模块化设计精选(九篇)

第1篇：模块化设计范文

目前国内展示行业，一方面规模不断扩大，参展行业企业逐年增加，促进了会展设计公司的增加。另一方面参展企业对展会的重视程度不断提高，展览投入不断增加。然而相对应的，国内的展示设计观念、展具制造生产、展台搭建服务，还处于相对落后的程度，这与展示行业迅速发展极不相称。同时目前展会中多数展商的展台都是一次性的，由于这些展台材料的限制，不能很好的被回收利用，会造成对环境及自然的危害。在当前全社会提倡低碳环保的大时代背景下，需积极探索和研究低排放、低能耗、高资源利用率的新型绿色展示设计方法和材料。

二、国内展示模块化设计研究还处于起步阶段

目前，在国内特装展位的展示设计领域，还在大量使用木结构展台。木结构在设计制作上具有容易修改、随意性大的特点，使得设计师的各种创意容易实现。但是展览结束后，无法重复使用木结构变成一堆垃圾废料造成对展览现场环境及资源的极大浪费。模块化展示设计是一种使用模块铝型材展具代替木结构的设计方案。以桁架，八棱柱等铝制展览器材产品为代表的模块化展览器材是从上世纪九十年代初开始使用于中国的展览业。此后，篷房、地台以及后来的轻便展示器材也纷纷出现在展示材料市场中。目前在世界范围内此类产品的品牌和厂家都屈指可数。主要集中在德国等欧洲会展业发展成熟的国家。主要有瑞士的（SYMA）司马系列、比利时的（beMatrix）系列、德国的（Octanorm）奥克坦姆系列。这些展览系统都有各自的设计思路和特点。

中国标准展览器材的设计生产是从对国外产品简单仿制开始的。纵观多年以来国内展览器材生产，没有任何一个成熟的模块化展览系统器材产品是由中国公司拥有自主知识产权的，这显然与中国会展市场的规模不相符。目前国内展览器材生产商也逐渐意识到原创设计的重要性，走上了对原有仿制产品的更新升级设计上来，但是关键产品的原创设计和展具序列的系统性开发设计与国际一流品牌还有相当大的差距。究其原因，一方面国内模块化展具设计在设计理论研究方面还处于起步阶段；另一方面从事该领域设计研究的人才也比较缺乏。

三、对展示模块化设计的思考

展示设计内容包含广泛，大到博物馆设计，小到商品POP陈列。在展示周期最短、资源消耗最大的商业性行业展会展台设计领域，展具的可重复使用模块化设计研究将成为主要方向和切入点。针对目前研究展示标准化模块设计现状、途径和方法，需要解决以下几方面问题：

1.减低展台设计碳排放和提高展示材料的重复使用率问题

展会中绝大多数的垃圾是在展台搭建和拆除时产生的。目前大型展会服务中都有一项独立的展会垃圾处理费向参展商收取。避免或减少产生废弃物和垃圾不仅是时代赋予的社会责任也成为每个展商必须考虑的经济因素。这也是对模块化展具进行研究的主要动因。

2.解决设计个性表达与模块统一标准化矛盾的问题

虽然模块化的系统组件有大量的标准件组成，但并不是说由此组建的展台的视觉形式很刻板，缺乏个性和想象力。关键的点在于展具模块的组合的可变性。如何使标准模块化展台造型具有个性化视觉表达的功能，是研究的重点。

3.缩短展台设计周期和提高展台搭建的效率问题

展台搭建商和参展商都希望使用一种快捷的方式来设计呈现和搭建施工展台项目。如何满足客户的诉求，提高模块系统组件的安装快捷性和可塑性，节约大量的人力，从而节约大量时间和预算，是模块化展具研究的重点。

4.提升展台搭建和使用中的安全性问题

第2篇：模块化设计范文

关键词：包装机械 模块化设计 应用 前景

中图分类号：TB846 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（c）-0076-03

随着社会经济的发展，用户对产品的个性化提出了更高的要求。包装机械的设计也受到了市场经济的冲击，需要从缩减成本、加快开发和个性化设计等多个方面考虑自身的改变。传统的包装机械生产的批量较大、成本较高、品种较少，这已经适应不了市场的需求，必须加快自身改革的脚步。模块化设计是一种用功能决定包装机械设计的手段，它可以最大化满足客户的需求，应对市场的变化。因此，将模块化设计加在包装机械设计中是时展的趋势，也是包装机械缓解当前困境的措施。

1 包装机械模块化设计的内涵与特点

1.1 模块化设计的内涵

模块化设计是建立在分析产品功能基础上的，在选择前需要商家根据自身的需求选择模块。因此，模块需要根据种类作出划分，以方便客户的选择。通过这种设计，用户可以选择模块的组合来决定产品的性能，以此来应对市场的快速变化。同时，这种设计也减缓了包装机械更新换代的速度，用类似半智能化的设计手段来促进包装机械的发展。

模块化包装机械的模块有多种分类，根据功能和性能的分类大致有以下4种基本类型。

（1）横向类型。横向类型的模块化设计是指不改变产品的主参数，利用模块来实现产品的变形，以此来满足用户的需求。这种类型较为稳定，模块设计也较为简单，是较为常见的一种模块类型。

（2）纵向类型。纵向类型的模块化设计是指在同一类型的前提下，对不同规格的产品做定向修改。这种类型的模块可以使产品更加多样化，生产更多种类的产品，相比横向类型较为复杂。

（3）跨系列类型。跨类型的模块设计是指在一定范围内改变模块的某些性能，从而得到其他类型的产品。这种类型的模块设计可以满足多种用户需求，但是投入和复杂程度都较高。

（4）全系列类型。全系列类型的模块设计是一种综合体，它既包括了横向类型的模块化设计，也包括了纵向类型的模块化设计，是实现产品功能最大化的一种模块设计类型。

1.2 模块化设计的特点

模块设计是建立在机械系统基础上，同时它也结合了计算机系统和智能化系统，它的特点主要有以下几种。

（1）简化设计。包装机械的设计是一个复杂的过程，需要从多个需求入手，然后分别设计相应的功能，最后综合机械设计的原则和指标，完成包装机械的整个设计。但是模块化的设计却可以极大程度地简化包装机械的设计过程，原本的模块是固定的，只要根据功能需求选择相应的模块，然后综合在一起，就可以基本完成整个设计。

（2）产品柔性程度高。模块设计和机械设计不同，它可以独立地存在，随时将最新的技术应用在自身。因此，模块化设计的更新换代是极快的。在此基础上，生产商可以通过模块设计来替代原本的产品功能，可以符合多种需求，有很强的设计柔性。

（3）便于维修。机械产品存在问题之一就是维修和保养困难，有时机械设备的维修和保养花销远远超过了设备本身的价值。包装机械也是如此，面对着维修困难的局面。模块化设计很好地解决了这个问题，使不同模块可以独立地存在，在维修时只需要选择相应的模块就可以，方便了维修的过程。

