当前课程知识点:模块化产品设计与开发 > 第一章 绪论 > 1.1 模块化设计概念的形成 > 1.1 模块化设计概念的形成
同学们好
我是来自天津大学机械学院的陈永亮
今天由我来为大家讲述
模块产品设计开发这门课程
今天我们来学习本课程的第一讲
绪论
本讲主要分为以下4个部分
首先我们来结合实例来介绍一下
什么是模块设计
其次
现代模块设计对模块设计的需求
有哪些
模块化设计它的基本思想
和基本原理有哪些
它与传统设计有什么不同
然后我们来采用模块化产品设计开发
它的优势是什么
有什么技术经济意义
再次我们是模块设计与开发
它的研究和应用的现状
它的发展前景怎么样
最后我们对模块产品设计开发
它的研究情况做一个简要的总结
那么在对模化产品设计的它的
定义进行讲解之前
我们来先看一下
模块设计它的概念的发展历程
那么模块设计它属于
创新方法中的分解和组合的创新方法
那么最开始它是一种思想和哲理
那么在不断的总结产品设计
与生产事件的基础上
那么逐渐发展到今天的一些理论
方法和技术
那么模块文化它的思想实际上
自古就有
从古代城墙的城砖
到今天在建筑行业依然采用的
普通的红砖
是以确定的长宽高的尺寸的砖
作为基本模块
然后通过不同的组合来构成不同
尺寸或形状的城墙
墙壁以及各种各样的建筑
以这个图为例
那么它是以具有确定尺寸比例的
红砖作为基本模块
由于它具有确定的比例
而且考虑到灰缝的厚度
这一组装的工艺因素
那么因此它可以巧妙的组合成
各种各样的结构尺寸出来
那么模块系统和产品实际上在
我们实际的生产和生活中
也是随处可见
那么这个模块它的思想
是现实世界中客观存在的
可以说是无处不在
无处不有
大到天体
小到原子
都可以看作是一个广义的模块系统
这个产品和系统
它在我们的日常生活中的
儿童的积木玩具
到我们的组合家具
以及在工业生产中用的一些
集装箱组合机床
再到这个世界最大的
单口射电望远镜FAST等
都可以看到模块化的它的身影
我们来先看一个简单的例子
那么这是一个模块化的儿童玩具
它的一个非常典型的例子
称作是一个模块化的
可编程的无人机
它的主要特点是可重构
可变形
可编程
利用普通的次新接口
可以快速的组装这些模块
来构成空中无人机水面移动的
或者陆地移动的一个气垫船等
各种不同的形态
和相应的操作方式
所以说可以认为是一种海陆空
全能的型的儿童玩具
那么它构成它的基本模块
主要有哪些
一个是基本模块
我们看一下
它有控制模块
有动力模块
还有一些手机的APP的图形
编程的一个软件和控制软件
还有一些可选模块有哪些
比如说船体模块
防护罩等这些配件
那么个性模块化就是说
我们可以有不同的颜色材料
和图案的贴纸
那么可以自由发挥的重新化的
一个编程的软件
那么文化它的接口和安装方式
这里面它是非常特别的
他完全不需要螺钉安装
而且直接是采用固定的位置的
磁铁接触
可以自动的进行安装了
所以安装过程比较简单
组装中一台最简单的无人机的话
整个过程可能都不需要10秒
那么这种模块化可编程无人机
不是简简单单的是一个玩具
那么它除了可以提供
多样的玩法之外
更是提供了深度编程
自定义的创造空间
既可以很好的供孩子去玩耍
更可以去锻炼孩子们的逻辑思维
和创造能力
所以说未来的个性化的产品
智能化的产品
它何尝不应该按照这个方式
来进行设计和开发
那么产品模化设计它始于本世纪
初
首先在欧洲出现
最早出现的是在模块化的一个加剧
然后再扩展到机床等行业
目前可以说已知最早的按照
模块原理进行设计的产品
那么是德国一家具公司设计的
一个理想书架
那么书架设计它将书架划分成
底座
架体
顶板三种模块
那么其中架体它具有几种不同
尺寸
这几种尺寸的架体长度的A相同
宽度B和C不同
那么用户根据要求选择不同的架体
可以组合成适合自己需要的
一个理想书架
那么此后这种原理逐渐被
其他行业所采用
特别是在机床的制造行业
普遍采用
进而总结出了模块设计
那么这一新的概念和方法
19世纪20年代左右
欧洲特别是德国的厂家
首先把模块化的原理
首先把模块化的原理
它应用于铣床
和车床等
机床的机械系统设计当中
那么到本世纪50年代
欧美一些国家正式提出了所谓的
模块化设计的概念
机械制造行业所使用的组合茶具
是使用较早
也是比较成熟的模块化系统
用已有卡距模块可以组合成
所需的卡具
而不需要单独的设计和制造
那么用完之后再拆开
