【产品管理】对产品模块化与系列化设计的探讨
通用化、系列化、组合化解读
一、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.二、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.三、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。
模块化：产品创新开发的平台策略——模块化促进了设计方法的创新
时 ，也 抢 走 了 由这 个 芯 片 产 生 的 生
意。 并且 由于 奔 腾增 强 性 芯片可 以和 为以前的 奔腾芯 片设 计的应 用软件一
品时 ，尤 其是 当这种 新产 品的市 场前 景 看好 时 ，别 的企 业 就想 乘 隙而 人 。 因为换 代新 产品 问世 以后 ，客户 由 旧 技 术 向新技 术转移 过程 中 ，市场 上不
选择 。 一般 来说 ， 由于模块 化产 品 ， 尤 其是 成 系列设计 的产品 ，可 以用 较低 成本 生产 变型 、派 生产 品 ，并且 比核
心 设计 的成 本 低很 多 。因而 以 变型 、
１９ 年 ３ （ Ｓ 投 产 后 ４ 月 ） ９３ 月 即 Ｌ 个 推
出了 ６ —６ Ｍ Ｈｚ的奔 腾 芯 片 。经 过 ０ ６
上周 旋 。当企业 开 发出某一 种新 颖产
隙。 另外 ， 当有 新 的芯 片投 放市 场 每
时 ， 会带 来一 场 因成 本 降低 而 引起 都 的价格 战 ， 它也 为便 携 式 计算机 和 笔 记本 电脑 市场开 发 了一些压 缩形式 的 芯 片 ，填 平 了价 格方 面 的间 隙 ，抢 先 占领 了市 场 。与 此相 类 似 ，当英特 尔 公 司开发 自己的新平 台奔腾 增强芯片
程中 ，运 用平台 填补 间隙 ， 得竞 争 取
优 势的 创造性 经营 。 英特尔于 １９ 年 ｌ 月投产的４６ ９２ １ ８ 系
命短 的 高 科技 产品 ，“ 第一 件 产品 成
本 ”的 挑战越 是严 峻 ，它几 乎成 了许
多企业 难 以逾越 的鸿沟 。
（ 模块 ）的开 发完全独 立于 其他模 块 ，
产品 ， 也就 是 自由地插 入基本 模块 的 内插式 附加模 块构 成的特 殊产品 （ 新 产品 ） 基本模 块提供 基本 功能 ， 。 附加
通用化、系列化、组合化解读
一、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.二、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.三、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。
工业设计如何实现产品的模块化设计
工业设计如何实现产品的模块化设计在当今竞争激烈的市场环境中，产品的设计和开发效率对于企业的成功至关重要。
模块化设计作为一种创新的设计方法，正逐渐成为工业设计领域的热门话题。
它不仅能够提高产品的质量和可靠性，还能缩短产品的开发周期，降低成本，满足消费者多样化的需求。
那么，工业设计如何实现产品的模块化设计呢？首先，我们要明确什么是模块化设计。
模块化设计是指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可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求。
要实现产品的模块化设计，第一步是进行深入的市场调研和用户需求分析。
了解市场趋势、用户的使用习惯和期望，以及竞争对手的产品特点，这是确定产品功能和性能要求的基础。
只有明确了用户的真正需求，才能为模块化设计提供正确的方向。
例如，在设计一款智能手机时，需要了解用户对于拍照、游戏、办公等功能的重视程度和使用频率，以此来确定哪些功能可以模块化，以满足不同用户的个性化需求。
接下来，要对产品进行功能分解。
