時間：2023-01-21 01:03:33
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇模塊化設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一、模塊的定義
模塊是可組合成系統的、具有某種確定功能和接口結構的、典型的通用獨立單元。定義成模塊的零部件應具有以下幾個典型特點：
（一）功能的獨立性：給定輸入和輸出，能夠獨立的完成一定的功能；
（二）結構的獨立性：應該具有獨立的物理組成和外觀結構；
（三）接口的標準化：標準的接口保證了模塊的互換性，以便與其他模塊進行組合。
對于工程機械產品，模塊可以是機械結構件、也可以是液壓或電氣單元、控制軟件，如混泥土泵車可以定義為臂架、轉塔、泵送系統等模塊。同時模塊亦可以根據其復雜程度及在實施過程中的制造、裝配、物流等實際情況進行進一步的下級模塊劃分，也就是模塊可以有層級概念，比如說混泥土泵車的臂架定義為一級模塊，往下還可以細分為單節臂架模塊、臂架油缸模塊、連桿模塊等二級模塊。從而可通過不同長度的單節臂架模塊組合成滿足不同客戶需求的不同臂架高度的泵車。
二、模塊設計的內涵及特點
（一）模塊化設計內涵
設計任務可以從多個層面共同進行，并且這一特征是傳統設計方法中所不具備的。先對產品的框架進行設計，在逐層開展內容完善，這樣機械設計任務開展形式擁有更多的選擇，并且不會出現設計形式混亂的情況。機械設計需要將參數完善記錄，方便對設計圖形進行審核，完全達到安全標準才能夠投入到生產環節中。通常情況下是同橫向與縱向兩方面來探討設計形式，將數據依次填寫到框架中，對比分析是否存在誤差。設計期間結合使用需求可以隨時對模塊進行改變，確保工作任務能夠高效開展。
（二）設計的特點
1、便于維修。模塊化設計理念與傳統設計方法相比較，擁有很多新的特點。首先是使用階段發生故障更便于維修，修理任務也可以在局部進行，節省時間的同時在維修效率上也有明顯提升。各模塊均可靈活拆卸，故障嚴重時，通過調試很難使之恢復正常，此時直接將木塊更換，快速完成維修任務。由此可見，無論是設計還是使用，該種設計理念都有很多突破，解決了機械設備使用中遇到的問題。
2、簡化包裝設計。包裝是設計工作中的重要內容，同時也十分復雜。要根據設備的外形對包裝進行設計，保護運輸安全也要合理利用空間，這些標準很難同時實現，但通過模塊化設計，包裝環節更簡單便于實施。傳統包裝方法中，工作人員要根據不用零件的設計形式探討包裝方案，對基層工作人員相關專業知識要求嚴格，并且在包裝過程中會浪費大量時間，并不利于機械生產加工高效進行。應用模塊化設計理念后，包裝工程中所面對的產品也都是劃分后的，并不需要基層工作人員了解機械設計原理，對控制成本支出及提升生產效率都有很大的幫助。加強模塊化設計理念應用后，工作人員可以更高效的完成包裝任務，為機械設備使用階段提供便捷性。
3、模塊化包裝的成本低。應用模塊化設計方法后，在機械生產包裝流程中有明顯的簡化，同時成本支出也得到有效控制。傳統的設計理念中，存在很多不確定因素，因此預算的成本支出也很容易發生變化，在工作任務開展過程中，包裝所用材料通過計算可以得到準確結果。這樣管理人員更明確不必要的成本支出，嚴格控制資金使用，這也是模塊化設計理念中節約成本的依據。雖然資金支出得到了控制，但產品使用質量并不會因此受到影響。
（三）模塊化劃分原則
模塊化的設計就是要以少數的模塊組成極可能多的產品，同時產品具有高度的穩定性、精度，并且結構簡單，成本低廉。所以在設計之初應對模塊進行詳細的劃分。當前并沒有標準化的模塊劃分原則，根據側重點的不同可進行不同模塊的劃分。從模塊本身的概念來看，模塊就是可組成系統的、具有某種特定功能和結構的、典型的通用獨立單元。通過對產品功能的結構，建立總功能、子功能、功能單元之間的聯系，為模塊的劃分建立基礎。單從這方面講，應滿足下述原則：首先應保持模塊功能和結構具有一定的完整性和獨立性；其次應確保模塊接口要素便于聯系和分離；第三應保持模塊之間的相關盡可能少，同時模塊內部間應為強耦合；遵照典型性和通用性的原則。
（四）模塊化設計方法在機械設計中的應用
當前具有多種設計方法，首選從功能側重方面來說，主要的流程是需求分析、功能分解、探索式集成和評估。首選對客戶的需求進行分析，將顧客的需求配置到產品中，以滿足客戶需求為主。根據客戶需求分析確定產品要求，再次過程中應準備多種功能目標，滿足客戶的首要需求。在確定產品各個不同層次的功能后，對產品進行分解，分解成基本功能和物理元素，同時對功能及物理元素進行集成。然后對綜合指標及可行性進行分析，最后實施設計。
另一種是基于結構特征的設計。這一方法要求先對零部件的形狀特征進行分析，并規劃減少零部件的種類，達到優化成本和提高產品質量的目的。在次過程中需對標準化模塊參數進行分析，減少可變參數的數量，以方便模塊建模。根據分析結構首先建立零部件主模型，利用關鍵參數描述零部件外形和各尺寸之間的關系。設計過程中在基本模塊模型中輸入數值，自動形成變形模塊。其中零部件幾何模型和對應的事物特性表是零部件的重要組成部分。通過變形模塊的加入，最終形成產品的結構，產品主結構可描述為一個可配置、包括所有標準構建的模塊化產品系統的組成。
三、結語
在技術迭代步伐愈來愈快的背景下，模塊化設計顯然與市場發展趨勢相契合。模塊化設計不僅滿足了用戶的個性化需求，同時還提升了產品生產效率及質量水平，為行業整體發展奠定了基礎，使工業設計水平邁向了更高的階層。
參考文獻：
[1]梁偉勇.機械產品的可拓模塊化設計方法研究與應用[D].南京航空航天大學，2014.
關鍵詞 ：
老齡化；養老機構 ；模塊化設計； 建筑設計策略
中圖分類號：TU2 文獻標識碼： A
背景
截至2010年底，成都市60歲以上老年人口達202.79萬人，占全市戶籍總人口的17.65%，比全國平均水平高4.35%。預計到2015年底，成都市60歲以上老年人口將達到244.8萬人，占全市戶籍總人口的19.15%以上。人口老齡化的快速發展給老齡公共服務和社會化養老服務帶來較大壓力，急劇增長的社會養老需求與社會化養老機構發展滯后的矛盾日益突出。2012年10月由成都市人民政府在成都周邊6區縣開展成都市公建民營養老機構的建設工作。
本項目溫江區永寧鎮公建民營養老機構正是6區縣公建民營養老機構的建設之一。
1.1建設標準要求
成都市政府采用建設方式、建設規模和建設標準統一化的養老院建設模式。大量養老院的建設，和對建設質量及功能的標準化要求下，在操控上更適合模式化建設。
表（1）公建民營養老機構項目建設要求2、 模塊化
模塊化設計(Modular Design)是近年來發達國家普遍采用的一種先進的設計方法。從50年代歐美一些國家提出這一設計方法以來，它已經擴展到很多行業，并應用到實際產品的設計與制造之中。
賈延林在 《模塊化設計》 中將產品模塊化設計解釋為：“是在對一定范圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規格的產品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構成不同的產品，以滿足市場不同需求的現代設計方法”。
1養老院建筑功能模塊的構建
2.2.1標準模式化設計
根據對老年人生活習慣的研究，發現老年人多因腿腳不便，較少的主動上下樓參與日常活動，設計考慮以每層建筑為一護理單元進行設計，形成相對獨立又密切聯系的養老院功能體系。
設計強化建筑單體的標準化建設，在滿足相關規范條件下統一、規范的柱網關系中設置經濟、合理的相關功能。充分考慮各區縣用地形狀的差異性，將建筑的各個功能體塊進行拆分和分解，通過體量組合形成功能上一致、形體上靈活組合，標志性強的養老院建筑。（圖（1））
圖（1）標準化模式設計
2.2.2標志性的體現
設計充分對該系統建筑的標志性進行了統一考慮。分別通過對色調、建筑體量、建筑符號來強化了建筑的標志性。
2.2.3建筑空間設計思路
護理單元均面朝南向展開，將外廊置于北側。形成南北通透，滿足老年人對日照、通風的要求。各護理單元端頭設有獨立的交流活動空間，足不出戶即可形成小范圍的社交團體氛圍。
公共與服務空間設置于各護理單元的核心位置，服務半徑大，高效緊湊。
后勤配套服務設施結合用餐空間及城市下風向布置。
養老機構模塊化的功能分區
養老機構根據使用及相關國家規范的要求，功能上主要由護理單元、綜合服務單元及后勤配套設施組成。（表（2））
養老機構模塊功能
護理模塊 （自理老人、介助老人、介護老人）居室、衛生間、陽臺等
綜合服務模塊 醫療輔助用房、護理站、公共衛生間、公共淋浴間、活動室、閱覽室、餐廳、配餐、陳列室等
后勤配套設施模塊 行政辦公、食堂、小賣部、廚房、污物處理、變配電房等
表（2）養老機構模塊功能
4.溫江區永寧鎮公建民營養老機構模塊化設計實踐
基地情況：本項目位于永寧鎮天王村，總規劃凈用地面積約為20.5畝。地塊南側為規劃用地；北鄰規劃北環路；東鄰永羊路與北京阜外醫院，西側為漏沙堰。總建筑面積12843.97㎡，其中一期總建筑面積7979.03㎡，床位340張。
4.1設計理念
通過對地形及周邊環境重新的思考進行模塊之間的組合。
有機生長的空間結構：
“一”字形的母題單元重復組合,形成建筑有機生長的韻律。
2、高效緊湊的空間設計思路：
服務空間設置于被服務空間的核心位置，服務半徑大，高效緊湊。
圖（2）模塊化空間設計理念
4.2 設計策略
根據對現狀地形的分析，用地東側和南側為漏沙堰景觀帶。設計以老年人護理模塊分段錯開的設計手法，使每戶居室均朝向南向，既滿足了老年人居住對日照的要求，又實現戶戶觀景無遮擋的良好景觀朝向。方案將外廊、附屬用房統一設在老年人居室北側，避免了城市道路交通噪音對居室的干擾。
