模块化设计案例集 模块化设计案例(一)工作台不升降铣床的模块化架构模块化设计案例(一)中段系列龙门 铣床的基型及 变型产品模块化设计案例(一)西门子 汽轮机 模块化 组合模块化设计案例(一)模块化减速箱 装配形式模块化设计案例(一)模块化的液压系统模块化设计案例(一)简化轮廓图表示法模块化设计案例(一)模块化设计案例(二)模块化设计案例(二)拼合式结构模块化设计案例(二)机柜分解为模块 Intel计算机的模块化组成模块化设计案例(二)船舶的模块化分割模块化设计案例(三)模块生产专业化模块化设计案例(三)标准元件组成不同舱室模块化设计案例(三)●模块化房屋: 1-板块安装接头; 2-门口; 3-楼梯(间); 4-内隔墙板块; 5-窗口; 6-混凝土地板块; 7-外墙板块模块化设计案例(四)组合式家具模块化设计案例(四)继电保护系统功能分析模块化设计案例(五)●装置级模块下图为差动保护装置●有约20种插件模块,可组合成40种装置级模块,可派 生出98种设备模块化设计案例(五)模块化设计案例(五)220KV线路保护设备典型组屏示意图模块化设计案例(五) ● ZFWK-2型继电保护设备的模块化(见 下图)▲该设备构成及图纸总量:模块化设计案例(六) 产品 机柜2种机箱19种插件 11种通用部件 总计图纸总 数5803012787330 折合为A4518659147484▲模块化前后设计周期对比:在电路(印制板 组件模块)和机械结构模块化后,设备设计称 为组屏,如同在标准机柜内填空。
▲该设计组(6人)1996年(已实现模块化)完 成的工作量——全年完成工程项目1315项——近200项是完全相同的;不相同项目为1115 项;还包括部分非标准项目——同一种机柜有多种派生型,某些部件模块 有多种印字品种模块化设计案例(六) 模块化前 机柜机箱模块化 插件模块化 零部件标准化周期4~5月20~30天10~155~7天或立等可取ZFWK-2型继电保护设备生产图纸(第1页装配图,共6页 )模块化设计案例(六) ZFWK-2型继电保护设备生产图纸(第2、3页)模块化设计案例(六) ● 美国机载电子设备ATR系列标准机箱▲实现了机载电子设备的标准化:规定了尺寸 系列、基本结构形式、前后面板结构及固定方 式、印制板及相应连接固定结构、连接器类型 、以及冷却散热结构等▲使各个厂家生产的应用于各种机型中6个系统 的几十种功能的电子设备的尺寸及结构趋于统 一和互换▲美国无线电公司1956年推出,1974发展到军 用,从个别公司推广到全国、以及英、法、以 色列、前苏联、中国等,还从机载扩展应用于 坦克、舰船电子设备模块化设计案例(七) ATR系统模块化机箱模块化设计案例(七) ▲从1956年起,组织上百名专家学者、制造商和用户 ,投入相当数量的财力、物力,数十年的研究和实践 。
▲ATR机箱的外形尺寸系列特点:——ATR机箱(1956):只有一种高度193.68mm,长、 短两种深度,6种宽度不同宽度组合成26in总宽度 1974修订,加两种尺寸——MCU(模块概念单元)机箱(1977):基本同ATR,一 种高度、一种深度(短型)、12种宽度;600(原114) 个接点——LRU(现场可更换单元)(1985):同MCU,改变连接 器等接口——LRM (现场可更换模块)(198X):插件式模块插装 于机箱模块化设计案例(七) ● 美国空军开发通用武器接口▲目的:使每件武器适合每架飞机▲内容:开发一种软件,使机群中所有战斗机 和轰炸机能够携带空军目前或将来的库存弹药 ▲通用武器接口是为所有弹药和飞机设计的标 准接口,提高新型武器的通用性,加快部署的 速度▲原每件武器和每架飞机所使用的软件不同, 要使飞机和武器能够匹配,就需要对软件进行 全面升级这种升级对作战飞机而言每隔五、 六年才有一次导致一种新型武器出现后,飞 机常常要滞后几年才能使用模块化设计案例(八) ● 美国空军研制快速组装卫星▲“即插即用”,六天即可组装一颗以往需要 几年~几十年▲遵循的原则:“让复杂的事情变得简单”。