（4）成本较低。模块化的包装机械在设计和制造的过程中都可以通过选用相应的模块来完成，再加上设计的柔性较高，可以实现小批量的生产，降低了包装机械的设计制造成本。

2 模块的划分和接口

2.1 模块的划分

模块化设计是应用在机械设计中的，它不仅要符合自身模块的设计指标，还要考虑到机械设计中的要求和指标。所以，在一定程度上，模块的划分要满足机械设计的互换性原则，即模块配合补位的尺寸是有固定的标准，可以实现相同模块的互换。作为系统的一部分，模块的划分在一定程度上决定着机械系统能否正常运作。因此，模块的划分要有很强的灵活性，照顾到管理的方便。同时，还要考虑到产品的发展和变形，为实现其柔性奠定基础。在具体的模块划分中，要注意以下几点。

（1）满足模块多变性的需求。模块在划分的时候要从功能入手，力求用最少的模块可以组成功能最多的产品。

（2）满足模块独立性的需求。模块在加入系统之后虽然是整体的一部分，但是要能够独立存在，使其功能和结构在独立的情况下完整。

（3）结合部位的灵活。模块是要加入系统中的，并且可以随时拆卸。所以，模块的结合部位要便于结合与分离。

2.2 模块的接口

模块设计的基础是能够独立的存在且应用于整个包装机械的系统，所以模块的结合是模块最重要的部分，结合的补位也称为接口。模块的接口在一定程度上决定着不同模块之间的互换性和可组合性。据有关数据表明，模块的性能60%以上决定于其接口。因此，接口的重要性可见一斑。

对于包装机械来说，虽然其生产时的工艺力较小，不需要较多的依靠接口处的阻尼力。但是接口的标准化和通用化也决定着整个系统的性能，这关乎到模块能否在包装机械的系统中发挥相应的作用。因此，接口的设计一定要按照统一的标准，保证模块组合的有效性。

3 模块化设计在包装机械中的应用――以贴标机为例

3.1 贴标机现状

贴标机是包装机械中最常用的一种，它用于对包装成品做最后的加工，给产品贴上标签。经济在发展，时代在进步，人们在选择商品的时候希望从商标中得到更多的信息，以此给自身的选择提供参考数据。而且市场的需求的是多样的，所以产品也必须具备多样性的特点，这就给贴标机提出了更高的要求。

传统的贴标机是一对一形式的，一种标签对应一种机械。这种贴标机不仅提高了产品的成本，降低了商家的竞争力，还阻碍了产品的多样化发展。所以，模块化设计创新应用在了贴标机中。将模块化设计应用在贴标机后，有以下几点优势。

（1）降低生产的成本。贴标机在应用模块化设计后，可以实现多种标签的标记，在需要的时候更换相应的贴标模块即可。这就极大降低了生产的成本，提高了商家的市场竞争力。

（2）促进商品的多样化。市场的需求变化是很快的，产品想要满足市场的需求，必须加快自身的变化速度。产品的变化，相应的标签也将变化。因此，模块的设计可以让商家忽略产品变化对贴标机的压力，从而加快产品多样化的发展。

根据上述的分析，可以很明显地看出模块化设计在包装机械中应用的优势，也正因为如此，当前的包装机械大多采用模块化设计的方式。例如，德国的krones集团是全球领先的包装机械设计厂家，它们重视模块化设计和包装机械设计的结合，优化了包装机械的性能，使自己的产品在市场上更具竞争力。

3.2 模块设计在贴标机中的应用

模块化设计可以改进包装机械的性能，这是由于模块的多样性对包装机械功能的提升。首先，模块设计有自身的种类划分，根据上文的分析，模块的划分在一定程度上决定着机械系统能否正常运作，因此需要满足模块多变性的需求、模块独立性的需求和结合部位的灵活等设计要求。在贴标机中也是如此，它可以分为冷胶贴标模块、自粘贴标模块、标签滚压模块、基本模块和传送模块等。

不同的模块决定不同的性能，产品在制造的时候就可以根据需求选择相应的模块，然后组装完成贴标机。而且，这种选择的方案是不受限制的，客户可以最大化地实现产品的个性化，同时贴标签的位置也可以随意指定，将贴标机的功能再次提升。

在2005年的德国慕尼黑食品技术博览会上，krones公司展示了最新的高速贴标机，这种贴标机将商标的长度定在了240～600 mm之间，并且有一套通用的商标模块，可以实现多种商标的互换。而且这种贴标机更换模块的速度也较快，能灵活地满足商家的各种需求。因此，krones公司的贴标机迅速占领了市场，将模块化设计在包装机械中的应用完美诠释给了世人。

3.3 模块化设计在包装机械中应用的问题和前景

模块化设计虽然有着不可替代的优势，提升包装机械的性能，但是也有自身的限制因素存在，具体表现在以下几点上。

（1）开发的周期较长。模块化设计满足的功能较多，所以其在设计的过程中需要考虑多种问题，这就增加了模块化设计的难度，延长了模块化设计的周期。而且，模块化的设计还要考虑各部分之间的配合问题，这就导致了一个修改导致整体机构设计的修改。因此，模块化设计的前期设计工作任务量较大，需要从模块的自身问题入手，分别探讨不同的功过环境、不同的应用设备对整个模块的影响。基于这些原因，模块化设计的开发周期比较长，消耗的时间往往是传统设计方式的几倍之多。

（2）开发过程复杂。模块化设计需要兼顾多种模块的协同运作，还要考虑模块在整个系统中运作。所以，开发的过程比较复杂。而且，模块化设计还需要考虑电子技术和计算机技术在其中的应用，在整个开发过程中要协调多种技术之间的配合关系。特别是为了实现模块化设计的智能化，各种传感器和PLC等软件和程序都需要加在其中，使整个开发过程较为复杂，增加了模块化设计的难度。

虽然模块化设计有自身的限制因素存在，它的应用还是不可阻挡的。当前的机械已经向着自动化和智能化的方向发展，需要满足多种需求。所以，必须从机械系统的整体划分开始，利用模块化设计来优化整个包装机械的性能。再者，经济的高速发展需要包装机械生产的产品有一定的市场竞争力。因此，模块化的设计应用在包装机械设计中的脚步不可阻挡。就以目前的情况而言，我国的包装机械应用模块化设计的程度还不够高，跟发达国家还有差距。但是市场经济的压力和国家对技术的重视都给模块化设计在包装机械中的应用提供了动力，它的前途必然是一片光明。

4 包装机械设计中的其他优化方案

模块化设计是包装机械设计优化的一种方式，除此之外包装机械设计优化的方法还有虚拟设计这种方式。虚拟设计是随着计算机技术的发展而兴起的，例如计算机的辅助绘图软件CAD和Solidworks等，它们可以实现在电脑上的三维绘图，然后生成相应的技术指标和性能参数。这种方式不仅可以用来检验设计的故障与瑕疵，还可以简化整个设计的过程。最重要的是，这种设计方式很方便修改，可以根据客户的需求做出各种调整，直到客户满意为止。虚拟设计是在计算机基础上发展起来的，所以它对计算机依赖的程度较高。但是这种依赖却有利于包装机械设计行业的发展，它不仅可以提高设计的速度，还可以将设计的成果进行模拟，检验其在特定环境下的工作状况。虚拟设计是用现代的科技手段进行传统的包装机械设计。这是时展的趋势，也给包装机械设计行业提供了新的发展方向。

