关键词 ：
老龄化；养老机构 ；模块化设计； 建筑设计策略
中图分类号：TU2 文献标识码： A
背景
截至2010年底，成都市60岁以上老年人口达202.79万人，占全市户籍总人口的17.65%，比全国平均水平高4.35%。预计到2015年底，成都市60岁以上老年人口将达到244.8万人，占全市户籍总人口的19.15%以上。人口老龄化的快速发展给老龄公共服务和社会化养老服务带来较大压力，急剧增长的社会养老需求与社会化养老机构发展滞后的矛盾日益突出。2012年10月由成都市人民政府在成都周边6区县开展成都市公建民营养老机构的建设工作。
本项目温江区永宁镇公建民营养老机构正是6区县公建民营养老机构的建设之一。
1.1建设标准要求
成都市政府采用建设方式、建设规模和建设标准统一化的养老院建设模式。大量养老院的建设，和对建设质量及功能的标准化要求下，在操控上更适合模式化建设。
表（1）公建民营养老机构项目建设要求2、 模块化
模块化设计(Modular Design)是近年来发达国家普遍采用的一种先进的设计方法。从50年代欧美一些国家提出这一设计方法以来，它已经扩展到很多行业，并应用到实际产品的设计与制造之中。
贾延林在 《模块化设计》 中将产品模块化设计解释为：“是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场不同需求的现代设计方法”。
1养老院建筑功能模块的构建
2.2.1标准模式化设计
根据对老年人生活习惯的研究，发现老年人多因腿脚不便，较少的主动上下楼参与日常活动，设计考虑以每层建筑为一护理单元进行设计，形成相对独立又密切联系的养老院功能体系。
设计强化建筑单体的标准化建设，在满足相关规范条件下统一、规范的柱网关系中设置经济、合理的相关功能。充分考虑各区县用地形状的差异性，将建筑的各个功能体块进行拆分和分解，通过体量组合形成功能上一致、形体上灵活组合，标志性强的养老院建筑。（图（1））
图（1）标准化模式设计
2.2.2标志性的体现
设计充分对该系统建筑的标志性进行了统一考虑。分别通过对色调、建筑体量、建筑符号来强化了建筑的标志性。
2.2.3建筑空间设计思路
护理单元均面朝南向展开，将外廊置于北侧。形成南北通透，满足老年人对日照、通风的要求。各护理单元端头设有独立的交流活动空间，足不出户即可形成小范围的社交团体氛围。
公共与服务空间设置于各护理单元的核心位置，服务半径大，高效紧凑。
后勤配套服务设施结合用餐空间及城市下风向布置。
养老机构模块化的功能分区
养老机构根据使用及相关国家规范的要求，功能上主要由护理单元、综合服务单元及后勤配套设施组成。（表（2））
养老机构模块功能
护理模块 （自理老人、介助老人、介护老人）居室、卫生间、阳台等
综合服务模块 医疗辅助用房、护理站、公共卫生间、公共淋浴间、活动室、阅览室、餐厅、配餐、陈列室等
后勤配套设施模块 行政办公、食堂、小卖部、厨房、污物处理、变配电房等
表（2）养老机构模块功能
4.温江区永宁镇公建民营养老机构模块化设计实践
基地情况：本项目位于永宁镇天王村，总规划净用地面积约为20.5亩。地块南侧为规划用地；北邻规划北环路；东邻永羊路与北京阜外医院，西侧为漏沙堰。总建筑面积12843.97㎡，其中一期总建筑面积7979.03㎡，床位340张。
4.1设计理念
通过对地形及周边环境重新的思考进行模块之间的组合。
有机生长的空间结构：
“一”字形的母题单元重复组合,形成建筑有机生长的韵律。
2、高效紧凑的空间设计思路：
服务空间设置于被服务空间的核心位置，服务半径大，高效紧凑。
图（2）模块化空间设计理念
4.2 设计策略
根据对现状地形的分析，用地东侧和南侧为漏沙堰景观带。设计以老年人护理模块分段错开的设计手法，使每户居室均朝向南向，既满足了老年人居住对日照的要求，又实现户户观景无遮挡的良好景观朝向。方案将外廊、附属用房统一设在老年人居室北侧，避免了城市道路交通噪音对居室的干扰。
图（3） 设计对城市道路交通噪音隔离示意
4.3规划设计
4.3.1分期开发
用统一的规划手法来处理综合楼的分期开发建设。一、二期工程在功能上相对独立，同时在两期工程完成时又统一在极具韵律感的建筑中。在建设开发过程中实现分期建设互不干扰。
4.3.2功能分区
养老院总体功能分区分为三个主要功能区，为护理单元、综合服务区和后勤服务区。
4.3.3交通组织
项目的交通组织以不破坏内部舒适静谧的疗养环境为基本原则，内部庭院除设置紧急情况下消防车出入的通道外，以自然、富于变化的游览小径为主。机动车道环绕建筑群体外部设置并靠次入口一侧安排必要的停车空间，实行人车分流。主入口设置于地块北侧的规划道路一侧，后勤辅助入口设置于地块东侧规划道路上，并设有专门的后勤堆场。
4.4单体设计
4.4.1单体功能分区
一期建筑主体6层、局部5层，总高度控制在24米以下。由医疗与康复中心、办公、综合护理区、后勤区四部分组成，服务空间处于功能体块中最核心的位置，护理单元沿服务核心向两侧延展，医疗与康复中心、办公位于建筑体块中部总和服务带中。每层综合服务区设置有康复中心、护理站、餐厅、活动室、阅览室和餐厅等公共服务设施。其中于一层后勤入口一侧设置有后勤保障、服务、厨房等功能单元。一—五层共设自理人员区两人间84间。六层设自理人员区两人间8间，全失能人员区8人间2间。
二期建筑主体6层、局部5层，由医疗与康复中心、办公、综合护理区、后勤区四部分组成，服务空间处于功能体块中最核心的位置，护理单元沿服务核心向两侧延展，医疗与康复中心、办公位于建筑体块中部总和服务带中。每层综合服务区设置有康复中心、护理站、餐厅、活动室、阅览室和餐厅等公共服务设施。一—五层共设自理人员区两人间60间。六层设自理人员区两人间7间，全失能人员区8人间1间。
4.4.2交通组织
为方便老年人使用，交通流线采用简单的直线走廊，每个护理单元的尽头设有疏散楼梯，一楼各个疏散出入口设有无障碍通道，便于老年人使用。竖向交通电梯充分考虑轮椅与担架的通过性，保障紧急情况下的医用救护设施无障碍通过。
4.4.3建筑风格
建筑整体形态由条状母题单元组合而成，将建筑的功能性整合到建筑体量与室外空间环境之中，依地形展开并与周围环境达到和谐统一。建筑风格力求营造舒适、放松、自然的室内外空间环境，整体感觉现代、简约、轻盈，建筑主体生于自然并且融入自然。