圖（3） 設計對城市道路交通噪音隔離示意
4.3規劃設計
4.3.1分期開發
用統一的規劃手法來處理綜合樓的分期開發建設。一、二期工程在功能上相對獨立，同時在兩期工程完成時又統一在極具韻律感的建筑中。在建設開發過程中實現分期建設互不干擾。
4.3.2功能分區
養老院總體功能分區分為三個主要功能區，為護理單元、綜合服務區和后勤服務區。
4.3.3交通組織
項目的交通組織以不破壞內部舒適靜謐的療養環境為基本原則，內部庭院除設置緊急情況下消防車出入的通道外，以自然、富于變化的游覽小徑為主。機動車道環繞建筑群體外部設置并靠次入口一側安排必要的停車空間，實行人車分流。主入口設置于地塊北側的規劃道路一側，后勤輔助入口設置于地塊東側規劃道路上，并設有專門的后勤堆場。
4.4單體設計
4.4.1單體功能分區
一期建筑主體6層、局部5層，總高度控制在24米以下。由醫療與康復中心、辦公、綜合護理區、后勤區四部分組成，服務空間處于功能體塊中最核心的位置，護理單元沿服務核心向兩側延展，醫療與康復中心、辦公位于建筑體塊中部總和服務帶中。每層綜合服務區設置有康復中心、護理站、餐廳、活動室、閱覽室和餐廳等公共服務設施。其中于一層后勤入口一側設置有后勤保障、服務、廚房等功能單元。一—五層共設自理人員區兩人間84間。六層設自理人員區兩人間8間，全失能人員區8人間2間。
二期建筑主體6層、局部5層，由醫療與康復中心、辦公、綜合護理區、后勤區四部分組成，服務空間處于功能體塊中最核心的位置，護理單元沿服務核心向兩側延展，醫療與康復中心、辦公位于建筑體塊中部總和服務帶中。每層綜合服務區設置有康復中心、護理站、餐廳、活動室、閱覽室和餐廳等公共服務設施。一—五層共設自理人員區兩人間60間。六層設自理人員區兩人間7間，全失能人員區8人間1間。
4.4.2交通組織
為方便老年人使用，交通流線采用簡單的直線走廊，每個護理單元的盡頭設有疏散樓梯，一樓各個疏散出入口設有無障礙通道，便于老年人使用。豎向交通電梯充分考慮輪椅與擔架的通過性，保障緊急情況下的醫用救護設施無障礙通過。
4.4.3建筑風格
建筑整體形態由條狀母題單元組合而成，將建筑的功能性整合到建筑體量與室外空間環境之中，依地形展開并與周圍環境達到和諧統一。建筑風格力求營造舒適、放松、自然的室內外空間環境，整體感覺現代、簡約、輕盈，建筑主體生于自然并且融入自然。
以“揚起幸福的風帆”為寓意的建筑構架，明顯高于建筑物其它體量，形成標志性強、易識別的建筑特征。
5、設計后的思考
養老機構的模式化設計并不意味著對具體地形和現狀環境的忽視，而是在功能模式化設計滿足的前提下，對具體項目背景的“量體裁衣”考慮。
在現有的國家和地方還未提出統一規范法規的情況下，用地緊張和建筑面積有限是建筑設計中普遍遇到的問題。在模式化設計中在滿足基本功能設置的前提下，如何更多的考慮養老機構老年人對情感、對交流、對建立社會關系等精神層面的渴求，是今后設計的難點和設計方向。
參考文獻：
[1] 《老年人居住建筑設計規范》GBJ99-86
關鍵詞：機械產品；三維參數化；模塊化設計；
中圖分類號：TH12
文獻標識碼：A
文章編號：1672-3198（2011）06-0281-01
1 引言
當今市場變化迅速，市場的動態多變性使其對企業的靈活性和市場應變能力要求越來越高，企業必須不斷的進行改革和應用新技術來應對不斷變化的市場環境。對于結構比較固定的模塊，建立參數化模型，通過調整參數，修改和控制幾何形狀，自動實現產品的精確造型可大大提高產品的設計效率和設計質量。參數化設計方法與傳統設計方法相比，最大的不同在于它存儲了設計的全過程，能設計出多而不是單一的產品模型。它使設計人員不需要考慮細節而盡快草擬零件圖，并可以通過變動某些約束參數來更新設計，而不必運行產品設計的整個過程。模塊化設計方法是指在信息技術革命背景下產業的發展過程中逐步呈現出來用于解決復雜系統問題的新方法，它通過每個可以獨立設計的，并且能夠發揮整體作用的更小的子系統來構筑復雜的產品或業務過程。
2 平臺架構及其功能
機械產品三維參數化和模塊化設計系統要利用現代化計算機與網絡技術，結合企業的設計流程和設計經驗來建立設計系統，能夠提高企業設計資源的共享性，完善設計體系，提高員工的設計素質，加強企業市場開拓，通過對設計資源更全面、更及時、更有效的運用，為產品銷售提供保障，增強企業競爭能力，如圖1所示為平臺客戶端結構與功能。如圖1所示平臺客戶端系統結構及功能。
客戶端是用戶與系統交互的主要實現形式，用戶對系統的管理、維護、產品設計等都要通過客戶端來完成，客戶端主要劃分了八個子系統。整個客戶端使用產品資源管理器來管理產品資源，用戶也可以通過產品資源管理器來進行查詢、設計、輸出等操作。
（1）產品管理子系統：該子系統主要是管理產品資源，包括產品、產品系列和產品模塊的建立，由用戶配置產品和產品系列屬性，對于產品模塊，如果是低級別的模塊，需要指定模塊模型文件和工程圖文件，確定所有添加模塊的組合順序，配置所有模塊的屬性，指定添加模塊的尺寸參數和參數約束關系，配置模塊之間的結合關系和裝配特征及裝配特征優先級，配置模塊工程圖方向參照。
（2)查詢子系統：該子系統主要用來查詢產品、產品系列、產品模塊等相關信息，查閱模塊的歸屬產品、結合模塊、裝配參照、尺寸參數、工程圖模板定制屬性等。
(3)模塊組合子系統：主要負責新產品的模塊組合功能，由用戶選取模塊，系統可以分析模塊組合的合理性，并將結果返回。
(4)模塊參數化設計子系統：負責模塊的參數化設計，用戶可以參數化設計產品的每一個模塊，由該模塊衍生出新的模塊，是新產品設計的基礎。
(5)輸出子系統：負責輸出新產品模型和相關工程圖，設計人員新產品設計完成后，可以將產品設計模型輸出保存，相關的產品工程圖紙也可以輸出。
(6)圖形顯示子系統：用于客戶端三維模型和圖紙的顯示，是用戶預覽圖形、編輯圖形的窗口。
(7)網絡傳輸子系統：客戶端與服務器連接的通道，接收服務器傳來的任何信息與模型，可初始化連接，關閉連接，捕捉網絡連接狀態。
(8)數據庫操作子系統：主要是對后臺數據庫的相關操作，包括數據庫備份和數據庫恢復。
在機械產品三維參數化和模塊化設計服務管理器中主要實現了五方面的功能：
（1）在產品資源管理器中可以實現產品、產品系列以及產品模塊的創建和信息配置；
(2)產品資源的查詢和搜索功能；
(3)產品模塊的組合功能；
(4)產品模塊的設計功能；
(5)數據庫的操作功能。
如圖2所示平臺服務器端實現產品資源信息和模犁的存儲、產品參數化設計的計算、模塊組合的計算、數據庫和圖形服務器的連接，所以，客戶端僅僅是提出操作要求，具體的執行操作是由服務器完成的，任務完成后，服務器向客戶端返回操作結果。
3 客戶機/服務器網絡傳輸關鍵技術實現
為了實現系統客戶端加載服務器端的零部件模塊以及網絡零部件模塊的參數化設計和模塊組合，必須建立C/S(Client/Sever)模式的網絡通信機制。基于網絡的機械產品三維參數化和模塊化設計平臺在網絡傳輸上應用TCP/IP協議，并以MFC Windows Socket為基礎構建C/S模式的網絡通信機制。Windows Socket規范支持單一的通訊域，即Internet域。各種進程使用這個域互相之間用Internet協議族來進行通訊。根據網絡通信的特性，套接字可以分為一下幾種類型：①流套接字(Sock Stream)：面向提供連接、可靠的數據傳輸服務，數據無差錯、無重復的發送，且按發送順序接收。②數據報套接字(Sock Dgram)：提供無連接服務。數據包以獨立形式發送，不提供無錯保證，數據可能丟失或重復，并且接收順序混亂。
本平臺在工作時要求數據連接準確可靠，所以采用流套接字。基于TCP的Socket編程主要分為兩個部分，服務器端程序的編程和客戶端程序的編程。但無論是服務器端還是客戶端，在利用套接字進行編程時，都需要加載套接字庫，加載之后，就可以調用socket函數創建套接字，加載套接字庫的主要程序實現如下：
WORD wVersionRequested；
WSADATAwsaData；
int err；,
wVersionRequested=MAKEWORD(2，2)；
err=WSAStartup(wVersionRequested，&wsaData)；
if(err!=0)
{
retum FALSE；
)
if(LOBYTE(wsaData．wVersion)!=2 ll HIBYTE(wsaData．wVersion!=2))
{
WSACleanup0；
return FALSE；
}
套接字庫加載完成，就需要分別編寫客戶端和服務器端的網絡傳輸程序，主要流程如下：
(1)客戶端程序流程。
①創建套接字(socket)。
②向服務器發出連接請求(connect)。
③和服務器進行通信(send／recv)。
④關閉套接字。
(2)服務器端程序流程。
①創建套接字(socket)。
②將套接字綁定到一個本地地址和端口上(bind)。
③將套接字設為監聽模式，準備接收客戶請求(1isten)。
④等待客戶請求到來；當請求到來后，接收連接請求，返回一個新的對應于此次連接的套接字(accept)。
⑤用返回的套接字和客戶端進行通信(send／recv)。
⑥返回等待另一客戶請求。
⑦關閉套接字。
4 結語
本文在三維參數化和模塊化背景下提出了基于網絡的機械產品三維參數化和模塊化設計平臺實現，提出系統的客戶端/服務端功能結構，完成網絡傳輸關鍵部分的實現。
參考文獻
［1］Pahl Gand W Beitz．Engineering Design•a systematic approach［J］．Springer-Verlag，London，U．K，1996.