▲ “即插即用”理念:由不同公司生产的零部件 相互兼容,并能自动融入同一操作系统如同 个人电脑,把鼠标、键盘或外设接入电脑,电 脑就会识别出来、并知道如何将其融入系统▲都认为可以通过标准化来实现“即插即用”: 用B标准吧,因为大家都是按B标准生产的问 题是这些标准不够深入▲ “即插即用”不仅涉及外形、也涉及内涵上的 规范设备标准化努力的失败就是未触及这个 深度模块化设计案例(八) 新型卫星将像 电脑一样 “即插即用”模块化设计案例(八) ▲假如航天器的零部件都有统一规格和一系列 兼容器件,哪怕能有三五十种这种零部件,就 可以开始“即插即用”了任务是提供从单个零 件到螺栓的一整套东西,就能生产出各种各样 航天器▲利用软件帮助组装有特定用途的小型卫星: 把任务书输入电脑,软件将根据要求生成一份 零部件清单,拼装即成▲“一颗有公开标准和界面的组合式卫星”:有 一个类似小钉板的网格基础结构,可以在上面 安装25个零部件,包括3个飞轮、1个地磁仪、2 组电池、1个全球定位系统无线电台和1个战术 电台▲重约73磅(同类800磅)能携带通信、雷达等设 备模块化设计案例(八) ●Intel公司微机OEM系统的设计思想的演变 ▲片级设计(Chip-Level Design ):提供片 子,由用户据功能来构成自己的设备。
▲板级设计(Board-Level Design)或模块级设计(Module-Level Design):提 供功能印制板组件,形成所谓OEM板,构成设 备▲系统级设计(System-Level Design):提供 微机系统(完整的软硬件系统),由用户构成系 统▲用户由低效的片级设计提升为高效的模块级 或系统级设计,产生巨大的经济和社会效益 ●“开放式”观念:70年代后期美国和各微型机厂 商纷纷推出各种系列OEM(Original EquipmentManufacturer)开拓市场,微机技术迅速普及 模块化设计案例(九)●美国阿波罗工程——系统集成的典范▲阿波罗工程是一个巨型系统工程,但并 未研发一个新设备和一项新技术,是现有 技术和设备的集成成为系统工程运用的 范例▲它的主要工作:——总体设计:确定构成系统的模块和相 关参数——接口设计:即软硬件的装连设计模块化设计案例(十)●模块化成为各大公司的追逐目标▲ IBM的产品策略是,提供一系列非常 通用的“模块”,市场部用这些“模块”配置 用户的个性化产品▲ HP公司的即插式测量仪器,可据用户 需求,用各功能测量模块组合出几十种 仪器。
新一代模块与原模块可兼容▲施乐公司在开发出新型模块化复印机 后,不再设计全新的复印机,只开发新 模块,以便于用户局部更新▲松下的“量体裁衣”式自行车模块化设计案例(十一)▲西门子的气轮机研发,面对200种产品 统一设计,零件数为3万个;而原来5万 个零件仅20 种产品▲通用电气公司(GE)重新设计其断路开 关箱,用1275个共享构件代替28000个独 立零件,形成40000种不同的配置▲丰田公司把各个品牌汽车放到一个项 目组设计,形成统一的模块化结构欧 洲汽车公司正在联合起来,进行模块化 和统一工作(从统一底盘着手)并提出了 一个包括28个模块的生产概念模块化设计案例(十一)模块化设计案例(十二)●DISA产品测试装置的模块化结构▲基本思路:充分借助产品的软硬件模块资源 ,构成测试装置,其软件结构由三个子系统组 成▲ DISA产品软件子系统,包括:中断服务程序 ,字符串,CPU初始化,数学计算,液晶初始 化,液晶显示方式,时钟,IO口地址,读按键 值,地址等模块▲测试软件子系统,包括:自动显示,手动显 示,读遥信量,手动选择菜单,主菜单等模块 ▲接口软件子系统,包括:主程序,DispProc过 程等模块。
用于调用产品软件中的模块。