以“扬起幸福的风帆”为寓意的建筑构架，明显高于建筑物其它体量，形成标志性强、易识别的建筑特征。
5、设计后的思考
养老机构的模式化设计并不意味着对具体地形和现状环境的忽视，而是在功能模式化设计满足的前提下，对具体项目背景的“量体裁衣”考虑。
在现有的国家和地方还未提出统一规范法规的情况下，用地紧张和建筑面积有限是建筑设计中普遍遇到的问题。在模式化设计中在满足基本功能设置的前提下，如何更多的考虑养老机构老年人对情感、对交流、对建立社会关系等精神层面的渴求，是今后设计的难点和设计方向。
参考文献：
[1] 《老年人居住建筑设计规范》GBJ99-86
关键词：模块化设计;机械设计;运用操作
1前言
随着我国经济的高速发展下，越来越多的集中式体户变为了个体户，更多的是要求机械制造商在制作的过程中降低成本。当然传统的机械设计方法已经不再适用于现在的要求了。而从设计的角度来看，我国模块化设计方法在机械设计的运用中得到肯定，而这样就可以缩短工期，从而降低机械制造陈本，所以说模块化设计无论是从设计为理念还是制造上为基础，都是机械制造商最好的选择。
2模块化设计的概念与特点
(1)模块化设计方法是目前机械设计当中的一种尤为重要的方法，它指的是在进行机械化设计中，将原有得不同的部分规划与想对应的模块里，并对每个模块的设计进行了全方位的思考，然后将其各个部位重新组装在一起，最后完成整个机械设计的所有概念、内容。在机械设计的过程中，要对模块做好划分，并且全方位做好规划，确保知道每个模块具有的功能，然后考虑到每个模块相互之间组合在一起的意义。同时，还要保证每个模块之间的独立性能，并且做到能够进行相互的更换，才能促进了系统功能的升级。模块设计方法作为一种新的观点理念，它本身具有显著的特点存在着［1］。(2)模块化在设计当中的主要方式分为以下几种:①横向式的模块化设计方式，在不改变原产品的基础上，利用到模块化设计成变种形态的产品，而这种模块化设计的形式容易实现操作、更易于广为推出。②纵向式的模块化设计方式，在不改变原产品的基础上，在同一形式当中对不同规格的产品进行统筹的设计。③横向式和跨系式的综合型模块化设计，当然，除了发展横向式系列的产品以为，改变了某种模块的设计还可以得到出了其他不同系类的产品，从而便于横向系类和跨向系类模块的设计。④全种系类的模块化设计包括了纵向形式与横向形式，而全种系类更是在基础之上用于制造出类似于跨系列产品模块化设计。(3)模块化设计的推出方便了维修。模块化设计方法能使维护变得简单操作，以少量应多量，以及尽可能的投入少的生产得到多的产品的理念，以最具有划算的方法满足于现在各种需求。由于模块化设计法本身具有可替换性，并且在当中出现了一个模块的故障，那么在机械设计应用中就可以通过检查，将出现问题的模块部位进行更换即可，免去了不必要的资源流失。(4)模块化设计方法节约成本。模块化设计简化了包装的整个过程，以前机械制造商在包装设备的时候只能根据产品自身的特点为其采取指定包装过程。而这样的范围规定太过于狭小，设计出来的包装只适合运用到同一种规模下的产品，然后其他的系列的产品又要从新制造出新的包装，从而给包装带来很大的不方便。这样不仅仅是在人力、物力上的一种铺张浪费，更是难以提高机械制造商运行的成效。然而运用模块化设计方法形成出的产品，在具体的运用中，能满足于各种产品，从而使包装简单化。模块化设计的方法能够节省成本，并且可以用在于有较少的模块当中去完成更多的机械的包装上，从而有效的节省了资源的设计成本［2］。
3模块化设计与其他具有现代化技术的融合
3．1模块化与成组技术的共同的特点
模块化的组成技术都是针对于现代生产的产物提出多样化的。成组的技术主要是利用零件的形状及工艺上具有某种的相似性为其理论，利用有关数据以及事物本体的相似性做到问题的归类化。并通过对具有相似零件的标准形式，做规范的处理，从而使小批量的产品成为具有流水生产方式的一种。而规模化技术也是秉着生产出小批量的产品、中批量的模块、大批量的零件的方法，也充分的利于机械机床部件上的相似性，把具有相似的部件经过同意的归类所形成的模块。而两者具有共同点是:集中的处理具有相似的事物，并把具有一定相似性的事物规范化［3］。
3．2模块化与柔韧性制造的技术
柔韧性制造技术自始以来，一直以多样化、快节奏作为前提，重点强调出系统对生产反应的可变、多变性能。然而模块化正好符合柔韧性技术这一特点的前提依据，模块化技术在利用模块化解决机械机床上的共同特性之后，又具有集中的解决单独的个性问题。并且达到以最少的模块组成最大机床的思想来实现当今社会的多样化。当机床为生产工具的时候，则其利用模块化的特点，灵活多用，并通过模块的组合达到了柔韧性的制造技术。
3．3模块化与高科技辅助技术
将高科技辅助系统和数据库里的技术引用到模块化技术里，在相当大的程度上取代了人类完成大量工作无法完成的复杂、重复性的工作当中。并且，具有一定的稳定性等方面超越了人类。而在另一面。通过模拟化的方法，把复杂系统分解成各个简单的系统，并对各个简单的系统做高科技的技术分导，可以充分发挥高科技的重要性以及具有强大的功能。
4模块化技术在机械设计中的运用
4．1机械设计的理念
机械设计指的就是满足于当代社会经济指标配合着相对式的技术条件，并对其功能的需求锁定出最有综合性方案的进程，而机械设计本身具有综合性能、相近性能、多层次性能等特点。而这些性能更是成为创造新型的机械产品必不可少的基础，从而根本上的决定了生产出的产品功能、质量以及性能。而用户群体对机械产品有着多样化、个性化、高品质、低消费的要求也是逐步扩大。而加入了模块化设计方法更是能面对广大群众对机械设计要求上的一种挑战。
4．2对模块进行划别区分
