会经济效益，是其他标准化形式所无法取代的。
(四) 系列化
系列化通常指产品系列化，它是对同一类产品中的一组产品同时进行标准化的一种形式。它通过对同一类产品发展规律的分析研究，市场需求发展趋势的预测，结合自己的生产技术条件，经过全面地技术经济比较，将产品的主要参数、型式、尺寸等作出合理的安排与规划，以协调系列产品和配套产品之间的关系。因此，可以说系列化是使某一类产品系统的结构优化、功能最佳的标准化形式。
产品系列化最先应用成功的典型是美国通用汽车公司。美国福特汽车公司通过‘‘简化’’对汽车零件进行标准化，实现了“T型福特”汽车的大批量流水生产，创造了辉煌的业绩，到1921年T型车占据了美国60％的汽车市场。当时美国的第二大汽车厂家通用汽车公司
仅占据12％的市场，面临被福特挤垮的危险。1923年A·P·斯隆就任通用汽车公司总经理后，认为由于消费水平的提高，市场需求将发生变化，过于单调的“T型福特车”将不受欢迎。据此，他作出按价格、分档次、系列化开发的决策，从最低档次的大众车型，到高级车型，连续设计了5种车型，构成能满足各种不同消费水平的系列产品。5年后战胜了“T型福特车”，成为世界上最大的汽车厂家。
由于产品系列化符合快速开发新产品，且能用较少数量的规格型号，覆盖较广阔的市场，适应了市场对商品需求日益多样化的形势，很快在工业发达国家里发展起来。1935年国际标准化组织(ISO)的前身国际标准化协会(ISA)公布了第11号公告，把优先数系规定为“国际标准建议”以后，为产品系列化奠定了理论基础，对此后的产品系列化的发展起了重要的促进作用。
系列化是标准化的高级形式。无论从它的理论和方法方面都体现了它是标准化高度发展的产物，是标准化走向成熟的标志。系列化摆脱了标准化初期独立地、逐个地制定单项产品标准的传统方式，开始从全局考虑问题，每制定一类产品的系列标准，就要覆盖该类产品的市场。在这种思想的指导下，企业也从只生产单一品种、个别规格的传统模式，转向多品种经营、系列化开发、尽量扩大产品的市场覆盖率、占有率。由于企业的这种经营方式和产品开发方式，适应了20世纪中叶以后国际市场竞争格局的变化，使许多企业取得了成功。产品系列化又是最经济合理的产品开发策略。它的产品系列是在市场调查的基础上，选择适用的数系，精心设计的。它的最大特点是能以最
经济的产品规格数，满足最广泛的市场需求，而且当市场需求发生改变时，产品构成能相应的改变，且不打乱原有的规律和产品之间的协调配合关系。特别是优先数系在各行业的各类产品系列之间起着极重要的协调统一作用。尽管产品在不断增多变化，但产品世界是有序的，其内在联系是和谐的。所有这一切，标志着工业生产的合理化，标志着高度的社会节约。
三、标准化的一般意义
市场的发展需要我们为单个客户或小批量多品种的市场定制生产任意数量的产品，既要展现无限的产品外部多样化，同时又不能因产品内部多样化而导致额外的成本和时间的延误。
因此，我们所面临的挑战是，将产品内部多样化降低到一定程度，使得能够柔性地制造产品，不会由于加工准备而造成额外的成本和时间的延误。这一目标是通过在设计阶段对零件、特征、材料和工艺进行标准化来完成的。
为了在生产时实现柔性的操作，零件必须有足够的通用性，以便在任何用得到它的地方方便地使用；夹具几何形状必须有足够的通用性，使零件的各种变型可以采用同样的方式定位；设计特征必须有足够的通用性，保证能够使用同样的加工工具；材料必须有足够的通用性，以避免因更换材料而停止生产。
品种多样化所造成的一般性管理成本，比生产量所造成的一般性管理成本更高，尤其那些对检验、处理或存储等没有特殊要求的小零件更是如此。可以比较一下，在100种不同电阻(每种每月消耗100
个)和l0种不同电阻(每种每月消耗1000个)之间的一般性管理材料成本的差异。两种情况都是每月消耗10000个电阻，但采购和分发100种的费用比10种的要高出一个数量级。
四、小批量生产企业面临的问题
订单生产使我们有一种忽视标准化而仅仅处理品种问题的倾向，特别是在这两个问题发生冲突的时候。
1．零件分发
即使零件不是通过装配线上的专用零件箱进行分发，它们仍需经过采购、送货、检验、集中、发送到装配区和用适当的工具进行装配等过程。
2．不常用零件的采购
如果零件是不常用的，其采购过程将既贵又慢。不常用的零件可能暂时、甚至永久缺货。除非支付加急费，否则，一个新的专用零件的交货往往是比较慢的。如果有必要对不常用的零件进行检验，那么由于要查找特殊的检验程序、寻找不常使用的检验设备，该项检验很可能既费时，又费钱。
3．装配指令
如果难以获得装配指令或夹具，或者如果工人忘了应该如何进行制造、装配、调整或校准，那么，装配就会被延误。
4．零件短缺
任何零件的短缺都会造成装配的停止，零件的种类越多，零件短缺的可能性就越大。实际上，因为受到货源的限制，小批量产品的生
产更容易出现零件的短缺现象。
5．工具
工具被用于产品的制造、装配、调整、校准或检验，如果不能为利用率低的零件开发高效率的工具，就会迫使人们使用效率很低的通用工具。通用工具的工序标准化可以加快生产速度，并减少混乱和失误。
6．不常用零件的检验
由于没有很好地研究或记录不常用零件的失效形式，因此它们的失效可能会使产品的检验变得复杂。
7．零件质量／供货商资格的认定
如果数量少而品种繁多的零件来源于有限的货源，那么零件质量和供货商资格的认定就会做得不够彻底。如果零件质量的认定做得不够彻底，则将造成零件严重的质量问题，从而影响到每一个使用了这种不合格零件的产品。如果供货商的资格认定做得不够彻底，将引起令人不快的严重后果。例如，发现某供货商破产了，此时，如果投资者或当局关闭、没收或扣压了该供货商的设备，被扣压的设备中可能就包括了有客户的工具、夹具和材料，这种情况比失去一个货源更加危险。
8．服务和维修
过多的零件品种会使服务和维修复杂化，特别是对那些小批量生产企业来说更是如此。可能会要求工厂重新生产少量的某个已停止使用的特殊零件，外购零件则可能因为没有供货商继续生产而变成“孤
儿”。在这种情况下，企业要么找到新的供货商，要么进行极少量的生产，以确保有可替换的零件。
根据服务的约定，可能要求工厂为所有产品在某规定寿命期内储备所有的零件。如果所需要的零件不能随时从大批量生产企业采购，那么对小批量生产企业来说，这可能是一个沉重的负担。如果零件的通用性不足，无法从当地的供货商处获得零件，那么，现场的维修服务就会变得非常困难。
9．备件箱
零件种类过多将使备件箱变大，特别是那些不包括在其他设备备件箱中的零件。小批量生产或加工设备的企业有可能只为客户生产一台设备，如果这台设备有许多特殊零件，备件箱就会很大。这个大的备件箱的费用必须由客户直接承担，或间接包含在销售价格中。未包括在备件箱中的不常用零件，对客户来说是一个不利因素。
因此，缺乏标准化本身就是小批量生产企业竞争能力的缺陷，因为它会导致成本、交货、质量、维修、现场服务甚至信誉等方面的劣势。
五、标准化的实施方法
1、降低产品的内部复杂性
柔性制造和大规模定制的一个重要的前提条件是降低产品的内部复杂性，它要求对零件、材料、工具和工艺过程进行标准化。许多企业，甚至是一些享有很高声誉的企业，都曾容忍过过多的产品内部多样化。
1.1 零件种类的激增
当前的竞争压力和资金问题迫使日本汽车制造企业降低成本。他们的重要举措之一，就是研究和降低产品内部多样化的成本。其结果是，1993年尼桑公司发现，仅仅当时生产的车型中，就使用了110种不同的散热器、300种不同的烟灰缸、437种仪表盘、1 200种车内地毯和6 000种不同的紧固件！这种多样化并不能够为客户增加价值。当然，客户希望有质地和图案都令人满意的地毯，但也绝对用不着以1 200种地毯来满足该要求。
