所谓的建筑设计模块化就是对我们要进行设计的建筑物进行详细的分析，通过以往相同地形地貌、相同的设计用途、相同的建筑理念进行归纳总结。对再建造同等条件建筑物的时候可以实行“拿来主义”，即借用以前的经验和设计，这样可以有效地形成结构体系、建筑形态、整体空间的功能。所谓的模块也是对一个整体进行详细的分解工作，将所要设计的每一个功能形成一个模块，并将这些模块进行具体使用功能的细化处理，在进行设计的时候对这些模块进行使用和拼接，用模块重新可以组成一个建筑的整体。在进行模块化的时候不仅仅要参考原有的建筑设计跟重要的是做到以下方面。如果能够进行建筑设计的模式化那么在节约土地资源方面将会有一个突出的贡献。但是即使是完全相同的建筑也不能保证其使用的功能性完全相同。所以应该在拿来的同时进行仔细的设计，将模式化和具体化相互结合。只有这样才能通过这种建筑设计的模块化来实现资源的有效利用，提高工程的整体进度。
2建筑设计的模块化的研究背景
二十世纪八十年代改革开放以来，我国的经济实力明显上升，但是随着经济的发展许多问题也逐渐的显露出来。人口数量的逐年增加、土地资源的大量使用和物质生活资源的无节制开发导致了我国生态环境的逐步恶化，量变的发展模式使得我们生存和发展遇到了前所未有的困难，人与自然相互依存的平衡正被我们逐渐打破，我们不得不去寻找新的发展模式。现阶段由于我们对于土地资源的大量使用和不合理的破坏使得土地资源大量减少，在这种情形下我们必须进行建筑设计的模式化，来对空间、结构、能耗进行统一的规划，使得建筑设计有一个统一的模式，这样在进行建筑的时候就能够很好的对土地资源进行有效地利用，也可以很好的优化室内的设计。在我们长期的建筑发展研究中发现，要实现建筑设计的模式化并不是非常容易，不仅仅要进行大量的资料研究，更加重要的还与政治、经济、技术、地理、气候材料、预算等种种因素有关。
3建筑设计的模块化的研究目的和意义
（1）研究目的。当今我国的发展政策是可持续发展也就是说要解决我们与自然资源之间的矛盾，在建筑行业与自然之间的矛盾就是建筑同土地资源之间的矛盾。在这种情况之下模块化设计被推上了建筑发展的历史舞台，它不仅仅能够解决结构体系、建筑形态、整体空间之间的问题，还符合当今社会人们的心理审美观念和生理需求。
（2）研究的意义。建筑设计模块化是一项具有现实意义的建筑技术，具有鲜明的时代特点，可以有效地解决人与自然之间的各种矛盾，也可以节约时间成本和资金成本的作用。①空间灵活性高。在我们进行建筑设计的时候可以进行“拿来”，即根据这一区域其余的建筑设计进行有效利用，这样的做法可以有效地避免重复且具有较大的灵活性。通过这种“拿来”可以对空间进行固定，确定设计空间内柱距、设备条件、层高等设计因素，对于不同的空间设计可以进行不同的模块化设计，因此也具有多样性。②节省空间。建筑设计的模块化可以对不同的地形地貌和天气气候进行有效地利用，借助原有的模块设计进行具体的细部设计工作，这样可以有效减少多余空间结构的浪费。③简化施工。在进行建筑设计模块化施工的时候，由于有先前经验和设计进行参考，并且由于模块化设计具有多样性和灵活性。在进行施工的时候可以对整体空间内的模块进行细化工作。小到螺丝钉大到此模块内的住房，层高等都可以进行施工的简化，这样可以有效地节约时间，降低造价成本。④有利于扩建和增长。建筑模块化设计最适合是对工程进行分期建设，这样可以有效地进行资金的筹集并实现逐步投入，使阶段内的利益达到最大化。
4影响建筑设计模块化的因素
（1）功能因素。我们所有的建筑的出发点都是以实用为基础的所以我们在进行设计的时候也要遵循三个要素即坚固、实用和美观。在进行设计的时候要考量所要设计的建筑物的用途，如果是居民住宅则需要具备家居功能，如果是商业用途则要考虑的是整体的营业需求或者办公需求。如果是医院则应该考虑其生活和商业的双重需求性。