在对产品进行模块划分的同时，要以独立功能的单月形式作为整体的模块，既可以对已划分的功能在结构上做到独立的特性，这样模块容易拼成、组建以及搭配。并且形成了多种的变形产品，这样的模块才具有完整性，并能保证其质量的过关。而以组件部分作为模块来看，功能分解细化之后，可以通过进一步的将部件中的某些组建进行模块化，更是可以通过替换与舍掉一些零件，可以使部件产生出不同的作用与用途。而这比替换了整个部件更方便一些，而参照模块划分出来的层次，并参照其需要，结构以及功能上对产品模块做出细微的划分，而对产品本身的需求也是对客户需要的划分。要在客户需要的基础之上对该产品进行功能性的区别划分，又必要要在产品功能的基础之上对产品所处的结构进行总的区分。并且将具有同种功能的结构进行合理的区分，可以这么说，模块划分的好与坏影响着模块设计的成与败、质与量。但同时，要考虑在模块本身的发展空间里做出一定的余留，以便可以引入新的观点理念时不会出现阻碍模块构成的障碍而基于模块化设计的合理方法来看，多样化且个性化的体系更能满足于广大顾客们的需求，并且产品可以快速的分解、结合，同时还能通过大批量的生产和管理上的统一从而降低了生产和管理的经济成本［4］。
4．3对现有的模块进行编码
模块编码的意义在于对完整的模块当中的规格、参数等和模块之间相互进行完整的整合管理，并且标明其名称。并对产品的模块进行重新的编码，以便于区分产品，便于管理，从而建设出统一并且完整的标准规范化的模块，更充分的利用产品生产的开发。对模块化设计进行独特性、完整性、合理性、的编码，并实现产品的通用性能与开放性性能。
4．4进行有效率的模块组装
在产品功能确定了以后进行了模块的组合，从而保证了整个机械设计的合理性，同时也需要在实际运用中也起到关键的作用。组装产品的时候要确保组成部件的完整，不可缺失、丢失。进行模块间的合理分配，做到注重布局的合理效果。同时，因为模块又具有替换性能，所以在使用的过程中可出现问题是可以进行更换的，并且要做到某个模块的更换并不会影响到其他模块的正常运行。
4．5完成设计本职工作
在通过之前的设计、组装等时候，还是要进行完成整个产品的工作。而将模块化设计运用到机械式机床上时，包括了机床的传动式模块、执行力度模块、辅助模块等。其中传动室的模块包括了主传动力轴、水平的进给箱、垂直的进给箱等。而执行的模块又概括于、刀子架机、工作桌台等，辅助模块又包含了保护罩、刀架库、机床的电气等。
5结论
而综上所述，模块化的设计方式是实现我国当代机械设计当中大规模生产产品的主要保障，使得产品更加的符合当前的广大顾客、市场上的需求。而在提高自身的效率同时，也降低了机械设计的资金成本，并且在质量占有着相当大的优势。而模块化设计的方法在很大的程度上又满足了机械设计当中的需要，并且在机械设计的具体运作当中又有了良好的效果。它已经不仅仅是作为缩短设计时间的一个重要因素，更是又利于创造出机械设备的一个基础，提高了我国机械设计的水平。因此，往后在进行机械设计产品的时候，需要注重模块化设计方法的灵活运用。并懂得把握住重要的分析点，严格的按照规定去划分好模块，并对设计人员的综合素质做出深入的培养，重视起经验的分析与总结，使模式化设计得到更好的应用，我相信，随着模块化设计越来越标准化的进一步提升，模块化设计之间相互转化的性能也会上升，而机械设计理念与制造水平将会更得到提高，从而促进我国机械化水平的日趋增升。
作者:刘吉宝 单位:兰州理工大学
参考文献:
［1］蔡业彬．模块化设计方法及其在机械设计中的应用［J］．机械设计与制造，2005(08):154～156．
［2］蔡燕华．分析模块化设计方法及其在机械设计中的应用［J］．科技传播，2014(04):160，154．
项目概况
本工程位于福州市福马路420号福建省肿瘤医院院内，总建筑面积为75974.2，其中地上26层，建筑面积58112.9；地下3层，建筑面积17861.3。大楼总高度99.6m，核定床位1162张，设置地下停车位461辆。
设计理念
*总体规划的延续性、完整性、标志性
对院区规划进行梳理，将新建肿瘤诊疗中心大楼融入院区总体规划框架中，分期实施和建设，在保证医院正常运转的同时，营造肌理延续、一脉相承而又富有时代特色的区域新地标。
*模块化的建筑设计理念
以科学合理的宏观流程，整合全院的功能分区。强调医院功能的持续性、适应性，可变性。
*人文建筑
以人为本，为患者、探视人员、护士、技术人员、医生和管理人员等提供优良的室内外空间环境。
规划目标
*协调完善城市和院区设计
医院是城市功能的重要节点，交通复杂，人流汇集，规划方案沿福马路建筑退后，沿街设计了绿化及入口广场，将新建肿瘤诊疗中心大楼与原有门诊大楼以及未来建设的肿瘤防治培训综合大楼进行体型立面整合，不但缓解了交通压力，疏散人流车流，而且有利于塑造良好的医院、城市形象。
*营造地域主义特色的院区景观环境
充分考虑基地的地理位置及特点，把基地营造成为花园式环境，并将医院有机地融于自然环境中，配合当地的城市总体规划，创造良好的城市景观。
*国际化的医疗建筑水平
在特定的基础上提出最佳的现代化医院的方案设计标准，使建筑从内到外都达到国际水准。医院内部按国际流行的现代化医院标准及空调环境进行设计，采用先进的医疗设备、建筑系统和信息管理技术，强调医院内部的高效率医疗服务体系。建筑造型上的几何形象是总体平面布局的延续，着重强调整体建筑的空间感和体块感，简洁柔美的线条及硬质的材质的组合使用，构筑了具有现代感的医疗建筑新形象。
*可持续发展的模块式规则
适应医院未来发展的灵活性，满足医院对未来发展的要求：门诊医技、护理单元采用由内而外的模块化建筑布局，使医院具有最佳的灵活性和扩展性。
*“以人为本”的设计原则
在建筑总体布局和造型上充分体现热爱生命、尊重生命、以患者为中心的主体形象，形成医院独特的文化氛围。以医院为核心，以完善的医疗保障体制为后盾，以数字化医院为手段，改变传统的治病就医观念，满足人民的健康服务需求。为福州市及周边地区提供国际水准的医疗服务。
总体规划分期实施
方案在尊重院区原有肌理的前提下，对院区功能交通重新整合完善，按照一次规划分期实施的原则，逐步形成以中心“绿核”为核心，分区合理、流线清晰、功能完善的新医院形象。
一期工程：兴建肿瘤中心大楼并改造门诊大楼，规范停车位置；初步整理建设医院入口广场及病区入口形象；着手改造杂乱的院区交通系统为外环车行系统，为人车分流的交通网络打好基础，争取让北区车行系统成型。
二期工程：新建综合大楼及质子刀楼，结合门诊大楼广场，完成院区入口形象重塑；形成半月形的景观廊道联系各个功能空间，将外环车行系统基本畅通。
三期工程：征用土地，兴建新病房楼；外环车行路网畅通，实现完全人车分流；拆除旧有住宅楼，改造水循环系统，完成院区中心景观区改造，重塑院区景观形象。
