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模塊化設(shè)計(jì)范文第1篇

關(guān)鍵詞：PLC；設(shè)計(jì)方法；控制系統(tǒng)；模塊化設(shè)計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)化

上汽通用五菱汽車股份有限公司一直遵循著的精益生產(chǎn)理念，模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)就是其中最重要的思想，本文介紹的控制系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)也是借鑒了這一思想。

這里的模塊化設(shè)計(jì)是指，根據(jù)控制系統(tǒng)要求的功能，工藝等幾個(gè)“輸入”，把控制系統(tǒng)分成幾個(gè)大的功能模塊，接著再分成的模塊進(jìn)一步分成更小的功能模塊，直至無(wú)法再分為止。整個(gè)系統(tǒng)就是由好多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊堆積而成的“積木”，與我們的汽車生產(chǎn)類似，每個(gè)模塊單獨(dú)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，每個(gè)模塊之間都有固定接口，最后統(tǒng)一集成，實(shí)現(xiàn)DCS（分散集中控制）化設(shè)計(jì)。

這里我以包邊機(jī)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)為例說(shuō)明，包邊機(jī)的控制系統(tǒng)采用AB PLC+PROFACE觸摸屏，利用現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

通過(guò)分析包邊機(jī)生產(chǎn)工藝和控制要求，我們制定了控制方案，再按照模塊化設(shè)計(jì)方法把該控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分成電氣原理圖設(shè)計(jì)，PLC程序設(shè)計(jì)，監(jiān)控、觸摸屏設(shè)計(jì)幾個(gè)獨(dú)立的部分來(lái)設(shè)計(jì)，接著確定好每個(gè)部分之間的固定“接口”。例如確定PLC程序與電氣原理圖之間的基本I/O規(guī)劃，確定PLC與觸摸屏之間通訊數(shù)據(jù)規(guī)劃。

一、電氣原理圖設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化設(shè)計(jì)。

根據(jù)上面的規(guī)劃方案，我們?cè)侔寻褕D紙?jiān)O(shè)計(jì)分成幾個(gè)圖紙塊來(lái)組成。設(shè)計(jì)時(shí)分別每個(gè)模塊都采用固定標(biāo)準(zhǔn)單獨(dú)設(shè)計(jì)。 如下表，

就線路圖來(lái)說(shuō)，其又分成以下幾個(gè)模塊，

主電路部分，主要是用于電機(jī)，變壓器等動(dòng)力線路的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)

控制電源分配，主要是PLC 電源，其他I/O電源等分配和設(shè)計(jì)

安全回路，主要有主安全系統(tǒng)和拼臺(tái)安全系統(tǒng)。主安全系統(tǒng)其主要是由急停，門開(kāi)關(guān)組成。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)雙回路。硬件回路雙回路，安全級(jí)別最高，其保護(hù)時(shí)，動(dòng)力電源切斷，PLC輸出電源切斷。保證本系統(tǒng)所有動(dòng)作都停止。拼臺(tái)安全系統(tǒng)，其同主安全系統(tǒng)類似，只是其作用范圍只在所在拼臺(tái)上。

控制輸出部分，主要有接觸器，電磁閥等控制元器件的控制

I/O線路，主要是由按鈕，安全，保護(hù)信號(hào)，輸出信號(hào)等組成

二、PLC程序的標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)時(shí)我們首先是進(jìn)行中間變量分配，規(guī)劃，根據(jù)程序模塊或者功能的不同，分別分配給程序模塊或者功能模塊固定變量地址。確定哪些變量和地址分配給報(bào)警信息，哪些分配給具體動(dòng)作，哪些分配各安全程序，給觸摸屏程序等；接下來(lái)再把報(bào)警信息地址變量細(xì)分到哪個(gè)拼臺(tái)等等，接著根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的程序結(jié)構(gòu)或動(dòng)作例程結(jié)構(gòu)結(jié)合分配的地址完成該模塊程序的設(shè)計(jì)。

參照包邊機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，我們把PLC程序分成幾個(gè)部分，控制器診斷子程序，功能單元模塊子程序（包含安全、模式等），拼臺(tái)動(dòng)作子程序，HMI子程序，再把每個(gè)子程序再分為幾個(gè)例程，以下就是一個(gè)拼臺(tái)動(dòng)作子程序的例程。其中A 為主程序，B為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際I/O和觸摸屏變量與程序標(biāo)簽映射，實(shí)現(xiàn)PLC程序與電氣原理圖、觸摸屏程序的鏈接。M為模式，S 為動(dòng)作，V為輸送，zZ 為用于觸摸屏程序通訊連接等標(biāo)準(zhǔn)的程序

每個(gè)類型的例程中都會(huì)有固定結(jié)構(gòu)。例如以S開(kāi)頭的例程，每個(gè)例程的結(jié)構(gòu)都是相同，都會(huì)是第一段是動(dòng)作完成Comp，第二段就是動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的基本條件Clear等等，這樣可以使程序有很強(qiáng)的可復(fù)制性。

如果我們?cè)O(shè)計(jì)一拼臺(tái)夾具動(dòng)作例程，首先我們建立一個(gè)結(jié)構(gòu)體，這個(gè)結(jié)構(gòu)體包含動(dòng)作完成Comp，動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的基本條件Clear，動(dòng)作自動(dòng)條件Auto，安全能量輸出outpower, 動(dòng)作命令cmd，動(dòng)作輸出out, 動(dòng)作流程Pro，動(dòng)作報(bào)警flt，動(dòng)作按鈕PB 等例程中所涉及到的所有變量。