（2）结构因素。建筑结构也是影响模块设计的主要因素之一，在进行建筑结构设计的时候不仅仅要通过模块化进行有效地参考以此来进行局部的优化，而且应该就所要建造的建筑的用途进行改进工作，不能够一味的照搬照用。在进行设计的时候要充分划分空间，表明通道、空间隔断等。在模块化设计的过程中还应该注意各模块之间的连接性，这对于一栋建筑的好坏将会起到相当关键的作用。
（3）环境的影响。建筑的环境是建筑设计过程中需要克服的一个关键性因素，在设计的时候不仅仅需要进行参考，同类建筑还需要对周围的环境进行仔细的考察、测量，所谓的考察不仅仅是对地形地貌的考察，还是对周围的居住环境和社会环境进行有效地考察，在进行外部设计的时候要与周围的环境相互统一，不能随性而为。
5模块建筑化设计遵循的原则
（1）空间集约原则主要是对土地资源和空间的节约，只有这样才能实现我国的可持续发展，不能追求量大，而是应该追求实用、美观、其次是要提高整体空间的利用率，把有限的空间进行充分的利用，实现区域内的功能完善。最后是对于环境质量的改善，要进行园林化设计实现绿色生活和营业。
（2）功能灵活性原则就是对模块内的功能进行具体的优化工作。让居住人员或者商业用途更加合理实用。
（3）结构合理原则表现在结构设计的功效合理、经济合理、雅观合理。只有做到这三个合理才能够说是做到了结构合理。
关键词：PLC；设计方法；控制系统；模块化设计；标准化
上汽通用五菱汽车股份有限公司一直遵循着的精益生产理念，模块化、标准化作业就是其中最重要的思想，本文介绍的控制系统模块设计也是借鉴了这一思想。
这里的模块化设计是指，根据控制系统要求的功能，工艺等几个“输入”，把控制系统分成几个大的功能模块，接着再分成的模块进一步分成更小的功能模块，直至无法再分为止。整个系统就是由好多个标准的模块堆积而成的“积木”，与我们的汽车生产类似，每个模块单独设计开发，每个模块之间都有固定接口，最后统一集成，实现DCS（分散集中控制）化设计。
这里我以包边机控制系统开发为例说明，包边机的控制系统采用AB PLC+PROFACE触摸屏，利用现场总线实现远程控制。
通过分析包边机生产工艺和控制要求，我们制定了控制方案，再按照模块化设计方法把该控制系统设计分成电气原理图设计，PLC程序设计，监控、触摸屏设计几个独立的部分来设计，接着确定好每个部分之间的固定“接口”。例如确定PLC程序与电气原理图之间的基本I/O规划，确定PLC与触摸屏之间通讯数据规划。
一、电气原理图设计的标准化，模块化设计。
根据上面的规划方案，我们再把把图纸设计分成几个图纸块来组成。设计时分别每个模块都采用固定标准单独设计。 如下表，
就线路图来说，其又分成以下几个模块，
主电路部分，主要是用于电机，变压器等动力线路的标准设计
控制电源分配，主要是PLC 电源，其他I/O电源等分配和设计
安全回路，主要有主安全系统和拼台安全系统。主安全系统其主要是由急停，门开关组成。硬件系统和软件系统双回路。硬件回路双回路，安全级别最高，其保护时，动力电源切断，PLC输出电源切断。保证本系统所有动作都停止。拼台安全系统，其同主安全系统类似，只是其作用范围只在所在拼台上。
控制输出部分，主要有接触器，电磁阀等控制元器件的控制
I/O线路，主要是由按钮，安全，保护信号，输出信号等组成
二、PLC程序的标准化，模块化设计。
设计时我们首先是进行中间变量分配，规划，根据程序模块或者功能的不同，分别分配给程序模块或者功能模块固定变量地址。确定哪些变量和地址分配给报警信息，哪些分配给具体动作，哪些分配各安全程序，给触摸屏程序等；接下来再把报警信息地址变量细分到哪个拼台等等，接着根据标准的程序结构或动作例程结构结合分配的地址完成该模块程序的设计。
参照包边机控制系统来说，我们把PLC程序分成几个部分，控制器诊断子程序，功能单元模块子程序（包含安全、模式等），拼台动作子程序，HMI子程序，再把每个子程序再分为几个例程，以下就是一个拼台动作子程序的例程。其中A 为主程序，B为现场实际I/O和触摸屏变量与程序标签映射，实现PLC程序与电气原理图、触摸屏程序的链接。M为模式，S 为动作，V为输送，zZ 为用于触摸屏程序通讯连接等标准的程序