改扩建后：解决了医院病房紧张的局面，特别是肿瘤诊疗中心大楼和肿瘤防治培训综合大楼的落成，进一步促进了该院肿瘤病学的发展。在改扩建过程中，充分考虑“以人为本”、注重生态环境建设的理念，绿地面积比重增大，大大改善了医院的生态环境，对患者康复起到积极作用。
功能分区
功能分区依照“医疗―后勤”，“内―外”，“动―静”，“洁―污”等对应的关系展开。功能布局从两个维度上展开：由外及内、自下而上，医疗功能从人员密集的门诊医技区域过渡到相对安静私密的护理空间。
门诊部――对原来的门诊楼进行改造，增加功能面积，完成与医技、病房楼的功能对接，设大面积的前广场，满足大人流的集散要求。
医技部――医技为医院的技术根基所在，位于整个建筑的地下一层及病房楼一至七层，与门急诊和住院部保持最近的距离，联系便捷。
住院部――住院部位于整个建筑综合体的上部，每层设1个护理单元，共设病床1162张，标准护理单元层面采用双内廊布局，北侧为医护办公和辅助用房，医患功能分区明确，使医生及护士均得到关爱。
地下室――全院设三层地下室，有良好的自然采光通风，主要功能为后勤保障、停车库以及设备机房等。
交通流线组织
* 出入口布置
南侧福马路设置院区主入口，北侧设置病房区出入口，来院住院、探视及医护人员上下班的主要通道，西侧设置后勤出入口。
*交通组织
对总平面的各种流线组织，做到人车分流、洁污分流、医患分流、患患分流四大分流。门急诊以及住院车流分别通过各自入口进入地面停车场以及地下车库，在入口处将人车进行分流。门急诊人流由福马路的院区主入口进入，通过门诊入口广场分流。住院探访人流从北侧病房区出入口进入，到达各个住院楼。医生和办公人员分别从各个功能入口进入，通过独立的流线进入办公区域。废弃物及污物通过各功能区的污物收集间集中，通过污梯到达地下室，通过专用通道运出，之后通过基地西侧的物资出入口运出基地。
* 消防路线
应急时作业。消防通道环绕建筑物设置，消防道路环通整个院区。
*停车位设置
全院停车采取地上地下停车相结合，共停车687辆，其中地下停车库可供461辆小型机动车停泊。地上设置226辆临时机动车停车位，结合绿化布置，保持地面环境整洁统一。 （责任编辑 吕志新）
1.总体规划鸟瞰图
2.新建肿瘤中心大楼模拟图
3.新建综合楼及质子刀楼模拟图
4.新建病房楼模拟图
5.肿瘤中心大楼效果图
关键词：模块化 包装机械 仿真与优化
市场经济拓宽了发展规模，人们生活水平得到改善，促进了食品包装机械包装技术的发展[1]。包装工业支撑了国民经济的发展，包装机械是包装工业不可缺少的一部分，在开发及完善包装产品方面扮演了重要的作用。设计的合理性与制造中的金属材料用量、生产效率有很大关系。模块化设计开发出各种功能的产品，无需单独设计各种产品，仅需设计各模块即可，按照各种方式把这些模块组合在一起，处理产品规格与产品制造期间、成本间的问题。 优化包装机械的性能，高效生产包装机械。基于此，研究了模块化包装机械的设计仿真与优化。
一、模块化下的典型包装机运动机理分析与优化
（一）Adams下的包装机械运动仿真
Adams具备了多种模型的数据接口，用来植入CAD软件模型，Parasolid就是其中一种格式，其扩展名为*.X_T。该格式的应用，实现数据模型的交换。使用Parasolid格式，把简化的纸箱成型模块模型存入Adams工作目录中，以英文字母命名，当名称中还有汉字抑或特殊字符，植入的Adams 会不正确[2]。为确保植入的Adams模型协调坐标轴，便于进行移动与添加约束，需要将斜齿轮中的2条轴线加入Pro/E中，相应平行匹配相应的坐标轴。影响斜齿轮传动机构动力学性能的因素，包括制造误差、接触变形、轴受力变形。为更容易研究，假如齿轮传动刚体模型如下所示：①机构均为刚性，温度与机构变形不会产生影响；②机构间装配误差零时，可不考虑零件制造误差。
仿真分析输入的齿轮传动虚拟样机模型时，零部件质量、转动惯量是分析的对象。转换几何模型数据时，但数据文件中有体积信息，将Adams植入零部件后，自动计算零部件的转动惯量与质量。抑或使用手工定义零部件的材料类型，由Adams结合不同零部件的几何尺寸，自动求解出零部件转动惯量与质量。模型数据被植入Adams后，在Pro/E中，已经构建起来的所有零件中的物理属性参数与装配约束关系等全部不见，考虑到实际情况，在Adams中还要手动加入零件属性与约束关系。假设定斜齿轮属性与其余零件属性如下表：
下面将对应约束添加到模型中，完零件属性、约束与载荷添加完毕后，仿真分析模块，包装机纸箱成型模块在斜齿轮的传动下促使上升机构做上下运动，2种不同的纸箱成型机构采用Adams，实施分析。构件运动分析结果得知，不同的螺距，上升件质心位移与质心受力大小也不一样。也就是螺距选择影响上升件运动的平稳性。
（二）模块化包装机的仿真与优化
参照包装机纸箱成型模块动力学分析，分析了下面五种方案结果，如下表所示：
从上表中能够看出，螺距增大的同时，上升件质心的相对位移波动变大，上升件质心的相对速度波动变大；方案1，位移、速度短时间内达至最小值，快速使机构平稳。下面对螺距为 5mm，转速为 240mm/min 纸箱成型模块进行进一步的分析，上升件受力和角加速度，无大范围变化，受力均匀，提示，结构参数选择是合理的。
二、模块化包装机静动态特性优化分析
ANSYS结构动力主要用于两方面问题的解决：一是分析结构动力响应特征，对结构振动中动力响应与动位移大小、变化规律进行计算；二是找到结构固有频率与主振型，深入了解了结构振动特性，以更好地使用。
（一）模块化包装机静动态优化方案
前期对包装机机架模块进行分析，尤其动态分析，机架模块的性能还有提升空间。先要保障机架模块正常工作，提出了两种完善方案：方案1，直接对机架结构进行调整；方案2，基于既有结构，增加衡量与斜梁。
（二）模块化包装机静动态优化
加固处理机架，具体操作步骤是，将横梁添加在机架上端，主要是为了提升机架静态性能，如刚度与强度等。方案一前五阶频率图、方案二前五阶频率图分别如下：
结束语：
研究了装机纸箱成型模块，采用Adams软件，实施了动力学仿真分析。基于此，分析了模块运动主要影响因素，然后对其进行参数化仿真，最终确定了模块参数优化的方案，分析了影响模块的其他因素，结果证明这种方案是正确的，最终得出，使用适合的机构参数，使包装机模块机构具有较高的可靠性与运行平稳性。ANSYS软件应用于包装机的机架模块动静态分析中。有限元分析下，获得了机架模块机构的不足之处，对机架静动态性能，给出了2种优化方案，增加了结构衡梁与斜梁的方案，明显提升了机架强度与刚度的静态性能，产生了良好的动态性能。通过重新设计的方案有助于提升机架动态性能。 本研究有有一定局限性，后续模块化包装机械的设计仿真与优化的研究还需深入。