将产品的整体功能分解为若干个相对独立的子功能，每个子功能可以由一个或多个模块来实现。
在这个过程中，需要遵循功能独立性、结构完整性和接口标准化的原则。
以汽车为例，其功能可以分解为动力系统、传动系统、制动系统、悬挂系统、电子系统等多个子功能，每个子功能都可以设计成独立的模块。
模块划分是模块化设计的关键环节。
模块划分的合理性直接影响到产品的性能、成本和可维护性。
在划分模块时，要考虑模块的功能完整性、结构独立性、可装配性和可维修性等因素。
同时，还要尽量减少模块之间的接口数量和复杂度，以提高模块的通用性和互换性。
比如，在家具设计中，可以将沙发分为座垫模块、靠背模块和扶手模块，每个模块都可以独立生产和更换，方便用户根据自己的需求和喜好进行组合。
模块标准化是实现模块化设计的重要保障。
制定统一的模块标准，包括模块的尺寸、接口、性能参数等，使得不同模块之间能够相互兼容和互换。
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。
除了一般数值系列之外，另一类是优先数列。
由于各种产品的特点不同，不可能都按一个公比形成系列，客观上需要一种数列能按照十进的规律向两端延伸，这便是十进几何级数优先数列。
以下是基本系列和补充系列：R5数系：以1.0为首项，0.5为公比形成的数系；R10数系：以1.0为首项，0.1为公比形成的数系；R20数系：以1.0为首项，0.05为公比形成的数系；R40数系：以1.0为首项，0.025为公比形成的数系；R80数系：以1.0为首项，0.0125为公比形成的数系；补充系列仅在参数分级很细、基本系列不能适应实际情况时，才可考虑采用。
通用化、系列化、组合化解读
一、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。
二、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.三、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。
车桥产品模块化设计的分析与应用
摘
要 ：产 品模块 化 设计 ，能够缩 短 设计 、生 产与制造 周 期 ，便 于模 块 重构 发展变 型产 品，从而
增 强企 业对 市场 的应 变 能力 。 同时，模 块化 设计 促进 了产 品通 用化 、系 列化 、标准 化 的发展 。
关键 词 ：模块 化 ；重构 ；通 用化 ；系列化 ；标 准化
Ｒｅｅ ｒ ｈａ ｓ ａ ｃ ｎｄＡｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ ｒＡｘ ｅｐｒ ｄｕｃ ｓＢａ ｅ ｎ Ｍ ｏ ｌ ｒＤｅ ｉ ｎ ｌｃ ｔｏ ｏ ｌ ｏ ｔ ｓ ｄ ｏ ｄｕ ａ ｓｇ
Ｑｉｙ ｎ ｕ ａ
Ｊ ｇＬ Ｊ ｈ ｄ ｈ ａｘ Ｈａ ｄ ｅＣｏ ， ｔ ． Ａｘ
ｅ ｔｒ ｒｓ ｏ ｅ ｒｋｅ． ｅ ｗｈ ｌ ｎ ｅｐ ｉｅ ｎ ｔ ｍａ ｔ ａ ｈ Ｍ ｎ ｉｅ， ｍｏ ｕ ａ ｅ ｉ ｐ ｏ ｔ ｓ ｈ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔ ｏ ｅ ｕ ｉ ｅ ｓ ｌ ｙ、 ｄ ｌｒ ｄ ｓｇ ｎ ｒ ｍｏ ｅ ｔ ｅ ｅ ｅｏ ｎ ｆ ｔ ｎ ｖ ｒａ ｉ ｈ ｔ ｓ ｒａ ｉａｉｎ ａ ｄ ｓａ ｄ ｒ ｉａｉ ｎ ｏ ｐ ｏ ｕｃｓ ｅ ｉｌ ｔｏ ｔ ａ ｄ ｚ ｔ ｆ ｒ ｄ ｔ． ｚ ｎ ｎ ｏ
２ 、模块 化设计 的涵义
４ 是 一组有 不 同用 途 的 ，不 同结 构 的基 本 单 ）
模 块化 又称 积木 化 、模 件化 ，指 由若干 具 有不 元 ，而这 一组 的基 本 单元 就 是模块 ，这些 模块 不应 同用 途 （ 性能 ）并 可互换 的模 块 ，经不 同的组合 ， 是大 小上 的区别 ，而应 是用 途和 结构 上的 区别 。 或
产品模块化设计模块化设计的基本概念