每个类型的例程中都会有固定结构。例如以S开头的例程，每个例程的结构都是相同，都会是第一段是动作完成Comp，第二段就是动作实现的基本条件Clear等等，这样可以使程序有很强的可复制性。
如果我们设计一拼台夹具动作例程，首先我们建立一个结构体，这个结构体包含动作完成Comp，动作实现的基本条件Clear，动作自动条件Auto，安全能量输出outpower, 动作命令cmd，动作输出out, 动作流程Pro，动作报警flt，动作按钮PB 等例程中所涉及到的所有变量。
每个动作都可以按照这一结构建立标签，这样我们设计动作具体程序时，我这要编制一个基本例序，把它作为标准程序，通过复制和替换的方法完成与这一标准程序相类似的所有程序的设计，接下来根据时序，工艺等做看、类似修改设备参数的修更改动作的具体基本条件即可完成程序设计，这样设计的程序结构相同，动作可靠性高。
以上是针对AB 5000 PLC说明的，其他PLC也可以作类似的规划，如在OMRON的PLC中我们也可以给每个动作分一个16位的字，把字中每一位分别定义为动作完成触摸屏程序，动作实现的基本条件，动作自动条件，安全能量输出, 动作命令，动作输出, 动作流程，动作报警，动作按钮，设计时也可实现以上标准程序的模块化设计。
三、监控程序的标准化，模块化设计。
触摸屏设计的方法与PLC 程序设计基本类似，我们预先设计了触摸屏标准屏，其主要有一下几个基本屏组成，系统安全屏，拼台动作列表屏，报警屏，拼台状态概况屏，网络概况屏组成。我们在设计每个屏的时候，设置每个屏变量的固定变量范围，设计时根据实际需要来增减屏数量和每屏显示内容，但其结构部分保持不变，
关于模块化设计的主要思想就是就是利用功能标准模块来堆积完成一个完整的控制系统，达到降低控制系统复杂度，使控制系统设计、调试和维护等操作简单化的目的。
参考资料
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
本文主要就模块化设计的步骤及机械模块化设计的作用加以分析，然后对机械设计中模块化设计的方法和具体应用详细探究，以期对机械设计的进一步优化起到积极促进作用。
关键词：
模块化;机械设计;生产效率
引言
近些年，机械产业的改革发展进入到深水期。通过对机械设计的模块化设计方法的应用，对优化机械设计的方式和简化其程序有着积极促进作用。本文从理论上加强机械设计模块化设计方法的应用研究分析，以期为实际应用提供理论依据。
1模块化设计的步骤及机械模块化设计的作用分析
1.1模块化设计的步骤分析
模块化设计过程中，需要按照科学化的步骤进行实施。首先，要在系列模块的设计方面加强重视。这一设计中，要应用计算机技术，从而有效实现对市场的调查分析。要充分明确化用户需求，结合功能需求设计参数，以科学化设计产品功能[1]。这些基础工作实施后，实施模块化切分，科学设计模块结构，从而形成资料库，以有效构成模块化整体功能，从而有效提高机械设计的整体质量。模块化设计步骤中，单产品模块化设计也是比较重要的内容。这一设计是在系列模块设计基础上实现的。单产品模块设计要结合实际需求对参数加以明确化，并在模块的选择方面加强重视。此外，模块的组装分析计算环节也是比较重要的内容，在这些工作得到完善后，就能有效提高保障模块的性能。
1.2机械模块化设计的作用发挥
机械模块化的设计具有积极作用。相关设计人员在对市场产品功能的调查分析下，结合这些信息进行设计，在模块间的组合作用下形成特定产品[2]。模块化的体系方面能够进行变更，也能对模块设计理念进行有效优化。机械设计中的模块化设计方法应用能有效减少设计周期，并保障生产产品的性能，有效提高模块化设计中的设备运用效率，实现知识管理及集成设计的目标。机械设计模块化设计为维修提供了方便。维修任务不用大规模、大面积实施，只要在具体的部位上就可实施。机械模块化设计中，模块的结构相对比较简单，所以能方便进行拆卸等。在模块化的设计中，对包装设计的简化作用也比较突出。模块化技术引入后，大大提高了对设计人员的工作效率，以提供了技术支持[3]。模块化设计能有效降低成本，大大简化了包装流程，且有效控制了成本支出。