参考文献：
关键词：模块设计；机械设计；应用
中图分类号： THl2 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）03-173-2
0 引言
机械设计是工业发展的重要组成部分，在机械设计中，模块化的设计方法是提升设计效率的重要方式。但是在实际设计与应用中，依然存在较多的缺陷，且随着科技的不断发展，模块化设计方式必然会随着科技的进步而不断创新。在此情况下，加强对模块化设计方法的研究，并且探究其在机械设计中的应用具有重要的意义。
1 模块化设计方法
1.1 模块划分
在模块化设计方法中，其决定设计产品的质量与效率，其需要在保证产品性能的基础上，最大程度的实现设计的优化，在划分过程中，需要注意以下几点原则：第一，在模块化过程中，需要保证整体的性能；第二，在模块化的设计中，需要保证结构的独立性；第三，需要保证功能的完整性；第四，需要保证连接部分的合理性；第五，需要最大程度地控制模块的数量；第六，需要满足精度、性能、成本以及结构等多样化的形式；第七，需要保证机构的简单特点。
在模块化的设计中，为了保证系统的整体使用性能，需要根据实际情况，保证系统的功能模块的组合性以及互换性[1]，例如在装配产品的过程中，对于具有相同功能的单元，需要保证其具有相同的基面和尺寸，这样才可以有效地将不同的零部件组合起来，形成相应的模块[2]。总之，在模块的划分中，需要在保证整体功能的基础上，最大程度地降低模块的数量。另外，在组合的过程中，要保证组合的不同部件具有相同的功能，并且处于同一个基面中。这样才可以最大程度地通过模块化设计来提升机械设计质量和效率。
1.2 设计方式与功能分析
1.2.1 设计方法
模块的设计方法主要包括横向、纵向和混合三种方式，在设计过程中，横向的设计主要是指不改变参数的情况下，对模块进行设计，以此来提升设计质量；纵向设计主要是指对不同规格的产品进行设计；混合设计是为了满足客户的需求，将两种设计方式结合起来，以便最大程度地提升机械设计质量。
1.2.2 功能分析
在模块化的设计中，根据实际情况，可以将模块化系统分为混合和纯模块化系统两个部分，根据模块的组合可能，同样可以将其划分为闭式系统和开式系统。其主要功能包括以下几个部分：
基本功能是模块中基础的功能，不可或缺，在系统中无论设计多少模块，必须要保障基本功能的完善性。
辅助功能主要主要是实现相应设计模块的功能，以此来提升机械设计的整体效率。
特殊功能主要是指某种产品的特殊功能，如对镗孔功能进行模块设计，可以发挥模块化设计的特殊功能。
适应功能主要是为了生产的需求，调换相应的零部件或者模块来适应生产的需求，因此，其可以称之为适应模块。
2 设计步骤
在模块化设计中，主要分为两个不同层次的步骤，第一个为系列模块，第二个为单个产品模块。在模块化的设计步骤中，单个产品的模块化设计较为复杂，对机器的每个产品均需要制定不同的模块，其具体步骤如下：
2.1 系列模块设计
在系列模块设计中，其主要通过计算实现对市场的调查与分析，确定用户的需求，以此来设计产品的功能以及相应的模块设计，之后根据功能的需求，设计相应的参数[3]。在参数确定成功后，可以对模块进行切分，并且对模块的结构进行设计，以此来形成相应的资料库。通过系列模块的设计，可以构成模块化设计的整体功能，从而可以提升机械设计质量及效率。
2.2 单个产品模块化设计
单个产品的模块化设计是建立在系列模块设计的基础上来完成的，在单个产品的模块化设计中，需要根据用户的需求来确定参数以及模块的选择，在确定完成后，需要对模块进行组装和分析计算，以此来保证模块的最佳使用性能。
3 模块化与科技的融合
3.1 模块化与成组技术
在模块化设计方法中，其与成组技术存在较多的共同点，成组技术主要是应用零件以及工艺的相似性，将其进行划分，之后对相似零件进行标准化的处理，以此来达到生产的目的[4]。而在模块化技术的设计中，其与成组技术的应用存在相似性，将相同类型的软件功能集合起来，形成相应的模块。可见，在模块化设计方法中，运用了成组技术的理念，较好地提升了机械设计的质量和效率。
3.2 柔性制造技术
柔性制造技术是通过灵活性和多变化的特点来实现对生产的优化，在模块化的设计中，同样运用了柔性制造技术，其主要是在解决机床的共性之后，实现对机床个性化问题的解决，在此过程中，秉承的思想是通过运用最少的模块来实现对功能的设计。通过对柔性制造技术的应用，可以保证在机床的生产中，可以做到一机多用的目的。目前，模块化技术以及柔性制造技术已经成为机械设计的重要研究项目之一。3.3 计算机辅助技术
在模块化设计方法中，计算机辅助技术同样是模块化技术的重要组成部分，在计算机技术中，CAD、CAPP以及CAM均为辅助技术手段，在设计过程中，通过相应的计算，可以实现稳定性和l理性的设计。另外，在模块化设计方法中，可以充分发挥计算机的辅助功能，最大程度地提升机械设计的效率。
关键词：模块化设计；衣橱；设计方法
1前言
随着社会经济的不断发展，人们生活水平也在迅速提高。其中居住条件的改善是最显著的标志之一，室内装饰、家具设计追求的不仅是实用、功能齐全，而且越来越具美感、富有时代感。另外，对于当前纷乱复杂的住房设计布置，现代家具设计要能随住房条件的不同而因地制宜。针对这一特点，家具模块化设计方法的出现在一定程度上满足人们对家具的这种要求，这时家具模块化设计优势之一，另外，家具模块化设计也使室内整齐划一，给人以整齐美观的感受。
模块化设计在其他行业中的应用发展已经成熟，它实际上是属于方法学的范畴。由于室内设计技术的发展以及制造业技术的不断更新，家具模块化设计技术的优势体现出来而逐渐投入应用。开始时在家具行业尤其是办公家具中应用较多，效果也很明显。对于民用家具，近年来家具模块化设计技术也慢慢发展传播开来。由于对于民用家具模块化设计以往的例子不多，为了表述方便，本文就以衣橱为例，来探讨家具模块化设计技术，有不妥之处，望读者给予指正。
2家具模块化设计概念及设计方法介绍