每個(gè)動(dòng)作都可以按照這一結(jié)構(gòu)建立標(biāo)簽，這樣我們?cè)O(shè)計(jì)動(dòng)作具體程序時(shí)，我這要編制一個(gè)基本例序，把它作為標(biāo)準(zhǔn)程序，通過(guò)復(fù)制和替換的方法完成與這一標(biāo)準(zhǔn)程序相類似的所有程序的設(shè)計(jì)，接下來(lái)根據(jù)時(shí)序，工藝等做看、類似修改設(shè)備參數(shù)的修更改動(dòng)作的具體基本條件即可完成程序設(shè)計(jì)，這樣設(shè)計(jì)的程序結(jié)構(gòu)相同，動(dòng)作可靠性高。

以上是針對(duì)AB 5000 PLC說(shuō)明的，其他PLC也可以作類似的規(guī)劃，如在OMRON的PLC中我們也可以給每個(gè)動(dòng)作分一個(gè)16位的字，把字中每一位分別定義為動(dòng)作完成觸摸屏程序，動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的基本條件，動(dòng)作自動(dòng)條件，安全能量輸出, 動(dòng)作命令，動(dòng)作輸出, 動(dòng)作流程，動(dòng)作報(bào)警，動(dòng)作按鈕，設(shè)計(jì)時(shí)也可實(shí)現(xiàn)以上標(biāo)準(zhǔn)程序的模塊化設(shè)計(jì)。

三、監(jiān)控程序的標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化設(shè)計(jì)。

觸摸屏設(shè)計(jì)的方法與PLC 程序設(shè)計(jì)基本類似，我們預(yù)先設(shè)計(jì)了觸摸屏標(biāo)準(zhǔn)屏，其主要有一下幾個(gè)基本屏組成，系統(tǒng)安全屏，拼臺(tái)動(dòng)作列表屏，報(bào)警屏，拼臺(tái)狀態(tài)概況屏，網(wǎng)絡(luò)概況屏組成。我們?cè)谠O(shè)計(jì)每個(gè)屏的時(shí)候，設(shè)置每個(gè)屏變量的固定變量范圍，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)實(shí)際需要來(lái)增減屏數(shù)量和每屏顯示內(nèi)容，但其結(jié)構(gòu)部分保持不變，

關(guān)于模塊化設(shè)計(jì)的主要思想就是就是利用功能標(biāo)準(zhǔn)模塊來(lái)堆積完成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，達(dá)到降低控制系統(tǒng)復(fù)雜度，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)等操作簡(jiǎn)單化的目的。

參考資料

模塊化設(shè)計(jì)范文第2篇

【關(guān)鍵詞】油田地面工程；輸油泵；模塊化設(shè)計(jì)

一、引言

針對(duì)油田地面工程快速發(fā)展的現(xiàn)狀，結(jié)合計(jì)算機(jī)行業(yè)、汽車制造業(yè)、船舶制造業(yè)等行業(yè)的模塊化應(yīng)用情況，油田專家提出將油田地面工程模塊化建設(shè)，以節(jié)省工程投資和設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。輸油泵是油田地面工程的重要設(shè)施，其設(shè)計(jì)制造可依據(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的技術(shù)要求，通過(guò)多年的行業(yè)發(fā)展，輸油泵的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，各類型的輸油泵實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化制造。這些都為輸油泵模塊化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

二、模塊化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)是在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新的設(shè)計(jì)思想，它是指在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過(guò)模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)的不同需求的設(shè)計(jì)方法。[1]模塊化設(shè)計(jì)作為一種新技術(shù)被廣泛應(yīng)用于汽車制造、電子產(chǎn)品、航天、航空等設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

油田地面工程建設(shè)模塊化設(shè)計(jì)是針對(duì)油田地面工程中具有獨(dú)立功能、可組合、可替換的站場(chǎng)、區(qū)域等物理單元進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)、建造，以便在重復(fù)、類似的工程項(xiàng)目中組合、復(fù)用、預(yù)制，以達(dá)到節(jié)約投資、縮短工期、提高工程質(zhì)量的目的。

三、輸油泵模塊化設(shè)計(jì)

油田地面工程輸油泵主要包括油、氣、水混輸，含水原油的輸送和凈化原油的輸送。[2] 輸油泵作為一個(gè)工藝單元，由輸油泵、進(jìn)出口管路及管道附件、流量計(jì)，配套的自控設(shè)備和電力設(shè)備組成。

（一）模塊劃分

輸油泵模塊化設(shè)計(jì)的前提是對(duì)輸油泵的應(yīng)用進(jìn)行歸納，針對(duì)不同的環(huán)境條件、輸送介質(zhì)和工藝流程，按照輸油泵設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)輸油泵進(jìn)行系列劃分。輸油泵具有輸量變化大、介質(zhì)粘度范圍廣、含有雜質(zhì)多、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。油田地面工程常用的輸油泵為離心泵和容積泵，離心泵分為單級(jí)離心泵和多級(jí)離心泵，容積泵分為螺桿泵和往復(fù)泵。