2机械设计中模块化设计的方法和具体应用
2.1机械设计中模块化设计的方法分析
机械设计过程中，应用模块化的设计方法，要注重科学化选择。所谓的模块化设计，就是把产品要素进行综合从而形成模块，然后通过模块的组成最终形成产品。在具体的设计中，会有诸多功能模块。选择组合模块，就能形成多样化的产品，以满足实际的不同需求。模块化设计过程中需要进行模块划分，需要在功能上进行分解，从而有效降低模块间的耦合性，保障模块功能的独立性等。
2.2模块化设计的新技术结合
充分发挥模块化设计的作用，需要注重和当前的一些新技术进行有机结合，以利于模块化设计的价值体现。把同类软件功能进行综合，就可形成相应模块，发挥比单技术更强大的作用。比如，将模块化设计和柔性制造技术进行有机结合。当前，对油柔性制造技术的应用比较广泛，技术应用的灵活多变特征比较突出，能够有效解决机械设计中机床的个性化问题[4]。另外，将模块化设计和计算机辅助技术进行有机结合。在计算机辅助技术的应用下，通过计算能有效实现稳定性、条理性的设计，从而可提高机械设计的整体效率水平打下基础。
2.3机械设计中模块化设计方法的具体应用
机械设计过程中对模块化设计方法的应用，要注重和实际需求紧密结合。通过模块化设计方法的运用，对提高生产效率具有积极的促进作用。在机械设计前，要注重生产工艺需求，然后划分模块，以及科学规划实际的步骤和操作方法，从而保障模块的独立性和完整性。精确把握模块化设计后，有效提高了性能。模块的设计规划中，要妥善完成模块的检修更换工作，从而满足实际应用需求，且不能影响其他模块的正常运行。机械设计过程中的模块化设计，要充分注重模块的合理划分工作。对于数控立式车床的设计，要注重方法的科学应用，结合实际生产工艺要求进行规划。在模块化设计方法应用中，要实施合理的构造分析，在保障生产环节的结构有效划分后，有效提高生产效率。生产模块的划分中，在生产工艺要求、功能方面要明确化，科学调度以提高设计生产效率，从而保证模块功能的完善。机械设计模块化设计方法的应用，要加强重视数控机床的划分和功能分解。通过模块化的设计方法应用，在功能及结构层面实施有效分析，以满足实际需要。科学划分，对模块设计的效果具有直接性影响。例如，在对数控机床的模块划分方面，能将其分成传动模块、执行模块和支撑模块、监测模块和辅助模块。这些模块的作用发挥是不同的[5]。对模块化设计方法的应用和数控机床的功能分解也要加强重视。模块划分数控机床后，要确定模块功能。模块的功能是不同的，有的是单功能，有的是多功能。例如，工件监测模块主要是对工件实施的监测，是单功能模块。对于多功能模块如工作台模块，不只具有定位功能，还有工件的旋转功能方。只要能够对设计模块的功能加以明确化，对模块进行合理组合，这样就能对机械设计进行优化。机械设计中的模块化方法应用，在模块的组装环节是在功能明确后实施的。对模块的合理化配置，能充分发挥模块的作用，从而有效提高整体车床的工作效率。这一应用环节组装后，就完成了设计工作。通过模块化设计方法的应用，可有效提高机械设计的整体水平，从而充分发挥其功能。
3结语
综上所述，对于当前的机械设计领域的发展，要充分注重新技术的支持，在模块化设计方法的应用下，促进优化机械设计的整体质量。
参考文献
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关键词：机械设计；金属类；模块化设计
在工业发展中，机械设计是重要的组成，而促进其设计效率提升的重要手段，就是模块化设计方法。但在实际运用中，模块化设计方法还有许多缺陷存在。伴随着迅猛发展的科技，还需要不断的创新模块化设计方式，以更好的促进其程序的简化。
1模块化设计的方法与步骤