(1)功能模块 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(常指线性尺寸以外的特性参 数)能满足通用、互换或兼容的要求。即两种或两种以上的 不同模块，在实用范围内具有同样的效能，或者说它们的 使用功能具有等效性和可置换性。 (2)(机械)结构模块 结构模块具有尺寸互换性的(机械)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，而能保证通用互换或 兼容。 (3)单元模块 单元模块是既具有功能互换性，又具有尺寸互换性，即具有 完全互换性的独立功能部件。它是由功能模块和结构模块 相结合形成的单元标准化部件，是二者的综合体。例如电 子设备中的通用电源插箱、通用风机插箱、组合机床中的 动力头等。
② 开式系统 有限种模块能组合成相当多种 结构形式。设计这种系统时主要考虑模块 组合变化规则。
（3）按模块实现一定功能分类
① 基本功能（相应模块称为基本模块） 是系统中基本的、经常重复的、不可缺 少的功能，在系统中基本不变。例如，车床中主轴的旋转功能，石油平台中 生活模块的居住功能等。
② 辅助功能（相应模块称为辅助模块） 主要指实现安装和连接所需的功能。例 如，一些用于连接的压板、特制连接件。
产品系统
产品2
…………
产品n
产品n
模块1 模块2 模块3 模块4
模块化产品结 构： 由于模块的标 准化、通用化、 系列化，使整 个产品系统的 组成模块数量 大幅较少，每 个模块的批量 大幅增加
分模 块1
分模 块2
分模 块3
2)产品矩阵
潜在市场调研和分析中可能的开 发的产品，按主参数及结构变型综 合在一个产品矩阵表中
模块化既是一种思维方式，也是一种产品开 发方法。在产品开发过程中，模块化是这 样一个过程；通过对某一类产品系统的分 析研究，把其中具有相同或相似功能的单 元分离出来，用标准化原理进行统一、归 并、简化，以通用单元(模块)的形式独立存 在，然后用不同组合规则将模块组合成多 种新产品的一个分解和组合的过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三一重工携手PTC公司CAX/PDM项目启动 以实现集团产品设计、联手PTC强强合作打造重工行业标志性企 业。
2、机械产品快速设计的内容 快速设计从内容上包含以下几个方面：
标准件库 外购件库 特征库 管路库 管线库
⑵ 机械产品设计方案的快速生成 根据用户需求，利用知识化方法和变量化方法，匹配并 定制特定产品所需模块； 通过模块综合，生成满足用户需求的产品设计案。
⑶ 机械产品设计方案的快速评价与仿真 对产品设计方案进行装配、运动仿真和动、静态性能分 析，评价方案的可行性及设计需求满足程度； 对产品设计方案进行优化并对影响产品性能的薄弱模块 环节进行修改。
没有模块化、标准化就没有大规模定制。
电子设备模块化的发展 ⑴ 模数数列
将元器件、零部件、整机的形状及其间组装关系，置于一个两维 或三维的坐标网络系统中来考虑，即各种元器件、零部件定位于 坐标网格的固定点上，并且它们的外形尺寸占有整数倍的网格格 距。如将格距称之为“模数”，则元器件、零部件的尺寸及其安 装间距应是模数的倍数。 解决模块化产品结构的互换、兼容和空间损失最小等问题的有效 办法 数系 0.5mm、2.5mm、25mm三种格距
模块化设计方法已经在机械如数控机床、模具、减速箱、 工业汽轮机和电工电子如微机、通信设备、电动控制仪 表以及船舶、建筑、电力、武器装备如方舱、雷达、航 空电子设备等行业中得到广泛运用 。
美国参数技术公司PTC：产品开发技术的全球领先者
PTC，成立于1985年，总部设在美国马萨诸塞(麻省)的沃尔瑟姆 。 今天，有50,000多家客户使用PTC的产品开发、内容管理和动态 出版解决方案。被公认为是帮助离散型制造商优化产品开发绩效 的全球领先者。
对产品模块化与系列化设计 的 探讨
徐信志 2008-2
一、快速设计技术