某电子企业有1 500种电阻，其中包括电阻容差为1 000欧姆的120个不同型式和尺寸的电阻。该企业将这1 500种电阻减为了不到200种的常用电阻。
作者的一个生产日用品的客户发现，它正在使用的零件种类数为：1 248种线材组件、152种发电机、151种螺钉、74种开关、67种继电器、65种电容器、37种阀门、16种变压器、62种皮带和1 399种不同的“标准”标签。
每个企业都有类似的零件种类激增的可怕经历。应该问一问这是为什么，尤其要考虑到下列因素：
·零件种类的激增妨碍了制造的柔性，因此也妨碍了大规模定制。
·下面将要谈到，大多数的零件种类激增都是不必要的。
·零件种类激增造成了巨大的经常性开支。
1.2零件种类激增的成本
零件种类激增是昂贵的。Tektronix公司的一项研究表明，一半的
一般性管理成本以某种方式与零件的种类数目有关，而多数企业甚至不知道这部分费用有多大。一项针对一些《财富》杂志排名前500名的制造企业所做的调查显示，没有一个企业或企业的部门能够精确地估计某个零件在其生命周期中的成本。CADIS公司负责销售零件管理软件的文卡特·莫汉(Venkat Mohan)说：“对一个标准零件的直觉估计可以从5 000美元一直到高达6万美元，而对定制的零件甚至达到10万美元。”负责波士顿先进制造研究项目(AMR)的詹姆斯·谢泼德(James Shepherd)指出，在电子行业，仅仅是加入一个新的外购元件就要花费5 000—10 000美元。《总成本管理情况的厄恩斯特和扬指南》(The Ernst & Young Guide to Total Cost Management)中指出：“毫不奇怪，制造企业估计每种零件的年管理成本在10000美元或者更多。”
除了这些官方文件中的成本，零件种类的过量激增还增加了现场服务成本和虽很重要、但很少统计的制造成本，同时也增加了与加工准备、库存、厂房空间、设备的低利用率和其他柔性问题相关的成本。
零件种类的激增还降低了装配效率。费希尔(Fisher)、杰恩(Jain)和麦克达菲(MacDuffie)在沃顿商学院(Wharton Business School)关于汽车工业的报告中写到：“零件的多样化也对装配工厂的效率产生巨大的负面影响。”
1.3发生零件种类激增的原因
以下造成零件种类激增的原因都是容易避免的，它们包括：
(1)工程师不理解。大多数产品设计人员不理解零件通用性的重要意义，所以，他们不去尝试在通用零件的基础上进行设计。可以举一个
例子说明这种情况，作者曾就电阻的通用性表的草案向工程师们征求反馈意见(该表是采用下面介绍的方法制订的)。一位电子工程师提出：“为什么我们要把电阻标准化?难道它们不便宜吗?难道它们不是都存在计算机里了吗?”这个工程师没有意识到，不管零件的成本和企业订货／跟踪零件的系统的复杂度如何，每个零件都必须被实实在在地送到工厂，可能还要经过检验，送进仓库，然后被分发到每个使用地点。解决这个问题的一个方法是，通过培训和教育，强调零件通用性对企业目标的重要性。
（2）“不是我的工作。”有时候，“不是我的工作”并发症会阻碍标准化，但它可以通过团队合作、培训和鼓励工程师考虑“全局而非局部”予以避免。
(3)想当然的决定。产品设计人员用想当然的决定来选择零件。当一个更通用的、螺距3／8英寸、长1／2英寸的六角螺钉也可以完成同样的工作时，设计师却可能会想当然地选择螺距为5／16英寸、长7／16英寸的圆头细牙螺钉。第9章中将探讨想当然的决定在产品开发中所造成的问题。
英特尔系统集团公司的电子工程师说，在数字电路中，他们实际上不需要1 000~2 000欧姆的电阻。根据这一反馈意见，该公司立即取消了这些电阻。
(4)重量最小原则。重量最小原则是，所有零件的尺寸都应当“正好”使其重量最小和所用材料最少。这种情况妨碍标准化，因为标准零件的选择通常是根据强度和功能方面的要求向上圆整的，所以设计
者们拒绝使用标准化的零件。下面的原则或许可以帮助工程师们克服这个障碍。
如果在设计时不能迅速地选取一个正好满足要求的标准零件，就使用大一号的标准零件。
如果零件使用的不是贵重的材料，就使用大一号的标准零件。
(5)保证零件族的有效性。与零件种类激增相关的另一个原因是，为保证完整性而将整个零件族放入已被确认的零件表中，如紧固件、电阻和电容。英特尔系统集团公司发现，在印制电路板的20 000种已被确认的零件中，有7000种从未使用过!被确认零件中的1／3未被使用于任何产品。然而，任何一个工程师都可能未经认同或批准，就想当然地选择那些还未被使用过的零件中的一个，或者把新的零件添加到系统中。在这种情况下，这些未被使用过的零件应当立刻从被确认的零件表中删除。
(6)按合同制造。有时，一个目光短浅的商业策略可能会破坏在标准化方面所进行的努力。在市场低迷的状况下，为了应付工厂开工不足的压力，有些企业实际上按合同生产。这种“要么利用、要么失去’’(use-it-or-lose-it)的方法可能会带来一些额外的收入，但从长远来看常常是赔钱的。实际上，如果在成本统计中考虑其中的一般性管理费用以及加速制造许多新产品所需的大量学习费用，这一问题就会显现出来。
(7)合并及其后果。产生多余内部多样化的另一个原因是由于公司兼并造成的不同产品的合并，以及由此而带来的企业、产品、专利等
方面问题。原来隶属于不同企业的产品很可能有非常不同的零件和工艺。因此，应当在作出这些决定的基本因素表中加入柔性制造因素。
(8)重复的零件。如果产品设计人员不知道已有什么零件，那么，即使已经有完全相同的零件，他们还会常常把“新的”零件“添加”到数据库中。即使他们猜想可能会有所需要的零件，也可能会提出一个新的外购件，甚至设计一个新零件，而不愿花费稍多的时间去查找现有的零件。工程师们经常发现，从使用不方便的数据库里查找一个零件，比设计或购买一个新的零件更困难。
许多企业有成百上千种这样的情况：同一个零件有两三个，甚至多个以不同的零件编号定义的版本，而在可以用一个“相近”零件代替新零件的时候，这种情况就更多了。
根据作者的建议，一个宇航公司对这种情况进行了研究并且发现，它竟有900种垫片!显然，设计第901种垫片比在900种里查找更方便一些。
一家大型机床公司在研究了这种情况后发现，该企业有521种非常相似的齿轮，最后，将它们重新归类成30种标准齿轮，原来的齿轮种类竟比所需的多17倍以上！平均每种齿轮有17个功能或各个方面都相同的“复制件”。
1.4 消除重复的相同零件
相同零件的重复所带来的问题，不仅仅在于造成显而易见的、生产额外零件所需额外材料的一般性管理成本，很可能要为每个需要相似零件的产品单独订购这些零件，这使得在零件采购时无法获得与订
货数量有关的折扣和进行统一订货可能带来的及时交货，而且，订货数量太小容易造成零件的短缺。有趣的是，造成生产延误、短缺的零件可能正以不同的零件编号保存在别的零件箱里。
在大规模定制环境下，如果不同的产品使用编号不同的相同零件，这个问题就会更加严重。例如，对印制电路板的装配而言，由于零件箱是根据物料明细表中的零件编号进行安排的，所以可能要用自动装载设备来装载不同零件箱里的相同零件。即使机器的操作者注意到了这一点，但他们既没有时间也没有权力在现场将这些零件进行合并。如果产品族中的零件(包括重复的零件)比设备零件箱可容纳的零件多，那么，单单这种零件的重复就会妨碍柔性操作。在这种情况下，不得不为每个产品进行两次零件装载，而这正是在大规模定制中必须取消的准备工作类型。