首先，在机械设计过程中，要注重科学化选择和应用模块化的设计方法。既通过综合产品要素，形成模块。在通过组合模块，而最终形成产品。有诸多功能的模块存在于具体的设计中。为满足实际的不同需求，通过对组合模块的选择，能形成多样化的产品。在设计模块化的过程中，应划分模块，通过分解功能，使模块间的耦合性有效降低，对模块功能的独立性提供保障。其次。应依据科学化的步骤，进行模块化设计。一是将加强重视系列模块设计。通过对计算机技术的有效运用，充分调查和分析市场情况，对用户需求予以明确，与功能需求相结合，对参数进行设计，旨在对产品功能进行科学化的设计。二是在实施这些基础工作之后，在切分模块，对模块结构进行科学设计。通过资料库的构建，而对模块化的整体功能进行构建，进而使机械设计的整体质量提升。在模块化设计步骤中，比较重要的内容，就是设计单产品模块化，其设计与实现，主要是以系列模块设计为基础。为此，应立足于实际需求，在设计单产品模块的过程中，明确参数，并高度重视模块的选择工作。同时，另外一项比较重要的内容，就是对模块的组装分析和计算环节。通过完善以上各项工作，对提升模块性能提供有效保障。
2机械模块化设计的作用
相关设计人员在充分的调查和分析市场产品功能的基础上，进行设计，通过组合模块，以形成特定的产品，充分发挥模块化设计的作用。可立足于实际情况变更模块化体系，也可优化模块设计理念。机械设计中的模块化设计方法能使设备运行效率提升，在使设计周期减少的同时，能对产品的性能提供保障，真正实现集成设计和知识管理的目标。对于维修工作而言，利用机械设计模块，能提供很大的便利。无需在进行大面积和大规模的维修任务，实施工作只需要在具体的部位进行。在机械模块化设计中，具有相对简单的模块结构，拆卸和安装都非常方便。在模块化的设计中，更进一步突出了包装设计的简化作用。通过引入模块化技术，不仅能提供了技术支持，还能使设计人员的工作效率进一步提升。模块化设计不单单使包装流程大大简化，还使设计成本有效降低，对于成本支出，发挥有效的促进作用。
3模块化设计方法的具体应用
首先，在机械设计过程中，应立足于实际需求，应用模块化设计方法，以真正提升生产效率。在机械设计前，应与生产工艺需求相结合，用科学化的操作方法和步骤，对模块进行划分，便于对模块的完整性和独立性提供保障。只有对模块化设计准确把握，才能使其性能进一步提升。在模块的设计规划中，为了不对其他模块的正常运行产生影响，应使更换和检修模块工作妥善完成，便于对实际应用需求给予满足。其次，机械设计过程中的模块化设计，需要合理划分各个模块。对于数控立式车床的设计，应立足于实际生产工艺需求，应用科学的方法，进行规划和设计。[1] 陈遥韵.探讨机械设计中材料的选择和应用[J]. 时代农机.2017(02).[2] 于彩敏.针对应用型本科教育的“机械设计”课程教学改革与实践[J].江苏科技信息.2017(11).[3] 张武.零件倒角在机械设计与制造中的应用[J]. 现代制造技术与装备.2017(04).[4] 王森.模块化设计方法及其在机械设计中的应用[J]. 现代制造技术与装备.2017(04).[5] 樊小丹,张丹.浅谈机械设计标准及制造质量控制[J]. 黑龙江科学.2017(06).[6] 张军,黄福敏.浅谈机械设计中材料的选择和应用[J]. 黑龙江科学.2017(06).为了进一步提升工作效率，在应用模块化设计方法时，应对构造进行合理分析，有效划分生产环节结构。生产模块的划分中，为了提高生产效率，需要进一步明确生产功能和生产工艺，通过科学调度，对更好的完善功能模块提供保障。
4模块化与科技的融合
4.1模块化与成组技术
成组技术在模块化设计方法中，具有很多共通之处，成组技术主要是通过划分，对零件及工艺的相似性提供保障，之后为实现生产目标，在标准化的处理相似的零件。在设计模块化技术的过程中，其与成组技术的应用，还存在着很多相同之处，通过结合相同类型的软件功能，形成相应的模块。由此可见，将成组技术的理念运用在模块化设计方法中，可使机械设计的效率和质量进一步提升，较好地提升了机械设计的质量和效率。
4.2柔性制造技术
