現(xiàn)代設計方法之模塊化設計

1、主講人：陳少軒主講人：陳少軒01.模塊化定義 Modular definition 什么是模塊化模塊：模塊：一組具有同一組具有同一功能和接合要素一功能和接合要素（指聯(lián)接部位的形狀、（指聯(lián)接部位的形狀、尺寸、聯(lián)接件間的配尺寸、聯(lián)接件間的配合或嚙合或嚙 合等），但合等），但性能、規(guī)格或結(jié)構(gòu)不性能、規(guī)格或結(jié)構(gòu)不同同卻能互換的單元。卻能互換的單元。01.模塊化定義 Modular definition 模塊化定義模塊化設計：模塊化設計：02.模塊化設計方式 Modular design approach 02.模塊化設計方式 Modular design approach 模塊化設計方式在同一類型中對

2、不同規(guī)格的基型產(chǎn)品進行在同一類型中對不同規(guī)格的基型產(chǎn)品進行設計。設計。主參數(shù)不同，主參數(shù)不同，動力動力參數(shù)也往往參數(shù)也往往不同不同，導致導致結(jié)構(gòu)形式和尺寸不同，因結(jié)構(gòu)形式和尺寸不同，因此較橫系列模塊化設計復雜。若把與動力此較橫系列模塊化設計復雜。若把與動力 參數(shù)有關的零部件設計成相同參數(shù)有關的零部件設計成相同的通用模塊，勢必造成強度或剛度的欠缺或冗余，欠缺影響功的通用模塊，勢必造成強度或剛度的欠缺或冗余，欠缺影響功 能發(fā)揮，能發(fā)揮，冗余則造成結(jié)構(gòu)龐大、材料浪費。因而，在與動力參數(shù)有關的模塊設計時，冗余則造成結(jié)構(gòu)龐大、材料浪費。因而，在與動力參數(shù)有關的模塊設計時，往往合往往合 理劃分區(qū)段，只在同

3、一區(qū)段內(nèi)模塊通用；而對于與動力或尺寸無理劃分區(qū)段，只在同一區(qū)段內(nèi)模塊通用；而對于與動力或尺寸無關的模塊，則可在更大范圍關的模塊，則可在更大范圍 內(nèi)通用。內(nèi)通用。02.模塊化設計方式 Modular design approach 02.模塊化設計方式 Modular design approach 02.模塊化設計方式 Modular design approach 相對獨立性通用性03.模塊化三大特征 Modular three big characteristics 互換性04.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and development 原始模塊化 經(jīng)典模塊化 現(xiàn)代模塊

4、化 模塊化時代04.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and development 原始模塊化 04.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and development 原始模塊化 04.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and development 原始模塊化 04.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and development 原始模塊化 04.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and development 原始模塊化 其基本構(gòu)成模式都是產(chǎn)品模塊接口04.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and de

5、velopment 20世紀初 1920年 1923年 50年代經(jīng)典模塊化02.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and development 現(xiàn)代模塊化 現(xiàn)代模塊化傳統(tǒng)模塊化設計規(guī)則04.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and development 模塊化時代 模塊化理論的深化和在更高層次上和更廣泛模塊化理論的深化和在更高層次上和更廣泛范圍內(nèi)的運用。由經(jīng)濟學家推動。處理復雜范圍內(nèi)的運用。由經(jīng)濟學家推動。處理復雜系統(tǒng)問題的有效方法系統(tǒng)問題的有效方法 由模塊化設計延伸到模塊化企業(yè)。由模塊化設計延伸到模塊化企業(yè)。 模塊化原則和方法引入經(jīng)濟學、管理模塊化原則和方法引

6、入經(jīng)濟學、管理學領域。學領域。 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的配置、調(diào)整：模塊化培育產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的配置、調(diào)整：模塊化培育“模塊簇群模塊簇群”，推動產(chǎn)業(yè)升級，改變現(xiàn)存產(chǎn)，推動產(chǎn)業(yè)升級，改變現(xiàn)存產(chǎn)業(yè)、企業(yè)的結(jié)構(gòu)，具有十分強大的沖擊力。業(yè)、企業(yè)的結(jié)構(gòu)，具有十分強大的沖擊力。04.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and development 生活水平和教育水準的提高，人們的愛好生活水平和教育水準的提高，人們的愛好需需求、審美觀、價值觀等逐漸向個性化發(fā)展，喚起求、審美觀、價值觀等逐漸向個性化發(fā)展，喚起了多樣化的消費心態(tài)。了多樣化的消費心態(tài)。 市場的激烈競爭，促使各企業(yè)不惜標新立異，市場的激烈競爭，促使各企業(yè)不