避免出现上述情况的一个方法是，让现存零件的查找比采用新零件更加方便。下面的两种技术将做到这一点。
1.4.1零件列表
许多零件是以如表5—1所示的逻辑J帧序列表的。简单地将所有已有零件按顺序列表，并把该表交给设计部门，鼓励工程师们尽可能使用现有的零件。后面将说明从这些表中决定首选零件的过程。
表5-1 零件类型排列顺序示例
1.4.2．零件管理软件
对那些未以顺序列表形式提供的零件，或因缺乏计算机管理、数据库使用不便、描述一致、多数据库、字段中的非结构化数据和其他信息系统复杂性等原因造成的不利情形来说，零件管理软件是必需的。CADIS-PMX是一个零件管理数据库和“搜索引擎”，它根据零件属性而非企业的零件编号或供货商的类别号，将所有零件按层次分类。该软件可以把分类结果通过友好的图形客户界面传递给工程师，甚至还能简化数据库字段中非结构化数据的提取。
Tektronix公司用这种工具从现行的包括15万种零件的数据库中取消了32 000种零件。Tektronix公司的副总裁兼首席信息官鲍勃·万斯(Bob Vance)是这样总结取消多余零件的效果的：“没有哪个领域能使制造企业只通过这么少的努力，就对其基础产生如此巨大的影响。我们希望在不承担过重的零件库存压力下，将我们的资源投入到产品创新和客户服务中。”
1.5零件种类激增的后果
零件种类激增的最终后果是大多数企业拥有数千甚至数万不同的零件种类(零件编号唯一)。内部的多样性几乎从来就是不必要的，但零件种类的激增却常常引起这种后果。由于缺乏任何标准化的目标或意识，设计人员只是简单地为新设计选择新零件，却从不考虑优先使
用相似的零件。
只要简单地查询各类零件现行的零件编码总数，企业就可以了解到当前零件种类激增的程度。在很多情况下，零件种类的激增似乎是显而易见的，甚至对大多数偶然的观察者也是如此。揭示零件种类激增的另一种方法是，汇总与零件相关的所有一般性管理费用中的“材料”预算。最后，希望这些方法能够推动现有重复零件的消除，以及按照后面讲述的有效方法进行新的设计，从而大大减少零件的种类。
2、零件通用化方法
相对于需要大量工作才能见到成效的减少零件种类的措施而言，下面这些简单易行的方法更加有效。减少现行的零件编号，如从20 000个减到15 000个，虽然多少能够降低一些材料的一般性管理费用，但还没有达到使得工厂能够柔性地制造产品的程度。
零件的通用化是通过将某些首选零件进行标准化，而减少不同零件(零件种类)数目的非常有效的方法。通常应用于外购零件，但也适用于自制的零件。
零件通用化的方法建立在“从零开始”的原则上，该原则提出一个简单的问题：“何为设计新产品所需的最小的零件表?”如果假设企业(或一个新的竞争者)刚刚进入这个生产领域，正在决定全新的产品系列需要什么零件，那么就比较容易回答上述问题。新竞争者的一个优势在于，能够拥有一个没有过多零件负担的、全新的起点。设想该竞争者在通用零件的基础上同时设计整个产品系列，再设想如何在企业内部做同样的事情。这就是所谓的“从零开始”(zero-based)的方法。
从字面上理解，“从零开始”的方法就是从“无”开始，只往零件表上增添必需的零件，它与从数量巨大的零件表中删除零件相反。如同清理一个混乱的抽屉、钱包或者工具箱，清除不想要的东西非常费劲，而且效率不高。效率更高的“从零开始”的方法是把所有东西清空后，只把必要的放回去。这两种方法的区另U在于，剩下的“废物”放在何处，是
在抽屉、钱包或工具箱里，还是在垃圾桶里。同样，因为要清除系统中的废物(多余的零件种类)，所以减少零件种类的工作比较困难，而“从零开始”的方法则在开始时就清除了废物。如果产品的设计是在通用零件的基础上进行的，那么，废物就是不会被使用的、没有必要的零件。这些多余零件不仅增加了一般性管理费用，而且降低了工厂的效率和机器利用率，这是因为，设计的产品所需要的零件比能够分发到每个使用地点的零件要多，从而造成了生产系统的准备工作。
通用化方法确定了新设计所需的最小的零件清单，其目的不在于消除已有产品所用的零件，除非通用零件在所有方面都具有与之相同的功能。在这种情况下，如果新的通用零件比已有产品中的旧零件有更好的性能，则可把这个通用零件作为相同的或更好的零件替换旧零件。
请记住，在产品迅速过时和生命周期缩短的今天，即使只在新产品上实施零件的通用化，所有老产品也会在几年内被淘汰。
下面说明如何运用“从零开始”的方法实施零件的通用化。
2.1 确定零件固有的通用性
产品通用化、系列化、组合化(模块化)设计的基本理论
标准宣贯： 产品通用化、系列化、组合化（模块化）设计的基本理论 一、通用化 在新产品研制时，应优先采用继承型通用化形式。即先用同类或同系列现有设备中可继承的单元或要素，亦即最大限度地采用在功能上与尺寸上可互换的标准件、通用件、借用件、原材料及品种、规格、结构、尺寸要素等。 在不能采用继承型通用化形式时，可采用开发型通用化形式。即通过对未来发展需求的预测，有目标、有选择地研制某些通用化单元，这些单元的预期应用范围应该尽可能地被得到扩大，即可应用于同类或同系列的其他设备中。 二、系列化 1、概念 系列化：是同类型产品，按使用要求的规律，根据一定的技术经济原则，考虑目前和将来的发展，合理安排不同的尺寸、参数，使基本结构一致的产品，从小到大，由低到高，形成系列，以实现优质、高产、低消耗。 产品系列：具有相同的使用条件和结构特征，相同的设计依据，且基本尺寸、参数按一定规律排列的一组产品称为产品系列。 产品系列化工作：按产品系列的规律去设计制造和发展产品的工作，叫产品的系列化工作。 典型结构：适用范围最广，通用性最强，工艺性最好，适合大量生产，且结构、型状简单，便于组合，使用方便的结构。 基型产品：采用典型的结构（电路）设计的产品，它是该类产品中的基本（电路）型式。 变型产品：对基型产品某一部分结构（电路）进行了改变以适应某一方面的特殊需要，所设计出来的产品，与基型产品相比，主要表现在改变性能与规格。 基本系列：以基型产品构成的系列称为基本系列。系列内部各产品间，只是参数大小的变化，没有其它性能的改变。 派生系列：由变型产品所形成的系列称为派生系列。 2、系列化设计的任务与要求 系列化设计是以基型产品为基础，根据社会需要，分期、分批地设计出同一系列内的各种尺寸、参数产品系列。 一是在整顿老产品的基础上，淘汰落后及没有发展前途的产品，选择好的产品纳入产品系列进行生产；一是根据生产、技术的发展，采用先进技术，设计发展新的产品系列。 系列化设计应根据合理规划的产品型谱来逐步实现。系列设计中应认真贯彻与产品有关的各种标准。参数、尺寸的选择应符合优先数系的规定（只要在取值上不受已有标准限制，不受配套产品限制的情况下，应最大限度地采用优先数，GB/T 321-2005。）。在产品整顿时，应对品种规格杂乱，需要量较大的那些老产品，通过调查分析，从优先数系（或相应的标准规定）中选用合适的系列作为产
机械制造装备设计的方法
机械制造装备设计的方法 机械制造装备设计的主要方法为创新设计方法、系列化设计方法和模块化设计方法。其中创新设计方法的步骤最为典型，可划分为产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶段。 一、机械制造装备设计的典型步骤 （一）产品规划阶段 产品规划阶段主要包括需求分析、调查讨论、猜测、可行性分析及编制设计任务书等内容。 （二）方案设计阶段 方案设计阶段实质上是依据设计任务书的要求，进行产品功能原理的设计。方案设计阶段大致包括对设计任务的抽象、建立功能结构、寻求原理解与求解方法、形成初步设计方案和对初步设计方案的评价与筛选等步骤。 （三）技术设计阶段 技术设计阶段是将方案设计阶段拟定的初步设计方案详细化，确定结构原理方案；进行总体技术方案设计，确定主要技术参数及总体布局；进行结构设计，绘制装配草图，初选主要零件的材料和工艺方案，进行各种必要的性能计算；假如需要还可以通过模型试验检验和改善设计；通过技术经济分析选择较优的设计方案。 （四）工艺设计阶段 工艺设计阶段主要进行零件工作图设计、完善部件装配图和总装