［2］李淑新．基于Web具有參數化特征功能的協同設計［D］．浙江大學，2007.
［3］U1rich KT,Eppinger SD．Product design and development［J］.McGraw Hill，New York，2007.
對模塊化的定義以及模塊元件的定義進行闡述，并對模塊元件的結合方式進行總結。同時論述模塊化產品的設計原則、設計方法以及目前模塊化的市場應用前景，以不同的企業應用為例進行對比總結，最后得出模塊化產品的優點以及發展趨勢。
關鍵詞：模塊化設計；產品設計；設計方法
中圖分類號：
F27
文獻標識碼：A
文章編號：16723198（2013）10008301
1 模塊化產品設計方法
在模塊化產品設計的過程中，通過分析得出模塊化設計原則，以作為設計的依據，方法如下：
（1）模塊化設計的產品必須滿足所有需求：依據文獻、調查，及訪談獲得使用者需求的重要資料，將其整理后，根據使用者需求項目進行模塊化設計，以利用不同單元模塊搭配組合，滿足不同使用者的需求。
（2）依據功能需求進行分割，設置模塊化單元：將可合并的功能加以整合成為獨立的單元，進行單元模塊設計，并考慮單元模塊間的連接，制定標準化尺寸，一次為單元模塊設計的依據。
（3）可排列組合的模塊單元：設計的模塊強調可靈活排列組合，能適用于各種空間環境，滿足不同人群的需求，且考慮各模塊設計風格的一致性，其各系統的單元均能互換使用。
2 模塊化導入產品設計分析
產品開發程序分為十個階段：（1）確認顧客需求。（2）建立目標規格。（3）概念產生。（4）概念選擇。（5）概念測試。（6）設定最終規格。（7）專案計劃。（8）經濟分析。（9）建立競爭產品標桿。（10）模型與原型。
由以上活動可以看出在概念發展階段主要是了解客戶需求，并將客戶需求轉換為產品目標規格，并建立產品概略外形及概略的產品組裝流程圖，最后產生數個產品雛型，經過專案團隊評估分析，以找出最佳的產品雛型。所以在產品概念階段既導入模組化設計有以下的缺點：
（1）模組化設計會限制設計及創新的自由度，設計初期應集思廣益，主動尋找好的產品創意，針對不同的市場與顧客需求，權衡考量設計可能會產生的各方面影響，如一開始既受限于模組化的框架，不利于產品創新的發展。
（2）產品設計初期，設計變更所影響的產品架構幅度較大，反復的設計變更導致于產品架構與功能模組之間也不斷地跟著變動，如此變動造成在產品開發初期花費太多時間于模組化過程中，導致產品開發時間過長，延遲產品上市時間，不利于產品取得市場優勢。
系統層級設計階段主要是根據產品概念發展階段所產出的產品雛型，定義產品的結構，產品子系統與構件之劃分以及產品系統的最終組裝方案等，在此階段產品架構定義明確，不容易產生大變動的設計變更，所以在系統層級設計階段根據產品架構定義產品模塊，界定模塊界面，避免花費太多時間于大幅度及重復地模塊化變更，以縮短產品開發之時間。
3 模塊化產品設計原則
產品的構成是由許多的零件在空間上進行裝配而成，但一產品的組成少則十幾個零件，多則上千上萬個零件，如何將這些零件依產品之架構分成不同之模塊，模塊的范圍如何界定，在模塊化過程中應依據哪些準則，基于上述之問題本研究提出之模組化設計的原則如下。
（1）單一功能化：模塊單一功能化應是產品模塊化設計的第一步，一產品按照其功能可以區分為不同的系統，例如自行車依其功能性不同可分為五大系統包含車架系統、制動系統、車輪系統、傳動系統及轉向系統，而這五大系統既可分為五個模組。
（2）標準化：也可以稱之為重復化，就是同樣的零組件重復出現在不同的產品上。在產品開發過程中重復使用現有零組件，可以分攤開發的成本，降低新零件數量，縮短整體開發時程。標準化分為內部標準化及外部標準化。
（3）規格化：也可稱之為參數化或數據化。模塊化設計強調模塊可搭配變換，所以模塊與模塊之間鎖固方式的相關參數（例如螺栓大小、螺栓孔數量、螺栓孔距離等），及模塊實體的相關參數，須建立系統化標準規格，唯有如此才可以確保模塊在組裝的時候，彼此之間能夠正確穩固的結合、安裝。
（4）可拆解化：產品元件之間的接合可分為永久接合及可拆式接合，模組化設計強調模組可搭配變換，所以模組與模組之間鎖固方式不可使用永久接合方式，應以可拆式接合為主。
4 模塊化產品設計流程
產品開發分為數個不同階段，本研究依據產品開發流程，在系統層級階段導入模組化設計，本研究所提出之產品模組化流程如下：
（1）建立產品結構：設計者在此階段提出產品的架構與主要功能。個別的組成元件與其主要的功能需求予以決定，并傳遞到下一個步驟。
（2）選擇元件：設計者選擇符合上一步驟定義所需要的元件。
（3）取得組裝關聯：分析并定義出產品元件之間的設計關聯性。
（4）驗證組裝關聯：檢查產品元件間的設計關聯性，是否滿足整個產品的主要功能需求，這些關聯是否合理，是否有矛盾的現象。
（5）確認：確認所有選擇的元件是否都有被使用到。如果必要的修改已經完成，則視為所有的元件都已滿足所定義的需求。
（6）建立產品架構：當所有的元件都已經被選擇，且彼此間的關聯性已被完整定義，此產品的架構即定義完成。
參考文獻
[1]童時中.模塊化原理設計方法及應用[M].北京：中國標準出版社，2000.
關鍵詞：模塊化 綠色 會展設計
中圖分類號：J0-03 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-00-03
當今社會，拯救地球的呼吁聲越來越高，人們的環保意識也越來越強，“綠色設計”理念愈發深入人心。中國會展展位設計中，至今仍大量使用不可回收的一次性消耗材料來搭建展位框架，這樣造成了嚴重裝修污染、大量廢棄物，現場制作加工費時費工，而且安全方面存在很大的隱患。據了解，2001年各展覽會制造的垃圾從60到1.2萬 t不等，平均制造垃圾2934 t[1]。更可怕的是，這些展覽廢棄物往往都被粉碎后直接投入垃圾焚燒爐焚燒，導致溫室效應及有毒氣體的大量排放，造成了新的污染[2]。每次的展覽花費動輒十幾萬，其中很大一部分資金花費在材料的購買上，而這些材料不能重復利用，也給參展商造成了資金上的浪費。
1 現有展位分析
1.1 整體展位設計分析
針對上述情況，提出了模塊化展位設計的概念。模塊化展位設計是指，把一個復雜的展位自頂向下逐層分割成若干模塊，每個模塊完成其特定的子功能，所有的模塊按預先設定的某種方法組裝起來，成為一個完整的展位，完成展覽展示所要求的功能。在整個模塊化展位中，每個模塊都能與其對應的模塊進行組合、分解和更換。
展位設計基本結構可以自上而下分割成：
（1）頂部：包括照明用燈具、吊頂、音響設備、裝飾性用具；
（2）中部：包括構建成整個“墻面骨架”的弧形立柱網格結構，包覆在立柱網格結構表面的形成“墻面”的飾面材料，放置展品的展覽架、展覽臺、陳列柜等；
（3）底部：包括各種地毯、含有燈光的地臺等。有些展位并沒有頂部設計，其照明、吊頂等功能，是通過展館內部本身分配的結構體系來實現的。換句話說，對于簡單的展位設計來說，在展館的照明等條件滿足展示的需求的情況下，可以省略頂部的設計，以節省資金和成本。
1.2 初步展位模塊劃分
在模塊設計中，要盡量的分離出容易造成干擾的非必要模塊，在最精簡的程度上來進行下一步設計。
在展位的分析中，可以將“墻面”系統看成一個整體，該系統是構成展位設計的最重要的模塊，也是必須要有的模塊，其功能在于承載大部分的信息展示，構成展位主體。頂部系統看成第二個整體，而這個整體功能在于提供燈光照明、吊頂，營造氣氛，烘托展品，對信息的傳達起補充作用。
該模塊屬于非必要模塊，可將其從“墻面”系統剝離。底部系統則包括地毯、地臺結構，可看成第三個整體，其作用是承受壓力，保護展館地面、隱藏電線、補充照明。獨立于這三個系統外的，還包括展覽臺、展架、陳列架等的陳列系統，雖然這個系統在結構上與主體系統關聯不夠緊密，但在功能上，它是展示展品的重要部分，是不可或缺的。但是，為了更好的分析整體模塊的結構，故將陳列系統分離出來，另行討論。
頂部系統、墻面系統、底部系統構成了一個基本展位的主體部分，加上陳列系統和其他附加的裝飾，才能構成一個完整的展位設計。
而墻面系統又是主體部分中最重要的，最能傳達出個性化的部分。在傳統的展位設計中，墻面系統也是使用一次性消耗材料最嚴重的部分。一般采用內部網格配以外部飾面的方式構建墻面系統。其內部網格的搭建，一般使用木龍骨，而外部飾面多采用紙制品、塑料制品、波音軟片等材料。由于展覽內容的變化，外部飾面幾乎很難重復利用，形成模塊化，
故此，只能用易于回收的環保材料來替換。而內部網格只是起結構作用，而不用傳遞信息，比較容易進行模塊化。并且，將內部網格模塊化能更好的進行設計、安裝、降低成本。頂部系統承載著吊頂、照明的作用。照明使用的燈具本身可以循環利用，吊頂由于其結構形狀的規則，比較容易實現模塊化。實現模塊化后，能夠更好的根據實際來設計、調整其結構，得到更好的照明效果。底部系統則是展臺的基礎結構，起到傳遞壓力、保護展館地面，藏線、美化等作用，是現代展位，尤其是高檔展位設計必不可少的部分。底部系統中，地臺的運用較為多見，由于其形狀規整，模塊化的實現也較為容易。
2 結構分析
2.1 模塊化分割
2.1.1 頂部系統
頂部的吊頂一種是與天花的吊頂一樣，采取鋁制扣板的形式，內嵌照明燈具；第二種采取是架設桁架，結合照明射燈的方式。頂部系統的燈具、扣板、桁架均屬于可以循環再用的材料。更多的展臺結構的吊頂或燈具有時不能借助于展臺結構本身，則需要借助于展館內的結構體系，來設置吊頂、燈具和音響設備等。
2.1.2 中部墻面系統
展館的建設場地無論是室內還是室外均不允許現場焊接，展臺多采用鋼、木或鋁合金結構，所有的構件均在工廠加工，然后在現場通過螺栓連接進行安裝，拆卸時也很方便、快速，這也符合展館對于展臺快速搭建、快速撤館的要求。