7、惜標新立異，開發(fā)出品種繁多的新產(chǎn)品，以適應市場需求的多開發(fā)出品種繁多的新產(chǎn)品，以適應市場需求的多變和提高市場的占有率。變和提高市場的占有率。原因 隨著經(jīng)濟全球化，世界市場變得越來越開放，協(xié)隨著經(jīng)濟全球化，世界市場變得越來越開放，協(xié)作成為經(jīng)濟結(jié)合的流行方式，跨國經(jīng)濟將成為作成為經(jīng)濟結(jié)合的流行方式，跨國經(jīng)濟將成為21 世世紀的主導。紀的主導。 生產(chǎn)的分散化和專業(yè)化：企業(yè)的生存取決于它的生產(chǎn)的分散化和專業(yè)化：企業(yè)的生存取決于它的技術(shù)能力和應變能力，小企業(yè)經(jīng)營靈活，采用先進技術(shù)能力和應變能力，小企業(yè)經(jīng)營靈活，采用先進技術(shù)，隨著技術(shù)更新的加快，大批中小企業(yè)興起，技術(shù)，隨著技術(shù)更新的加快，大批中小企業(yè)興起

8、，形成生產(chǎn)的專業(yè)化和社會化。形成生產(chǎn)的專業(yè)化和社會化。 企業(yè)企業(yè) 再造和企業(yè)重組：以增強企業(yè)競爭能力和抗再造和企業(yè)重組：以增強企業(yè)競爭能力和抗風險能力。風險能力。04.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and development 原因 時間緊縮：技術(shù)開發(fā)時間、產(chǎn)品壽命周時間緊縮：技術(shù)開發(fā)時間、產(chǎn)品壽命周期和投資回報周期的間隔迅速縮短。期和投資回報周期的間隔迅速縮短。 產(chǎn)品的成本和質(zhì)量雖然仍是競爭的重要產(chǎn)品的成本和質(zhì)量雖然仍是競爭的重要因素，但隨著先進生產(chǎn)技術(shù)和設備的普遍采因素，但隨著先進生產(chǎn)技術(shù)和設備的普遍采用，企業(yè)間的產(chǎn)品質(zhì)量日趨接近，新產(chǎn)品的用，企業(yè)間的產(chǎn)品質(zhì)量日趨接近，

9、新產(chǎn)品的投放速度和交貨期已成為決定競爭勝負的最投放速度和交貨期已成為決定競爭勝負的最關鍵因素。關鍵因素。04.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and development 原因 功能集成：當今隨著技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)、功能集成：當今隨著技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)、計算機技術(shù)已滲透到各個領域，市場上任何一種計算機技術(shù)已滲透到各個領域，市場上任何一種產(chǎn)品都是一系列不同技術(shù)（功能）的集合體。產(chǎn)品都是一系列不同技術(shù)（功能）的集合體。 系統(tǒng)集成：現(xiàn)代的各種技術(shù)系統(tǒng)都是多種技術(shù)系統(tǒng)集成：現(xiàn)代的各種技術(shù)系統(tǒng)都是多種技術(shù)設備的綜合體，用戶希望一個企業(yè)不僅是提供一設備的綜合體，用戶希望一個企業(yè)不僅是

10、提供一種主產(chǎn)品，而能提供相關的成套設備和系統(tǒng)集成種主產(chǎn)品，而能提供相關的成套設備和系統(tǒng)集成服務。服務。04.模塊化回顧與發(fā)展 Modular review and development 原因 05.模塊化設計案例 Modular design case05.模塊化設計案例 Modular design case工作臺不升降銑工作臺不升降銑床的模塊化架構(gòu)床的模塊化架構(gòu)05.模塊化設計案例 Modular design case拼合式結(jié)構(gòu)拼合式結(jié)構(gòu)05.模塊化設計案例 Modular design case機柜分解為模塊機柜分解為模塊IntelIntel計算機的模塊化組成計算機的模塊化組成05.