家具业实施模块化设计后，
模块化设计既是一种新的设计方法，又是一种新的思维方式，是设计领域中一个形式简单但意义深远的变革，有助于复杂问题的解决。家具模块化设计不仅产品满足用户多样化需求的程度提高，企业对市场的响应能力亦增强，新产品的开发与成本降低，还延长了产品的生命周期。与传统的设计方法相比较，家具模块化设计呈现出许多新特征：1）家具模块化设计是针对模块和家具产品系统的设计，既要进行模块划分设计，又不能落下家具成品设计。2）家具模块化设计主要构件为标准化、通用化的零部件，这些部件能快速进行组合，方法千变万化，能能实现家具的多样化。模块化设计对于标准化设计有其自身的优点，标准化设计出来的仅仅是一个整体的产品，模块化设计就要灵活得多了，因而复杂性和考虑因素就要更多，在设计一开始就要考虑模块可组合成产品的多样性。也可以说模块化设计是标准化设计的一个发展，这种发展是基于实现产品多样化这一目的而出现的，
从以上家具模块化设计的概念考虑，笔者根据自己的共组经验以专业知识，认为家具模块化设计工作要从三个方面展开：1）家具模块化总体设计。总体设计时主要工作是整体策划，划分以下大致范围。这一阶段要重视起来，因为其决定了以后工作的方向与工程师的意图，良好的模块化总体设计，是模块化设计得以实现的基础。2）家具模块设计。家具模块设计指的是设计的具体过程，可以说是家具设计的关键环节，起到一个过渡作用对下面的模块化家具组合的效果有着直接的影响作用。3）家具模块化产品设计。在这个阶段工作中的任务主要是对模块的组合方式进行分析及评价，然后针对不同消费者的需求组合成不同的家具格式。由家具模块化设计的以上特点可知，设计中的逻辑关系非常紧凑，环环相扣，每道工序都要认真对待。
3设计实例分析
本文选取民用家具一个典型的柜体家具――衣橱为例，以2中所给的思想方法为基础，逐步探讨如何进行好一般家具的模块化设计。(注：此家具的尺寸为宽：900；深：580；高：2100)
3.1衣橱模块化总体设计
衣橱模块化总体设计指的是确定衣橱的总体设计绘制所有可能的模块化组合方案，并论证其可行。
首先了解衣橱的内部配置并分析其功能。衣橱虽说造型相对简单，其内部配置却非常丰富，而这些配置受到相关条件的限制。是家具标准的限制，国家标准中对衣橱的内部功能尺寸作了明确的规定(见表1)。其次要考虑到人体高度与衣橱尺寸的的配合。设计师要根据这些限制条件，剔除不合理的配置形式，绘制出一些常用的衣橱内部配置图，然后再进行市场需求调查分析，进一步剔除和添加一些设计要素，完成内部配置图。
表1：家具标准中的衣橱尺寸
3.2模块设计
由上文描述可知，模块设计是家具设计中的关键，家具模块的合理性对模块化家具的产品性能、外观以及模块的通用化程度和加工成本都有很大的影响。这个设计环节由功能分析、模块划分和模块设计部分组成
3.2.1功能分析
家具的功能分析是家具模块化设计中的基本环节，只有在功能分析的基础上，进行合理的家具功能分解，才能实现合理的家具模块划分。
每一件单体家具都具有特定的功能衣橱的主体功能是存放衣物。随着生活多元化趋势的日益明显，衣橱的功能发生了变化。作为主要的储藏家具，它已经不仅仅用来收纳衣物，很多人喜欢将各种物品摆在衣橱里，如领带、鞋、被子、帽子、包、熨衣板，甚至床都可以通过衣橱加以收纳。衣橱主要的收纳形式有挂、叠、摞、摆、团等，所需要的空间各不相同例如摞和团占有的空间较少、摆和挂占有的空间较大。衣橱收纳物品的种类、大小和数量影响着收纳形式，下面列表说明各种收纳物品的纳形式：
表2：衣橱收纳形式分析表
从衣橱收纳形式分析可知，衣橱收纳物品的构成要素主要有六种：挂杆(挂衣杆、挂裤架、领带架、挂钩)、固定式的开放搁板(包括木质搁板、丝网储藏架)、拉出式的丝网篮筐或搁板、全封闭或半封闭的抽屉以及柜桶，其他一些储物形式通过附属的家具配件完成，例如收纳床必须借助专门的金件。
3.2.2模块划分
衣橱功能分析之后，可以开始衣橱模块的划分。按照模块功能独立和结构独立的原则，分析衣橱的各种内部配件，提炼出能作为独立的衣橱模块的要素，建立衣橱的功能模块系统(见图2)。从这个系统可知，衣橱模块划分的过程为：总功能分析子功能分析提炼功能确定模块。
衣橱的总功能是存放衣物，它由一系列子功能组成，如支承功能、悬挂衣物功能、平放衣物功能、围合功能、照明功能以及其它功能分析组成各个子功能的要素。衣橱的独立模块(见表3)。
表3：衣橱功能模块
3.2.3模块设计
通过对衣橱的功能分解，对功能要素的简化与归并，得出了具有特定功能和接口结构的通用独立单元，即模块。得到模块之后要做的工作是要对模块的结构、接口和尺寸进行设计，并将设计好的模块统一存入模块库。
衣橱是典型的嵌套式组合方式，由挂衣杆、抽屉、搁板等插件模块套装于柜框模块之内。因此设计的重点是柜框，因为所有的插件都要与柜框连接，柜框的设计，是实现衣橱多样化的保证。柜框由拒顶板、底板、旁板、背板及背拉条组成，具有支承的功能。要保证柜框的通用性理所当然要进行通用性方面的设计。根据笔者的工作经验，合理的旁板在这项要求中是属于关键点，而孔位设计对于旁板设计非常重要。家具旁板的孔位设计主要有两种方法，一种是把所有的系统孔钻好，另一种是将需要的系统孔钻好。对于第一种方案旁板的通用性当然会好的，但一般会造成资源浪费，且过多的孔散发板材甲醛，对身体有害。第二种方案虽然节省资源，但没有丝毫通用性而言。这两种方法由于其自身缺陷而不完美，因此，作者认为应该只钻所需通用孔应会比较好。
模块化设计的目标是成品，在总体设计阶段，设计人员就已大致决定了模块设计范围。因此，模块设计时设计师要做的工作是分析衣橱产品的不同的内部配置样式，绘制每一种配置形式的旁板孔位置，使它可以安装所有的那些内部配件。图3绘制的是同一柜框的五种配置图，图4相应的钻孔图，具有通用性，兼有全钻孔与只钻必需孔两种钻孔方案的长处，易实现大批量生产，又能满足客户的定制需求，是一种值得提倡的设计方法。表3列出的衣橱模块能组合出很多为客户所需的衣橱。家具企业可在在原有产品类型的基础上，结合消费者的需求特点，设计出适合企业特点的旁板和其他家具模块。
3.3模块化产品设计
衣橱模块佳产品设计是指在客户需求的基础上，选择适合的模块。这个工作需要设计人员与客户沟通，共同做好。也有的客户愿意自己做，也就是选择自己所需的模块，自己按自己的需求和喜好安装衣橱。可见，衣橱模块化设计大有优势，有效实现定制的工作。
