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)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、使用不断完善后再确定。
    3)基本系列和派生系列
    确定典型结构后,认真考虑基本系列的分档,广泛调查用户需要。确定尺寸参数时,要适
应使用的要求,并注意产品的配套与协调。要按产品使用的特性、需要来决定品种规格安排的疏密,形成合理的分档。编制产品系列型谱(系列型谱有一定的时间性,一般3-5年应根据发展了的情况进行修订)系列型谱确定后按使用的先后缓急和生产的可能性,逐步分期、分批进行基本系列产品的设计。
    基本系列产品设计完成,应广泛征求用户意见,为满足用户某一方面的特殊需要,可对基型产品的某一部分进行改变,设计制造出变型产品来。变型产品的零部件应最大限度与基型产品一致,通用化程度应很高,随着变型产品的扩展,逐步形成派生系列。
三、组合化(模块化)
    1、模块特征
    1)是可组成设备(或系统)的独立单元;
    2)具有确定的相对独立的功能;
    3)是一种具有通用性的标准单元;
    5)具有能组成设备(或系统)的硬、软接口;
    6)是在现场可更换的单元。
    2、模块划分原则
    模块划分是模块化设计的关键。为使划分的模块合理,首先对该类设备应有充分了解,然后采用系统工程和工作分解的原理方法,对设备进行功能分析和分解,最后划分出各级模块。模块划分原则:
    1)所划分的模块应具有特定的独立功能和结构,技术指标明确,可以进行单独运行或测试、制造和储备;
    2)所划分的模块应具有典型性、通用性、互换性(或兼容性),具有标准的信息接口关系或联接要素,应便于升级;
    3)所划分的模块应具有良好的组合性,能以有限种类的模块组成能满足各种需求的不同产品;
    4)模块大小适应。模块大小应与划分的功能大小、模块使用、管理的方便性、预期的维修级别相适应;
    5)所划分的模块应能满足在研设备和预研设备的需要,并尽可能适用于现有设备的改造,具有良好的继承性和较长的生命力;
    6)应能充分利用现有科技成果(包括模块化成果)并能适应技术发展趋势,具有先进性和稳定性,不因科学技术发展而过早地淘汰或在结构上发生较大变化;
    7)有利于进行系列化工作,便于形成模块系列;
    8)应能提高设备的可靠性和维修性;
    9)应能提高设备的互连、互通和互换能力;
    10)有利于规模生产和商品化,并应考虑采用新技术和新工艺的可能性,具有较高的经济性。
    3、模块化设计原则
    模块化设计是包括由分解到组合的全过程。应在设备(或系统)功能分析和分解的基础上,合理划分模块,明确参数指标和接口,对总体方案和模块进行论证,而后进行具体设计和研制,生产出通用模块和专用模块,最后将模块和其他零件进行相应组合,组装出所需设备。
    4、模块化的方法和程序
    1)建立模块系统
    充分了解研制设备及同类和相似产品,正确合理地划分特定功能和接口的模块,按标准化原理对同类和相似产品进行对比、归类、简化、统一,合理划分模块,确定技术指标和质量要求,然后进行设计、研制和生产,从而建立起模块系统。
    2)组合形成新产品
    新研制产品应采用模块化设计方法,即要充分利用各种通用模块、专用模块和专用零、部件进行组合或派生出各种不同要求和用途的新产品。
    根据研制任务书明确用户对新产品开发需求,对该产品进行功能分析和分解,确定应由哪些功能单元和使用哪些模块组成。除考虑需求之外,还应考虑模块系统中已有的功能模块,以便组合时尽量多用已有的模块而少用新研制的专用模块或(和)专用零、部件。
四、设计人员应积极参与标准化工作
  产品设计人员的工作是与产品标准化密切相关的,在产品设计的各个阶段都离不开标准化。在现代不考虑标准化的设计,不是成熟的设计。不熟悉有关标准,不积极从事标准化工作的设计师决不是好的设计师。对设计人员的基本要求是:
  1、努力熟悉标准。随着标准化的发展,国家和各部都制订了大量的基础标准和专业标准。例如:优先数和优先数系、机械制图、公差配合、文字符号、图形符号等等,这些是从事产品设计的工程技术人员必须掌握的基础标准。除了基础标准外,设计人员还必须熟悉有关的材料、元器件标准,涂复标准等与设计工作直接有关的各项标准。只有熟悉和掌握了这些标准,设计人员才能顺利的进行产品设计工作。
  2、掌握标准情报。在设计人员开展新产品设计之前,必须较详细的掌握国内外同类产品
的标准情况。这包括国际标准、外国专业标准、国家标准或部标准以至同行业的企业标准。只有掌握了这些情报,经过分析对比才能设计出具有市场竞争力的新产品。
  3、认真贯彻标准。设计人员应主动的在产品设计中贯彻有关标准,要把标准当作技术法规来对待,贯彻时严肃认真一丝不苟,要克服那种认为:“贯彻标准反正由标准化人员把关”的错误想法。对标准化人员提出来的贯彻标准的意见应认真对待,凡合理的,有标准文字依据的,都应虚心接受予以贯彻。
模块化设计的产品举例  4、积极制订标准。产品标准的制订任务往往是由最熟悉产品情况的设计人员承担的,产品标准化的大量工作亦是由产品设计人员参与或承担,设计人员在新产品设计的全过程要积极努力积累资料,各种计算、试验都应作记录,要为提高产品标准化程度精心思考不断改进设计。
5、学习应用标准化原理。随着标准化学科的兴起和发展,标准化的原理正在被应用于各个领域,标准化原理在产品设计中有着广阔的天地。设计人员应努力学习标准化的平衡协调原理,统一互换原理、分解组合原理、模数理论,标准对象参数最佳化原理,动态过渡理论,可靠性理论等。并在产品标准化过程中予以应用。
  标准化室
OO三年十一月五日

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