除虚拟设计之外，包装机械设计方案的优化还有以市场需求为主的方式。需求决定市场，市场的需求方向即设计的优化方向。以目前的情况而言，包装机械行业的市场需求主要有包装机械的设计对环境的影响要小和设备购买的成本尽可能少。当前发展的是可持续的经济，要求机械设备产生的污染物较少，产生的噪声也要小，这就对包装机械内含的科技提出了更高的要求。但是当前我国的包装机械在这方面做得还不够好，设计和生产的包装机械还是以追求利益和生产为主，忽视了机械设备附属的价值。包装机械设备的竞争力在某种程度体现在价格上，客户想用最低的价格购买性价比最高的产品。这种性价比更多体现在包装机械设备的科技内涵上，包含的科技越高端，其本身的附属价值就越高，同等资源消耗，可以用更快的速度和更高的质量产出更好的商品。

5 结语

时代的发展给包装机械提出了更高的要求，需要从自身设计的柔性和符合市场需求等多方面做出调整，以满足发展的需求。改革是动力，要实现包装机械的发展，必须深化模块化设计的应用。以目前的情况而言，我国的包装机械行业和德国、美国和英国等国家相比存在一定的差距，模块化设计的应用也赶不上发达国家的脚步。但是，这也为我们提供了更多发展的思路和方向，可以借鉴他人成功的经验，最终实现模块化设计在包装机械设计中完美的应用。

参考文献

[1] 贺兵，刘扬.模块化设计在包装机械设计中的应用[J].包装工程，2008（10）：140-142.

[2] 孟令立.模块化包装机械的设计仿真与优化研究[D].天津大学，2012.

第3篇：模块化设计范文

关键词：连续梁施工；0号块托架；模块化设计；MIDAS/CIVIL设计；MIDAS/FEA检算

Abstract: Aiming at the high pier continuous beam construction of No. 0 block bracket structure in the actual construction structure is not uniform, characteristics calculation of non-standard, use MIDAS/CIVIL software to carry on the modular design of the 0 bracket, and according to the requirements of stability, local bearing, bolt connection are calculated, finally the software of MIDAS/FEA was used to check the detail structure calculation, design link in order to save in the future construction, only slight adjustment of the standard model can be directly applied to engineering practice, and can be used repeatedly after the construction is finished. The calculation results show that the standard model has certain universality and rationality, as a reference for the design and construction of No. 0 block bracket.

Keywords: continuous beam construction; No. 0 block bracket; modular design; MIDAS/CIVIL design; MIDAS/FEA calculation

中图分类号：[TU997]文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1 引言

预应力混凝土连续梁桥作为一种桥梁结构，以其众多的优点在铁路桥梁的修建中被广泛采用，在目前的施工中往往根据桥型对0号块托架进行独立设计并出具该0号块托架的计算书。由于计算书格式与形式的不统一，给审查及备案工作带来了诸多不便。本文针对铁路桥梁往往根据跨度实行标准化施工图的特殊现状，通过对现有铁路连续梁桥进行结构分析，对0号块托架进行模块化设计，从而将0号块托架模型标准化，并将托架计算书统一化。这样不仅在施工中可以节省大量设计费用，同时对0号块托架的计算书的审查和管理工作节省了大量的时间，对我国大型中铁公司实现集团化、标准化管理做出了贡献。

2 模型设计

2.1模型介绍

随机对本单位施工的50座铁路连续梁桥进行了统计分析，得到跨度为32+48+32m、40+56+40m、40+64+40m、40+72+40m、48+80+48m、60+100+60m为常见的铁路桥梁形式，其余最大跨度为116m、160m、168m的为特殊跨度的连续梁。本文根据得到的统计结果，以常见跨度桥型中60+100+60m跨度桥型为原型，取其中梁高最高为7.85m，梁顶最宽为13.4m的桥型为设计依据，对0号块托架进行了模块化设计，设计模型见下：

图1模型立面图图2模型正视图

图3模型平面图

该托架在设计上以苏通大桥0号块托架作为参考，采用了先进的双片三角架体系，主三角桁片分为三片采用螺栓连接。上部与桥墩相连处采用对拉形式与另一侧托架相连，下部采用在桥墩处预留孔洞，将斜杆斜插入墩身的形式，形成上端铰接，下端固定的受力体系。该体系具有传力清晰，受力明确，且便于运输及安装等特点。

2.2模型构件介绍

本模型共有7种不同杆件相互组合而成，分别是采用I25a的Z1顶部小纵梁、采用300*400钢箱的H1顶部横梁、采用400*500钢箱的K1、采用300*400钢箱的K2托架立杆和K3托架斜杆、采用I20a工字钢的K4托架横梁以及采用C20a槽钢的K5托架斜撑。

图4模型杆件图

表1 构件详细介绍列表

2.3 设计荷载说明

本次设计荷载主要包括0号块混凝土自重、人员机具荷载、模板自重、振捣荷载以及横向的风荷载。以上荷载均按照Z1顶部小纵梁的布置进行分配，重量集中在腹板位置，然后向两侧减少。风荷载考虑长年平均风速6级风荷载进行加载。各个荷载大小及分布用下列图形示意：

图5混凝土自重图6人员机具荷载

图7模板自重图8振捣荷载

风荷载按照规范中风荷载标准值计算公式为：

Fwh=k0k1k3WdAwh

Wd=γVd2/2g

Vd=k2k5V10

式中：k2：B类地形下，离地面或水面50m的风速高度变化修正系数，取1.29

k5：陈风风速系数，对A、B类地表，取1.38

V10：考虑施工中为6级风，风速约为14m/s

k0：设计风速重现期换算系数，特大桥为1.0，施工架设起取0.75，出于安全，本计算取1.0

k1：风载阻力系数，取1.3

k3：地形，地理条件系数，取一般地区，为1.0

Z：距地面高度，取50m

Vd=k2k5V10=1.29*1.38*32=56.97

γ=0.012017e-0.0001Z=0.01196

Wd=0.38

Fwh=1.0*1.3*1.0*0.38*64.805=32KN/m2

风荷载考虑为32KN的力分为4个节点，每个节点施加8KN，均布于托架纵梁K1的Y方向。

图荷载示意图

第4篇：模块化设计范文

关键词：嵌入式系统；教学模式；课程体系；人才培养

1嵌入式系统模块化教学设计思路

计算机嵌入式系统教学模式改革涉及嵌入式课程体系的设置、理论教学和实验教学的开展、综合设计与学生工程实训等方面，教学体系设计以培养学生的系统分析、设计与验证能力为出发点，以培养学生的软硬件设计能力、驱动程序设计能力为导向，构建精讲多练的模块化课程体系和教学知识体系。