輸油泵的基本功能是為工作介質(zhì)提供輸送動(dòng)力，克服管道摩阻，將介質(zhì)輸送到下游站場(chǎng)或工藝設(shè)施。為了便于對(duì)輸油泵的模塊進(jìn)行分類，我們以輸送介質(zhì)的原油物性為依據(jù)。在集輸系統(tǒng)中，輸油泵的類型分為一般原油輸送泵、稠油輸送泵和輕油輸送泵。一般原油輸送泵的介質(zhì)具有粘度低、凝固點(diǎn)低的特點(diǎn)，常選用離心泵。稠油輸送泵的介質(zhì)具有粘度高、凝固點(diǎn)高，含雜質(zhì)顆粒，輸送溫度一般在50～80℃，常選用容積泵。輕油輸送泵的介質(zhì)除了具有密度低、粘度低的特點(diǎn)，還時(shí)常含有天然氣凝液。

（二）模塊工藝設(shè)計(jì)

1.模塊類型

輸油泵的模塊劃分為模塊化設(shè)計(jì)提供依據(jù)，我們以某油田稠油輸送泵為例，分析如何進(jìn)行一類輸油泵模塊的設(shè)計(jì)工作。該油田集輸系統(tǒng)稠油物性見(jiàn)表3.2-1，原油粘溫?cái)?shù)據(jù)見(jiàn)表3.2-2，開(kāi)發(fā)區(qū)塊產(chǎn)能預(yù)測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表3.2-3。

根據(jù)模塊設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按輸油泵模塊劃分方式，確定輸油泵的類型。第一個(gè)劃分依據(jù)是原油類型，為稠油輸送。第二個(gè)劃分依據(jù)是站場(chǎng)類型，為接轉(zhuǎn)站。第三個(gè)劃分依據(jù)是工藝流程，為增壓泵。這樣就確定輸油泵的模塊為稠油接轉(zhuǎn)站增壓泵。

2.模塊參數(shù)

根據(jù)模塊類型，進(jìn)行具體的輸油泵工藝設(shè)計(jì)。稠油輸送泵選型應(yīng)考慮原油粘度、含水及含砂的影響，一般宜選用容積泵。[1]為此確定模塊的泵型為容積泵。輸油泵主要設(shè)計(jì)參數(shù)是泵的排量、揚(yáng)程（使用容積泵時(shí)，為排出壓力）和電機(jī)功率。根據(jù)油田地面集輸方式，模塊的排量和揚(yáng)程由原油粘度、接轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì)規(guī)模和輸油管道水力熱力條件確定。根據(jù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，接轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì)規(guī)模為20×104t/a，原油含水率為80%，輸油泵模塊流量為118m3/h，排出壓力為2.0MPa。按容積泵軸功率計(jì)算公式3-1，計(jì)算輸油泵有效功率為64.3kW。由于輸送稠油的粘度大，并含有少量伴生氣和雜質(zhì)顆粒，選用單螺桿泵作為模塊的核心設(shè)備。

（3-1）[3]

式中 Ne―泵的有效功率，kW；

P―泵的排出壓力，MPa；

Q―泵的流量，m3/h。

由于泵制造廠商繁多，每個(gè)廠商的制造工藝不同，造成泵的效率、外形尺寸和重量不一致，影響模塊復(fù)用。泵的選型必須按照模塊化設(shè)計(jì)的要求確定，規(guī)定泵主要參數(shù)，包括流量、揚(yáng)程、效率、電機(jī)功率、外形尺寸、重量和管口規(guī)格等參數(shù)。稠油接轉(zhuǎn)站增壓泵模塊的主要工藝參數(shù)見(jiàn)表3.2-4。

3.工藝設(shè)計(jì)

在選定模塊輸油泵的類型后，需進(jìn)行稠油接轉(zhuǎn)站增壓泵模塊的典型流程設(shè)計(jì)。容積泵必須設(shè)計(jì)旁路回流閥調(diào)節(jié)流量。泵體上不帶安全閥的容積泵，在靠近泵出口管段上必須安裝安全閥。[2]模塊工藝流程包括進(jìn)出口管線上的截?cái)嚅y、過(guò)濾器、溫度壓力儀表、安全閥和止回閥等閥門儀表，及旁路回流流程。模塊化設(shè)計(jì)需確定模塊內(nèi)管道、管件和閥門的制造標(biāo)準(zhǔn)，可執(zhí)行GB國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、HG化工標(biāo)準(zhǔn)或SH石化標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)模塊的工藝流程，可以確定模塊的典型管道安裝形式。將輸油泵及其管道附件安裝在橇座上，對(duì)模塊進(jìn)行工廠加工、橇裝化制造，并在類似站場(chǎng)進(jìn)行復(fù)用。為便于模塊的組合復(fù)用，模塊化設(shè)計(jì)需要考慮模塊的制造、運(yùn)輸和安裝，模塊尺寸不應(yīng)超過(guò)規(guī)定尺寸。根據(jù)公路運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)規(guī)定，要求運(yùn)輸車貨尺寸（長(zhǎng)×寬×高）不能超過(guò)18.1×2.5×4.0m。[4]稠油接轉(zhuǎn)站增壓泵模塊尺寸為11.5×1.7×1.5m。對(duì)于單螺桿泵模塊化設(shè)計(jì)，還應(yīng)考慮模塊的日常維護(hù)，在泵出口留有拆卸短接，保證螺桿的更換空間。

