摘要:模块化设计方法有效解决了当前市场上不断增长的需求，具有极大的优势。本文首先详细的阐述了模块化设计的概念、具体设计方法以及方法分类，然后是模块设计的内涵以及特点，最后根据当前的形势提出了模块化设计方法在机械设计中的应用。
关键字：模块化设计；机械设计
随着工业的发展与进步，经济全球化的浪潮已经影响到众多领域，市场对于产品的周期、成本、质量等要求越来越高，企业之间的竞争也更加激烈，只有跟紧时代发展的脚步，不断对自己的设计做出改进和革新，才能在当前的社会中处于不败的地位。模块化设计自从上个世纪提出，便已经迅速发展进入到工业的各个领域，通过对模块的划分以及组合，缩短产品周期，简化包装，降低成本，并且提高企业竞争力。
1.模块化的设计方法
模块划分的效率决定了整个模块系统的质量与最终的结果，并且在模块划分的时候，要关注到产品制造及管理的方方面面，避免生产时的制造困难，还要有一定的灵活性，考虑到设计以及制造的产品具体生产过程等。所以在模块划分的时候要考虑到模块在整个系统中的作用，并且其应该存在的灵活性以及完整性，可以在设计进行更换时及时作出相应的调整以及改变，以及不能影响系统的完整性以及最后的功能效果。
模块设计的主要方式有横向系列模块化设计、纵向系列模块化设计、全系列模块化设计、全系列和跨系列模块化设计以及横向系列和跨系列综合模块化设计等，不同的模块设计有不同的优点以及特点，在不同的场合会有不同的选择。
按照产品中模块使用的程度，模块化的设计系统可以分为纯模块化设计系统以及混合系统；按照模块进行组合的可能性，可以分为闭式系统以及开式系统。
2.模块设计的内涵以及特点
2.1内涵
对机械产品进行模块化包装是指由不同的机械模块在一定的限定条件内，根据要求组成不同的种类以及功能的机械产品。具体内涵包括上文提到的横向设计、纵向设计以及全系列的模块化设计。
模块化设计的具体步骤为：首先要进行产品的市场调研，明确产品的需求与大众的要求，市场的调研是产品成功的必要前提。然后进行产品的设计要点以及功能的明确，确定自己产品的具体参数。根据产品的参数以及用户的需求进行模块化设计，并且进行模块组装，形成最终的模块划分数据库。最后，技术人员对产品的数据进行分析以及计算，达成模块化设计的最后一步。至此，模块化设计研制结束。
2.2特点
2.2.1便于维修
在进行模块化设计的时候，就考虑到后期工程进行需要进行模块替换的情况，因此模块是具有整体性以及灵活性的，如果有一部分的模块发生问题，那就可以及时对其进行替换，省去了对整个产品的故障鉴定，便于维修人员的修理工作顺利进行，且节省时间，提高维修效率。
2.2.2简化包装设计
在之前的市场中，产品的包装设计一般是设计者根据一个类型的系列产品做出的适合整个系列的包装设计，而难以适应到其他系列的产品中，而模块化的设计方案，可以便捷的使用一种集成的是程序便满足很多系列的产品包装，只要在进行包装的时候选择合适的模块，就可以做好包装设计。而省去了复杂的设计以及审查的步骤，节省了人力物力财力，简化了包装的设计。
2.2.3包装成本低
如上文所说，在进行产品的包装设计时，模块化的设计能够有效简化包装的步骤，节省人力物力财力等，这就说明既定的成本可以制造更多数量的产品，提高了生产效率，节省了企业的成本。另外，设计的成本也大大减少，技术的付出远比劳动付出的成本要打，因此模块化设计的包装成本较低。
2.3优势
2.3.1缩短产品的开发时间，产品适应性好
产品在进行模块化设计时，首先的步骤就是进行市场调研，分析人们日益增长的需求以及自己的产品的市场前景，然后根据产品的结构以及特点，开发合适的模块。