可以另行去组合
那么随后这种方法
逐渐推广到其他行业
如电器行业
那么减速器
工业汽轮机等
成为产品设计的一种趋势
那么模块化设计它的产品
它具有精度高
功能多
互换性强等优点
所以说这种产品它具有很强的
一个市场竞争力的能力
那么以现在组合家具为例
那么在现在很受欢迎的组合家具
按照模块化设计的原理
来设计指导和组装的
那么流行的组合柜它包括6个模块
有单门的左衣柜
双开门的右衣柜
作为书柜
礼品放置的松上柜
用于写字台的中下柜
那么每种模块都有不同样式和尺寸
那么用户可以根据喜好
选定颜色和搭配
以适应房间的大小和色调
那么每一个模块都有最基本的
模块来构成
最基本的单元板
拉手
折页和螺钉来组成
那么主要采用装入单元板
即渐询的方式进行连接
那么简化了包装和运输
那么这样一来
就可以在用户的家中进行组装
这些模块
再摆成成品柜的形式
在20世纪60年代前期
整个计算机行业的设计师
都在寻求解决困境的一种办法
在IBM努力的结果就是诞生了
360系统
计算机系的第1个模块化产品
360系统在很宽的产品线上
实现了应用软件的兼容
从而成就了对计算机能力的
巨大需求
这项成就本身
将产生重要的经济影响
然而360系统它的最终的影响
要更为深远
1964年IBM360摩尔的
电脑系统的诞生
是一个具有里程碑意义的事件
它导致了硅谷
整个计算机产业群的兴起
使模块化设计它的原理和理论
得以升华和普及
那么构成文化产品设计
它的最基本的模式就变成了
由原来的产品
等于模块化模块加接口
变成了产品得以模块加上接口
加设计规则
随后模块化族群兴起
文化理论的深化
和在更高层次上的
更广泛范围内的运用
有经济学家推动
模块化成为处理复杂系统问题的
有效方法
有模块化设计延伸到模块化的企业
有模块化的原理和方法
引入了经济学
管理学领域
那么产业结构的配置调整
模块化培育
模块族群
推动产业升级
改变现存产业
企业的结构具有十分强大的冲击力
大型企业主导的产品架构
和接口设计规则
灵活的中小企业
一度成为模块创新的推动力
那么什么是模块设计呢
那么模块设计是在对一定范围内的产品
进行市场预测
功能分析
划分并设计出一系列通用
的功能和结构模块
根据用户的要求
对这些模块进行选择或者组合
就可以构成不同功能
或者是功能相同
但是性能不同
规格不同的产品
那么这种设计方法我们称作是
模块设计
那么利用模块设计的方法
我们进行产品设计和开发
我们称作是模块产品设计与开发
那么下面以
箱体类零件的加工中心的模块化产品
设计开发为例
来说明如何进行模块设计
那么首先我们给定不同类型
不同跨度尺寸的箱体类零件
那么如何通过模块化设计
对加工中心的进行工业产品
设计和开发
那么首先我们进行需求分析
包括代加工零件它的结构形式
尺寸
大小
精准要求
加工工艺等
其次
我们对要加工这些零件的
它的机床进行功能分析
整体布局规划和模块划分
然后我们在确定整体布局
和模块构成的基础上
通过对模块的功能和结构进行设计
使模块系列化
通用化
并设计相应的模块的一个标准接口
那么最后我们根据用户需求
选择所需的模块进行拼和
来构成所需的一个产品
那么以汽车后桥变速箱的
相对零点为例
我们可以通过需求分析
选择上述模块构成
汽车后桥变速箱的
一个箱体类的加工中心
-1.1 模块化设计概念的形成
-1.2 模块化设计基本原理
-1.3 模块化产品设计与开发的技术经济意义
-1.4 模块化产品设计与开发的现状和发展前景
-第一章 作业
--第一章 作业
-2.1 产品开发流程与模块化设计过程
-2.2 模块化产品设计与实施过程
-2.3 不同类型产品的模块化设计具体过程
-2.4 模块化产品规划过程
-第二章 作业
--第二章 作业
-3.1 模块化产品架构及其基本类型
-3.2 模块和接口
--3.2模块和接口
-3.3 模块化与模块化产品开发模式
-3.4 产品平台与产品族设计
-第三章 作业
--第三章 作业
-4.1 模块划分的基本概念与原则
-4.2 模块划分方法
-第四章 作业
--第四章 作业
-5.1 模块化产品总体布局设计
-5.2 模块选择与综合
-第五章 作业
--第五章 作业
-6.1 基于Creo三维CAD平台的模块化设计
-6.2 自动扶梯模块化设计
-6.3 汽车线束模块化设计
-第六章 作业
--第六章 作业