（三）模塊配套設(shè)計(jì)

為保證模塊的完整性，模塊化設(shè)計(jì)不僅包含工藝設(shè)計(jì)，還包括輸油泵的結(jié)構(gòu)、電力、自控等配套設(shè)計(jì)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將輸油泵、進(jìn)出口管道及附件通過(guò)螺栓和管道支架固定在橇座上。根據(jù)模塊運(yùn)輸和吊裝時(shí)的受力情況，確定橇座的結(jié)構(gòu)形式。稠油接轉(zhuǎn)站增壓泵模塊橇座采用碳素鋼焊接而成，在支架固定處設(shè)置墊板，并在橇座四周設(shè)置吊鉤板，便于模塊吊裝。

電力設(shè)計(jì)在模塊上設(shè)置輸油泵電機(jī)的動(dòng)力電纜接線和防爆操作柱，對(duì)輸油泵進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?。為降低能耗，輸油泵采用變頻控制，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)反饋至控制系統(tǒng)，并在控制室實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)啟、停泵。

自控設(shè)計(jì)根據(jù)原油物性和模塊操作壓力、溫度，對(duì)輸油泵模塊內(nèi)的壓力表、溫度計(jì)進(jìn)行選型。溫度檢測(cè)儀表采用變送器直接安裝在傳感器上的一體化溫度變送器。壓力變送器選用帶就地表頭指示的智能壓力變送器。針對(duì)單螺桿泵的運(yùn)行特性，輸油泵設(shè)置泵體干運(yùn)行保護(hù)，對(duì)輸油泵的轉(zhuǎn)速、溫度、壓力進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)高溫、高壓報(bào)警停泵。

四、輸油泵模塊應(yīng)用

近些年，國(guó)內(nèi)各大油田都對(duì)輸油泵的模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索，根據(jù)油田自身生產(chǎn)建設(shè)需求，確定輸油泵的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，為輸油泵的模塊化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。大慶油田針對(duì)低滲透油田地面建設(shè)特點(diǎn)，對(duì)轉(zhuǎn)油站、注水站、聯(lián)合站中的工藝模塊采用個(gè)性化設(shè)計(jì)和共性化設(shè)計(jì)相結(jié)合的方式，建立各類輸油泵的模塊化圖集，根據(jù)實(shí)際需要調(diào)用相關(guān)模塊完成站場(chǎng)設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)效率。[5]長(zhǎng)慶油田為適應(yīng)大規(guī)模開(kāi)發(fā)需要，對(duì)增壓站的模塊形式、設(shè)備選型、配管安裝和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了全面優(yōu)化和統(tǒng)一，確定不同規(guī)模和工藝的8種增壓泵模塊。[6]勝利油田針對(duì)東部油田、西部油田和海上油田不同的集輸現(xiàn)狀，確定多個(gè)系列增壓泵模塊，編制相關(guān)技術(shù)規(guī)格書、設(shè)計(jì)模塊和設(shè)備材料清單。各油田在輸油泵模塊化設(shè)計(jì)方面均取得了初步成效，隨著油田建設(shè)的發(fā)展和工程設(shè)計(jì)技術(shù)水平的提高，模塊化設(shè)計(jì)將達(dá)到一定規(guī)模，更好的服務(wù)于油田建設(shè)。

五、結(jié)論及建議

工程設(shè)計(jì)人員經(jīng)過(guò)近些年的探索，已初步摸索出模塊化設(shè)計(jì)的思路，優(yōu)化輸油泵模塊工藝流程、設(shè)備選型、配管安裝和結(jié)構(gòu)、自控、電力等設(shè)計(jì)。分析輸油泵的設(shè)計(jì)建造過(guò)程，滿足模塊組合、復(fù)用、預(yù)制的要求，提高輸油泵模塊化技術(shù)水平。通過(guò)采用輸油泵模塊化設(shè)計(jì)，有效提高設(shè)計(jì)進(jìn)度，利于輸油泵模塊化采購(gòu)，節(jié)約投資。同時(shí)，縮短整個(gè)工程的建設(shè)周期，保證工程質(zhì)量，提高油田開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。

輸油泵模塊化設(shè)計(jì)剛剛起步，由于各油田生產(chǎn)情況和泵制造廠商不同，輸油泵模塊只能在油田內(nèi)部相似區(qū)塊間使用。工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)交流，整合模塊系列，完善模塊設(shè)計(jì)，提高其通用性，使其具有更強(qiáng)的復(fù)用性。

參考文獻(xiàn)：

[1]（美）卡麗斯?鮑德溫，設(shè)計(jì)規(guī)劃（模塊化的力量第1卷），中信出版社，2006.03。

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50350-2005，原油泵輸，中國(guó)計(jì)劃出版社，2005.08。

[3]《油田油氣集輸設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)》編寫組，油田油氣集輸設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)上冊(cè)，石油工業(yè)出版社，1994.12，第六章第一節(jié)，457-458。

[4]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值 GB1589-2004，車輛外廓尺寸要求，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.04。