配图，进行商品化设计，编制各类技术文档等。 二、系列化设计 系列化设计方法是在设计的某一类产品中，选择功能、结构和尺寸等方面较典型的产品为基型，以它为基础，运用结构典型化、零部件通用化、标准化的原则，设计出其他各种尺寸参数的系列产品，构成产品的基型系列。在产品基型系列的基础上，同样运用上述原则，增减、更换或修改少数零部件，派生出不同用途的变型产品，构成产品的派生系列。 为了缩短产品的设计、制造周期，降低成本，保证和提高产品的质量，在产品设计中应遵循系列化设计的方法，以提高系列产品中零部件的通用化和标准化程度。系列化设计方法应遵循“产品系列化、零部件通用化、标准化” 原则，简称“三化”原则。有时将“结构的典型化”作为第四条原则，即所谓的“四化” 原则。 三、模块化设计 模块化设计的基本概念是：为了开发多种不同功能结构，或相同功能结构而性能不同的产品，不必对每种产品单独进行设计，而是细心设计出一批功能模块，将这些模块经过不同的组合来构造具有不同功能结构和性能的多种产品。 模块也应当用系列化设计原理进行，即每类模块具有多种规格，其规格参数按肯定的规律变化，而功能结构则完全相同，不同模块中的零部件尽可能标准化和通用化。
标准化、模块化、系列化
标准化、模块化、系列化
标准化 一、标准化的有关概念 标准：为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性文件。该文件经协商一致制定并经一个公认机构的批准。 注：标准应以科学、技术和经验的综合成果为基础，以促进最佳社会效益为目的。 标准化：为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同和重复使用的规则的活动。 注：①上述活动主要是包括制定、发布及实施标准的过程。 ②标准化的重要意义是改进产品、过程和服务的适用性，减少和消除贸易技术壁垒，并促进技术合作。 由上述定义可见，标准是一种特殊文件，是现代化科学技术成果和生产实践经验相结合的产物，它来自生产实践反过来又为发展生产服务，标准随着科学技术和生产的发展不断完善提高。而标准化是一种活动，主要是指制定标准、宣传贯彻标准、对标准的实施进行监督管理、根据标准实施情况修订标准的过程。这个过程不是一次性的，而是一个不断循环、不断提高、不断发展的运动过程。每一个循环完成后，标准化的水平和效益就提高一步。 标准是标准化活动的产物。标准化的目的和作用，都是通过制定和贯彻具体的标准来体现的。所以标准化活动不能脱离制定、修订和贯彻标准，这是标准化最主要的内容。
汽车结构、零件加以简化并制定成标准，实现了零件互换，组织专业化大批量生产，不仅产量高，质量好，而且易于维修和更换配件，劳动生产率大幅提高，成本显著下降，几乎垄断了美国汽车市场，这是工业化初期简化成功的一个典型。世界上许多国家在工业化过程中都曾把简化作为克服产品规格杂乱、扩大生产批量、组织专业化生产的措施而广泛应用，至今仍然如此。 简化的应用领域极其广泛，就产品而言，从构成产品系列的品种、规格，原材料和零部件的品种、规格，工艺装备的种类，都可作为简化对象。在管理活动中，可以作为简化对象的事物也很多，如语言(包括计算机语言)、术语、符号、指示图形、编码、程序、管理方法等，都可通过简化防止不必要的重复，提高工作效率。 (二) 统一化 统一化是把同类事物两种以上的表现形态归并为一种或限定在一个范围内的标准化形式。从现代标准化的角度来说，统一化的实质是使对象的形式、功能或其他技术特性具有一致性，并把这种一致性通过标准确定下来。因此，统一化的概念与简化的概念是有区别的，前者着眼于取得一致，即从个性中提炼共性；后者肯定某些个性同时并存，着眼于精炼。简化的目的并非简化为只有一种，而是在简化过程中保存若干合理的种类。统一化的目的是消除由于不必要的多样化而造成的混乱，为正常活动建立共同遵循的秩序。 统一化可分为两大类型：第一，绝对的统一，它不允许有灵活性。例如，标志、编码、代号、名称、运动方向(开关的旋转方向、螺纹
模块化设计
模块化设计 模块化设计，简单地说就是程序的编写不是开始就逐条录入计算机语句和指令，而是首先用主程序、子程序、子过程等框架把软件的主要结构和流程描述出来，并定义和调试好各个框架之间的输入、输出链接关系。逐步求精的结果是得到一系列以功能块为单位的算法描述。以功能块为单位进行程序设计，实现其求解算法的方法称为模块化。模块化的目的是为了降低程序复杂度，使程序设计、调试和维护等操作简单化。 模块化设计（Block-based design） 模块化设计是对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通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。 （一）模块化设计概念 所谓的模块化设计，简单地说就是将产品的某些要素组合在一起，构成一个具有特定功能的子系统，将这个子系统作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合，构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品。模块化设计是绿色设计方法之一，它已经从理念转变为较成熟的设计方法。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，增加产品系列，提高产品质量，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、升级、维修和产品废弃后的拆卸、回收和处理。 (二)模块化设计原理 模块化产品是实现以大批量的效益进行单件生产目标的一种有效方法。产品模块化也是支持用户自行设计产品的一种有效方法。产品模块是具有独立功能和输入、输出的标准部件。这里的部件，一般包括分部件、组合件和零件等。模块化产品设计方法的原理是，在对一定范围内的不同功能或相同功能、不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通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。这是相似性原理在产品功能和结构上的应用，是一种实现标准化与多样化的有机结合及多品种、小批量与效率的有效统一的标准化方法。 模块化与系列化 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装备产品发展的一个趋势。
供电系统通用化序系列化模块化三化设计方案
供电系统通用化序系列化模块化三化设计方案 供电系统通用化序系列化模块化三化设计方案 目录 •引言 •一、背景 •二、目标 •三、方案概述 •四、具体实施步骤 •五、效益评估 •六、风险评估 •七、总结 引言 供电系统是建筑物及设施正常运行所必需的重要组成部分。为了提高供电系统的可靠性、稳定性和维护性，推动供电系统通用化序列化模块化三化设计方案的研发和实施具有重要意义。