而模块的特点便是便于替换，这既是特点，也是优点，模块的组合如果不能满足产品的需求，直接将模块进行替换就能达到目的，大大缩短了产品的开发周期，减少了很多重复的设计活动。
2.3.2利于企业在市场中的竞争力
模块化的产品零件在整个产品设计中存在的较少，因为大部分是形成组合的模块，那样如果模块要进行更改，也便于修改。这样的设计利于管理效率的提高，产品在进行生产的时候，标准化的流程更有利于规模化经营，成本降低，产品数量上升，在市场上的竞争力就会有所提高，而且模块的使用便于替换，市场上的新需求出现也能意识做出反应，大大提高了企业的竞争力。
2.3.3便于产品的维修以及保护
模块化的设计在产品的维修以及保护方面具有极大的优势，由于模块之间的组合独立性以及完整性，使得模块在发生故障的时候，可以较快的发现故障位置，减少排查的时间。并且如果是某一方面出现较为严重的故障，那由于模块之间相互独立，那将其中一个模块进行替换也相对容易简便，因此，在进行模块的维修处理时，维修的步骤减少，工序简化，维修的成本也会降低。
2.3.4降低成本，提高质量和效率
采用模块化设计的产品，产品的零件数量会减少，组块的方式使得设计的重复度降低，因此，大大减少了技术人员的工作量，提高了工作效率。另外，如果模块的某些方面需要改进或者替换，那也可以针对部分进行更改或替换，减少了设计的过程，降低了设计的成本，为企业节省了开支。
3.模块化设计方法在机械设计中的应用
3.1模块划分
在对机械产品进行模块划分的时候，要参照模块划分的基本层次，即市场上的需求，自身的结构以及功能的发展情况，在全面协调的情况下对产品的模块进行需求划分。
3.2模块编码
模块要进行编码，对整个的产品的规格、属性以及模块组块等之间的模块管理，并且进行名称的按序排列。对机械产品的模块进行编码，便于机械产品的分类管理，从而建立统一的模块化设计以及研发。设计人员在进行编码时应该注意到模块的独特性、完整性以及开放性等。
3.3模块数字化
模块数字化是指用数字编码来表达模块的名称、位置等，数字化的编码方式利于设计人员的操作，在机械产品出现故障的时候也便于维修人员进行修理以及操作，节省人力和时间，适应当前社会竞争异常激烈的环境，推动了机械产业的发展。
3.4举例
以数控立式车床的模块划分为例，在进行模块划分时应该尽量用独立的功能以及结构作为单独的模块，便于之后进行修改和替换，在新的产品出现时也能及时作出更改。并且要重视模块的规范化，便于大的产品之间的衔接。在进行功能的分解时，要考虑到客户的需求以及产品自身的功能的协调，来保证功能的实现。对于单柱数控立式车床的CK系列来说，总功能是车削，包括内外圆柱、内外圆锥、平面、螺纹等，另外还有铣镗功能、传动功能、执行功能、支承功能、辅助功能等，对功能的组成以及分配进行合理的安排，将车床的效益发挥到最大化。
根据模块划分的相关原则，整个数控立式车床有传动模块、执行模块、支承模块、辅助模块以及检测模块五大部分。把主传动轴、垂直进给箱、刀架、防护罩、刀库、工件测量装置、衡量等功能进行合理的划分，从而实现模块的功能化，以及企业的经济效益。
4结语
本文首先详细的阐述了模块化设计的概念、具体设计方法以及方法分类，然后是模块设计的内涵以及特点，由于模块化设计具有的独特优势，利于缩短产品的开发周期，降低成本，从而提高产品在市场上的竞争力以及便于产品的维修保护，提高产品的质量以及效率等。最后根据当前的形势提出了模块化设计方法在机械设计中的应用。
参考文献
[1]程禹铭、赵延进；浅析模块化设计方法在机械设计中的应用；[J].科技经济导刊；2017(20)：90；
[2]张啸；模块化设计方法及其在机械设计中的应用；[J].中小企业管理与科技(下旬刊)；2017(01)：173-174；