因为具有灵活多变的优势，柔性制造技术实现了生产的优化。将柔性制造技术运用在模块化的设计中，不仅能使机床的共性问题得到解决，还能机床个性化问题的解决得到有效解决。在此过程中，功能设计所遵循的思想，是运用最少的模块。通过应用柔性制造技术，实现一机多用的目标。目前，在机械设计中，柔性制造技术和模块化技术已经成为的重要研究项目。
4.3模块化设计的新技术结合
为了将模块化设计的作用充分发挥出来，需要有机的结合当前的一些新技术，以真正体现模块化设计的价值。通过综合同类软件功能，以形成相应模块，使之拥有更加强大的技术。例如，有机的综合柔性制造技术和模块化设计。当前，油柔性制造技术具有非常广泛的应用，具有比较的突出的技术应用的灵活多变特征，能使机械设计中机床的个性化问题得到有效解决。同时，有机结合计算机辅助技术和将模块化设计，通过应用计算机辅助技术，能使设计实现条理性和稳定性，进而使计算机的整体效率得到真正提升。
5结语
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.
近年来会展设计的发展有目共睹，商品经济理论让人不断追求实现价值与利润最大化。然而长期以来在会展与商业空间的装饰装修方面一直存在诸多问题，大量废旧材料无法得到二次利用，施工材料不够环保，甚至许多设计案例仅仅停留在为装饰而设计的层面，会展设计俨然变成了材料的堆砌与组合。会展设计材料大多应用金属、塑料、木材、亚克力等，而这些材料在会展结束后会以垃圾形式处理，目前我国的垃圾处理形式主要以堆放、焚烧、填埋为主，真正能够进行回收利用的仍旧在少数，而这些处理方式直接污染了空气，地下水和土壤结构等，危害居民生活。从调查数据分析中显示，上海市2005年全年垃圾产量为600万吨，其中主要旅游区和会展商业区的垃圾产量占年垃圾产量的19.3%，2010年世博会的举办更是带动了会展旅游垃圾产量的进一步增加[1]。会展设计不合理不仅仅会造成环境的污染，同样会造成人力成本上升，人力资源大量浪费。
二、会展产业的标准化趋势
在会展产业不断发展的过程中,我国会展业的标准化目前尚处于探索阶段，缺乏科学完整的标准体系和相关标准，这造成了会展产业发展混乱，会展活动对环境资源产生过大压力。面对这一局面，亟待解决的问题是会展产业标准化，而模块化设计，正是解决标准化问题的重要途径。模块化的发展有利于设计过程中制定统一的模块标准，有利于会展产业发展过程中的稳定性与秩序性[2]。标准化是实现模块化的一个重要前提，模块化是实现行业标准化的重要途径。在标准化条件下,各模块有着自由发挥的巨大空间，一个企业负责的是整个产品的某一部分，我们称之为一个模块，这样的分工形式更利于企业的创新与针对性研究，而在模块竞争中胜出的企业成为该模块行业标准的制定者。一旦这个标准为市场所接受,就会成为一系列产品的规范,从而为设立标准的企业带来源源不断的利润。时至今日,各主要发达国家的企业和政府都将标准的竞争看作是事关产业成败兴衰的关键问题。伴随着标准化进程的推进，会展产业在这个过程中会得到更多刺激，企业竞争会推动会展产业在创新性与经济性上不断发展。
三、模块化设计理论
模块化生产最早产生于工业经济时代，西蒙（Simon,1962）提出了模块的“可分解性”，阐明了模块化对于管理复杂系统的重要性。由若干具有特定的功能或接口的通用独立单元构成一个完整的系统，这些独立单元被称之为模块，模块的结构、接口尺寸实行参数标准化，模块与模块之间可以相互通用，这种设计形式被称之为模块化设计。将通用性的模块与其他产品要素进行多种组合，可以构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能不同性能的系列产品。模块化设计可以缩短产品研发与制造周期，增加产品系列，提高产品质量，快速应对市场变化，同时可以减少对环境的不利影响，方便重用、升级、维修和产品废弃后的拆卸、回收和处理。
四、模块化与传统分工的区别