1.1合理设置分层培养教学环节

嵌入式教学设计中体现分层次培养环节。在教学中可按照人才培养分类，分层次进行嵌入式人才培养：一是以面向应用为主，培养学生能够针对某个具体的嵌入式系统的软硬件平台进行应用开发的能力，这属于嵌入式系统教学的基本层次，培养嵌入式应用软件人才；二是培养的学生能够进行嵌入式系统的软硬件系统平台设计和开发，具有综合系统开发和应用能力，因此，在教学过程中注重培养学生软件、硬件设计开发能力[2]。

1.2优化课程结构和创新教学内容

以人才培养与社会行业需求度为导向，以“创新创业能力培养”为目标，对嵌入式系统的课程结构、教学内容进行改革创新。做到课程结构“任务模块化”、课程模块“动态组合化”；使课程结构和教学内容不断更新。实际教学中采用灵活多样的教学方法体系，具体方法：(1)对于初级嵌入式系统各模块按统一模式讲解，有利于提高学生的学习效率，加深对嵌入式软硬件结合的理解；(2)通过函数封装等技术对外设、接口设置和操作进行模块化设计，如在以NXP单片机为核心的初级嵌入式系统上，进行硬件和软件模块化教学设计；(3)针对实践教学环节，保持课程实验课之外，进一步加强综合性的课程设计，加强独立开设综合性、设计性实验安排，锻炼学生的实际应用能力。对于部分章节采用讨论式教学，老师引出问题，学生进行讨论，共同设计。在不断讨论、解决问题的过程中，有利于学生独立思考能力的培养和灵活、综合运用基础知识能力的提高。结束时，老师对设计原理、方法和注意事项进行总结，在此基础上再进行较复杂的设计，这样可以激发同学的学习兴趣和学习热情。

2嵌入式系统模块化教学具体设计方案

嵌入式系统教学体系构建贯穿“以学生自主学习为中心”“实践教学”等教学理念，模块化教学设计具体如下。

2.1精细划分实验课程功能单元

嵌入式系统课程因其自身特点，目前理论课按照不同的功能单元进行教学，相应地实验系统也按功能单元进行划分，但大多数实验系统是采用最小系统板加底板形式的实验箱，不易扩展和携带。笔者曾在教学过程中设计了嵌入式实验系统的“口袋化”方案，即把整个实验平台分为最小系统板、输入输出单元板和交互接口板三块，方便学生携带和课后学习演练。细化初级嵌入式课程的实验系统，尽可能划分成不可再分割的基本功能模块，如单片机与电脑的异步串行通信模块，制作以MAX232为核心的电路板，配有单片机和电脑数据接口以及电源接口；继电器模块，制作以继电器为核心的小电路板，配有单片机开关信号接口和继电器开合线路接口；最小系统板则根据所连的模块分别给出各模块的数据接口。按功能需求连接需要配置的模块，进行可裁剪式的硬件设计。对不同的功能模块在软件上按照模式设置、数据读写操作进行封装。教学上按照功能原理、操作接口和应用进行解析。课堂教学上，不同功能的模块可按原理、操作、应用这种模式讲解，便于学生归纳学习理解。理论课讲解之后可以随即分发最小系统板和相应的硬件模块，实现理论讲授、实验演练的“一堂化”，让学生能理论与操作相结合，当堂消化，提高学习和运用效率[3]。

2.2设计嵌入式实验系统的模块化平台

嵌入式实验系统教学中努力做到硬件和软件的模块化设计，一方面便于后续系统的扩展与升级，另一方面方便与其他嵌入式实验系统相融合。模块化平台设计体现易扩展性和可裁剪性，一方面便于教师对学生进行统一培训，另一方面便于学生根据功能需求裁剪模块，直接进行插件式、积木式系统搭建与实现，便于学生进行创新创意类的竞赛或项目设计，有助于提高学生的系统搭建实现效率、培养创新兴趣和团队协作精神，具体步骤如下。（1）各硬件模块的调用与规范化接口设计。各规范化硬件模块接口设计包括：I/O接口模块中的拨码开关、小键盘、LED显示灯、液晶显示、蜂鸣器等各组件的模块化设计与实现；模拟电路预处理模块、片外A/D模块与D/A模块的设计与实现等；通信模块：SCI、I2C、SPI各通信接口电路的模块化设计与实现，以及常用无线通信模块的接口规范化设计；中转模块：各种电平转换接口模块、驱动隔离模块的设计与实现；存储模块：常用片外存储设备的接口设计等模块的设计与实现等[4]。（2）相应功能模块的运行模式初始化设置和读写操作函数化封装，并配以与该功能模块对应的各硬件模块的调用实例，如多路通用I/O口模块初始化函数、读写操作函数，与之对应的拨码开关、继电器、小键盘、LED显示等模块的调用实例等。（3）撰写硬件模块功能原理和接口操作手册。在进行各功能模块软件设计时，需详细撰写各模块功能原理、读写操作原理、函数封装说明、调用手册及对应各硬件模块的调用实例说明。以智能车模块化平台设计为例：首先设计硬件电路的各个功能模块，然后编写软件模块化功能代码，最后实现整个实验平台的开发与调试，起到学生理论实践“一堂化”的效果[5]。首先是驱动电路设计，智能驱动采用L298N芯片，通过I/O口与STM32嵌入式处理器相连接，采用TLP521光藕隔离器技术，防止电机运行对嵌入式处理器及其他功能模块产生电磁干扰；其次是硬件电路原理图绘制、电路板PCB图绘制、硬件电路元件的焊接、调试等；最后是软件代码编写，按照模块化设计，每个控制模块的软件代码设计成相互独立的头文件，主要包括LED流水灯、蜂鸣器、按键、A/D转换、串口通信、DS18B20、显示屏、智能小车、WiFi模块等单元的测试程序[6]。测试程序相互独立，既能够单独控制某个功能模块，也能相互融合实现复杂的功能控制。在设计过程中，教师积极引导，更多工作是让学生自己动手，“一堂化”教学有利于学生加深对嵌入式系统的理解，更重要的是提高了学生对嵌入式系统综合应用的能力。

第5篇：模块化设计范文

关键词：RPV支座；通风系统；温度场；优化设计

模块化反应堆压力容器（RPV）支座为反应堆压力容器新型支承结构，整个支座采取模块化制造，安装在支承预埋件上，采取四位一体支承方式[1]，结构如图1所示。一回路冷却剂流经反应堆压力容器，温度相对较高，部分热量经容器接管支座直接传入支承支座结构，在反应堆冷却剂载荷作用下，热量经由反应堆压力容器传递给支座并最终传递给支座混凝土基台，使混凝土基台温度升高，降低基台支承强度。板壳型支承结构在M310反应堆压力容器支承中得到较早应用，AP1000反应堆支承技术同样采取类似结构，根据反应堆本体质量及设计工况载荷确定接口，M310支座设有专门的通风通道，循环送风冷却从压力容器传过来的热量，AP1000技术采取自下而上的堆腔通风冷却技术。两种RPV支承结构均从国外引进，目前没有相关热特性理论分析。模块化支座直接和压力容器上的辅助支座接触，且包覆保温层，使得RPV支座温度较高，为避免支座周围混凝土基台工作温度超过限值80℃，因此，有必要对支座内腔进行风量流场分析，全面认识结构在热载荷下的热特性规律，并确定必要的流场参数，从而指导模块化RPV支座的结构优化设计。