1）立柱系統
由立式柱體組成的展位設計的中部系統，均能拆分成柱狀結構模塊，見圖1。其柱狀結構有可能是簡單的方形立柱，或者是圓形立柱、半圓立柱，又或者是方形立柱或圓形立柱的組合。立柱的基本結構拆分為：內部網格桁架和表面面飾。例如由內部的網格桁架加上貼合在桁架外部的磨砂亞克力玻璃組成的立柱系統，起到補充光源，裝飾作用；由方形立柱和圓形立柱組成，再配以表面裝飾以宣傳貼畫的立柱系統，達到傳達信息的目的。
圖1 立柱系統
2）墻面板材系統
圖2 墻面系統
由平面“墻面”組成的展位設計的中部系統，均能拆分成，類似建筑物墻面的墻面板材系統，見圖2。其基本形狀是：內部作為支撐的桁架骨架和外部作為“皮膚”的面飾。其中，面飾一般選擇布藝面飾或者平面印刷品。墻面板材系統的內部骨架形狀一變動，其外部的形態也會隨著改變。異形墻面板材，選用了有弧度的內部骨架，將頂部和中部溶為一體，在滿足功能的同時，又十分具有設計感。
墻面板材系統繼續往下進行模塊化分割，可以將其分成若干個單位墻面板材，將單位墻面板材進行排列組合，又能組合成各種形態各異的大型墻面板材系統。
3）底部地臺系統（展臺基礎結構）
因為展館的地面不得用于施工，而高檔裝潢攤位又免不了地面作業，所以加高地臺也就應運而生。地臺一般高于展館地面10～15 cm，內部中空用于藏線或者其他電力設施。而地臺的地龍構造正好解決了藏線這一難題，即輕而易舉的埋藏電纜，又可來去自如的調整各種電線的方位和走向[3]。展位中常用的木制地臺地龍構造，網格的形狀，較易實現模塊化。地臺的模塊化設計，可以借用木制地臺地龍構造，將成格子狀的木龍骨設計成框架模塊，再在上面覆蓋玻璃，或鑲嵌地板等，達到個性化設計。
參考木制地臺地龍構造設計的模塊化鋼制龍骨架，根據不同的展位規格，單位的模塊化地臺也可以有不同的規格，來適應不同大小的展位的搭建。模塊化地臺的設計已經比較成熟了，在各種舞臺設計、T臺設計中，經常能看到模塊化地臺。其基本原理和展位設計的地臺一樣，都是以小型單位地臺組成各種形狀的大型地臺。展位地臺的設計也是一樣，將單位面積的小型地臺進行排列組合，即可得到各種不同形狀的展位地臺，從而滿足參展商的個性化需求。
圖3 模塊化鋼制龍骨架
2.2 運用模塊化思想進行再設計
通過模塊的選擇和組合，可以同時滿足展位設計功能屬性和環境屬性，一方面可以縮短設計周期，提高質量，快速拆裝，另一方面，可重復利用的模塊可減少或消除對環境的污染和材料的浪費，方便以后展覽的重新使用、再設計、維修和完成使用周期后的拆卸、回收。運用模塊化設計理念，能使展位設計盡量達到標準化、通用化、批量化，來降低材料成本、縮短拆裝時間、提高循環利用率；另一方面，在基本模塊的基礎上，進行一定的設計和創新，使展位具有個性化、特裝化的優點，滿足客戶的個性需求。
運用模塊化思想進行再設計，只要擁有最基本的模塊化結構，就能根據參展需求，設計出個性化的展位。同時，在撤展后，使用過的基本模塊化結構只要進行新的排列組合，按照需求重新設計，也能循環再用。
3 材料選擇
在材料的選擇上，選擇原則第一是采用綠色環保的材料。這不僅僅是要求材料能重復利用，還要求在滿足產品生命周期后能重新回收進行再生。第二滿足強度、加工、再設計等功能要求。展位設計的安全性要保證，同時也要滿足參展商的個性化需求，這要求展覽材料能很好的和別的材料有機結合，達到更加美觀的展示效果。第三是便于運輸。隨著展會經濟的蓬勃發展，跨省甚至是跨國參展的機會增多，這勢必要求材料更加經濟快捷的倉儲運輸。雖然展臺結構屬于臨時性建筑，一般短則1、2周，長則數月，但由于展會人流密集，故選取材料時應選取強度較大，承重較好的材料[4]。
在內部網格的選擇上，采用鋁合金材料。第一，鋁合金材料一般采用機械方法鏈接，，不產生廢棄物，容易回收利用。第二，鋁合金材料制造工藝的提高使其強度有了大幅提高，足以滿足人流量密集的展會的強度需求。一方面提高了材料的強度、硬度以及抗壓性、抗拉性，另一方面在表面工藝處理上，使用了鍍層、拉絲等工藝，加強表面硬度，耐劃耐刮，使得重復使用次數大大增加。第三，鋁合金密度小，單位體積質量小，可減低運輸成本。第四，易與其他材料搭配。以鋁合金為框架，布類材料、線簾等軟材料為輔，或者木結構、玻璃等剛性材料為輔。現在展臺中，較多流行的是和噴繪、寫真等布類搭配的效果，一方面在展臺的易組性上有著很好的優勢，而且配合大畫面的沖擊，也是具有相當視覺沖擊效果的[5]。
底部的地臺設計，材質一般使用木板，高檔的也有用特殊玻璃，石材，鑲木地板等，普通木板雖然經濟，但搭建地臺的地龍時需要使用大量釘子，不利于拆裝，和循環利用[6]。同樣的，選擇鋁合金為基本材料，配以特殊玻璃或鑲嵌木地板，雖然會比普通木板昂貴，但能重復利用，平均下來的成本甚至比用不能循環利用的木板低。
在采用鋁合金材料為基本骨架的基礎上，混合采用不同的材料，彌補和補充單一材料在感官上的不足，滿足展商的個性化要求。鋁木結合、鋁玻結合、鋁布結合等搭配，產生了不同的質感感受，可以應付絕大部分的設計要求。
也可以和新材料及新技術，例如3D投影，有機高效的結合起來，實現展臺美觀個性的效果[7]。
4 結語
模塊化展位設計以“標準化、模塊化、多樣化”的為指導核心，進行模塊化、環保型綠色展覽的探討。把展位分成頂部、墻面、地臺、陳列四大系統，分別進行模塊化分析，在最大化利用共通結構的基礎上，做出一定程度的再設計，既降低了投資成本，又兼顧了環保，還能滿足參展商的個性化要求。
參考資料
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關鍵詞：再制造 產品的再制造性 綠色模塊化設計
中圖分類號：F27 文獻標志碼：A文章編號：1673－291X（2011）26－0270－03
一、面向再制造的產品設計
20世紀80年代以來，一種更加順應可持續發展要求的廢舊產品處理方式――綠色再制造（Green Remanufacturing）引起了全社會的廣泛重視。綠色再制造是以產品全壽命周期理論為指導，以廢舊產品性能提升為目標，以優質、高效、節能、節材、環保為準則，以先進技術和產業化生產為手段，來修復、改造廢舊產品的一系列技術措施或工程活動的總稱。再制造產品的優勢十分明顯，其性能可達到或超過原型機新品，而成本僅為新品的50%左右，節能60%，節材70%以上，經濟效益和社會效益突出。
各大率先進行廢舊產品回收和再制造加工的企業在實踐中認識到，如果早在新產品的設計階段就考慮產品使用壽命到期后的回收和再制造階段的相關要求，融入新產品的可再制造性的設計理念，就可以顯著地提高再制造的效益，更好地實現資源的可持續發展戰略。
面向再制造的產品設計（Design for Remanufacturing），是指按照再制造的目的設計產品，在產品設計階段對產品的再制造性進行充分考慮，并提出再制造性指標和要求，使得產品到達壽命末端時具有良好的再制造能力。
（一）LCA在面向再制造的產品設計中的使用
LCA，Life Cycle Assessment，簡稱生命周期評價。國際標準組織（ISO）給出的LCA是：匯總和評價一個產品或服務體系在整個壽命周期所有投入與產出對環境造成的和潛在的影響的方法。可見，生命周期評價主要用于評估產品在它的生產、使用到回收整個過程中，對環境造成的影響。包括所耗費的原材料、能源以及所產生的排放。
面向再制造的產品設計應該在新產品設計階段就考慮產品服役周期結束后需要進行拆解和回收利用，運用LCA的方法對產品從原材料的選擇、設計加工、銷售運輸、回收清潔、拆解檢測、再制造加工、再制造成品組裝等各個環節充分考慮對資源的消耗和對環境的影響，盡量提高產品的再制造性。
面向再制造的產品設計完成了由傳統的“被動解決問題”向“主動預防問題產生”的方向的轉變，是產品設計思想的一次創新和變革，大大節約了資源和能源，并將帶來巨大的經濟和社會效益。
（二）設計重點是提高產品的再制造性
面向再制造的產品設計的重點是提高產品的再制造性。再制造性（Remanufacturability）也稱為可再制造性，是產品本身的一種屬性，是決定廢舊產品進行再制造的前提，是面向再制造的產品設計中的重要內容。其定義可描述為：再制造性是產品設計過程賦予產品的一種固有屬性，是指由于各種原因產品退役后，綜合考慮各種因素，該產品經過再制造加工后達到規定性能時，獲取原產品價值的能力。
再制造性評價具有明顯的階段性，主要包括新產品設計開發階段和廢舊產品再制造前的決策階段。其中，新產品設計開發階段十分關鍵，產品在新產品設計階段就已經將材料性能、各零部件的連接方式、產品結構等因素確定了下來。廢舊產品的再制造性的影響因素，既包括該產品在新品設計階段就確定下來的那些因素，又包括產品服役期滿后的產品狀況、當時的再制造技術的發展狀況、環境和經濟狀況等因素。所以，產品的再制造性具有動態性、個體性、地域性和時間性等特點，即使同一產品在不同情況下的再制造性也是不同的。可見，在新產品設計階段就考慮其后期回收和再制造的需要，盡量提高產品的再制造性是十分必要的。
二、實施綠色模塊化設計是提高產品再制造性的有效途徑
面向再制造的產品設計需要同時解決這樣一些難題：使產品在設計之初就全面考慮該產品在其多生命周期內的環境屬性及零部件的重復使用性，無論是所選用材料還是產品的結構，連接方法設計都能方便其日后的維修、升級，以及產品廢棄后的拆解、回收和處理，同時保證與環境得有更好的協調性。顯然，原有的傳統設計方法不能滿足這些要求。面向再制造的綠色模塊化設計方法正是在這種情況下提出來的，綠色模塊化設計是提高產品再制造性的有效途徑。
（一）面向再制造的綠色模塊化設計的含義