模块化与传统产业均以分工为基础，但从实践形式上是不同的。传统分工是纵向一体化的生产方式,各项业务在一个大企业内进行,业务之间用产权关系连接，产品需要统一设计、生产，各个环节不能自主修改设计，生产出的产品是一个完整体系，一旦局部损坏，会导致整个系统瘫痪，难以修复。模块化采用横向一体化的生产方式,企业将大部分业务外包,业务之间用市场关系连接,各个厂家按照产品分解出来的模块单独生产,最后进行组装，当产品的部分模块损坏，可及时更换新模块。在遵循接口或结构参数标准化的基础上，各个模块可以自由的被研发，更利于产品性能的提升，当部分模块无法达到用户对产品性能的需求时，可以自由更换其它模块，避免了整个产品的更换。
五、模块化设计理念应用于会展设计中的必要性
[关键词]枪械设计 模块化设计 技巧
中图分类号：T231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0262-01
前言
一把好枪被世人喜爱，AK47市场占有量达到几亿支，历经几十年经久不衰，好评如潮，成为枪械设计的经典，可以说设计决定了AK47的外观样式、性能指标、使用寿命，更赋予了AK47强大的的产品竞争力。
传统的设计方法我们用起来得心应手，但有很多不足，设计繁杂、任务量大、设计时间长、没有统一的设计思想和标准。因此，在设计其他产品时，只能借鉴不能借用，在计算机设计软件应用以来，特别是三维建模软件的应用，催生出了新的设计理论和方法，模块化设计由此诞生。
一、模块化设计
1.什么是模块化
是程序的编写不是开始就逐条录入计算机语句和指令，而是首先用主程序、子程序、子过程等框架把软件的主要结构和流程描述出来，并定义和调试好各个框架之间的输入、输出链接关系。逐步求精的结果是得到一系列以功能块为单位的算法描述。以功能块为单位进行程序设计，实现其求解算法的方法称为模块化。
2.什么是模块化设计 是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同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，以满足市场的不同需求的设计方法。
3.模块化设计特征：
相对独立性，可以对模块单独进行设计、制造、调试、修改和存储，这便于由不同的专业化企业分别进行生产；
互换性，模块接口部位的结构、尺寸和参数标准化，容易实现模块间的互换，从而使模块满足更大数量的不同产品的需要；
通用性，有利于实现横系列、纵系列产品间的模块的通用，实现跨系列产品间的模块的通用。
二、模块化设计的应用
1.怎样划分模块
产品模块化设计中，理论划分可归纳如下：
（1）自顶向下分类：包括系统级模块、产品级模块、部件级模块、零件级模块；
（2）功能及加工和组合要求分类：包括基本模块、通用模块、专用模块；
（3）接口组合要求分类：包括内部接口模块、外部接口模块等。
模块的内涵有多大，边界到哪里没有定式，模块单元的划分是传统机械设计中的部件划分，这些部件虽然是独立的模块，但也有各自不扰的功能，方便组合和拆卸；一个零件可以是一个模块，部件模块内可以有若干个零件模块，以此类推。
2.传统机械设计中的总成、部件、零件等模块化分举例
以货车为例，原来划分为：发动机总成、变速箱总成、底盘总成（二类底盘）、驾驶室总成、货箱总成等，现在可以把每一个总成叫做一个模块，将五个模块组合以后成为更大的系统模块――货车模块。
发动机（总成）模块由燃油系统、散热系统、系统、进气系统、排气系统、点火系统、配气机构、曲柄连杆机构等组成，每一个系统或机构又是一个系统级模块，里面包含着总成级的模块；以燃油系统为例，燃油（系统）模块包括油箱、输油管、燃油滤清器、高压油泵、喷油嘴等把每一个总成单元都视为模块，这些模块都是由不同的零件级模块组成的，表现出不同的性能指标、输入、输出接口、体积大小、安装形式等，该特性是独有的，可以通过零件模块尺寸参数的调整，进而调整总成单元模块的特性。
变速箱（总成）模块、 底盘（总成）模块、 驾驶室（总成）模块、 货箱（总成）模块也一样，不在重述。
