模块化在产品设计中的运用范文

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产品设计初期，设计变更所影响的产品架构幅度较大，反复的设计变更导致于产品架构与功能模组之间也不断地跟着变动，如此变动造成在产品开发初期花费太多时间于模组化过程中，导致产品开发时间过长，延迟产品上市时间，不利于产品取得市场优势。系统层级设计阶段主要是根据产品概念发展阶段所产出的产品雏型，定义产品的结构，产品子系统与构件之划分以及产品系统的最终组装方案等，在此阶段产品架构定义明确，不容易产生大变动的设计变更，所以在系统层级设计阶段根据产品架构定义产品模块，界定模块界面，避免花费太多时间于大幅度及重复地模块化变更，以缩短产品开发之时间。

1模块化产品设计原则

产品的构成是由许多的零件在空间上进行装配而成，但一产品的组成少则十几个零件，多则上千上万个零件，如何将这些零件依产品之架构分成不同之模块，模块的范围如何界定，在模块化过程中应依据哪些准则，基于上述之问题本研究提出之模组化设计的原则如下。

（1）单一功能化：模块单一功能化应是产品模块化设计的第一步，一产品按照其功能可以区分为不同的系统，例如自行车依其功能性不同可分为五大系统包含车架系统、制动系统、车轮系统、传动系统及转向系统，而这五大系统既可分为五个模组。

（2）标准化：也可以称之为重复化，就是同样的零组件重复出现在不同的产品上。在产品开发过程中重复使用现有零组件，可以分摊开发的成本，降低新零件数量，缩短整体开发时程。标准化分为内部标准化及外部标准化。

（3）规格化：也可称之为参数化或数据化。模块化设计强调模块可搭配变换，所以模块与模块之间锁固方式的相关参数（例如螺栓大小、螺栓孔数量、螺栓孔距离等），及模块实体的相关参数，须建立系统化标准规格，唯有如此才可以确保模块在组装的时候，彼此之间能够正确稳固的结合、安装。

（4）可拆解化：产品元件之间的接合可分为永久接合及可拆式接合，模组化设计强调模组可搭配变换，所以模组与模组之间锁固方式不可使用永久接合方式，应以可拆式接合为主。

2模块化产品设计流程

产品开发分为数个不同阶段，本研究依据产品开发流程，在系统层级阶段导入模组化设计，本研究所提出之产品模组化流程如下：

（1）建立产品结构：设计者在此阶段提出产品的架构与主要功能。个别的组成元件与其主要的功能需求予以决定，并传递到下一个步骤。

（2）选择元件：设计者选择符合上一步骤定义所需要的元件。

（3）取得组装关联：分析并定义出产品元件之间的设计关联性。

（4）验证组装关联：检查产品元件间的设计关联性，是否满足整个产品的主要功能需求，这些关联是否合理，是否有矛盾的现象。

（5）确认：确认所有选择的元件是否都有被使用到。如果必要的修改已经完成，则视为所有的元件都已满足所定义的需求。

（6）建立产品架构：当所有的元件都已经被选择，且彼此间的关联性已被完整定义，此产品的架构即定义完成。

作者：李一达单位：湖北工业大学