目前市场上由于衣橱模块化产品很复杂，消费者特别是那些准备自己组装的必须首先了解不同组合方式，做判断选择是充分考虑各种因素。所以，家具企业需要建立模块库和模块化产品库，提供一模块佳衣橱的目录，绘制出所有的模块化衣橱的图样，建立衣橱的产品族。组合出来的产品既有共性，又有个性，这是衣橱产品族的特点。
4结束语
关键词:模块； 模块化； 喷泉设计；互换；通用 ；标准化
中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号：
1模块与产品模块化设计
1.1模块与产品模块化设计的概念
模块是构成产品的一部分，具有独立功能，具有一致的几何连接接口和一致的输入、输出接口的单元，相同种类的模块在产品族中可以重用和互换，相关模块的排列组合就可以形成最终的产品。
模块化的产品设计可以达到以下几个目的：模块的组合配置，就可以创建不同需求的产品，满足客户的定制需求 ；相似性的重用，既可以重用已有零部件和已有设计经验，也可以重用整个产品生命周期中的采购、物流、制造和服务资源；减少产品工程复杂程度，模块是产品部分功能的封装，产品设计人员使用具体模块时根本不用高度关心内部实现，而是可以使设计人员更多关注创意、个性化、满足顾客需求。
1.2模块的特点
模块的三大特点，是理解产品模块化设计应用的基础。
① 模块具有独立的功能
模块的功能是整个产品功能的组成部分，且这个功能是自我包含，自我实现的。
②模块化产品结构
在模块化的产品结构中，零部件的功能与产品功能是一对一的关系, 零部件的更改和产品功能的改善不会造成其他零部件和功能的调整。
③标准的几何连接和一致的输入、输出接口
为了实现同类模块之间的互换，必须有严格的尺寸接口和输入输出接口。
喷泉设备安装工程现状问题
随着技术的飞速进步，喷泉产品工程越来越复杂，企业必须在不断变化的环境中应付越来越复杂的工程技术，随着客户对喷泉产品个性化需求程度的增加，也导致喷泉产品定制化趋势越来越明显，因此企业必须创建数量庞大的产品系列来满足客户不断变化的需求。
一方面作为喷泉设备而言，所涉及的设备大多是非标设备，即使是同类项目，同类设备，同样的工艺、工序，其制造安装方法和具体现场情况也会有所不同，现场制作安装往往难以保证质量,给生产、安装带来一定的不确定性风险。
另一方面作为安装工程来说，设备制造和安装工程的产品虽存在空间跨度，但制造和安装过程中的位置相对固定，各种机械设备、材料、施工人员都必须围绕工程建设的进展而始终跟进，且工程安装一旦完成，就处于一个相对固定的状态，独立功能不强，布局基本不变，拓展性不大,这对于客户需要个性化定制与后期定位变动来说是无法满足的。
现代的制造技术要求，能在工厂完成的工作，尽量在工厂完成以减少现场的施工工作量，于是模块化设计、制作安装应运而生。
3喷泉模块化设计的意义
本文引用模块化理论体系引入喷泉设备制造及安装工程，这对于优化喷泉产品结构模块化，起到了重要的启迪作用。模块化的产品结构设计的意义我们可以从设计、施工、及客户满意度的角度体现出来。
3.1对产品设计研发的意义
模块是产品知识的载体，模块的重用就是设计知识的重用，大量利用已有的经过试验、生产和市场验证的模块，可以降低设计风险，提高产品的可靠性和设计质量。使设计人员容易掌握产品全局，屏蔽掉与自身领域无关的细节，从而关注更高层次的设计逻辑,关注创意。
对设计者而言,只要整合出一套完整的喷泉成套模块,举一反三,模块之间组合成各种变幻丰富的特色水形,喷泉设备模块功能的独立性和接口的一致性，使各个模块可以相对独立的设计和发展，可以进行并行设计、开发和并行试验、验证。模块的不同组合能满足用户的多样性需求，易于产品的配置和变型设计，同时又能保证这种配置变型可以满足企业批量化生产的需求。加之计算机的可编程功能日益强大，使得模块化组合喷泉的优势更加广阔。
对于施工效率和加快进度的意义
成熟设计模块的重用可大大缩短采购周期和生产制造周期，由于喷泉成套设备的标准化，统一性，可大批量采购原材料，喷泉模块在很大程度上可事先在工厂预制，由固定的技术作业人员控制其模块安装质量,可大批量储存产品，以缓解工作量的变动对供货造成的压力，现场作业人员只要把每套喷泉设备模块按图纸定位放置,通过标准化接口把各模块连接而成一个更大的成套模块，达到设计者所要求的理想的喷水造型，该过程又快又好，从而加快施工进度，减少风险，有利于资金的早期回收。如果考虑到企业售后服务的特定需求，同样可以缩短维护服务周期和耗费资源时间，当某一设备模块出现故障,管理人员即可迅速查出根源所在，针对性地一病治一病，一处病端不影响全局系统的运行，这就是模块化喷泉产品设计对工程施工的一个重要优势所在。
3.3客户满意度的意义
任何一个企业,我们产品最终面对的是客户，客户满意度是一种从客户角度客观对企业经营状况进行评价的一种手段，并一直被作为判断一个企业是否具有竞争优势的一种度量方法，也被作为度量商业经济运行健康的晴雨表。
工程建设的特点之一就是大额性，不仅实物形体庞大，而且造价高昂。喷泉作为建筑安装工程的范畴，往往造价百万、千万甚至上亿，造价的大额性使其关系到有关各方面的重大经济利益，无论所面对的客户差钱不差钱，对产品的性价比是最为关注的，价值工程的核心问题就是性价比。往往关注它的成本、功能、扩展性、维护性、稳定性，客户的需求往往就是我们设计者建设者的最为关注的。
喷泉模块化设计的分析
在这里，我们从以下三方面分析喷泉模块化设计的理解：构成喷泉模块的基本要素？喷泉模块的通用互换？喷泉模块在产品中的作用和位置分析？
4.1构成喷泉模块的基本要素
首先，要构成喷泉的基本模块，他必须是一对一的关系，即它功能是独立的、不受其它组件影响的。构成一套喷泉运行系统必须有：①控制系统②供电线路③供水电泵④管路系统⑤喷嘴系统⑥灯光系统⑦音响系统这七大系列组成，构成一个具有工艺功能的单独喷泉模块的基本要素就是一个控制点、一条线路、一套水泵、一套管路、一组喷嘴。运抵现场后固定就位，只要按工艺要求连通输入和输出接口，接通电源和自动控制的信息回路，就可投入单体试运转，这种一对一的关系集合成一个小型的喷泉运行系统，只要成本允许，你想拓展多少规模就可拓展多少规模。成本不变的情况下，你想要什么水形就可重新组合成什么水形，可变性很大。