模塊化設(shè)計(jì)范文第3篇

近年來(lái)會(huì)展設(shè)計(jì)的發(fā)展有目共睹，商品經(jīng)濟(jì)理論讓人不斷追求實(shí)現(xiàn)價(jià)值與利潤(rùn)最大化。然而長(zhǎng)期以來(lái)在會(huì)展與商業(yè)空間的裝飾裝修方面一直存在諸多問(wèn)題，大量廢舊材料無(wú)法得到二次利用，施工材料不夠環(huán)保，甚至許多設(shè)計(jì)案例僅僅停留在為裝飾而設(shè)計(jì)的層面，會(huì)展設(shè)計(jì)儼然變成了材料的堆砌與組合。會(huì)展設(shè)計(jì)材料大多應(yīng)用金屬、塑料、木材、亞克力等，而這些材料在會(huì)展結(jié)束后會(huì)以垃圾形式處理，目前我國(guó)的垃圾處理形式主要以堆放、焚燒、填埋為主，真正能夠進(jìn)行回收利用的仍舊在少數(shù)，而這些處理方式直接污染了空氣，地下水和土壤結(jié)構(gòu)等，危害居民生活。從調(diào)查數(shù)據(jù)分析中顯示，上海市2005年全年垃圾產(chǎn)量為600萬(wàn)噸，其中主要旅游區(qū)和會(huì)展商業(yè)區(qū)的垃圾產(chǎn)量占年垃圾產(chǎn)量的19.3%，2010年世博會(huì)的舉辦更是帶動(dòng)了會(huì)展旅游垃圾產(chǎn)量的進(jìn)一步增加[1]。會(huì)展設(shè)計(jì)不合理不僅僅會(huì)造成環(huán)境的污染，同樣會(huì)造成人力成本上升，人力資源大量浪費(fèi)。

二、會(huì)展產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化趨勢(shì)

在會(huì)展產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的過(guò)程中,我國(guó)會(huì)展業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化目前尚處于探索階段，缺乏科學(xué)完整的標(biāo)準(zhǔn)體系和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這造成了會(huì)展產(chǎn)業(yè)發(fā)展混亂，會(huì)展活動(dòng)對(duì)環(huán)境資源產(chǎn)生過(guò)大壓力。面對(duì)這一局面，亟待解決的問(wèn)題是會(huì)展產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，而模塊化設(shè)計(jì)，正是解決標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題的重要途徑。模塊化的發(fā)展有利于設(shè)計(jì)過(guò)程中制定統(tǒng)一的模塊標(biāo)準(zhǔn)，有利于會(huì)展產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中的穩(wěn)定性與秩序性[2]。標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)模塊化的一個(gè)重要前提，模塊化是實(shí)現(xiàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的重要途徑。在標(biāo)準(zhǔn)化條件下,各模塊有著自由發(fā)揮的巨大空間，一個(gè)企業(yè)負(fù)責(zé)的是整個(gè)產(chǎn)品的某一部分，我們稱之為一個(gè)模塊，這樣的分工形式更利于企業(yè)的創(chuàng)新與針對(duì)性研究，而在模塊競(jìng)爭(zhēng)中勝出的企業(yè)成為該模塊行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定者。一旦這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為市場(chǎng)所接受,就會(huì)成為一系列產(chǎn)品的規(guī)范,從而為設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)帶來(lái)源源不斷的利潤(rùn)。時(shí)至今日,各主要發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)和政府都將標(biāo)準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)看作是事關(guān)產(chǎn)業(yè)成敗興衰的關(guān)鍵問(wèn)題。伴隨著標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的推進(jìn)，會(huì)展產(chǎn)業(yè)在這個(gè)過(guò)程中會(huì)得到更多刺激，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)會(huì)推動(dòng)會(huì)展產(chǎn)業(yè)在創(chuàng)新性與經(jīng)濟(jì)性上不斷發(fā)展。

三、模塊化設(shè)計(jì)理論

模塊化生產(chǎn)最早產(chǎn)生于工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，西蒙（Simon,1962）提出了模塊的“可分解性”，闡明了模塊化對(duì)于管理復(fù)雜系統(tǒng)的重要性。由若干具有特定的功能或接口的通用獨(dú)立單元構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，這些獨(dú)立單元被稱之為模塊，模塊的結(jié)構(gòu)、接口尺寸實(shí)行參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，模塊與模塊之間可以相互通用，這種設(shè)計(jì)形式被稱之為模塊化設(shè)計(jì)。將通用性的模塊與其他產(chǎn)品要素進(jìn)行多種組合，可以構(gòu)成新的系統(tǒng)，產(chǎn)生多種不同功能或相同功能不同性能的系列產(chǎn)品。模塊化設(shè)計(jì)可以縮短產(chǎn)品研發(fā)與制造周期，增加產(chǎn)品系列，提高產(chǎn)品質(zhì)量，快速應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，同時(shí)可以減少對(duì)環(huán)境的不利影響，方便重用、升級(jí)、維修和產(chǎn)品廢棄后的拆卸、回收和處理。