1、快速设计技术 快速设计(Rapid Design :RD)也称快速响应设计
(Rapid Response Design : RRD)、敏捷设计(Agile
Design)。目前国际上针对快速设计的并行设计技术、
快速原型技术、系列化模块化技术和虚拟制造技术等 发展较为迅速。
重要接口
外接口 —房屋建筑与房间设施，如：门、电梯、地面等； —包装和运输，如：汽车、船舶和空运的托盘和集装箱； —各类设备的集成，如：开关和传动设备、电源、工业过程设备。
内接口 —印制电路板，连接器和机电元件； —半导体元件； —电缆和布线； —功能单元，如AC/DC转换器，测量、控制功能单元和熔断器等。
产品多样化、瞬变性 21世纪更加个性化的市场趋势 产品投放市场的时间
目的：缩短产品的设计开发周期，提高产品设计质量， 以及提高企业对市场的快速响应能力。
应用：现代标准化前沿——“模块化”研究报告
20世纪末美国产业经济的复兴、日本产业停滞等现象，大部分都 可以从这个角度来解释。他们又认为，“在信息技术革命的背景 下，产业结构正在发生根本性的变化，经济学和经营学领域里找 到了更深层次的原因—模块化，是模块化推动了产业经济发生了 结构性变化。
2）外插式结构：其基本单元是盒式插件模块，将具有独立功能的模块， 并列地直接从外部进行机械和电气互连，从而构成一套新的装置。
电脑产业发展到今天这样的产业集群，其根源在于电脑 设计的模块化。广泛采用模块设计的方法，戏剧性地提 高了创新的速度。 依据产品架构理论(模块化是一种产品架构形式)寻求构 筑新的企业制胜模式。 电脑产品由整体(一体化)架构转向模块化架构。这个模 块化架构一经出现，便推动着美国信息产业快速持续增 长并且形成了较为合理的产业结构。
包括产品设计经验和知识的采 集、整理、表达、建模 以及基于知识的推理求解技术等；
各种计算机辅助技术（快速设计的重要工具）
包括各种 CAD、SolidWorks工具。
⑵ 快速设计软件工具系统的构成 现有的、发展成熟的方法和工具， 设计开发面向具体应用、解决具体设计问题的计算 机 软件系统。
⑶快速设计系统集成平台（作用体现在两个方面） 将快速设计使能工具集和各种支撑工具有机集成在统一 的框架内，使之能够为具体的产品设计任务提供快速设 计支持； 提供对并行协同设计模式的支持，使各个设计环节之间 能够进行有效的分工与合作。
⑴ 机械产品族结构规划
利用模块化设计方法对产品的结构变形及规格系列进 行规划，建立系列化的产品族结构； 四大产品系列及多种规格系列产品 产品系统配置表、系统结构图 构造模块系统并利用参数化、变量化方法建立产品库、 模快库； CP、 HP 、AD、COT、DEV
利用知识化方法建立产品设计对象及其设计过程知识库。
3、机械产品快速设计系统框架模型 基于快速设计技术原理研究，可建立机械产品快速设计 框架体系。该体系分为方法层，工具层与应用层。
⑴ 机械产品快速设计的技术构成
模块化设计技术（核心和基础技术）
包括模块化产品族规划、模块化 产品数据建模和管理、 模块化产品方案设计、方案评价技术等；
智能化设计技术 （提高速度和质量的重要手段）
⑵ 电子设备典型结构 各类不同的模块化典型结构模式的出现
如：电子设备壳体逐步形成了盒、箱、柜（包括屏）、台四大类型基本 结构模式，逐步形成了一些典型结构。
具有普遍意义的结构模式有： 1）嵌套式层次结构（内插式结构）：主要是指由IEC297和IEC917系
列标准所规定的模式，它是一种插件——插箱——机柜系统。是目前标 准化程度最高、也是应用最广的一种模块化结构模式。
二、产品模块化与系列化设计
1、电子设备模块化及标准化
模块是具有相对独立功能和通用接口的单元 实现电子设备模块化的基础 以“电路为先导，结构为先行”的模式组装出定制的 产品
电路模块 功能差异 多变因素 受限制 结构模块 电路的载体 变化因素少，尺寸互换性 工艺、工装通 用化 缩短产品制造周期和降低成本 结论：结构模块可以独立先行，以结构模块去制约电路模块；