一、背景 现阶段，供电系统设计普遍存在缺乏标准化、通用化和模块化的问题。供电系统的各个环节各自为战，导致设备选型不统一，维护和管理难度较大，耗费人力物力。为了解决这一问题，我们提出了供电系统通用化序列化模块化三化设计方案。 二、目标 本方案的主要目标是： 1. 提高供电系统的标准化程度。 2. 实现供电系统的通用化设计，减少重复工作，提高工作效率。 3. 实施供电系统的序列化和模块化设计，降低设计和运维成本。 4. 提升供电系统的可靠性、稳定性和维护性。 三、方案概述 该方案主要包括以下几个方面的内容： 1. 建立供电系统设计标准和规范，明确各个环节的设计要求。 2. 开发供电系统设计软件工具，帮助设计师实现标准化和通用化设计。 3. 设计供电系统的模块化组件，实现快速组装和调试。 4. 建立供电系统的序列化生产线，减少生产成本和时间。 5. 实施供电系统的可视化监控和管理，提高维护效率。 四、具体实施步骤 详细的方案实施步骤如下： 1. 建立供电系统设计标准和规范，与相关部门进行协商和沟通。 2. 开发供电系统设计软件工具，包括设计模板、自动化计算和优化等功能。 3. 设计供电系统的模块化组
模块化与标准化
模块化与标准化 1、标准化与模块化的定义 标准化是在一定范围内获取最佳秩序．对现实问题和潜在问题制定共同使用的和重复使用的条款的活动；模块化是在产品设计制造中，以功能分析为基础的一种现代设计方法。以系统功能的观点，采用分解和组合的方法建立模块体系。把若干具有相同或不同功能，可以互相置换的模块，经不同的组合，而形成不同的系统，这种组合的全过程称为模块化。 2、标准化与模块化的作用 标准化是现代化大生产的必要条件，是实现科学管理和现代化管理的基础，是消除浪费、节约活劳动和物化劳动的有效手段，是扩大生产、调整产品结构和产业结构的手段，是促进科学技术转化成生产力的平台。主要作用在于为其预期目的的改进产品、过程和服务的适用性，防止技术壁垒，便于技术合作。 模块化是新经济时代下的新事物。模块化是标准化的提升。设计中采用模块化可以节约成本，缩短周期，减少品种，提高效率。模块化可以通过模块的增、减或调换来达到产品的多功能。模块化设计可以用最少量的模块组合，继承、重复已有标准化的产品，加速产品的更新换代和产品的发展。产品通过更换模块方式，便于维修，降低生产和使用成本。计算机产业走在模块化的前端。你随便用一个牌子的显示器配另一个牌子的主机用起来绝对不成问题。这里显示器和主机就是模块，它们之间有统一的标准化接口。 3、设计模块化与标准化 模块化是在综合标准化系列化、组合化等特点的基础上发展起来的一种标准化的高级形式。模块化是市场需求多样化、多变化与产品开发能力尖锐矛盾的情况下，以不变应万变，以少变应多变的产品开发策略。以尽可能少的投入生产尽可能多的产品，以最为经济的方法满足各种要求。以实现效益最大化。 模块化设计，简单地说就是将产品的某些要素组合在一起，构成
产品通用化、系列化、组合化（模块化）设计的基本理论
产品通用化、系列化、组合化（模块化）设计的基本理论 标准宣贯： 产品通用化、系列化、组合化（模块化）设计的基本理论一、通用化 在新产品研制时，应优先采用继承型通用化形式。即先用同类或同系列现有设备中可继承的单元或要素，亦即最大限度地采用在功能上与尺寸上可互换的标准件、通用件、借用件、原材料及品种、规格、结构、尺寸要素等。 在不能采用继承型通用化形式时，可采用开发型通用化形式。即通过对未来发展需求的预测，有目标、有选择地研制某些通用化单元，这些单元的预期应用范围应该尽可能地被得到扩大，即可应用于同类或同系列的其他设备中。 二、系列化 1、概念系列化：是同类型产品，按使用要求的规律，根据一定的技术经济原则，考虑目前和将来的发展，合理安排不同的尺寸、参数，使基本结构一致的产品，从小到大，由低到高，形成系列，以实现优质、高产、低消耗。 产品系列：具有相同的使用条件和结构特征，相同的设计依据，且基本尺寸、参数按一定规律排列的一组产品称为产品系列。 产品系列化工作：按产品系列的规律去设计制造和发展产品的工作，叫产品的系列化工作。 典型结构：适用范围最广，通用性最强，工艺性最好，适合大量生产，且结构、型状简单，便于组合，使用方便的结构。 基型产品：采用典型的结构（电路）设计的产品，它是该类产品中的基本（电路） 型式。 变型产品：对基型产品某一部分结构（电路）进行了改变以适应某一方面的特殊需要，所设计出来的产品，与基型产品相比，主要表现在改变性能与规格。
基本系列：以基型产品构成的系列称为基本系列。系列内部各产品间，只是参数大小的变化，没有其它性能的改变。 派生系列：由变型产品所形成的系列称为派生系列。 2、系列化设计的任务与要求 系列化设计是以基型产品为基础，根据社会需要，分期、分批地设计出同一系列内的各种尺寸、参数产品系列。 一是在整顿老产品的基础上，淘汰落后及没有发展前途的产品，选择好的产品纳入产品系列进行生产；一是根据生产、技术的发展，采用先进技术，设计发展新的产品系列。 系列化设计应根据合理规划的产品型谱来逐步实现。系列设计中应认真贯彻与产品有关的各种标准。参数、尺寸的选择应符合优先数系的规定（只要在取值上不受已有标准限制，不受配套产品限制的情况下，应最大限度地采用优先数，GB/T 321-2005 。）。在产品整顿时，应对品种规格杂乱，需要量较大的那些老产品，通过调查分析，从优先数系（或相应的标准规定）中选用合适的系列作为产品的主要参数系列，从而简化品种规格，使产品走上标准化的轨道。设计中应按相似设计的原理，使系列产品的结构、电路及其零部件达到最大限度的通用化。 系列化设计要按照使用与生产的要求，统筹安排，注意技术上的先进性，考虑生 产上的合理性，使系列品种达到技术上从新、结构上从简、质量上从严，成本上从廉，用尽可能少的品种规格满足生产、使用部门的要求。 3、系列化设计的方法与步骤 （1）找到同类产品的共同规律按照产品的共同特征或共同特性，寻求同类产品的共同规律； （2 ）确定典型结构（对新技术、新工艺、新材料应事先进行必要的试验）。典型结构应最大限度的采用标准件和通用件。典型结构的设计应以基型产品为主，并考虑到变型产品的需要。典型结构作为单独设计时，一定要经过试制、鉴定定型，经过反复试验、生产、使
浅谈产品研制“三化”工作
浅谈产品研制“三化”工作 【内容摘要】本文叙述了“三化”的概念，阐述了在国防科技工业领域中产品研制“三化”工作的必要性，提出了在研制各阶段“三化”的工作内容和工作方法，国防科技工业领域主要是指核、航天、航空、船舶、兵器等行业装备型号以及其他有关行业配套产品。 关键词产品研制；三化 1 “三化”的基本概念 “三化”是指通用化、系列化和组合化（模块化），其含义、应用对象及相互关系如下。 1.1 通用化 （1）通用化的概念 通用化是通过简化和优化各类产品单元，充分发掘具有同一功能且有互换性的通用单元，并最大限度地扩大其重复使用和共同使用范围的一种标准化形式。 （2）通用化的对象 通用化的对象极为广泛，只要是有利于避免或减少重复劳动、节约资源的产品单元都可以是通用化的对象。它可以是系统、分系统、设备、组件、零部件、元器件、原材料，甚至是零件的结构要素。通用化的对象可以是硬件，也可以是软件，既可以是出厂产品，也可以是工艺装备。 1.2 系列化 （1）系列化的概念