綠色設計（Green Design）是指在產品整個生命周期內優先考慮產品環境屬性，如可拆卸性、可回收性、可維護性和可充分利用性等，并將其作為設計目標，在滿足環境目標要求的同時，保證產品應有的基本性能、使用壽命和質量等。在產品的設計階段就考慮其回收、拆解等需要，才能最終實現產品的回收和再制造效率。
模塊是產品的子結構，它與產品的功能元素子集有一一對應的關系。產品的模塊化設計，就是在產品設計時，根據原材料屬性、產品的結構，以及日后的使用功能、升級、維修，廢棄后的回收、拆卸等因素，將產品劃分為不同的模塊單位，把離散的零件聚合成模塊。產品的模塊化設計，既可以在產品生產時大批量生產模塊化的半成品，降低生產成本，獲得規模效應；又可以根據顧客的個性化需要，將不同功能的模塊進行組合，提高了產品對市場差異化需求的響應能力。
綠色設計和模塊化設計密切相關。綠色設計要求產品易維修與升級，不易輕易淘汰；綠色設計要求產品具有可拆解性和易回收性，經簡單再制造加工后就能恢復或超過原品性能并能被再次利用。這些正需要模塊化設計思想來實現。模塊化設計方便失效模塊的簡易替換和產品的快速升級，延長產品的使用壽命，減少產品的丟棄和環境的破壞，與綠色設計的某些理念不謀而合。通過綠色模塊的構建，產品比傳統產品具有更好的多方面效益，產品的功能屬性和環境屬性能同時滿足，效果十分顯著。
面向再制造的綠色模塊化設計方法是將綠色設計和模塊化設計進行有機結合后，運用于產品的再制造性設計階段中，使產品同時滿足易于拆解和裝配、易于修復和升級、環境友好性等再制造性的指標和要求。在模塊化的設計時，考慮產品的再制造性，讓產品在壽命末端回收之后，能容易地拆卸為不同的模塊，且盡可能減小各模塊內的可再制造性的差異，則可提高產廢舊產品回收利用率。這種設計方法是一種順應時展的嶄新的設計方法，有助于實現制造業的可持續發展。
（二）面向再制造的綠色模塊化設計的優點
1．能有效提高產品的易拆解和裝配性
再制造加工過程包括前期對回收產品的拆解環節，和后期將再制造后的零部件裝配為再制造成品的環節。所以，面向再制造的產品設計一定要考慮零部件的易拆解和裝配性，這既影響再制造過程的效率，又影響再制造產品的質量。
再制造的拆解不同于再循環，需要確保拆解過程中盡可能少地損壞零部件。因此，產品結構設計，連接件的數量和類型，以及拆解深度的選擇成為面向再制造的產品設計的重點內容。不同的產品結構將導致不同的拆解方法和拆解難度。常見的拆解方法有兩種：有損拆解和無損拆解。常見的有損拆解是機械裂解或粉碎。機械產品中常見的連接方式有四種：可拆解連接、活動連接、半永久性連接和永久性連接。前三種連接一般都可以拆解，第四種則只能采用有損拆解的方法。
產品結構設計時應改變傳統的連接方式，零部件之間盡量不采用焊接或粘接的連接方式，代之以易于拆解的連接方式。扣壓和螺釘的方式便于拆解，前者較后者又更容易拆解、更省時。連接件方面，卡式接頭和插入式接頭更容易拆解和裝配，已經有越來越多的企業在產品設計時就采取了這些類型的連接方式。尤其是一些易損零件，由于更換次數較多，在設計其安裝結構時就考慮其易拆性，較多采用插入式結構設計、標準化插口設計等。如計算機主板上的插槽與上面插裝線路板的連接方式。
采用綠色模塊化設計既能明顯簡化產品結構，又能大量減少連接件的數量和類型，大大提高產品的易拆解和裝配性，并減少產品的破損率，提高產品的拆卸和裝配效率。
2．有助于提升產品的易分類性
同一部機器上往往有鋼、鐵、鋁、銅、塑料、木材等不同的材料，它們的表面常常有油漆覆蓋，不易區分，應加強標識，便于拆卸和分類存放。同一材質、不同形狀和尺寸的零部件，由于加工方式或使用機床的不同，也要進行標識和分類，提高總的再制造效率。
采用綠色模塊化設計有助于大量減少零部件的數量和種類，使拆解后的零部件更易于分類和識別，將使再制造生產加工時間大為縮短。
3．能顯著提升產品的易修復性和升級性
再制造工程包括再制造加工和過時產品的性能升級。前者主要針對報廢的產品，把有剩余壽命的廢舊零部件作為再制造毛坯，采用表面工程等先進技術使其性能恢復，甚至超過新品。后者對過時的產品通過技術改造改善產品的技術性能，使原產品能跟上時代的要求。所以，對原制造品進行修復和技術升級是再制造過程中的一個重要部分。
實施綠色模塊化設計，可以采用易于替換的標準化零部件和可以改造的產品結構并預留模塊接口，以備升級之需，在必要時即可通過模塊替換或增加模塊實現產品修復或升級，減少拆解中的破損，增強再制造加工和產品升級改造的效率。
三、面向再制造的綠色模塊化設計的具體實現步驟
在進行產品的再制造性設計時要兼顧產品材料的合理性、易運輸裝卸性、易拆解和裝配性、易于分類性、易清洗性、易修復和升級性。面向再制造的綠色模塊化設計方法將綠色設計和模塊化設計進行了有機結合，其具體實現步驟歸納如下：
1．進行用戶需求分析
面向再制造的綠色模塊化設計活動首先從分析用戶對產品的需求開始。在調查、了解用戶對產品的功能、使用壽命、價格、需求量、升級性能等具體要求后，考慮該產品采用綠色模塊化設計的可行性。如果經過分析，在滿足環境屬性的前提下用戶對該產品的要求均可滿足，則該產品的綠色模塊化設計的可行性獲得通過，面向再制造的綠色模塊化設計活動可以進入下一環節。
2．選取合理的產品參數定義范圍
面向再制造的綠色模塊化設計活動的第二步，是選取合理的產品參數定義范圍。通常，產品參數分為三類，即動力參數、運動參數和尺寸參數。合理地選取產品的參數定義范圍十分重要。如果參數定義范圍過高，將造成能源和資源等的浪費，有悖于綠色模塊化設計的思想；如果參數定義范圍過低，又滿足不了客戶的要求。通常的做法是先定義主參數，然后在參數滿足用戶需求的基礎上實現盡可能高的綠色化和模塊化。
3．確定合理的產品系列型譜
面向再制造的綠色模塊化設計活動的第三步，是系列型譜的制定，即合理確定綠色模塊化設計的產品種類和規格型號。型譜過大過小都不好。如果型譜過大，則產品規格眾多，市場適應能力強，環境屬性好，模塊通用程度高，但工作量也相應增大，人力資源能耗大，成本上升，總體來說效果并不好；反之，則又會走向另一個極端，效果也不好。因此，產品系列型譜的制定至關重要。
4．產品的模塊劃分與選擇
面向再制造的綠色模塊化設計活動的第四步，是產品模塊的劃分與選擇，這是模塊化方法最重要的內容。通常根據產品的功能，將其分為基本功能、次要功能、特殊功能和適應功能等，然后劃分相應的模塊。模塊的劃分使得產品的設計過程思路清晰，并有利于產品報廢退役后的零部件回收、重新利用或升級換代。
5．綠色模塊的組合
面向再制造的綠色模塊化設計活動的第五步，是模塊的組合。劃分完模塊后，將這些模塊按照直接組合、集裝式組合或改裝后組合等方法組合成系統。組合時要考慮今后的易拆解性、不易損壞性及產品的節能省時等環境友好性特征。
6．對設計好的產品進行分析校驗
面向再制造的綠色模塊化設計活動的第六步，是用機械零件設計軟件包、優化設計軟件包、有限元軟件包等現代設計工具對設計好的產品進行分析、計算和校驗。如果分析校驗不合要求，就要回到模塊選擇上進行修改、完善，重新整合模塊，直至產品符合要求。
7．產品設計的綠色度與模塊度指標評價
面向再制造的綠色模塊化設計活動的最后步驟，是采用層次分析法（AHP）及模糊綜合評價法等數學工具對產品再制造設計的綠色度和模塊度指標進行計算及評價，再根據計算結果對產品的有關參數加以調整或進行重新設計。
收稿日期：2011-07-22
作者簡介：吳小艷（1972-），女，湖北云夢人，副教授，碩士，從事企業管理與市場營銷研究。
參考文獻：
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Research on the remanufacturing products green modularization design
WU Xiao-yan
(Management college,Wuhan science and technology university,Wuhan 430070,China)
關鍵詞：地鐵車輛, 模塊化設計,空氣制動
Abstract: the current international metro vehicle technology is based on the modular design for development direction and trend, our country of the subway vehicle air brake system should be developed according to the internationalization direction, the subway brake of the modular design is our development of the only road. This paper based on real example, from guangzhou metro line 1 subway vehicle used by the air brake system module, and then explore the subway braking system of the modular design of the basic idea, the paper analyzes the braking system action principle, function process, air brake and air brake system design of metro are proposed.