3.模块模型库
一台货车设计完成，也是完成了各层级的模块化设计。每个模块都是参数化模型，包含特征单元、尺寸公差、零件属性、材料信息等。按照模块的属性，层级、信息量大小归档到不同的模块模型库，在以后的设计中就可以借阅、参考、使用。
三、枪械模块化设计
注：只就设计而设计，不涉及开发程序文件规定的相关程序。
尽量采用横向系列模块化设计，不改变产品主要参数的情况下，利用模块改变产品，也可以在同一类型产品中，对不同规格的产品重新设计。
在枪械设计时，要求设计师在充分地研究和理解设计任务书中的战术技术指标的基础上，再结合现有同类产品的战术技术指标，提出枪械的总体设计方案。在总体方案下，逐一确定各模块参数的顺序一般如下：
1.根据战术技术指标确定枪管长度，保证有效射程及杀伤力。枪管在轻武器体积中占比非常大，又是精度、射程、杀伤力的决定因素，决定枪的体积、造型和人机功效等。
2.自动机方式（在弹种确定的情况下）是决定整枪体积的又一个重要因素，自动机是枪械的核心部件，从后坐抛壳、到复进推上膛、闭锁终止，运动空间大，和其他部件相关联多，自身的体积、重量、形状是枪械性能指标的重要依据，自动机方式确定之后，整枪体积的三分之二确认完成。
下面机构参数的确认省略
3.供弹机构的确定
4.击发机构的确定
5.机匣结构的确定
6.枪托、护木的确定
7.其他零部件的确定。
这些是总体设计方案的细化，明确了各个机构类型、结构形式，也是为在模块模型库中选择模块设定条件。
四、枪械模块化设计中总装图的绘制及模块的选用
1.根据总体设计方案创建平面布置图，根据GJB（或CIP、SAAMI）标准、人机功效的要求，先标注出枪管火线的中心线及后断面位置，还要精确标注闭锁间隙尺寸，再用图框大致标示各总成模块的位置、外观轮廓。
2.在三维建模软件中，按总体设计方案平面布置图各总成模块的位置，在模块模型库中选用并插入相应模块，利用模块的输出、输入接口加以配合设置。
3.在装配体模式下，设定自动机轴线与枪管轴线同轴，自动机模块底窝前断面与枪管后端面依据闭锁间隙定位。自动机根据子弹的物理结构尺寸，修改自动机机构参数尺寸，同时修改自动机工作循环图，从新分配自动机能量，以保证后坐抛壳、推上膛、闭锁等动作可靠完成，并进行射击频率的评估。
4.在装配体模式下，对供弹机构模块进行调整。根据供弹机构中子弹与枪管后断面、子弹与自动机相对位置关系，初步确定供弹机构模块接口位置。
下面机构模块都是按各机构接口的配合关系定位的，在此省略，不在复述。
5.击发机构的确定
6.机匣结构的确定
7.枪托、护木的确定
8.其他零部件的确定。
五、枪械模块化设计中机构模块的调整
模块可以在整枪的装配体中调整，那样准确率较高，但效率很低，一是计算机运行较慢，二是任务没有分解，分工不明确，没有发挥团队力量；模块从装配体中提出来，在各自的模块环境中运行，依据总体的配合条件调整、修改，比较快捷，但容易产生误差和干涉，需多次到整枪的装配体中检查。
模块的调整不是一次性的，贯穿枪械设计开发、试验调试的始终。
六、结论
模块化设计优点很多，经多次尝试，就会熟能生巧。通过加、减、换、改相应模块以构成新的产品，并满足装备产品的功能指说囊求。为开发具有多种功能的不同产品，不必对每种产品施以单独设计，而是精心设计出多种模块，经过不同方式的组合来构成不同产品，以解决产品品种、规格与设计制造周期、成本之间的矛盾。
模块的划分和创建以及组合是模块化设计的重要部分，其最终的目的就是用最少数的模块组合成尽可能多的产品。模块化的设计，有着多样化的特点，在一定程度上满足了客户的不同需求，使设计效率和质量得到了有效的提升，在枪械的设计加入模块化设计，可以使枪械的设计得到有效的提高，也使枪械的整体性能得到提升。
参考文献
[1] 刍议机械设计中材料的选择和应用[J].吴宗烨.技术与市场.2016（11）
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