系列化是从产品使用要求和发展规律出发，将同一功能产品的主要参数或规 格按一定的数系或要求作合理规划，并对其型式和结构进行简化和统一，使产品 有序发展并形成一定的系列，以满足用户广泛需求的一种标准化形式。 （2）系列化的对象 系列化的对象与通用化的对象基本相同，也非常广泛，但系列化产品要求形 成系列，品种规格要尽量齐全，以适应更广泛的范围，这只有较低层次产品容易 实现，所以系列化对象的产品层次一般要比通用化产品层次低一些。 1.3 组合化（模块化） （1）组合化的概念 组合化也叫模块化，他是在对某一类产品进行功能分析和结构分解的基础上，划分并设计、生产一系列不同功能的能重复利用的通用单元（通用模块），然后 在新产品开发时选取相应的通用单元（通用模块），并补充专用单元（模块）和 零部件，组合成能满足各种需要的新产品的一种标准化形式。 （2）组合化的对象 由于组合化的目标是要最大限度得采用具有独立功能的通用模块组合成更高 一级功能的产品，所以组合化的主要对象在产品中具有较高层次的产品。模块可 大可小可以分级。 1.4 通用化、系列化、组合化之间的关系 通用化、系列化、组合化作为三种标准化形式，他们既相互联系，又有差别。 通用化是指同一功能、同一规格产品之间的相互代替，它是“三化”中最基 本的概念和形式，不但应用广泛，而且也是系列化、组合化的基础。 系列化主要是指同一功能、不同规格的许多产品，不但每个产品都是通用单元，而且还要形成系列。所以系列化是建立在通用化基础之上，使同一功能、一 系列不同规格的产品单元应用范围更广的一种形式。
产品的标准化与模块化
产品的标准化与模块化 在当今的市场经济中，每个企业都在不断地寻求提高产品质量、降低生产成本和增加市场竞争力的方法。其中，产品的标准化与模块化是不可忽视的重要手段。 产品标准化的概念 产品标准化是指为了达到规范、统一、稳定、高效的生产目的，对产品和生产过程进行统一和规范的管理。它是通过制定相同的规范、标准，以及生产和测试工艺，来达到降低生产成本、提高产品质量和形成重复使用的生产要素的目的的管理方式。 产品标准化有很多好处。首先，它能够统一产品规格，使得产品的质量得到保证。其次，产品标准化能够简化生产工艺，降低生产成本。最后，产品标准化也可以为产品生命周期管理提供依据，使得产品可追溯，便于管理和维护。 产品模块化的概念 产品模块化是指将一个完整的产品按照功能或结构分成若干个相对独立的部分，每个部分为一个模块。每个模块可以根据需要加以组合，形成具有不同功能的产品。而这些模块之间是相对独立的，可以进行独立的设计、制造和维护。 产品模块化的好处也很多。首先，它能够提高产品的可维护性和可升级性，用户可以根据需求进行装配和升级。其次，产品模块化能够加快产品的开发速度，因为不同模块可以由不同的团队开发，从而提高了开发效率。再次，产品模块化能够简化生产管理，降低生产成本，提高产品质量。 产品标准化与模块化的关系 产品标准化与模块化有很大的关系。首先，产品标准化可以帮助模块化，因为产品标准化提供了统一的工艺和测试标准，使得模块开发可以更加规范和高效。其次，产品模块化是在产品标准化的基础上进行的，产品标准化是模块化的基础。 在实际应用中，产品标准化和模块化经常会结合使用。例如，某公司生产一类机器，发现这些机器中有一些部件经常需要更换，为了方便用户更换部件，该公司可以将这些部件做成相对独立的模块，用户可以根据需要进行更换。这样，不仅方便了用户，还降低了维护成本。
对产品模块化与系列化设计的探讨
对产品模块化与系列化设计的探讨 产品模块化与系列化设计是现代产品设计与制造中重要的概念和方法。它们可以提高产品的灵活性、可维护性和可扩展性，同时降低生产成本和 提高市场竞争力。本文将从定义、优势和实施等方面对产品模块化与系列 化设计进行探讨。 一、定义 产品模块化是指将产品的各个功能模块进行划分，使其成为相互独立、可独立设计、制造、组装和维护的子系统或组件，通过标准化的接口与其 他模块进行连接和组合。模块化设计可以使产品具有更高的灵活性，可以 根据市场需求和个性化要求进行定制化设计，降低设计和制造的成本。 产品系列化是指在一个产品系列中，通过共享模块和组件来实现多种 不同规格、功能和配置的产品。通过系列化设计，可以降低产品的开发和 生产成本，提高市场反应速度，同时也可以提高产品的品牌影响力和市场 竞争力。 二、优势 1.提高产品的灵活性：产品模块化设计可以将产品的各个功能模块进 行划分，使其成为相互独立的部分，可以根据市场需求和个性化要求进行 定制化设计。同时，模块化设计还可以使产品快速迭代，提高产品的更新 换代速度。 2.降低生产成本：产品模块化设计可以将产品的各个功能模块进行标 准化设计，通过模块的共享和重复利用，可以降低产品的设计、制造和组 装成本。同时，模块化设计还可以降低产品的库存和运输成本。
3.提高产品的可维护性和可扩展性：产品模块化设计可以将产品的各 个功能模块进行独立设计和制造，使其具有更好的可维护性和可扩展性。 当一些功能模块发生故障时，可以通过更换模块来进行修复，而不需要对 整个产品进行维修。同时，可以通过增减模块的方式来扩展产品的功能和 性能。 4.提高市场竞争力：产品模块化设计可以使企业更加灵活地应对市场 需求的变化，快速推出满足不同需求的产品。通过产品的定制化设计和个 性化定制，可以提高产品的差异化竞争力，增加市场份额。 三、实施 实施产品模块化与系列化设计需要从产品设计、制造和组装等多个环 节进行考虑。 在产品设计阶段，需要对产品的各个功能模块进行划分，确定模块之 间的接口和连接方式。同时，还需要考虑模块的标准化设计和重复利用， 以降低成本和提高灵活性。 在产品制造阶段，需要对各个模块进行独立制造和组装，确保模块的 质量和性能符合要求。同时，还需要建立模块化设计的生产线和工艺流程，以提高生产效率和降低制造成本。 在产品组装阶段，需要通过标准化的接口和连接方式将各个模块进行 组装。同时，还需要进行模块的测试和调试，确保产品的整体性能符合要求。 总之，产品模块化与系列化设计是现代产品设计与制造中的重要概念 和方法。它们可以提高产品的灵活性、可维护性和可扩展性，同时降低生 产成本和提高市场竞争力。通过将产品的各个功能模块进行划分和标准化
产品通用化、系列化、组合化
产品通用化、系列化、组合化 1.尺寸互换性和功能互换性的进一步提高，使更多的零部 件能够通用； 2.扩大通用件的范围，使通用件的比例越来越大； 3.加强通用件的标准化设计，提高通用件的质量和可靠性； 4.推广通用件的应用范围，使其在更多的产品中得到应用； 5.加强通用件的管理和维护，保证其长期有效使用； 6.推动国际通用件的标准化，促进国际贸易的发展。 产品通用化是通过标准化、模块化、可替换性等技术手段实现的，其目的在于提高生产效率、降低成本、提高质量、增强市场竞争力。因此，企业应该重视产品通用化的发展，采取科学的方法和有效的措施，实现产品通用化的优化和提升。 确定参数系列 确定在上下限之间的参数如何分类、分级，整个系列安排多少档，档与档之间选用怎样的公比等，是确定产品系列的重要步骤。常见的数值系列分级有一般数值和优先数系列。
一般数值系列主要有以下几种数列： 1.等差数列：等差数列是算术级数，其中任意相邻两项之差是一常数。它是最简单的一种数值分级方法，适用于轴承、紧固件等，优点是构成简单，便于分级。但是，它的主要缺点是相邻两项的相对差不均匀，造成数值小的参数之间相对差反而大，数值大的参数之间相对差反而小，不符合许多产品参数分布规律的要求。 2.阶梯式等差数列：为了克服等差数列的缺点，有时可把等差数列中各段的公差分成不同的值。这种数列可使数值大的参数之间差值增大，从而使整个系列保持适当的密度。但是，阶梯式等差数列项差的变化是不连续的，分级之间出现跳跃式的剧增或剧减，不易把整个数列的变化规律控制在最佳状况。 3.几何级数（等比级数）：几何级数的特点是任意相邻二项之比为一常数。这种数列可用于电子元器件、光学仪器等，但是它的缺点是构成复杂，难以分级。