1模块化支座冷却结构

图2给出了支座固体域部分。支座底面与压力容器的高温部分接触，热量通过支座传递给侧部垫板和加强筋板。位于支座中部矩形口为通风进口端，冷却风经支座内腔然后从两侧出风口进入堆腔，其支座流体域模块如图3所示。建模中不考虑支座内的垫板、螺栓等，而将垫板、支座等材料的导热系数进行当量化处理。对于支座内侧面，由于实际安装时与压力容器高温部分存在0.4mm的间隙，因此在计算中可以通过施加温度边界考虑该侧面对支承传热的影响。由于支座不涉及流体流动，可以忽略内部垫板对流场分析的影响。

2板冷却流场分析

2.1模块化支座结构网格

模块化支座固体域结构较为规则，所划分的六面体网格单元如图4所示。为检查网格数量对计算结果的影响，固体域网格划分了Scase1、Scase2、Scase3三种方案，冷却空气经送风管道进入支承结构后，经导流板（散热板）与侧板之间的空隙流向出口，而该处的气流流动情况又需要重点关注，为准确捕捉该狭长区域的流动信息，间隙处的网格数量不少于10个。图5为整个流体域的网格单元图，出风口区域气流存在回流，而且气流速度梯度可能较大，对出口处网格进行了加密处理。另外，为了获得准确的计算结果，在流固交界面流体域侧，对网格单元的尺寸进行了控制，以便能准确计算靠近壁面处附面层内的气体流动。

2.2流场温度场仿真

2.2.1边界条件1）进口边界条件。设定进口流速为13.8m/s（即体积流量为1000m3/h），进口空气温度设定为15℃。2）出口边界条件。设定为Opening边界，给定出口静压为0Pa，考虑到有回流，根据计算得到的出口温度设定回流的温度；设定的函数关系如下：OutT1=areaAve(T)@out1OutT2=areaAve(T)@out2其中，areaAve(T)表示针对出口截面out1或out2上的温度取面积平均。3）壁面边界条件。所有壁面均设置为无滑移边界；每个压力容器支承表面的温度计算结果设定为200℃，其他壁面（除了与热源相邻或相接部分）均不考虑传热，即设置为绝热边界。4）流固交界面。流体域和固体域的交界面上，考虑传热，设定为ConservativeInterfaceFlux[2]。5）固体材料。RPV支承结构所采用的材料主要有Q235、20钢、Q345、42CrMo、15MnNi等，不同材料的导热系数有所不同，主要物性参数如表1所示[3]。2.2.2温度场仿真为验证网格无关性，分别按case1、case2、cese3等3种分网方案进行温度场仿真，图6为支座侧板外表面温度场云图，在3种方案仿真结果中，最大温度为74.2℃，最低温度为27.4℃，3种网格方案仿真结果变化较小，由此可见，以上网格划分对仿真结果影响较小，网格划分满足计算要求。图7为3种网格方案下的支座底板温度场仿真结果，支座底板支承在混凝土上，最高温度为31.5℃，最低温度为23.3℃，整个底板温度相对较低，对混凝土基台的影响较小。

3结构优化分析

3.1结构优化

RPV支座采取单独的冷却系统，通过分析，支座侧板和混凝土接触区域最高温度达到74.2℃，不超过混凝土温度设计限值要求，但结构中应单独为RPV支座提供通风通道，使通风结构系统复杂。另外，为满足整个反应堆温度设计要求，在堆腔中设计有由堆底到堆顶的通风系统，可带走RPV保温层表面及堆顶结构的温度，因此RPV支座冷却通风系统可取自这部分通风量进行支座冷却，并将支座通风口改向内侧，上部加装导流板，可将部分堆坑通风引向支座内腔进行冷却，相应结构变化如图8所示。

3.2温度场仿真

图9给出了冷却空气进风口流速为5m/s、空气温度为30℃时RPV支承结构流场分布矢量图。由图9可以看出，来自反应堆底部的冷却空气在上挡板的阻挡下，一部分气流经过附加区域的两个侧面流向反应堆上方，这部分气流流速较高，大部分在5m/s以上；另一部分气流进入RPV支承结构内容，腔内气流流速相对较低，大部分不超过4m/s。在中间导流板作用下，分为两股气流分别流向支承结构的2个出风口，在出风口处气流流速增大，而且气流主要集中在出风口上部流出。支承结构腔内气流流动较为复杂，存在漩涡。图10给出了模块式RPV支承结构整体温度分布云图。可以看出，在热源面设定为125℃时（计算中将基准温度设置为273K，因此实际施加摄氏温标时的温度值为124.85℃），结构整体上上部温度高，下部温度低，中间温度较高，两侧温度较低。支座大部分区域的温度不低于94℃，而下盖板大部分区域温度不超过56℃，支座两侧与混凝土接触区域温度将近77℃，已逼近混凝土设计许可温度限值。

4结论

1）如单独给RPV支座设计通风系统，由于进口温度较低，对支座的冷却效果较好，很容易满足支座的冷却要求，但设计单独的通风系统会增加反应堆辅助冷却系统的复杂性。2）优化后的RPV支座结构，采取进风口流速为5m/s、空气温度为30℃时RPV支座流场能较好地满足冷却要求，因此在设计中应在堆腔侧部设计较大的引流槽，相应改变支座内侧导流板的结构，使更多的冷却空气进入支座，最大限度地降低支承支座两侧温度，确保不超过混凝土设计温度限值。3）在优化方案中，由于采取堆坑通风系统，不需要设计独立的通风冷却系统，使得模块化压力容器支座结构紧凑，反应堆制造及运行成本降低。

[参考文献]

[1]甘斌，陈数，谭波，等.一种反应堆压力容器模块式支座支承：201220267462.6[P].2013-01-02.

[2]许洋，党沙沙，胡仁喜，等.ANSYS11.0/FLOTRAN流场分析实例指导教程[M].北京：机械工业出版社，2009.

