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系列化模块化设计在机箱机柜设计中的运用探讨

发表时间：2020/10/19 来源：《基层建设》2020年第19期作者：何永超

[导读] 摘要：伴随着现代科学技术的发展，现代机箱机柜设计理念也发生了一定的转变，机箱机柜设计中的科学性与技术性也有了较大水平的提升。

        廊坊英博电气有限公司河北省廊坊市开发区 065001
        摘要：伴随着现代科学技术的发展，现代机箱机柜设计理念也发生了一定的转变，机箱机柜设计中的科学性与技术性也有了较大水平的提升。本文对系列化模块化设计在机箱机柜设计中的运用展开了分析与探讨，以期给行业工作人员提供一些参考。
        关键词：系列化；模块化；机箱机柜设计
        系列化模块化设计是指用一些小单元或构件，通过一定程序及方法进行组合，形成一个完整的设计产品。系列化模块化的设计则是在模块化设计基础上使单一的机箱机柜构件有了多种组合的可能。模块中的每一部分都是具有独立功能且具有相应的连接接口，依据设计条件进行到一定的程度来进行重复运用，由此可以大大的缩短整个机箱机柜的设计与制造周期，从而降低成本，提升产品质量，同时还可以有效节约制作成本、资源。
        1 系列化模块化设计理念概述
        1.1系列化模块的定义
        模块在实际应用的过程中，对于模块的定义是相当严格的。模块就是在组成的系统中具有确定的功能以及接口结构，并且具有典型的通用独立的单元。所以只要是符合上述特征的，任何一个独立单元都能够被认为是模块，比如说电机在实际操作过程中所应用的悬挂系统。或者是悬挂系统中的某一个零部件，比如螺栓等。
        模块化在实际操作的过程中，就是企业为了能够不断地提升自身的经济效益，不断的研究新产品的主要构成的形式，并且用不同的方法，比如说分解法以及组合法来对模块体系进行进一步的建立，并且应用模块组合产品的全过程。
        1.2模块化设计的特点
        企业在操作的过程中应用的传统设计往往都只是针对某一个具体的产品，然而模块化的设计则主要是面对的整个研发的系统以及产品的品类。传统的设计主要是针对的设计的功能以及详细的设计，而且在设计的过程中大概都是按照一定的顺序，比如说从下而上。而模块化的设计主要是从上而下的，对于整个产品系列进行进一步的分析，并且运用不同的构成形式比如说分解法以及组合法等，对通用的模块体系进行进一步的研究，而且由模块组成的产品系统的模型进行进一步的设计。
        1.3模块化设计的优势
        模块化设计的最为基本的思路就是要将产品的功能或者是结构进行模块化，然后再由功能模块组合成相应的产品，这样就能够使得模块的设计以及制造出现了更加分散的现象，并且每一个专业小组只需要负责一种或者是几种模块，这样就能够进一步的防止出现各种材料的规格或者是供应商的数量不断的增大，并且在进行验证设计、研发周期、成本控制等各个方面都能够得到进一步的管理，同时也能够进一步拓展企业的产品线。另外，企业在发展的过程中，通过不断的建立符合自身发展的产品技术平台，还能够形成企业独特的核心竞争能力。
        2 机箱机柜系列化模块化设计理念的特点
        2.1维修便利性
        采用模块化设计时，因为模块均具有可互换性，因此如若机械设计使用过程中存在问题，只需将特定的存在问题的模块进行更换便可。这样的设计理念，一方面可以大大提升维修的便利性，另一方面也有助于节约企业成本，增创更多效益空间。
        2.2简化机箱机柜设计
        以往的机箱机柜设计中，设计人员往往需要综合考量产品的功用以及特点等从而进行针对性的设计，实际的产品或者包装往往可适用范围不广，且扩展性等方面也有待提升。基于模块化的设计，可以实现全系列的覆盖，如若客户需要提货，则只要对其进行模块化的更换即可。

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传统的机箱机柜设计往往需要对每一个的零部件进行仔细的考量与分析，需要设计人员具备更为全面的以及专业的知识素养，同时整个的设计周期以及实际投入也会更大，产品的生产制造周期也会被进一步的拉长。而基于模块化的设计理念，设计人员将从传统设计模式中进行解放，无须单独的着重的考量全部的机箱机柜零部件的设计，而只需要注重对当前模块的设计与优化即可。
        2.3成本更低
        基于模块化理念的机箱机柜设计可以依据各个模块的特性进行。此外，也可以依据对各个模块的研究，从而不断的提升产品的性能与品质，并提升模块化产品的数目。这样可以选择更少的模块组合从而实现更为丰富机械设计。在设计的过程中也可以大大降低成本投入。
        3 机箱机柜系列化模块化设计策略
        3.1模块划分
        模块的划分是机箱机柜实现模块化设计的主要条件，在进行模块划分过程中，需要运用更少的模块来完成功能性更多、更加完备的产品，同时还需要达到机箱机柜的质量以及精度的需求。目前，模块划分通常都会按照其功能性来进行划分，以及将结构模型作为基础的划分方法。在设计方面，必须要结合实际情况来考量模块划分方法的适用性、可行性、继承性等各个方面的指标，按照不同重点来选择相匹配的模块划分方式，才能够进一步确保设计方案的可行性。
        3.2重点关注功能分解的设计方式
        功能分解设计方式是一种特殊的模块化产品设计方式，主要包含客户的要求、产品功能性需求等方面的分析，以及产品概念的拆分，概念集成和方案评价等几个层面。模块化产品设计是以客户作为主体，并始终为客户服务的，所以在进行分析过程中必须要时刻向客户进行交流，结合客户的意见来进行，保证产品的满意度，并根据行业领域的现状来进行机械产品的模块化设计。
        3.3将结构特征作为基础的设计方式
        针对结构特点进行分析的方式来确定机箱机柜的具体设计方案，先是分析零部件的具体特点，在确保机箱机柜功能性不会受到影响的情况下尽量降低成本的投入，利用较少的零部件来制作，并且还要降低加工中心步骤，并降低复杂工艺的整体占比，而这些方式都需要以保证机箱机柜质量和功能性为基础来进行。之后按照几何形状来寻找与其类似的零部件，并根据零部件的规格需要和功能性需求来设计标准化模块，提高模块化的机箱机柜的适应能力，使其能够在各种型号的机箱机柜中进行应用。
        4 系列化模块化设计与其他技术的结合
        第一，与计算机技术的结合。将先进的计算机技术与数据库技术与模块化设计相结合，一定情况下可以帮助设计人员实现以往所无法达成的复杂的、重复性的工作，且整个的设计的稳定性、条理性以及一致性等各个方面均得到了较好的提升；另一方面，利用模块化的设计方式也可以将复杂的设计系统划分为多个相对简易的子模块，从而对各个子模块进行计算机分析，可以大大提升计算机的应用功能；第二，与柔性制造技术的集合。柔性制造技术讲究多样性、高效性等目标，尤其强调整个系统对生产反应的灵活应对以及可变性。模块化的设计方式恰好可以满足柔性设计这一诉求。
        5结束语
        总而言之，系列化模块化的设计理念，维修更为便利、设计成本投入更低且机箱机柜设计难度更低，因此适用范围广，符合现代机械设计要求，应当在现代机箱机柜设计中鼓励该理念的应用与推广。
        参考文献：
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