四、模塊化與傳統(tǒng)分工的區(qū)別

模塊化與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)均以分工為基礎(chǔ)，但從實(shí)踐形式上是不同的。傳統(tǒng)分工是縱向一體化的生產(chǎn)方式,各項(xiàng)業(yè)務(wù)在一個(gè)大企業(yè)內(nèi)進(jìn)行,業(yè)務(wù)之間用產(chǎn)權(quán)關(guān)系連接，產(chǎn)品需要統(tǒng)一設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，各個(gè)環(huán)節(jié)不能自主修改設(shè)計(jì)，生產(chǎn)出的產(chǎn)品是一個(gè)完整體系，一旦局部損壞，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，難以修復(fù)。模塊化采用橫向一體化的生產(chǎn)方式,企業(yè)將大部分業(yè)務(wù)外包,業(yè)務(wù)之間用市場(chǎng)關(guān)系連接,各個(gè)廠家按照產(chǎn)品分解出來(lái)的模塊單獨(dú)生產(chǎn),最后進(jìn)行組裝，當(dāng)產(chǎn)品的部分模塊損壞，可及時(shí)更換新模塊。在遵循接口或結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，各個(gè)模塊可以自由的被研發(fā)，更利于產(chǎn)品性能的提升，當(dāng)部分模塊無(wú)法達(dá)到用戶對(duì)產(chǎn)品性能的需求時(shí)，可以自由更換其它模塊，避免了整個(gè)產(chǎn)品的更換。

五、模塊化設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于會(huì)展設(shè)計(jì)中的必要性

模塊化設(shè)計(jì)范文第4篇

關(guān)鍵詞：保障性設(shè)計(jì)；模塊化設(shè)計(jì)；陳列展覽設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)趨勢(shì)；

Abstract: In the excellent museum display and exhibitiondesign, more and more advanced technology and equipment makes the display and exhibition more attractive to the audience, but in the use and maintenance, but ithighlights a number of issues did not exist in the traditionalexhibition, including morehigh usage costs. Starting fromthe point of view to strengthen the design effects and conservation of whole life costs, affordable design and modular design can be as much as possible to solve these problems, this will also be the technology trends of the future museum design.Keywords: security design; modular design; display and exhibition design; design trends;

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、前言

我們?cè)谀壳暗牟┪镳^陳列展覽設(shè)計(jì)中，特別是常規(guī)展覽，運(yùn)用到了越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)和展陳設(shè)備，力求使我們的陳列展覽更為吸引觀眾。然而，我們也面臨了越來(lái)越多過(guò)去所不曾遇到的問(wèn)題。最為顯著的一點(diǎn)，就是我們的展覽全壽命經(jīng)費(fèi)無(wú)法控制。從設(shè)計(jì)伊始，由于種種原因，設(shè)計(jì)被反復(fù)修改，經(jīng)費(fèi)也一再調(diào)整，大量的高新技術(shù)和設(shè)備甚至是實(shí)驗(yàn)性地添加在設(shè)計(jì)中，更不用說(shuō)展覽完成后的使用成本根本未加計(jì)劃。

博物館的陳列展覽毋庸置疑是一項(xiàng)藝術(shù)創(chuàng)造，但它也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，國(guó)家的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)逐步地完善，這種設(shè)計(jì)本身的要求將越來(lái)越高。從加強(qiáng)設(shè)計(jì)效果及節(jié)約全壽命費(fèi)用的角度出發(fā)，我們目前所面臨的問(wèn)題亟待解決，這是設(shè)計(jì)藝術(shù)所無(wú)法解決的，這需要更為系統(tǒng)和科學(xué)的工程技術(shù)，保障性設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)可以盡可能地解決這些問(wèn)題，這也將是未來(lái)博物館設(shè)計(jì)的技術(shù)趨勢(shì)。

二、保障性設(shè)計(jì)的由來(lái)與理念

保障性設(shè)計(jì)的理念，是基于項(xiàng)目或產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初就綜合考慮各種維護(hù)保障問(wèn)題，將有關(guān)維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)及要求從資源和費(fèi)用的角度反映在設(shè)計(jì)方案中，以使得項(xiàng)目或者產(chǎn)品能獲得更好的使用性能以及更低的使用成本。

這個(gè)世界上幾乎沒(méi)有不需要維護(hù)的設(shè)備或產(chǎn)品，更有甚者，美國(guó)那號(hào)稱世界最先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)F-22采用無(wú)數(shù)全球領(lǐng)先科技，其實(shí)戰(zhàn)性能尚未可知，但其使用成本卻令人瞠目，每飛行小時(shí)的維護(hù)工時(shí)是30小時(shí)，飛機(jī)良好率僅為55%、故障前平均飛行小時(shí)僅為1.7，而每飛行小時(shí)的使用費(fèi)用是4.4萬(wàn)美元。這是真正買得起用不起的設(shè)備，連美國(guó)這種大富豪都不得不對(duì)這個(gè)項(xiàng)目一再壓縮。在我們的生產(chǎn)生活中，類似的例子數(shù)不勝數(shù)，現(xiàn)今的打印機(jī)價(jià)格非常低廉，可更換一次墨盒就足以購(gòu)買幾臺(tái)打印機(jī)了。做為商家的促銷手段且不做評(píng)論，但就現(xiàn)實(shí)意義來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在越來(lái)越多的產(chǎn)品確實(shí)讓我們需要越來(lái)越多的考慮除初置成本之外的使用成本。