第6篇：模块化设计范文

[关键词]模块化设计；机械设计；应用

中图分类号：U462 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）18-0392-01

随着我国经济的快速发展，机械用户群体由原来的集中式变为个体户，这样就要求机械制造商在制造的时候要减少成本，然而传统的机械包装的方法已经不再适用于现在要求。从设计层面上看，模块化在技术上的转变已经基本完成了。通过对划分和组合来完成不同的种类的机械包装，这样就可以缩短工期，这样能够减少制造需要的成本。所以说模块化从设计上还是制造上都是机械制造商最后的选择。

1 模块化的设计方法

对模块的划分和可互换性等方面划分的好坏可以直接影响模块的实际能否成功。在进行划分的时候不仅仅要考虑在制作的时候的方便性、同时也应该考虑到在进行组合的时候是否能够轻易的组合。所以，在设计模块的时候，一定要进行详细的划分。同时，在进行模块划分时，应该考虑到在系统中的可更换性；同时也要保证模块在功能方面要有其独立性；模块之间的结合应该方面分离等等。

在进行模块设计的时候应该注意模块的组合，也就是模块之间的结合面。为了能够使，模块之间进行更换，当然不同的模块之间也要保证其能够进行更换。所以，在设计模块的时候，应该保证模块具有可更换性。同时也必须增加接口处的的规格化和标准化。

2 模块设计的内涵及特点

2.1 模块化设计内涵

模块化包装的机械产品，是指由特定的模块在一定的范围内，组成不同种类和不同功能的包装机械。在对模块化进行设计的时候，有以下几种内涵：

1）纵向设计；

2）横向设计。也就是在保证参数的情况下，通过不同的模块之间的转换完成产品的变化；

3）全系列的设计。其包括以上两种设计方式。

2.2 设计的特点

2.2.1便于维修

在使用模块化设计的时候，由于模块具有可更换的特点，所以如果在机械包装的过程中发生故障的话，只需要将不合适的模块更换就可以。这样省去了在设计的时间，以及方便维修。

2.2.2简化包装设计

在过去的包装中，进行设计的人主要根据产品的特点进行指定的包装，所以设计出来的包装只能使用于相同系列的产品，而对其他系列的产品不能够应用。采用模块化设计之后，可以使一种设计满足许多的系列的产品，只要在客户提货的时候进行模块之间的更换即可在对传统的机械化包装进行设计的时候要对每一个零件的设计进行考虑，这样就需要人员掌握的知识面广，这样不单单浪费时间，同时也消耗了人员的精力，这样就导致机械的生产周期短，然而，在采用了模块化之后，技术人员不用再考虑每一个零件的设计，只需要使用现有的模块即可。

2.2.3模块化包装的成本低

在进行模块化包装的时候，可以根据模块特有的功能进行。同时也可以通过对模块的不断研究，不断的完善其质量和性能，以此来增加模块化产品的数量。这样就可以用较少的模块组合成最多的机械包装。在减少设计时候的同时，也减少了设计成本。

3 模块化设计机械设计中的应用

3.1 模块化技术和成组技术在对机械的包装处理上有着一定的共同点。

它们提出的依据都是现代产品的多样化。进行成组的时候都是依据零件特点等因素，主要是利用物体之间的相似性，并且将这些相似的事物进行组合，通过对相似零件规范化的处理，达到小批产品也具有流水作业的情况。而模块化追求的是小产品和中产品以及大批量零件之间的效果，也是利用它们之间的相似度，把一些零件划分，最后制成模块。它们之间的共同点主要表现是，对相似的零件进行集中处理。

3.2 模块化技术的应用

数控机床对模块化的划分是指对机床运动分析和结构分析得出的结构，将具有同样功能的结构进行合理的划分。所以说，模块化划分的好坏之间影响着模块化设计的成败。

3.3 数控机床在进行模块划分时的原则

首先应该根据现有的结构上的要求进行划分，其主要原则如下：

3.3.1 将具有独立功能的单位作为模块，也就是说对已经分解的单元结构上的划分尽可能的做到其独立性，这样方便不同模块之间的进行组合，能够拼凑出多种产品。

3.3.2 部件作为模块。在进行划分的时候，以部件作为模块，这样能够保证模块的完整性，而且也能够保证拼凑的产品的质量。

3.3.3 利用组件的方式作模块。设计人员对模块分解之后，还可以将模块进行组件，通过不断的试验更换某些零件，可以使部件的用途增加，这样比更换整个零件更具有经济效益。

3.3.4 在进行模块划分的时候，还要考虑到机床中大件的划分，保证其规范性，还要使其便于分离和结合。同时也要考虑到模块的发展空间，定时的进行升级。

3.4 数控机床的功能分解。

在对模块进行划分的时候，必须要考虑到整个车床的功能。把数控车床的总功能进行模块的划分，使其成为一个个独立的功能，接着设计人员就可以进行模块的划分。

当然，设计人员进行分解时，首先应该考虑的就是用户需求。由于用户之间的条件存在差异，所以会所在确定机床规格时候也要不同，也就是说在模块的组成中也会存在差异。对单柱的数控来说，其总功能是车削。在将其进行划分的时候，可以讲车削的沟槽和旋转面等方面进行。除此之外，还要将其的铣镗功能进行划分，这些功能可以按其的执行功能和监测等方面进行划分。

4 结论

综上所述，模块化可以说是迄今为止机械包装中最好的设计方法，其开创了机械包装的设计的开放化和标准化。从而提高了机械制造商在竞争如此激烈的市场中的竞争力，同时也推进了我国机械化的水平。

参考文献

[1]刘小鹏，张卫国，钟毅芳.机床模块化设计中的模块创建及应用[J].华中理工大学学报，2009（5）.

第7篇：模块化设计范文

【关键词】民用飞机；结构；模块化

0 引言

模块化是一种设计方法，它的历史追述可以追溯到大工业时代的模块化设计和模块化产品。在产品设计过程中，应用模块化方法，有利于将复杂产品简化。大型民用飞机的研制是一个复杂的、综合的系统工程，麦道公司采用按照飞机的段号来组织产品数据，后来其他飞机公司也采用类似的方法，奠定了现代飞机模块化设计的基础。现在的波音公司和空客公司进一步发展模块化理念，使飞机的研制进入了一个全新的模式―模块化设计。

1 飞机机体结构模块划分

1.1 模块定义

模块是可以独立设计、自由创新和更改的，有充分的自主性，但须遵守共同的设计规则。模块不能孤立的存在和发挥作用，它在系统中只是一个分系统，必须同其他分系统结合，构筑更复杂的系统。任何复杂系统其分系统（模块）之间关联都很严密，越是复杂的系统关联程度越高。模块化的过程中制定的“设计规则”便是处理模块之间的规则。因此，每个模块在独立改进创新时，只要遵守设计规则，便无需再同其他模块横向协调。

在民用飞机制造业，波音公司对“模块”下了如下定义：

（1）模块是指产品所需要的、可重用的零组件和相关元素的逻辑结合。

（2）模块包括了该模块产品定义的所有数据：

零组件3D/2D模型及零件细目表、制造数据、工艺规范、工装信息、技术要求、验证数据和质量数据。

（3）模块不是一个可制造的最终项目。

（4）模块的有效性可用制造序列号来标示。

（5）模块用来满足选项的功能需要。

1.2 模块划分

飞机的大部分零组件属于稳定和基本的模块，飞机机体结构设计可以按照飞机结构模块进行划分。

飞机的结构可以划分为部件级、组件级。部件是产品设计与制造过程中功能相对固定的大的结构单元。以部件为模块单元，便于模块的相互独立和互换，同时也便于借鉴以往设计成果。部件模块化强调功能的独立性。