11、模塊化設計案例 Modular design case標準元件組成不同艙室05.模塊化設計案例 Modular design case模塊化房屋：模塊化房屋：1板塊安裝接頭；2門口；3樓梯(間)；4內(nèi)隔墻板塊；5窗口；6混凝土地板塊；7外墻板塊。05.模塊化設計案例 Modular design case模塊化模塊化手機手機 模塊化手機，是一類允許用戶自行更換配件的智能手機，就像PC時代的DIY，用戶自己選購手機處理器、攝像頭、內(nèi)存、通信模塊、無線模塊等配件，組成一臺從外觀到性能上能符合自己要求的智能手機。谷歌谷歌Project Project AraAra： 谷歌首批模塊化智能手機將最低約5

12、0美元就可以買到，即三種尺寸中體積最小，實現(xiàn)功能最少的那個。只有屏幕、處理器和Wi-Fi模塊的手機，保證最基本的使用。要想插卡打電話或拍照的話，還需要額外購買通信、攝像頭模塊。05.模塊化設計案例 Modular design case發(fā)售的產(chǎn)品將包含3種樣式，下圖展示了這3種樣式的模塊排列組合，最小的那個背部為6個模塊，前方還有2個模塊（顯示屏和接收器模組），共計8個模塊。05.模塊化設計案例 Modular design case未加入模塊的樣子加入模塊的樣子05.模塊化設計案例 Modular design case在機身正面，我們可以看到顯示屏和接收器模組，而它的背部空間容納了8 個

13、模 組 ， 包 括 攝 像 頭 、 電 池 和microUSB適配器等等。在目前的版本當中，這些模塊最開始不過是簡單地從側(cè)面插入機身框架當中，不過現(xiàn)在是使用電永磁機制對它們進行固定。05.模塊化設計案例 Modular design caseProject Ara在硬件上的優(yōu)勢是消費者具備自主選擇權(quán)，消費者很難碰到一款完全中意的手機，經(jīng)常會忍受一些小缺陷，而在Project Ara里面，你覺得哪里不爽就可以更換掉。很多人有手機跌落碎屏的經(jīng)歷，如果是使用模塊化手機，只需要取下破碎的屏幕，更換新的就行，這樣即節(jié)約成本還避免浪費。(手機屏幕也可以模塊化，但是邊框的存在限制了它的發(fā)展。隨著現(xiàn)在電子屏幕

14、邊框的越來越窄，假以時日就能實現(xiàn)屏幕的模塊化，就是局部碎屏替換。)05.模塊化設計案例 Modular design case不過現(xiàn)在這個項目還面臨兩個問題，一個是軟件上，Project Ara雖然支持Android系統(tǒng)，但Android并沒有支持模塊化運行的驅(qū)動程序。不過這似乎也不是什么問題，因為這都是Google自家的事。真正的問題在于現(xiàn)在的手機外觀略尷尬，體積很大且重，電池的效率也不高。他們明白這都將成為用戶放棄使用的理由，所以還需要繼續(xù)下功夫整合硬件，解決這個問題。05.模塊化設計案例 Modular design case優(yōu)點優(yōu)點超低價格：Project Ara的入門級型號僅為50美

15、元，而且將允許用戶在日后對特定的部件進行升級。這同樣也適用于維修費用：從技術(shù)上講，如果一個部件出了問題，你可以將其替換掉，而不必重新購買一部新手機。更長壽命：如今，大多數(shù)智能手機在問世幾個月之后便已經(jīng)開始顯得過時了。Ara這些模塊化手機背后的整體理念是為用戶提供一個長時間的基礎平臺，以供不斷的升級。超高的定制程度：Ara希望帶來完全的可定制性，如果你是硬件狂人，你可以在每一次最新最強的處理器問世時進行購買?；蛘呤前咽謾C配置保持在中端水平，把攝像頭換成最好的。谷歌同時還打算提供3D打印設計，讓用戶擁有更多的機身顏色選擇。05.模塊化設計案例 Modular design case輕松替換的部件：Ara更為獨特的地方在于每一個模塊是依靠電磁鐵。用戶在升級時無需任何專業(yè)知識或特殊工具。還可以在開機狀態(tài)下對模組進行替換，用滿電的電池替換掉電量即將耗盡的，Ara目前在無電池的狀態(tài)下可保持運行約2分鐘的時間來替換電池。（電容）易于購買：谷歌目前的計劃是向消費者直接出售骨架和模塊。如果Ara項目成功，你將可以訪問在線商店來選擇大中小3種尺寸的手機骨架，以及自己想要的模塊。此外，在升級之后被替換下來的部件還可以進行轉(zhuǎn)售，這無疑可以幫用戶