常用现代设计10大方法(5)

2019-03-23 13:42

使产品的模块化设计全方位地满足市场的多样化需求,应当引起企业经营者、新产品开发人员及其标准化研究者的高度重视。模块化设计已被广泛应用于机床、电子产品、航天、航空等设计领域,但至今模块化术语尚未给出公认的权威性定义。企业一方面必须利用产品的批量化、标准化和通用化来缩短上市周期、降低产品成本、提高产品质量,另一方面还要不断地进行产品创新使产品越来越个性化,满足客户的定制需求。这样,如何平衡产品的标准化、通用化与定制化、柔性化之间的矛盾,成为赢得竞争的关键能力。平台化、模块化的产品设计和生产可以在保持产品较高通用性的同时提供产品的多样化配置,因此平台化、模块化的产品是解决定制化生产和批量化生产这对矛盾的一条出路。

为开发具有多种功能的不同产品,不必对每种产品施以单独设计,而是精心设计出多种模块,将其经过不同方式的组合来构成不同产品,以解决产品品种、规格也设计制造周期、成本之间的矛盾,这就是模块化设计的含义。模块化设计与产品标准化设计、系列化设计密切相关,即所谓的“三化”。“三化”互相影响、互相制约,通常合在一起作为评定产品质量优劣的重要指标,是现代化原理开始用于机床设计,到本世纪50年代,欧美一些国家正式提出“模块化设计”概念,把模块化设计提到理论高度来研究。目前,模块化设计的思想已

渗透到许多领域,例如机床、减速器、家电、计算机等等。在每个领域,模块及模块化设计都有其特定的含义。 模块:一组具有同一功能和接合要素(指联接部位的形状、尺寸、联接件间的配合或啮合等),但性能、规格或结构不同却能互换的单元。 机械产品的模块化设计

床卡具、联轴器可称为模块,有些零部件如插头、插座,广而言之也可称为模块,但不如称为标准伯为好。在模块化设计中,也用到大量的标准件,但模块多指标准件之外、仍需被设计而又可以用于不同的组合、从而形成具有不同功能的设备的单元、

模块化设计:在对产品进行市场预测、功能分析的基础上,划分并设计出一系列通用的功能模块;根据用户的要求,对这些模块进行选择和组合,就可以构成不同功能、或功能相同但性能不同、规格不同的产品。这种设计方法称为模块化设计。

模块化设计的主要方式有:

1)横系列模块化设计。不改变产品主参数,利用模块发展变形产品。这种方式是易实现,应用最广。常是在基型品种上更换或添加模块,形成新的变形品种。例如,更换端面铣床的铣头,可以加装立铣头、卧铣头、转塔铣头等,形成立式铣床卧式铣床或转塔铣床等。

2)纵系列模块化设计。在同一类型中对不同规格的基型产品进行设计。主参数不同,动力参数也往往不同,导致结构形式和尺寸不同,因此较横系列模块化设计复杂。若把与动力参数有关的零部件设计成相同的通用模块,势必造成强度或刚度的欠缺或冗余,欠缺影响功能发挥,冗余则造成结构庞大、材料浪费。因而,在与动力参数有关的模块设计时,往往合理划分区段,只在同一区段内模块通用;而对于与动力或尺寸无关的模块,则可在更大范围内通用。

3)横系列和跨系列模块化设计。除发展横系列产品之外,改变某些模块还能得到其它系列产品者,便属于横系列和跨系列模块化设计了。德国沙曼机床厂生产的模块化镗铣床,除可发展横系列的数控及各型镗铣加工中心外,更换立柱、滑座及工作台,即可将镗铣床变为跨系列的落地镗床。 4)全系列模块化设计。全系列包括纵系列和横系列。例如,德国某厂生产的工具铣,除可改变为立铣头、卧铣头、转塔铣头等形成横系列产品外,还可改变床身、横梁的高度和长度,得到三种纵系列的产品。

5)全系列和跨系列模块化设计。主要是在全系列基础上用于结构比较类似的跨产品的模块化设计上。例如,全系列的龙门铣床结构与龙门刨、龙门刨床和龙门导轨磨床相似,可以发展跨系列模块化设计。

六) 价值工程

一、价值工程的形成

价值工程最早是美国为了适应军事工业的需要创立和发展起来的,目的在于确保军事装备的技术性能(功能),并最大可能地节省采购费用(成本),降低军费开支。价值工程发展历史上的第一件事情是美国通用电器(GE)公司的石棉事件,二战期间,美国市场原材料供应十分紧张,GE急需石棉板,但该产品的货源不稳定,价格昂贵,时任GE工程师的Miles开始针对这一问题研究材料代用问题,通过对公司使用石棉板的功能进行分析,发现其用途是铺设在给产品喷漆的车间地板上,以避免涂料沾污地板引起火灾,后来,Miles在市场上找到一种防火纸,这种纸同样可以起到以上作用,并且成本低,容易买到,取得很好的经济效益,这是最早的价值工程应用案例。

通过这个改善,Miles将其推广到企业其它的地方,对产品的功能、费用与价值进行深入的系统研究,提出了功能分析、功能定义、功能评价以及如何区分必要和不必要功能并消除后者的方法,最后形成了以最小成本提供必要功能,获得较大价值的科学方法,1947年研究成果以”价值分析”发表。

美国通用电气公司工程师L.D.迈尔斯在第二次世界大战后首先提出了购买的不是产品本身而是产品功能的概念,实

现了同功能的不同材料之间的代用,进而发展成在保证产品功能前提下降低成本的技术经济分析方法。1947年他发表了《价值分析》一书,标志这门学科的正式诞生。 二、价值工程的发展

1954年,美国海军应用了这一方法,并改称为价值工程。由于它是节约资源、提高效用、降低成本的有效方法,因而引起了世界各国的普遍重视,50年代日本和联邦德国学习和引进了这一方法。1965年前后,日本开始广泛应用。中国于1979年引进,现已在机械、电气、化工、纺织、建材、冶金、物资等多种行业中应用。

以后,价值工程在工程设计和施工、产品研究开发、工业生产、企业管理等方面取得了长足的发展,产生了巨大的经济效益和社会效益。世界各国先后引起和应用推广,开展培训、教学和研究。

三、价值工程对于“价值”的定义

价值工程(ValueEngineering简称VE),也称价值分析(Value Analysis,简写VA),是指以产品或作业的功能分析为核心,以提高产品或作业的价值为目的,力求以最低寿命周期成本实现产品或作业使用所要求的必要功能的一项有组织的创造性活动,有些人也称其为功能成本分析。价值工程涉及到价值、功能和寿命周期成本等三个基本要素。价值工程是一门工程技术理论,其基本思想是以最少的费用换


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