单组喷泉模块安装图
4.2构成喷泉模块的通用互换
为了实现同类模块之间的互换，必须进行接口和输入输出接口设计。由于模块的功能必须考虑在一系列产品中互换的问题，因此某些模块的功能在某一个产品中有可能是冗余的，这种功能的部分冗余带来的是很强的扩展能力和更大范围的互换能力。
4.3喷泉模块在产品中的作用和位置
一方面，模块既强调自身功能的独立性，又强调系统结构的归属性，就是所谓的二元性。无论喷泉模块如何增减，如何互换调整变动，其控制系统通过归结接口统一中央系统控制。
5喷泉产品模块化应用实例
【案例】刚果布拉柴维尔百米变频跑泉
随着涉外工程机会的日益增多，每当我们承接到海外工程时，往往受多重条件限制，难以投入大量的人力出国安装，但我们通过对该工程项目进行模块化设计后，对方即使没有喷泉专业施工经验，也可通过标准化接口，轻松安装。
以刚果布拉柴维尔百米变频跑泉的设计和施工过程为例：将喷泉设备及构架模块化，划分100个单元的变频跑泉模块，事先预制每个单元的喷泉模块连同基础一起在工厂预制安装，包括喷头、管道、管件、水下灯、水泵构成一个标准模块，控制柜里每个水泵与水下灯受独立的控制元器件控制，组成各自独立的模块，通过海外运输至现场，当对方安装完毕后，我方委派一名专业工程师协同完成组装调试工作，及相关的售后维护指导。
通过模块化设计施工，显然安装质量在出厂前就得到有效控制，大大地节约了现场施工时间及劳动力的投入，确保工程按质按量按期竣工。
喷泉各模块组合平面
海外工程往往不能提供现场工程概况，甚至连水池大小，水池深度都尚在待定中，对于设计者来说，根据外宾的大概意思，以最快的速度设计出一套适合的喷泉，是有难度的。没有具体的参数提供，工厂亦无法定制产品。所以，我们通过喷泉设备的整合精简，喷泉设备模块化后，现场只要把每一模块通过标准安装接口，按编号一个接一个组装即可。 所以施工过程是模块的组装过程，模块化保证了非常规设计的质量和工程质量，尤其是以难以想象的高速度争得了极其宝贵的时间。
6结论
可见，产品结构模块化设计可解决喷泉安装工程一系列问题。是解决目前制造企业产品的标准化、通用化与定制化之间的矛盾的可行方案。企业一方面必须利用产品的批量化、标准化和通用化来缩短施工工期、降低成本、提高质量，另一方面还要不断地进行产品创新使产品越来越个性化，满足客户的定制需求。
产品模块化设计是制造业发展的必然趋势，势必会对在未来喷泉行业带来深远的影响。三流的企业卖产品，二流的企业卖技术，一流的企业卖服务，而超级企业卖标准。行业中的模块化实际上就是行业的标准，谁在竞争中取得制订行业标准的能力，谁就会成为超级企业！
7参考文献
[1] 董时中．模块化原理设计方法及应用 [M]．北京：中国标准出版社，1999．
[2] 毛培琳．喷泉设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，1990．
[3] 建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）[S]．北京：中国计划出版社，2003．
1模块化机械设计的应用
通过对产品的构成进行分析，考察其中的功能互换性与结构互换性的关系，将立体车库模块划分为钢结构、横移机构、载车板等几大模块，包括了系统级模块、部件级模块和零件级模块，以模块为基础进行接口，通过模块的组合来满足不同车库产品的设计。同时对工艺进行优化，达到同类型零部件工艺的统一。
1.1钢结构的模块化设计
对升降横移立体车库的钢结构立柱、前后横梁、纵梁、斜撑等进行通用化设计，无论立体车库方案如何变化，只要方案中的结构能由现有结构配型得到，就只需对现有结构进行横向、纵向、竖向的组合，无法通过组合得到的，只需对不匹配模块进行更改，以项目图纸形式对项目模块进行匹配搭建。新式六层升降横移立体车库钢结构如图1所示。
1.2钢丝绳设备横移机构与链条设备横移机构的
模块化设计
将横移机构分解为横移传动系统、提升传动系统和横移框架3个主模块，通过使用相同型材和改变钢丝绳缠绕方式，实现了两种类型横移框架的模块化设计（前后吊点中心距、防坠钩中心距、定位针中心距等关键配合尺寸一致），达到了两种类型的横移机构共用一套横移传动系统的目的，也为钢丝绳设备与链条式设备载车板的统一奠定了基础。1.3载车板的模块化设计载车板对边梁结构形式进行了模块化设计，提高了边梁模块的通用性，并确定了载车板自带斜坡与载车板无斜坡两种载车板结构，通过对斜坡的优化设计使两种载车板结构除斜坡外其他横向构件模块完全通用，通过对横向构件进行选型调整来实现载车板与设备的匹配。
1.4工艺的模块化设计
以传动轴的加工为例：模块化前的传动轴如图5所示，模块化后的传动轴如图6所示。对比可以看到，所有传动轴（包括提升、横移）轴身由原来的必须经过车床倒角、车内孔、齐总长的工序变为现在的直接锯床下料；轴头由原来的指定尺寸改为根据无缝管材料内径的进行配车，并将原来较长的阶梯进行分段处理，以方便链轮的安装，焊缝由原来的角焊缝改为缝焊缝，通过工装对焊缝宽度的调节来实现对传动轴总长的尺寸控制，这样极大地简化了大轴、长轴的加工工艺，节省了工时。
2模块化机械设计的优势
通过前述模块化设计在升降横移立体车库设计中的应用可以明显地看出模块化设计具有以下优势。1）尽管升降横移立体车库形式多样，具体项目方案千变万化，给设计带来极大不便，但是模块化设计可以通过模块的选择和组合构成不同顾客定制的产品，以满足市场的不同需求，对于设计者来说设计任务趋于简单化、轻量化，设计周期大大缩短，可以给产品的生产加工与安装留出更多的缓冲时间。2）模块化设计可以在很大程度上减少图纸的数量，同一零件可以在多种产品上使用，从一定程度上节约了纸张，也方便了图纸的管理。3）很多通用化的零件可以批量地进行储备式生产，这必然带来成本的降低和人力、物力投入的减少，并能从一定程度上缓解了多个项目同时开工生产时加工工期紧张的问题，尤其是当安装过程中项目现场零件丢或失损坏时，可以直接跳过加工，直接从备品库中出库发货，节约了时间，有助于合同的按期兑现。
3结语
模块化设计理念已被引进立体车库的机械设计中，特别是在常规的升降横移立体车库中表现得更为明显，模块化给机械设计带来效率和效益的大幅提升。
作者:丁翔 单位:江苏省特种设备安全监督检验研究院
参考文献：