在博物館的陳列展覽中同樣會(huì)遇到這類問(wèn)題，展柜展架等展具，燈具計(jì)算機(jī)以及投影儀等展覽設(shè)備，除開(kāi)維護(hù)更換，即使是在日常的使用中，仍然會(huì)產(chǎn)生很大的費(fèi)用支出。在我國(guó)目前大多數(shù)的博物館設(shè)計(jì)中，實(shí)際上對(duì)于此類使用過(guò)程中的維護(hù)和經(jīng)費(fèi)并沒(méi)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)指標(biāo)。因此，在博物館陳列展覽的設(shè)計(jì)中，筆者認(rèn)為，可以引入國(guó)際上比較流行的保障性設(shè)計(jì)，來(lái)提高博物館陳列展覽的設(shè)計(jì)水平，控制展覽制作成本，以利于展覽使用成本指標(biāo)的計(jì)劃和執(zhí)行，節(jié)約在使用過(guò)程中的人力及經(jīng)費(fèi)的投入。

三、模塊化設(shè)計(jì)的由來(lái)與理念

模塊化設(shè)計(jì)（Block-based design），是相似性原理在產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是通過(guò)一定范圍內(nèi)的不同功能或相似功能、不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過(guò)模塊的選擇和組合構(gòu)成不同的用戶定制產(chǎn)品，以滿足不同需求。是一種實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化與多樣化的有機(jī)結(jié)合及多品種、小批量與效率的有效統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化方法。

模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)應(yīng)用到我們工作和生活中的方方面面。最直觀的，個(gè)人計(jì)算機(jī)。人人都接觸得到計(jì)算機(jī)，最初的計(jì)算機(jī)笨重昂貴，直到IBM提出個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）概念并將其模塊化。如今的計(jì)算機(jī)各種零配件雖然是由全球眾多廠商生產(chǎn)，但除蘋果之外，幾乎所有相同功能的配件都能適用并互換，這為用戶將來(lái)升級(jí)或更換零配件帶來(lái)了好處。我們不用為了提升工作效率而更換整臺(tái)計(jì)算機(jī)，有時(shí)候僅僅更換一兩個(gè)配件就可以，這不僅大幅提高了個(gè)人計(jì)算機(jī)的使用效率，也節(jié)約了大量的資源和使用成本。同時(shí)，模塊化還帶來(lái)了一個(gè)顯而易見(jiàn)的好處，我們更換設(shè)備更為方便，甚至不需要專業(yè)技能，只需要部分常識(shí)就能自己動(dòng)手更換。來(lái)自瑞典的家具經(jīng)銷商宜家同樣也采用這種理念，這對(duì)宜家?guī)?lái)了制作簡(jiǎn)便、運(yùn)輸更有效率的優(yōu)勢(shì)，實(shí)際上，大多數(shù)購(gòu)買宜家家具的用戶本身并不是專業(yè)的木器制作者。

在博物館的基本陳列中，雖然我們的設(shè)計(jì)中采用了眾多類似于雕塑、油畫以及平面設(shè)計(jì)的藝術(shù)品，但實(shí)際上仍然有大量的展板展架以及展柜采用常規(guī)的制作方法設(shè)計(jì)。這就使得每一個(gè)普通的展覽用具都是專門定制的，這既增加了制作周期，也讓制作成本難以控制。如果基本框架采用模塊化設(shè)計(jì)制作，然后添加各類藝術(shù)設(shè)計(jì)和多媒體設(shè)計(jì)，而不是每次展覽設(shè)計(jì)都像對(duì)展柜和展板進(jìn)行一次專門的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，相信展覽成本會(huì)下降頗多，制作周期也會(huì)大幅縮短。

四、保障性設(shè)計(jì)與模塊化設(shè)計(jì)在展覽中的運(yùn)用

模塊化設(shè)計(jì)范文第5篇

關(guān)鍵詞：模塊化；低成本；易用性

中圖分類號(hào)：J05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-5312（2014）08-0050-01

一、模塊化設(shè)計(jì)

模塊是一個(gè)系統(tǒng)中具有相對(duì)獨(dú)立性的、完成某一功能的一個(gè)部分。模塊化設(shè)計(jì)就是為了設(shè)計(jì)出具有多種功能的不同系統(tǒng)。即設(shè)計(jì)出多種模塊，將其經(jīng)過(guò)不同方式的組合來(lái)構(gòu)成不同系統(tǒng)，以解決系統(tǒng)種類、設(shè)計(jì)制造周期和成本之間的矛盾。它是一種標(biāo)準(zhǔn)化方法，是標(biāo)準(zhǔn)化原理在設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。

二、當(dāng)今時(shí)代背景下的模塊化設(shè)計(jì)

當(dāng)今，資源枯竭和環(huán)境惡化問(wèn)題，正在對(duì)人類社會(huì)的生存發(fā)展造成巨大的威脅。因此，在提倡綠色設(shè)計(jì)與可持續(xù)設(shè)計(jì)的同時(shí)，探究有效的設(shè)計(jì)方法成為現(xiàn)今的一項(xiàng)研究熱點(diǎn)。而由于模塊化設(shè)計(jì)具有縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代、便于產(chǎn)品的改裝，拓展及維護(hù)和有效降低成本等優(yōu)越性，可以看出模塊化設(shè)計(jì)是實(shí)施綠色設(shè)計(jì)與可持續(xù)發(fā)展的有效手段之一。