Key words: the subway vehicle, modular design, air brake
中圖分類號：U291文獻標識碼： A 文章編號：
在當今地鐵設計中，對地鐵車輛的試驗、設計、制造、運用、維護等方面都具有深遠影響的就是模塊化設計，它在某些程度上完全改變了地鐵設計的傳統模式。如今，模塊化設計已經應用到地鐵設計的很多領域上，如：電子系統、電信系統及氣動系統。它使各個系統在原有的基礎上更深層次的發展下去。
空氣制動系統是地鐵車輛的一個重要的系統，它屬于地鐵車輛眾多子系統中較早的實現了實現模塊化設計。地鐵車輛的制動系統向一個轉向架的制動系統發展是空氣制動系統的模塊化設計的基礎，下面我們就以廣東l號線地鐵車輛的空氣制動系統為例，對空氣制動系統的模塊化設計的基本思想進行分析。
一、分析主要技術參數，深入了解地鐵車輛制動系統
廣州一號線地鐵設計的地鐵車輛采用1列車為6輛車即4動車2拖車的設計，由克諾爾制動機公司為該空氣制動系統供貨。該套系統設計把每3輛車分成一個單元車組進行系統設計并且對每個單獨車輛設計各種控制。克諾爾公司生產的KBGM一P制動微機控制單元ECU應用到每一個車輛當中并采用一個電空模擬轉換的制動控制單元BCU，執行基礎制動作用的是每輛車中配備8個踏面制動單元，其中有4個踏面制動單元有彈簧停放制動裝置。該系統的主要參數如下：1）主風管的常規使用壓力是在750一900kPa范圍之間；
2）當制動缸達到90%滿負荷壓力值時，緊急制動響應時間不大于1.7秒；
3）列車在80km/h時最大載荷的情況下的緊急制動距離不大于215M；
4）平均制動減速度、緊急制動減速度、常用制動沖擊率分別為1.0m/s2、1.2m/s2、0.75m/S3；
5）計算用制動粘著系數在0.14一0.16之間；
6）停放制動要求滿足AW3載荷、4%坡道
二、空氣制動系統模塊化設計的優點
1）模塊化設計使空氣制動系統的整體設計工作更加的簡單化；
2）減小了地鐵車輛的組裝難度，便于整車的組裝工作，極大地縮短了整車組裝的工作量和時間；
3）模塊化設計可以單獨的完成每個組成部分，可以在使用客戶的工廠進行最后的總的組裝工作；
4）模塊化設計使單個的閥甚至整個模塊都可以進行批量生產，這樣就使得模塊化部件的型式試驗和例行試驗更加簡單化；
5）在保障提高了空氣制動系統的可靠性的同時更加方便保持模塊化閥類的清潔；
6）模塊化設計可以使單獨的部件進行獨立維修，大大縮短了維修的工作量，使維修工作簡單化，減少維修占用時間。
三、地鐵車輛空氣制動系統的模塊化設計
空氣制動系統是在司機控制器發出正常的制動指令且列車電制動無故障的前提下電制動力不足時的補充和列車停車前階段的制動，它主要應用在進行快速制動和緊急制動情況下，列車停靠車站時也需要空氣制動系統提供制動條件，
廣州地鐵1號線地鐵車輛的空氣制動模塊化設計主要分為三個部分: 制動控制單元BCU、制動微機控制單元ECU和空氣控制屏Z01。
制動控制單元BCU是以鋁合金板為基礎的安裝部件，它是以390mm邊長的正方形底面，高為22mm的長方體，根據地鐵車輛的氣路設計，加工安裝在相應空氣通路的鋁合金基板內。基板的后部是長方形的鋁合金連接板，基板后部的空氣通路與連接板上加工好的空氣通路相對應，并把連接到制動控制單元BCU的外部空氣管路與鋁合金連接板連接。來自微機控制單元ECU的控制信號及緊急制動信號輸入至制動控制單元BCU中，制動控制單元BCU由制動控制單元BCU輸出的基礎制動壓力是根據司機主控制器手柄位相對應的模擬輸出與荷重壓力信號輸出基礎制動壓力，并將預控制壓力信號、荷重信號等反饋給制動微機控制單元ECU。
制動微機控制單元ECU采用的是19英寸標準電子柜，印刷電路板插件按照功能分類的設計排列在電子柜中。它的主要構成有：電源板SV、模擬轉換控制板EPA、模擬輸人板AD、診斷板Dl、故障儲存板COM、2個防滑控制板VA、輸人輸出接口板SS1、模擬輸出板AA、模擬輸人板AE、主板CP、速度輸人板GE以及暫態保護板T。各電路板通過快速拔插接頭與電子柜之間實現連接。具有前端接口的SS1板、EPA板、Dl板、SV板、AA板、COM板和T板實現ECU與外部的連接的主要電路板。
空氣控制屏Z01具有與制動控制單元BCU結構相似的組成結構，但它是以435mmx375mm長方形為底高28mm的長方體鋁合金基板、還有435mmx200mmx39mm的長方體鋁合金連接板、閥、外罩和電氣插座等組成。空氣控制屏Z01是集空氣壓力的監測、實現壓力空氣的調整分配、停放制動的控制等功能于一身的綜合屏，由空氣控制屏完成: 牽引封鎖和停放制動的監測，空氣車門、懸掛、制動的供風，停放制動的手動及電控制，以及車門和停放制動的降壓功能等。
在電子控制方面，地鐵車輛空氣制動系統模塊化設計繼承了電子系統模塊化設計的模式；在氣動控制方面，地鐵車輛空氣制動系統模塊化設計是以印刷電路板的思路進行設計的。然而地鐵車輛空氣制動系統模塊化設計也帶來了一些小的負面作用: 部分空氣道路加長，增加部分原材料的使用等等。
結束語：
1模塊化產品設計原則
產品的構成是由許多的零件在空間上進行裝配而成，但一產品的組成少則十幾個零件，多則上千上萬個零件，如何將這些零件依產品之架構分成不同之模塊，模塊的范圍如何界定，在模塊化過程中應依據哪些準則，基于上述之問題本研究提出之模組化設計的原則如下。
（1）單一功能化：模塊單一功能化應是產品模塊化設計的第一步，一產品按照其功能可以區分為不同的系統，例如自行車依其功能性不同可分為五大系統包含車架系統、制動系統、車輪系統、傳動系統及轉向系統，而這五大系統既可分為五個模組。
（2）標準化：也可以稱之為重復化，就是同樣的零組件重復出現在不同的產品上。在產品開發過程中重復使用現有零組件，可以分攤開發的成本，降低新零件數量，縮短整體開發時程。標準化分為內部標準化及外部標準化。
（3）規格化：也可稱之為參數化或數據化。模塊化設計強調模塊可搭配變換，所以模塊與模塊之間鎖固方式的相關參數（例如螺栓大小、螺栓孔數量、螺栓孔距離等），及模塊實體的相關參數，須建立系統化標準規格，唯有如此才可以確保模塊在組裝的時候，彼此之間能夠正確穩固的結合、安裝。
（4）可拆解化：產品元件之間的接合可分為永久接合及可拆式接合，模組化設計強調模組可搭配變換，所以模組與模組之間鎖固方式不可使用永久接合方式，應以可拆式接合為主。
2模塊化產品設計流程
產品開發分為數個不同階段，本研究依據產品開發流程，在系統層級階段導入模組化設計，本研究所提出之產品模組化流程如下：
（1）建立產品結構：設計者在此階段提出產品的架構與主要功能。個別的組成元件與其主要的功能需求予以決定，并傳遞到下一個步驟。
（2）選擇元件：設計者選擇符合上一步驟定義所需要的元件。
（3）取得組裝關聯：分析并定義出產品元件之間的設計關聯性。
（4）驗證組裝關聯：檢查產品元件間的設計關聯性，是否滿足整個產品的主要功能需求，這些關聯是否合理，是否有矛盾的現象。
（5）確認：確認所有選擇的元件是否都有被使用到。如果必要的修改已經完成，則視為所有的元件都已滿足所定義的需求。
【關鍵詞】設計基礎教學 模塊化 教學改革
【基金項目】本項目為華北水利水電學院教學改革項目。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）01-0025-01
設計初步課程是建筑學專業本科一年級的基礎課，課程的設置旨在使一年級學生對建筑進行初步的了解，掌握基本的表現技法，并建立起初步的建筑空間感，在整個建筑學教育中起到啟蒙作用。我校的設計初步課程分為《設計初步（上）》和《設計初步（下）》兩部分，分別在上下兩個學期完成。《設計初步（上）》內容重在指導學生認知建筑及進行基本的建筑表現技法訓練，《設計初步（下）》則是指導學生進行簡單的小型建筑設計實踐。設計初步課程對于后期建筑設計理論和方法的學習起著奠基作用，而網絡的興起使當代的知識傳播方式發生了重大改變，教師或教材已不再是學生們獲取知識的唯一來源，甚至也并非重要的來源，尤其是在建筑學基礎教育這一課程特點鮮明的領域；而在當代大文化背景下成長起來的學生們，綜合知識結構和汲取知識的能力與方式也發生了較大變化；更重要的是，技術發展的日新月異也使建筑設計的思考與實施過程都呈現出與以往完全不同的狀態。建筑基礎教育需要承載的任務也必然隨之變化。為了改善這一現狀，我們進行了一些探索。
1.重視技法訓練的傳統教學思路
我校的設計初步課程目前采取的教學方式是以建筑表現技法的基礎訓練為核心，配合一些建筑理論介紹的傳統教學思路。這種教學思路深受源自法國巴黎美術學院的“布扎”建筑教育體系的影響。“布扎”教育體系對中國現代建筑學的形成和發展產生過重大影響，已在中國建筑學教育體系中成功實踐了幾十年，為我國培養出一了大批優秀的建筑設計師。這種傳統教學思路也是我國應用最為廣泛的教學方法，它注重培養學生基本的建筑素養，通過大量的技法練習幫助學生掌握扎實的建筑基本功。
然而，隨著建筑領域對專業人才需求的變化。在教學實踐的過程中，我們發現了這種教學思路的一些弊端。低年級學生的對建筑的認知較為感性，思維主要受具體形象支配，缺乏抽象化的建筑思維和建筑空間想象，而這正是設計初步課程的培養重點。但傳統的教學思路過分側重于技法訓練，對于建筑思維和空間意識的培養著力不足，也缺少系統的建筑理論講解，導致了許多學生在后期的設計課程中不會運用建筑的形態構成規律，甚至所設計的建筑形式是對一些具體形象的模仿，有些學生則片面追求建筑形象的新奇，對建筑空間及功能上的組織理解不深。另一方面，當今的建筑行業蓬勃發展，建筑理論和表現方法與以往相比都產生了新的變化，尤其是計算機輔助設計技術日益完善，打破了徒手繪圖的壟斷地位，在繪制施工圖和效果圖方面已經成為一個主要手段。