功能分解细化后，可进一步将部件中的某些组件模块化。同时 产品的大件、承力件或重要结构件，锻件或数控加工件可以划分为基础件模块。每一个有独立功能的小组件可以划分为一个模块。接口是预先设计，反映模块间相互作用和安装等。各个小组件之间的接口关系可以划分为一个模块。这样就可以保证模块与模块之间相互独立，他们通过上一层次的系统关系组成部件结构。

以下例子说明飞机主结构模块的划分：

部件可以看成大模块，部件分解为组件，组件为下一层模块，再继续分解为基层模块。当上层模块分解为下层模块时，应检查它的完整性，并预先尽可能详尽的了解下层模块之间及与上层模块之间相互的依赖关系，即下层模块的总成能完整地、精确地构成上层模块。

1.3 模块数据

模块不仅可以用一组零组件数模构成，也可以仅由数据元素或抽象关系构成，如维护手册、设计文档、配合关系、密封要求、外形要求等。

1.4 模块标识

模块的标识用模块号和版本号进行控制，模块与相关零组件的数据（如设计规范、工艺数据、工装数据等）之间有连接。模块更改后，相应的模块号或者版本号也要进行调整。

2 模块化设计对工程更改控制

2.1 控制更改范围

模块内的某个零件发生更改，由于模块之间的相对独立，模块的接口保持不变，该更改只在模块内传播，其影响只限于本模块之内。这样就可以简化工程更改管理径。例如，机头框模块更改时，只影响到框模块内部的数据，不会影响到其他模块的数据。

2.2 控制功能影响

分别设计的模块最终要集成上层模块，模块化的成功必须基于对参数之间相互关系的了解。模块之间存在的所有依赖关系均被分离和纳入设计准则。模块化要求在设计之前，就应制定自上而下的设计规则，并形成规范。

影响到与模块的相互关系（接口）的信息，传递到上层模块工程师，上层模块工程师从他所处的角度加以解释后以简约和分解的形式反馈到其他模块或再上层模块，所以各下级模块的影响到接口的设计更改信息需要上层模块来处理。通过这种分解的信息处理、传达和模块之间的接口的控制过程清晰、简化。例如，机头框模块与蒙皮模块之间的接口信息包括连接件、密封等，这些信息就表达在机头部件模块里面，如果框模块的更改影响到密封等接口信息，就需要在机头部件模块里面处理。

2.3 更改追述性

基于上节1.4模块标示的论述，模块的标识用模块号和版本号进行控制。模块内部的更改，不涉及接口的情况下，模块的标识可以不发生改变。对于模块内部的更改可以采用记录模块内零部件目录更改进行控制和记录。零部件目录需要包含零部件信息、装配关系、标准件等信息。涉及模块之间接口的更改建议更改相应的模块标示。模块化的更改信息记录和追述，使得工程更改的清晰可见，对于更改的记录自动化管理提供平台。

【参考文献】

[1]李春田.现代标准化前沿：“模块化”研究报告（5）[R].

[2]王庆林，余国华，王睿.构型管理[M].上海科学技术出版社，2010.

第8篇：模块化设计范文

引言

目前，对“模块化”设计的研究多出现在机械、电子、建筑等领域，而日用陶瓷设计领域中的相关研究甚少。笔者通过查阅相关资料，对“模块化”设计几个主要领域中的设计方法进行了总结，并结合日用陶瓷造型设计中的实际需求和设计实例，对每种设计方法和其中的设计启示进行分析、概括。本选题以现代化大生产中的日用陶瓷造型设计方法为落脚点。对比沿用多年的日用陶瓷造型设计方法在细节方面已显现出的弊端――例如，配件种类多而繁杂;手工组合效率低且损耗大;有着“牵一发而动全身”的特点。“模块化”设计方法则可以使日用陶瓷造型设计过程更简易，并为设计的多元化创造可能性，同时可以改良生产、简化流程、节约成本。

日用陶瓷造型设计中模块化设计的具体方法

在杨华的硕士毕业论文《可持续发展战略下模块化产品开发研究及应用》中，系统分析了模块化产品拓展的类型（图中名称仅供参考），如图一：

图一 模块化产品拓展的类型

图中以最直观的几何形态的组合构成说明了不同模块化产品拓展方式的方法，根据此种类型划分，加之前文中的相关内容，可以将模块分为基础模块和附属模块，从而对对模块化设计的方法做出进一步分析、归纳。

1.基础模块替换法

基础模块，也就是产品整体中的主体部分，与附属部分组合为一个有机整体，又可以相互独立。这一方法是由图一中的“共享构建模块化”总结而来，此方法的主导设计思想是“一体多用”，也就是将同一模块用于多种形态甚至多重功能的产品中，实现新产品造型与功能的同步拓展。它可以通过减少产品构件的数量来节约生产成本。在设计过程中需要注意，不同的基础模块上的接口必须都是统一的并且与附属模块的接口或接触面相吻合，简言之，是要将核心模块标准化。

如图二，笔者运用基础模块替换法设计了一套调料罐，其中包括三款体积不同底径相同的罐体，和一款三者通用的底座。在与底座组合前后，三款调味罐的形态都各自具有鲜明的特点;在组合之后，又成为了一系列产品，这便是笔者试图达到的基础模块替换法的功效。

图二 《精灵》调味罐系列

2.附属模块替换法

这一方法是由图一中的“互换构建模块化”总结而来。从提高生产效率、节约生产成本的角度看，附属模块替换法是一种比较合理的设计方法。它是在产品主体完全一致的情况下，通过配以不同的附属模块，来实现产品形态和功能的多样化。由于附属模块体积较小、生产便捷，又具备各不相同的形态和功能，所以，在二者组合之后，会丰富产品的种类，更大程度地满足不同客户群体的需求，是产品设计的一种简便、有效的方法。

3.基础模块变形法

与前两种方法相比，此种方法更显灵活，是在一种或多种附属模块不变的情况下，对基础模块的进行局部变化，从而实现产品在变化中始终保持完整性。这一方法是由图一中的“量体裁衣模块化”总结而来，它是标准化与个性化的结合，类似于“定制”的概念――根据特定客户的特定需求所制造的模块，结合可以共用的附属模块，组合出独一无二的产品，既可以在主体的形态、色彩、设计等方面充分满足不同客户的需求，又可以节省部分重新制造的成本，使消费者不再需要牺牲个性化需求而被动接受标准化的产品。

例如某品牌护肤品包装设计，其中就运用了基础模块变形法。在该款设计中，爽肤水和乳液包装的区别在于瓶身的高度不同，这是根据两款产品实际所需容量的不同而“定制”的，这一设计既可以使其在外观上容易区分，又具有一定的功能性。两款包装的瓶盖和底托是统一的模块，可以互换，这样的设计，一方面可以减少系列产品中的构件数量，降低生产成本;另一方面，在生活中，当同时打开两款产品时，无需区分盖子，方便使用。