标准化知识
标准化知识——通用化、系列化、组合化 “通用化、系列化、组合化”是标准化的重要内容和主要形式，在产品研制中采用“通用化、系列化、组合化”设计方法，是标准化原理和标准化方法在产品开发中的具体运用。产品“通用化、系列化、组合化”程度是产品设计水平高低的重要标准，直接影响到开发周期、产品质量、生产成本、售后服务等各方面。 1.“通用化、系列化、组合化”的基本概念 1.1通用化(generalization) 通用化是最大限度地扩大同一单元使用范围的一种标准化形式。它是以互换性为前提的。通用化单元的通用性越强,应用范围越广,则其效果越好。 通用化的含义是指在系统中最大限度地使用相同的模块,以提高系统重构能力及后勤保障能力并降低费用。应用最早、最多的通用化件是连接标准件，每类连接件的功能是相同的，经过总结抽出来制成各种独立的通用模块,如螺栓、销、轴承等,这就大大减少了工作中零件的种类及所需配件的数目。通用化与模块化有着密切的关系,要通用化必须首先做到模块化;反之,模块化的好坏又以通用化为度量的准则之一。通用化重点强调规范、标准,是通过贯彻统一的标准和规范来实现的，往往包括系统标准、模块功能技术规范、模块接口规范和模块机械结构标准等。产品开发部门可根据功能要求灵活地选用各种通用模块,配以少量的专用模块构成专用的系统。 1.2系列化(Seriation) 系列化是根据同一类产品的发展规律和使用需求,将其主要参数按一定数列作合理安排或规划,还对其型式和结构进行规定或统一,从而有目的地指导同类产品发展的一种标准化形式。 系列化包括了二层意义:一是物理的结构。二是按功能的分配。 1.3组合化(combinatorization) 组合化是对一定范围内的不同产品进行功能分析和分解的基础上,划分并设计、生产出一系列通用模块或标准模块,然后,从这些模块中选取相应的模块,并补充新设计的专用模块和零部件一起进行相应的组合,以构成满足各种不同需要的产品的一种标准化形式。模块可能不同于产品的组件或部件。模块不同于电子元器件或集成块。不是产品的所有组成部分都能形成模块。 目前,组合化一般有两种类型,一种是组件化(unitization),另一种是模件
模块化设计
模块化设计 （Block-based design）模块化设计是对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通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。 一、模块化设计 （一）模块化设计概念 所谓的模块化设计，简单地说就是将产品的某些要素组合在一起，构成一个具有特定功能的子系统，将这个子系统作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合，构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品。模块化设计是绿色设计方法之一，它已经从理念转变为较成熟的设计方法。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，增加产品系列，提高产品质量，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、升级、维修和产品废弃后的拆卸、回收和处理。 (二)模块化设计原理 模块化产品是实现以大批量的效益进行单件生产目标的一种有效方法。产品模块化也是支持用户自行设计产品的一种有效方法。产品模块是具有独立功能和输入、输出的标准部件。这里的部件，一般包括分部件、组合件和零件等。模块化产品设计方法的原理是，在对一定范围内的不同功能或相同功能、不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通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。这是相似性原理在产品功能和结构上的应用，是一种实现标准化与多样化的有机结合及多品种、小批量与效率的有效统一的标准化方法。 二、模块化与系列化
简介 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装备产品发展的一个趋势。 模块的三大特征 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，可以对模块单独进行设计、制造、调试、修改和存储，这便于由不同的专业化企业分别进行生产； 2.互换性，模块接口部位的结构、尺寸和参数标准化，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要； 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。 （一）模块化与系列化、组合化、通用化、标准化的关系 模块化设计技术是由产品系列化、组合化、通用化和标准化的需求而孕育的。系列化的目的在于用有限品种和规格的产品来最大限度、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专用部件、零件组合而成的专用产品。通用化是借用原有产品的成熟零部件，不但能缩短设计周期，降低成本，而且还增加了产品的质量可靠性。标准化零部件实际上是跨品种、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行专业化制造。
标准化---标准化作用
标准化---标准化作用 中文名标准化外文名standardizing，normalizing过程制定、发布及实施标准 物流信息标准化 1、简化 2、统一化 3、产品系列化 4、通用化 5、组合化 6、模块化 在国民经济的各个领域中，凡具有多次重复使用和需要制定标准的具体产品，以及各种定额、规划、要求、方法、概念等，都可称为标准化对象。标准化对象一般可分为两大类：一类是标准化的具体 对象，即需要制定标准的具体事物;例如：《茶馆经营服务规范》从制度规范、从业人员的基本条件、职业道德、服务操作、卫生要求等几个方面做出了详细规定，填补了茶馆行业在标准规范上的空白，解决了茶馆行业无标准可依的问题，有利于对茶馆行业进行管理和指导，及茶馆企业进行标准化经营，对推动茶馆行业健康有序发展具有重要意义。 另一类是标准化总体对象，即各种具体对象的总和所构成的整体通过它可以研究各种具体对象的共同属性、本质和普遍规律。 标准化的基本原理通常是指统一原理、简化原理、协调原理和最优化原理。 统一原理 就是为了保证事物发展所必须的秩序和效率，对事物的形成、功能或其他特性，确定适合于一定时期和一定条件的一致规范，并是这种一