2.注重建筑設計基礎的模塊化教學思路
2.1模塊化教學思路的整合與生成
為了順應建筑領域新的發展和變化，并彌補傳統教學體系的漏洞，我們結合教學過程中的教學經驗，在分析研究國內外一些重點院校的教學模式的基礎上，提出一種新的教學嘗試——模塊化教學方法。所謂模塊化就是將有一定關聯性的教學內容整合成獨立的多個模塊，針對各個模塊的多個教學內容展開訓練。傳統的設計初步課程安排較為散亂，條理不夠明晰，不利于學生接受和理解。而對于培養學生建筑觀有著極為重要作用的形態構成和建筑空間認知，在原有教學體系中涉及較少。
2.2模塊化教學思路的可行性
模塊化教學思路課程的安排分為兩學期，每學期8周，每周8學時，符合我校現有的教學安排。模塊化教學思路并非摒棄了傳統的教學內容，而是在涵蓋了現有教學體系的重點授課內容的前提下，加入空間限定、小品建造等新內容，并將這些課程安排得更具條理性和類型性，突出強調了對建筑空間的理解和認知。重新整編的課程內容更適合當今建筑學的新發展，旨在培養出基本技法與建筑思維全面發展的學生，為其后的設計階段打下堅實的基礎。清晰的脈絡也更易于使學生逐步的學習、理解。
2.3模塊化教學思路的邏輯性
模塊化教學思路中各模塊并不是單一、孤立的。它們相互間環環相扣，具有緊密的邏輯關系。模塊設置按照“認知——技法——空間——實踐”的線索進行六大模塊的設置，每個模塊都要有各自重點強調的內容，它們是經過基礎知識要點歸納整合而成，模塊內涵蓋多個教學要點，一個教學要點有時會在多個模塊中被反復強調，因而它們之間由于建筑入門教學的綜合性而具有了邏輯性和連續性。模塊與模塊之間的關系是逐層遞進、密不可分的，前一個模塊是后一個模塊的鋪墊和基礎，后一個模塊是前一個模塊的深入和發展。
3.評價方法及效果預期
為了平衡結果和過程的評分比重，在近幾年的課程改革嘗試中，我們引入了新的評價體系（表格1）。由單一的任課老師在期末依據作業質量給出成績，改為在不同的設計階段分別由學生之間互評，任課老師評價，督導教師審定的多重評價體系。評價內容也從單一的模型成果，轉變為分析報告、制作過程、答辯等階段性成果，豐富成果展示內容，加強師生間的交流。
結語
設計初步課程模塊化教學目的是在教學過程中，使學生按照類型掌握各個模塊的知識要點，在練習基本技法的基礎上，結合形態構成和空間限定的重點訓練，奠定堅實全面的建筑設計基礎。當然，模塊化教學思路也尚有許多不足之處，比如對形態構成內容的設置深度不夠，建造實踐也因缺乏相關的木工車間、模型車間、數字模型等教學基地而無法快速全面完成。模塊化教學方法的完善還需更多的時間和努力，也許一個完美的設計基礎訓練模式根本就不存在。真正有意義的應該是教學研究改革的過程，教師通過這個過程提高，學生通過這個過程成長。
參考文獻：
[1]趙魏巖.必要的轉變——建筑學基礎知識的結構不良性及其教學活動研究[M].建筑設計及基礎[M].南京：江蘇科學技術出版社，2004
[2]高.建筑模型制作課程教學模式改革討論[J].華北水利水電學報（社科版），2012，（4）
作者：李君華 單位：武漢工程大學藝術設計學院
通識教育課程模塊。通識教育課程模塊主要涉及大學生所必須學習的大學英語、大學計算機基礎、中國近現代史綱要、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策等課程，主要加強學生的人格塑造，道德理想、情商的培養以及促使學生的公共實踐能力和基礎實踐能力和諧發展。
學科基礎課程模塊。學科基礎課程模塊主要包括涉及專業課程的相關基礎課程，如專業導論、造型基礎（包括素描、色彩）
、構成原理（包括平面構成、色彩構成、立體構成）、設計表現、計算機輔助產品設計等課程，其目的是為培養學生具備合理的專業知識結構，為培養專業實踐能力奠定基礎。3.專業課程模塊。專業課程模塊分為專業主干課模塊、專業選修課模塊。
（1）專業主干課模塊主要指相應的專業基本理論知識和基本技能知識，包括工業設計史、機械設計基礎、工程制圖、材料與工藝、設計程序與分析、設計方法學、人機工程學等課程。教授學生學會從專業的角度去認識問題，并逐漸學會應用專業理論進行實踐的項目設計。
（2）專業選修課模塊根據學生的特長、興趣愛好等對學生進行有針對性的培養，主要包括產品造型、交通工具、雕塑設計、玩具設計等方向。學生可以根據自己的興趣、水平、能力及就業取向進行相應課程方向的選擇，從而加強學生的專業知識深度，以更好適應社會的職業需求。
實踐性教學模塊。實踐性教學模塊主要運用項目教學、案例教學和情景教學為特色的技能教學模式，培養學生理論聯系實際的運用能力，提高實際技能操作能力。實踐性教學增加了學生親自動手操作的機會，在實踐中檢驗學習的效果，在實踐中發展，將學生培養成應用型人才。
在課程教學中運用模塊化的設計方法能夠充分調動起學生的學習積極性和能動性，引導學生開發創造創新能力。在工業設計的課程教學中，模塊化的運用主要體現在項目教學模塊、案例教學模塊、產品設計模塊三個方面。在項目教學模塊中，其項目來源有教師指定設計項目、網絡參賽項目及合作公司的研究開發項目。在教學中結合項目進行設計實踐，使學生從收集信息、市場調研、設計定位、草圖設計、方案選擇、方案實施與評價一系列的設計程序出發，親身了解設計過程，培養他們理論知識和設計實踐的結合能力。以校企合作為途徑的模塊化實訓基地建設增加了學生參與實踐項目的機會。例如，學院與廣東工業設計城簽約實習基地，聘請具有多年實踐工作經驗的企業負責人和設計師擔任客座教授，開展全面人才培養的合作模式。學生從大二開始與廣東工業設計城內設計公司開展一對一跟蹤培養模式，由設計城的知名設計師親自指導和跟蹤培養學生，直到完成畢業設計，經考核合格后直接加入所在公司就業，這有利于學生知識結構的職業定向培養，還補充了校內實踐師資力量。校企合作模式是現代高教改革和企業發展的必然趨勢，有利于產、學、研優勢互補及結合。
案例教學模塊是指在針對某一解決問題和決策的行為環境中，形成職業行為能力的一種方法。案例教學模塊結合實際的設計案例進行設計分析，圖文并茂地講解有利于增強學生分析問題的接受能力與解決問題的理解能力。在工業設計中，通常以知名設計公司成功開發的產品設計為案例，解析其設計原則、思維特征、產品形態創意與形態表達之間的互動關系等方面，力求揭示出產品形態創意中的基本方法和內在規律。同時，將成功的案例經驗與失敗的案例教訓相互對照，拓寬設計思路，增強學生分析問題及解決問題的能力。例如，由工程師布里爾花費7年時間為克萊斯勒公司設計的“氣流型”小汽車，雖然充分考慮了空氣動力學原理，對產品的結構及機械性能也進行了精心設計，具有可靠性、舒適性及可行性，但最終銷售失敗，其原因在于外觀造型過于標新立異，不能符合同時代消費者的審美觀念；斯堪的納維亞的漢寧森設計的PH燈具至今仍暢銷而經久不衰，在于其具有極高的美學價值和科學的照明原理。
在具體的產品設計中運用模塊化設計方法，在一定程度上產生了標準化、通用化設計。根據模塊的定義，“為便于擴展功能及更換而按標準化設計并組裝起來的硬件積木塊”。①1907年，德國建筑師、設計師貝倫斯為AEG公司設計的電水壺，共有兩種壺體模塊、兩種壺嘴模塊、兩種提手模塊、兩種底座模塊，再配合黃銅、鍍鎳、鍍銅三種材料，光滑、鍛打、波紋的三種表面處理形式，可以靈活地裝配成80余種水壺。這種運用有限的標準零件靈活組合，可以提供多樣化的選擇，同時可以大批量生產滿足巨大市場需求。②德國是最早使用模塊化設計方法的國家，甚至產生了產品中的系統設計方法，將產品標準化生產與多樣性的選擇結合起來，滿足了消費者的需求。系統設計不僅具有功能上的系統性，在造型上也多以簡便、可組合的形態為主，因此產品的造型中幾何化、直角化的趨勢較為嚴重。例如，古洛特與拉姆斯設計的袖珍型電唱機收音機組合采用方形體的造型、標準化的部件，可分開使用，可組合使用，這是模塊化使用的雛形。直到1960年，西德Hafele公司推出一批命名為Varianat32系統的五金件，采用了一個共同的模數系列，使得“32mm”系統模數化家具在全球內使用及推廣。③模塊化產品設計方法有利于大批量生產加工及節約加工成本，保持產品造型風格統一性以及造型符號的完整性，但同時卻不利于市場的個性化需求。工業設計專業模塊化的教學改革從課程設置、學時分配、教學內容、教學方法、教學手段等方面進行探討，旨在充分調動起學生的學習積極性和能動性，引導學生開發創造創新能力，促進專業教學質量的提升。
關鍵詞：農村派出所 模塊化 設計
Abstract: This article, through the modular design exploration of Dongfeng county rural police station in Liaoyuan city, Jilin province, make it possible that the space design of rural police station office can meet the design solution of the integration of different site conditions, function distribution, police force allocation, construction funds, which gained certain experience in designing.