目前，模塊化設(shè)計(jì)的思想已經(jīng)滲透到許多領(lǐng)域，例如機(jī)床、減速器、家電等等。在每個(gè)領(lǐng)域，模塊以及模塊化設(shè)計(jì)都有其特定的含義。傳統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)模塊的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，一般適用于系列分級(jí)特性比較明顯的產(chǎn)業(yè)及其產(chǎn)品族的開(kāi)發(fā)。

如今模塊化設(shè)計(jì)在很多方面已經(jīng)有了一套標(biāo)準(zhǔn)，以家具為例，這些標(biāo)準(zhǔn)主要有產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、原材料標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、工藝標(biāo)準(zhǔn)化等。

三、低成本模塊化設(shè)計(jì)如何達(dá)到易用性要求

（一）材料的選擇

產(chǎn)品要使用戶達(dá)到高受益，首先要滿足用戶的需求。而用戶的需求通常由用戶對(duì)材料的視覺(jué)、觸覺(jué)甚至是嗅覺(jué)等感官支配決定的。因此，產(chǎn)品的材料和工藝直接影響人們和產(chǎn)品的互動(dòng)。

當(dāng)今的低成本模塊化設(shè)計(jì)，在材料的選擇方面已經(jīng)有了標(biāo)準(zhǔn)，但是由于科技的發(fā)展，有些標(biāo)準(zhǔn)也許已過(guò)時(shí)，我們?cè)诳紤]標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，應(yīng)該思考有沒(méi)有比標(biāo)準(zhǔn)更好的選擇。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該盡量使用易再生且對(duì)環(huán)境沒(méi)有危害的綠色材料。同時(shí)，應(yīng)盡量選擇來(lái)源充足，成本低廉卻能達(dá)到產(chǎn)品所需要的功能要求的材料。即用最少的材料實(shí)現(xiàn)最佳的效果。

此外，為了降低成本，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化減少原材料的種類，如控制表面裝飾、油漆品種等。但是太少的種類容易造成產(chǎn)品多樣性的缺失。因此，要根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量規(guī)模來(lái)確定原材料的品種。

（二）產(chǎn)品模塊的指示與識(shí)別設(shè)計(jì)

模塊從作用上劃分，可以分為功能模塊和裝飾模塊。

功能模塊是決定該產(chǎn)品主要功能的模塊。如柜類家具的旁板、背板等板式結(jié)構(gòu)的功能模塊組成了柜子框架這一形體模塊。

為了達(dá)到產(chǎn)品的易用性要求，功能模塊應(yīng)該具有一個(gè)良好的指示與識(shí)別設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的指示與識(shí)別設(shè)計(jì)是將其功能及特性準(zhǔn)確合理地闡述的一種設(shè)計(jì)方式。為了使用戶快速而準(zhǔn)確的使用產(chǎn)品，首先需要通過(guò)把握人機(jī)工程學(xué)的要求以及用戶的使用心理與習(xí)慣，來(lái)確立產(chǎn)品的自身形態(tài)、使用方式與操作方法。并且模塊的連接處的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單易操作。使用戶在使用產(chǎn)品時(shí)獲得一種方便愉悅、舒適安全的感覺(jué)。例如當(dāng)今有很多模塊化的簡(jiǎn)易書柜，它們由各種大小不一的模塊組成，簡(jiǎn)單的框架造型與拼接方式讓用戶能夠很快的明白產(chǎn)品的使用方法，而且可以使用戶隨自己意愿對(duì)其進(jìn)行組合，體現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)多樣性的一大特點(diǎn)。

（三）產(chǎn)品模塊的語(yǔ)義認(rèn)識(shí)

模塊化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)語(yǔ)義是通過(guò)產(chǎn)品的裝飾模塊來(lái)表述的。裝飾模塊主要包括裝飾線條、線腳等裝飾件，色彩模塊、文字、標(biāo)志等平面模塊。它是構(gòu)建產(chǎn)品的功能環(huán)境和人文環(huán)境的主要模塊。裝飾模塊也是產(chǎn)品形態(tài)的一部分，它的形態(tài)風(fēng)格因素是來(lái)源于人類長(zhǎng)期以來(lái)的經(jīng)驗(yàn)的積淀，使人們產(chǎn)生豐富的聯(lián)想和想象，讓人們不需要說(shuō)明書就能悟得產(chǎn)品的使用方式。

（四）模塊中情感因素的融入

現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一種深入人心的造物活動(dòng)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)不單單是一種物的表象，而應(yīng)被看作是物與人交流的媒介。因此模塊化設(shè)計(jì)中，在滿足以上提到的一些原則之后，也同樣應(yīng)該融入情感因素，使用戶在使用時(shí)獲得一種情感共鳴和心理滿足。例如現(xiàn)在市面上有設(shè)計(jì)成屋形的文件柜，造型可愛(ài)有趣，使用方便的同時(shí)還能使用戶獲得一種愉悅。

四、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)今模塊化設(shè)計(jì)的原理在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛使用。本文闡述了當(dāng)今模塊化設(shè)計(jì)的發(fā)展，提出了低成本標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從模塊的材料，模塊的指示與識(shí)別，語(yǔ)義認(rèn)識(shí)，情感因素的融入幾個(gè)方面深入。從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的易用性，并使產(chǎn)品物美價(jià)廉，使用戶獲得高受益。

參考文獻(xiàn)：