4.模块组合法

组合化是模块化设计的特点之一，也是构成模块化产品系统的主要方法。这一方法为产品提供了最大程度的多样性和可定制性，可以通过变换产品的数量、构件类型、排列组合方式，产生多种整体效果各异的产品。需要注意的是，在设计产品时，需要使其具有标准的接口或接触面，以保证拼合的完整性。

如图三，在这组花插的设计中，设计师在造型上采用了简洁的长方体作为原型，运用了统一的接触面宽度，在水平和垂直空间上将四个基础模块进行了不同的组合，使每组花插在体量、色彩、可用程度等方面都各不相同，使原本简单的模块充分发挥了各自的功效。这种设计方法和设计理念可以应用于日用陶瓷造型设计中，以满足不同的市场需求。

图三 组合花插二

5.几何形造型法

从立体构成的角度看，基础的构成元素和构成方法对“模块化”设计的思想有着重要的指导作用。其中，几何形态和几何形造型方法在现代设计中被广泛应用。因此，在探索“模块化”在日用陶瓷造型设计中的应用时，有必要对几何形造型方法进行相关研究。

几何形态的产品之所以被广泛应用于产品设计领域并得到消费者的青睐，一方面是因为几何形态简洁，适合产品大工业批量生产的要求;另一方面是因为几何形态的产品既具有单纯、统一等美感要素，符合各层次消费群体的审美要求，又便于使用。但是，未经变化的几何形态往往显得过于死板、单调，而且不便于使用，因此，需要设计师在造型过程中，综合考虑多方面因素，通过对几何原体进行切割、组合、变异等手法，对其进行更加深入的细节设计，使最终的产品形态在单纯、统一的美感中又不失细节的精致和功能的实用。

在几何形造型方法中，切割、组合、变形和综合是几种主要方法，在产品设计的过程中，这些方法常常共存，服务于产品设计的完整性。围绕本文主题，笔者重点对切割和组合两种方法进行解读。

切割，即切除或分割，也就是在原有几何形态的基础上运用这两种方法使其产生新的形态和空间结构。切除，也就是设计中常用的“减法”，通常表现为体量上的减少;分割，则是改变几何形态表面或整个形体的造型。分割又可以分为几何式和自由式两种。

组合，即将两个或两个以上的单元体通过积聚的方式构成一个整体，达到丰富形态结构和功能结构的双重目的。它是与切除相对概念的“加法”，包括单元体上的增加和多个单元体的拼合构成两种形式。在组合方法的运用，尤其是多个单元体的运用过程中，需要通过连续、重复、渐变、放射等美学处理方法得以实现。

在设计的实践过程中，单独依靠一种变换方法往往难以达到理想的设计效果，这就需要多种方法有机结合，也就是综合的方法。在“模块化”设计中，通过对简单形体的切割、打散、组合，创造出三维空间中新颖的产品造型。

结论

第9篇：模块化设计范文

关键词：农村派出所 模块化 设计

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

中图分类号：TU29 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

农村派出所是公安机关打击农村犯罪、维护农村治安、服务农村百姓、保农村一方平安的基层综合性实体，是维护农村社会政治稳定和“长治久安”的第一道防线，是党和政府密切联系农村人民群众的窗口和纽带，是整个公安机关工作在农村的根基，因此，农村派出所的建设有着十分重要的意义和作用。

然而，长期以来由于多方面的原因，农村派出所的发展建设一直相对滞后，特别是办公用房问题作为警务保障方面基本的、不可或缺的内容较多地成为了各地农村派出所发展建设的“瓶颈”。

近些年，随着公安部开展“三基工程”建设以来，基层民警的办公条件得到了大幅改善，农村派出所的发展建设也得到了有力的保障。

作为吉林省建筑设计行业的龙头企业，我院承担了吉林省东丰县七个农村派出所的设计工作。面对东丰县各农村派出所分布较为分散，建设资金紧张，施工技术有限，工程周期较短等客观条件，在各级领导的支持下，作为设计人，我在设计中尝试采用全新的模块化设计手段，取得了一定的经验。

设计初期，在对现有农村派出所调研分析及与相关工作人员交流探讨的基础上，通过信息采集整合，将农村派出所划分为接待模块、办案模块、办公模块及后勤模块等四大功能模块，再根据相关部门工作需要，将接待模块和办案模块设置在一层，方便群众来访及审理案件；办公模块置于二层，便于相关资料的管理；后勤模块独立设置，符合农村实际后勤条件需求。

设计中期，结合不同农村派出所场地条件，功能分布，警力配置，建设经费等客观实际，细致划分四大功能模块，将接待模块划分为调解区、户籍区、人像区、装备区；将办案模块划分为值班区、研判区、信息区、询问区、侯问区、讯问区；将办公模块划分为技术区、档案区、会议区及各部门办公区；将后勤模块划分为加工区、用餐区、储藏区、设备区及车库。

设计后期，通过门厅，楼梯，走廊等交通空间将各功能模块有机联系，构成整体，再将各功能模块做统筹合理化微调，使得功能分区合理，交通流线顺畅，满足各部门工作需要。

现以东丰县公安局横道河派出所为例，详细说明模块化设计在农村派出所设计中的应用。

东丰县公安局横道河派出所位于吉林省辽源市东丰县横道河镇，地处吉林、辽宁两省交界，辖区面积296平方公里，区内人口3万余人，人口流动性大。

新建派出所场地选址紧邻横道河镇交通主干道，根据模块化设计理念，在设计初期，将接待模块和办案模块并排安放在一层，临街设置，便于警力及时出警及相关群众来访。办公模块置于临街二层，一方面可以随时观察辖区情况，另一方面可以与外来人员有效分隔，确保工作的保密性。后勤模块设置在接待模块后侧，使得整个建筑通过四大模块形成一个“L”型体量，便于院落围合等实际条件需求。

在设计中期，结合场地条件，功能分布，警力配置，建设经费等客观实际，将接待模块和办案模块面积确定在100平方米左右，办公模块面积确定在300平方米左右，后勤模块面积确定在100平方米左右。接待模块中包含接待调解室和户籍办证室各35平方米，人像采集室和装备室各15平方米；办案模块中包含值班室、研判监控室、信息采集室、询问室、侯问室、讯问室各15平方米；办公模块中包含技术室、物证档案室、内勤室等各15平方米，会议室及各部门办公室等各30平方米；后勤模块中包含厨房及储藏室18平方米，餐厅及设备用房等各25平方米以及2个车库。

在确定以上数据后，在设计后期，通过设置门厅、楼梯、走廊等交通空间和卫生间、更衣间、洗浴间等设备用房，将每个房间模块基本单元设计为开间3.6米，进深5.1米大小，再根据使用功能等相关要求，确定不同房间采光朝向，流线顺序，完善建筑平面。