Keywords: rural police station; modular; design
中圖分類號：TU29 文獻標識碼： A文章編號：2095-2104（2012）
農村派出所是公安機關打擊農村犯罪、維護農村治安、服務農村百姓、保農村一方平安的基層綜合性實體，是維護農村社會政治穩定和“長治久安”的第一道防線，是黨和政府密切聯系農村人民群眾的窗口和紐帶，是整個公安機關工作在農村的根基，因此，農村派出所的建設有著十分重要的意義和作用。
然而，長期以來由于多方面的原因，農村派出所的發展建設一直相對滯后，特別是辦公用房問題作為警務保障方面基本的、不可或缺的內容較多地成為了各地農村派出所發展建設的“瓶頸”。
近些年，隨著公安部開展“三基工程”建設以來，基層民警的辦公條件得到了大幅改善，農村派出所的發展建設也得到了有力的保障。
作為吉林省建筑設計行業的龍頭企業，我院承擔了吉林省東豐縣七個農村派出所的設計工作。面對東豐縣各農村派出所分布較為分散，建設資金緊張，施工技術有限，工程周期較短等客觀條件，在各級領導的支持下，作為設計人，我在設計中嘗試采用全新的模塊化設計手段，取得了一定的經驗。
設計初期，在對現有農村派出所調研分析及與相關工作人員交流探討的基礎上，通過信息采集整合，將農村派出所劃分為接待模塊、辦案模塊、辦公模塊及后勤模塊等四大功能模塊，再根據相關部門工作需要，將接待模塊和辦案模塊設置在一層，方便群眾來訪及審理案件；辦公模塊置于二層，便于相關資料的管理；后勤模塊獨立設置，符合農村實際后勤條件需求。
設計中期，結合不同農村派出所場地條件，功能分布，警力配置，建設經費等客觀實際，細致劃分四大功能模塊，將接待模塊劃分為調解區、戶籍區、人像區、裝備區；將辦案模塊劃分為值班區、研判區、信息區、詢問區、侯問區、訊問區；將辦公模塊劃分為技術區、檔案區、會議區及各部門辦公區；將后勤模塊劃分為加工區、用餐區、儲藏區、設備區及車庫。
設計后期，通過門廳，樓梯，走廊等交通空間將各功能模塊有機聯系，構成整體，再將各功能模塊做統籌合理化微調，使得功能分區合理，交通流線順暢，滿足各部門工作需要。
現以東豐縣公安局橫道河派出所為例，詳細說明模塊化設計在農村派出所設計中的應用。
東豐縣公安局橫道河派出所位于吉林省遼源市東豐縣橫道河鎮，地處吉林、遼寧兩省交界，轄區面積296平方公里，區內人口3萬余人，人口流動性大。
新建派出所場地選址緊鄰橫道河鎮交通主干道，根據模塊化設計理念，在設計初期，將接待模塊和辦案模塊并排安放在一層，臨街設置，便于警力及時出警及相關群眾來訪。辦公模塊置于臨街二層，一方面可以隨時觀察轄區情況，另一方面可以與外來人員有效分隔，確保工作的保密性。后勤模塊設置在接待模塊后側，使得整個建筑通過四大模塊形成一個“L”型體量，便于院落圍合等實際條件需求。
在設計中期，結合場地條件，功能分布，警力配置，建設經費等客觀實際，將接待模塊和辦案模塊面積確定在100平方米左右，辦公模塊面積確定在300平方米左右，后勤模塊面積確定在100平方米左右。接待模塊中包含接待調解室和戶籍辦證室各35平方米，人像采集室和裝備室各15平方米；辦案模塊中包含值班室、研判監控室、信息采集室、詢問室、侯問室、訊問室各15平方米；辦公模塊中包含技術室、物證檔案室、內勤室等各15平方米，會議室及各部門辦公室等各30平方米；后勤模塊中包含廚房及儲藏室18平方米，餐廳及設備用房等各25平方米以及2個車庫。
在確定以上數據后，在設計后期，通過設置門廳、樓梯、走廊等交通空間和衛生間、更衣間、洗浴間等設備用房，將每個房間模塊基本單元設計為開間3.6米，進深5.1米大小，再根據使用功能等相關要求，確定不同房間采光朝向，流線順序，完善建筑平面。
關鍵詞：集散式；控制系統；人機界面；模塊化；設計
隨著計算機技術的發展，計算機在工業領域的應用不斷的普及，因此，人機界面在工業領域的應用不斷加強，并越來越受到重視。
集散式控制系統(distrbuted control system )即DCS, 是集自動控制技術、計算機技術與通信技術為一體控制裝置, 是用于設備控制和數據采集的新型控制系統。
人機界面指人機間相互施加影響的區域。一般凡參與人機信息交流的一切領域都屬于人機界面。在現代工業企業集中化、巨大化的時代，設備的集中控制是必然的發展趨勢，但控制的集中與巨大的企業在空間上的矛盾越來越突顯出來。同時，隨著低成本高性能中央處理芯片（如ARM系列CPU）的普及，將已集中數據處理重新分散到各點成為了更有效、更經濟、更簡單的測控模式。
1 現階段DCS測控模式
現階段DCS設備一般采用點對點的數據采集模式，即設備的一個數據對應DCS的一個點。例如：設備A具有電流I，電壓U，開關狀態IO三個屬性；設備B具有電流I，電壓U，轉數M，開關狀態IO四個屬性。在現有DCS采集模式中，A-I、A-U、A-IO、B-I、B-U、B-M、B-IO將作為7個數據分別傳至DCS。如圖1所示。
2 現階段DCS測控模式所存在的問題
由于數據的集中采集處理，在大型的企業中，往往只有主控中心才能觀察到所有的數據，但由現代企業的廠區面積往往十分龐大，在處理設備故障、運行巡查等方面，卻做不到在設備就地得到眼前設備或臨近相關設備的數據；同時由于大型設備通常擁有十幾甚至幾十個數據，數據的單獨上傳，導致單一設備需要相應的幾十條數據線路進行上傳，因此導致試題數據線路復雜而且重復鋪設率高。
圖1
3 DCS測控模塊化
隨著科技水平的發展，現今的大型設備往往具備一定的自控能力，數據自采集、邏輯自控都可以在設備本身完成，同時隨著低成本高性能中央處理的大規模生產，設備自控功能越來越完善，設備自身的數據處理能力越來越強。因此，以往需要DCS處理的部分工作，現在可以分散給各設備自身完成。
在設備自身具有一定處理能力的前提下，只要將設備數據輸出模塊化管理，統一接口，即可簡單有效的解決現今DCS系統所存在的問題。
以上文中A、B設備為例，將A設備的A-I、A-U、A-IO三個數據打包，B設備的B-I、B-U、B-M、B-IO的四個數據打包，采用以太網絡傳輸模式，數據包統一使用標準的文件頭，文件頭對包內數據進行解釋，變更數據傳輸模式如圖2所示。
圖2
采用以太網傳輸數據，充分發揮了以太網絡的成熟技術，在更有效的傳輸數據的基礎上，降低了施工成本。同時，因以太網絡具有網內多向傳遞數據的屬性，使在企業廠區內任何可以接入網絡的點都可以得到網絡上所有數據。無論在任何設備就地，以及管理辦公區域，只要有網絡覆蓋，均可即時得到任何所需數據，極大的方便了了企業的管理和運行。此外，利用數據傳輸的固有特性，除了模擬量可以轉化為數字量傳輸之外，更可以添加大量的附加信息，例如設備編號、運行狀態、檢修信息、時標等。尤其是在數據包內添加時標信息（將數據發生的時間附加在數據包中），可以避免因距離或設備固有延遲所產生的誤差，對于人與設備之間的協調工作、故障處理具有重大的意義。
4 結論
在DCS人機界面的設計過程中，設計方法的選取決定了產品的質量與成本。采用模塊化設計，有效的利用了現有的資源來優化系統組成，在不增加設備的基礎上，對已有模式進行改進，使改進簡單、有效，同時改進后的系統成本降低，更易施工。
參考文獻：