致规范与被取代的对象在功能上达到等效。 统一原理包含以下要点： ①统一是为了确定一组对象的一致规范，其目的是保证事物所必须的秩序和效率; ②统一的原则是功能等效，从一组对象中选择确定一致规范，应能包含被取代对象所具备的必要功能; ③统一是相对的，确定的一致规范，只适用于一定时期和一定条件，随着时间的推移和条件的改变，旧的统一就要由新的统一所代替。 就是为了经济有效地满足需要，对标准化对象的结构、型式、规格或其他性能进行筛选提炼，剔除其中多余的、低效能的、可替换的环节，精炼并确定出满足全面需要所必要的高效能的环节，保持整体构成精简合理，使之功能效率最高。 简化原理包含以下几个要点： ①简化的目的是为了经济，使之更有效的满足需要； ②简化的原则是从全面满足需要出发，保持整体构成精简合理，使之功能效率最高。所谓功能效率系指功能满足全面需要的能力; ③简化的基本方法是对处于自然状态的对象进行科学的筛选提炼 剔除其中多余的、低效能的、可替换的环节，精练出高效能的能满足全面需要所必要的环节; ④简化的实质不是简单化而是精练化，其结果不是以少替多，而是以少胜多。 就是为了使标准的整体功能达到最佳，并产生实际效果，必须通过有效的方式协调好系统内外相关因素之间的关系，确定为建立和保持相互一致，适应或平衡关系所必须具备的条件。 协调原理包含以下要点： ①协调的目的在于使标准系统的整体功能达到最佳并产生实际效果;
方案设计中的三化与六性
三化与六性设计 1.三化设计 什么是产品设计的“三化”，通常，人们往往把产品“三化”称之为通用化、系列化、组合化。产品设计的三化，是指在产品设计中遵循通用化、系列化、组合化（模块化）原则，用最少的时间，最经济的投入，最成熟的技术，设计和制造出具有良好适用性的产品的一种系统方法。下面我们简单聊聊这几个方面的内容。 一、通用化 产品设计的通用化就是对某些零件或部件的种类、规格，按照一定的标准加以精简统一，使之能在类似产品中通用互换的技术措施。在产品各个组件、部件或零件等的设计过程中，应充分考虑通用化的设计，各个组成机构之间的结构体应啮合适配，材料尺寸统一，互换性强。通用化还使通用零部件的设计以及工艺设计、工装设计与制造的工作量都得到节约，还能简化管理、缩短设计试制周期。在产品系列化的基础上，尤其是相邻规格的系列产品间允许采用某些相互通用的零部件——通用件。 通用化是现代化大生产发展的客观要求，也是提高生产效率的重要方向之一。它能够减少生产重复现象，消除产品及其元件种类以及工艺型式的不适当的多样化。在通用化基础上增加批量，是建立专业化生产的有效条件，对采用先进设备、改善产品质量的更新速度，缩短掌握新技术的时间，增强市场竞争能力起着积极作用。 二、系列化 系列化是根据产品功能的共性把产品划分为各种类型，按主要参数确定各种类型产品必要的、最低限度的基型品种，用最少的品种满足广大用户对某类产品的样的需求，也有助于提高同类型产品的生产量。在项目产品的研发设计过程中，应考虑构件中的成份能够自成系列，每个系列整体可独立，成为一种过程产品，方便后期的生产制作。 系列化是标准化的高级形式，是标准化高度发展的产物，是标准化走向成熟的标志；系列化是使某一类产品系统的结构优化、功能最佳的标准化形式。系列化通常指产品系列化，但其概念和方法亦适用于零部件设计。它通过对同一类产
通用化、系列化、组合化、标准化
什么是产品通用化 对某些零件或部件的种类、规格，按照一定的标准加以精简统一，使之能在类似产品中通用互换的技术措施。经过统一后，可通用于某些产品中的零件或部件，称为“通用件”。 所谓产品产品通用化是指同一类型不同规格或不同类型的产品和装备中，用途相同、结构相近似的零部件，经过统一以后，可以彼此互换的标准化形式。显然，通用化要以互换性为前提，互换性有两层含义，即尺寸互换性和功能互换性。功能互换性问题在设计中非常重要。例如所设计的柴油机，既可用于拖拉机，又可用于汽车、装运机、推土机和挖掘机等。通用性越强，产品的销路就越广，生产的机动性越大，对市场的适应性就越强。 产品通用化就是尽量使同类产品不同规格，或者不同类产品的部分零部件的尺寸、功能相同，可以互换代替，使通用零部件的设计以及工艺设计、工装设计与制造的工作量都得到节约，还能简化管理、缩短设计试制周期。 产品通用化的必然性 产品通用化是现代化大生产发展的客观要求。随着产品规格、品种日益繁多，生产和需求反映在品种规格上的矛盾日益突出，因此，将作用相同、尺寸接近的各种零部件和技术文件，经过比较分析，合理归并，使其统一，既在技术上是可行的，又在经济上是合理的。 产品通用化是提高社会生产效率的重要方向之一。它能够减少生产重复现象，消除产品及其元件种类以及工艺型式的不适当的多样化。在通用化基础上增加批量，是建立专业化生产的有效条件，对采用先进设备、改善产品质量的更新速度，缩短掌握新技术的时间，增强市场竞争能力起着积极作用。由于产品结构中尽量采用通用件，可以简化产品设计、减少工艺准备的工作量，从而使生产组织和生产计划工作进一步完善。 产品通用化的一般方法 在对产品系列设计时，要全面分析产品的基本系列及派生系列中零部件的个性与共性，从中找出具有共性的零部件，先把这些零部件作为通用件，以后根据情况有的还可以发展成为标准件。如果对整个系列的产品中的零部件都经过认真的研究和选择，能够通用的都使之通用，这就叫全系列通用化。 在单独设计某一种产品时，也应尽量采用已有的通用件。新设计的零部件应 充分考虑到使其能为以后的新产品所采用，逐步发展成为通用件。
标准化、模块化、系列化
标准化 一、标准化的有关概念 标准：为在一定的X围内获得最正确秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规那么、导那么或特性文件。该文件经协商一致制定并经一个公认机构的批准。 注：标准应以科学、技术和经历的综合成果为根底，以促进最正确社会效益为目的。 标准化：为在一定的X围内获得最正确秩序，对实际的或潜在的问题制定共同和重复使用的规那么的活动。 注：①上述活动主要是包括制定、发布及实施标准的过程。 ②标准化的重要意义是改良产品、过程和效劳的适用性，减 少和消除贸易技术壁垒，并促进技术合作。 由上述定义可见，标准是一种特殊文件，是现代化科学技术成果 和生产实践经历相结合的产物，它来自生产实践反过来又为开展生产 效劳，标准随着科学技术和生产的开展不断完善提高。而标准化是一 种活动，主要是指制定标准、宣传贯彻标准、对标准的实施进展监视 管理、根据标准实施情况修订标准的过程。这个过程不是一次性的， 而是一个不断循环、不断提高、不断开展的运动过程。每一个循环完 成后，标准化的水平和效益就提高一步。 标准是标准化活动的产物。标准化的目的和作用，都是通过制定和贯 彻具体的标准来表达的。所以标准化活动不能脱离制定、修订和贯彻 标准，这是标准化最主要的内容。
二、标准化的常用形式 标准化的常用形式是标准化内容的存在方式，也可以说是标准化 过程的表现形态。标准化有多种形式，每种形式都表现为不同的标准化内容，针对不同的标准化任务，到达不同的目的。了解各种标准化形式及其特点，可以在实际工作中根据不同的标准化任务，选择和运用适当的标准化形式，到达优化的目的。 比拟常用的标准化形式有简化、统一化、通用化、系列化等。 (一)简化 简化是指在一定X围内缩减对象(事物)的类型数目，使之在既定 时间内足以满足一般需要的标准化形式。 在任何领域，事物的多样性开展都是普遍的。由于科学、技术、竞争和市场的开展，社会的需求是多样化的，使社会商品的种类剧增。这种社会商品多样化趋势，是社会生产力开展的表现。但在市场竞争的环境下，就有可能出现多余的、低效率的、低功能的类型，这是社会资源和生产力的浪费，既不利于生产的进一步开展，也不利于更好地满足社会需求。简化就是对社会产品的类型进展有意识的自我控制和调节的一种有效形式。 简化这种标准化形式是随处可见的。从每个人料理自己的日常生活，到一项科学研究，管理一个企业、一个国家，可以说无处不在应用。但作为一种科学方法最早在生产中大规模应用的出色代表那么是美国福特汽车公司的创始人H·福特。1903年H·福特创立了福特汽 车公司，采用标准化、系列化、通用化的方法设计了T型汽车，将汽