摘要：鑒于產(chǎn)品模塊化是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制的主要方法，產(chǎn)品模塊化率評(píng)估可幫助企業(yè)了解產(chǎn)品模塊化的目標(biāo)、方向和水平，對(duì)產(chǎn)晶模塊分解、模塊通用化和標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)晶配置和變型設(shè)計(jì)3個(gè)階段的產(chǎn)品模塊化率評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行了分析.提出了包括模塊獨(dú)立性和通用性指標(biāo)的模塊化率評(píng)估指標(biāo)體系，給出了產(chǎn)晶模塊化率評(píng)估指標(biāo)計(jì)算方法.以家用豆?jié){機(jī)為例對(duì)產(chǎn)晶模塊化率評(píng)估指標(biāo)和方法進(jìn)行了可行性驗(yàn)證.

　　關(guān)鍵詞：產(chǎn)品設(shè)計(jì);模塊分解;模塊化;模塊化率評(píng)估;家用豆?jié){機(jī)

　　已經(jīng)到來(lái)的新一輪工業(yè)革命，在德國(guó)叫“工業(yè)4.0”、在美國(guó)被稱為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”.其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制，即：產(chǎn)品是多樣化和個(gè)性化的，但其制造成本、效率和速度與大批量生產(chǎn)相差無(wú)幾•實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制的方法主要是智能制造和大范圍的專業(yè)化分工•對(duì)于許多產(chǎn)品，如機(jī)械類、家電類、家具類、建筑類等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制的有效方法之一是對(duì)多樣化和個(gè)性化產(chǎn)品中的零部件進(jìn)行模塊化，目標(biāo)是提高零部件通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度，有效支持深度的專業(yè)化分工，形成較大的零部件成組批量，以便采用面向大批量生產(chǎn)的專業(yè)化自動(dòng)生產(chǎn)線進(jìn)行加工;少數(shù)的專用零部件可采用智能制造方法進(jìn)行加工，從而達(dá)到大規(guī)模定制的目的.模塊化設(shè)計(jì)作為一種設(shè)計(jì)方法，近幾年日益受到人們的重視，隨著模塊化技術(shù)逐漸成熟，其應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，已經(jīng)在許多行業(yè)的應(yīng)用中取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益.模塊化是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制的主要方法，也是新一輪工業(yè)革命的基礎(chǔ)之一模塊化在新一輪科技革命中依然具有重要價(jià)值•

　　模塊化設(shè)計(jì)的直接目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化(它可以用模塊化率指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估)，其最終目標(biāo)是提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境友好性.產(chǎn)品模塊化的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境友好性評(píng)估已經(jīng)在文獻(xiàn)[1]中進(jìn)行討論.本文主要討論產(chǎn)品模塊化率的評(píng)估指標(biāo)和方法.模塊化率通常與產(chǎn)品模塊化的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境友好性正相關(guān)•模塊化率又稱模塊化程度.模塊化率評(píng)估的需求主要體現(xiàn)在：①在模塊化立項(xiàng)階段，需要了解模塊化可能會(huì)優(yōu)化到什么深度;②在模塊化實(shí)施階段，需要考慮如何提高產(chǎn)品的模塊化率;③在模塊化設(shè)計(jì)完成階段，需要評(píng)估產(chǎn)品的模塊化率•模塊化率評(píng)估是模塊化設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，有助于減少模塊化的盲目性•一個(gè)全面科學(xué)合理的模塊化率評(píng)估指標(biāo)體系可以有效支持企業(yè)的模塊化工作決策•模塊化率評(píng)估結(jié)果的反饋，使得模塊化設(shè)計(jì)過(guò)程成為一個(gè)閉環(huán)，有利于不斷提高企業(yè)模塊化產(chǎn)品的質(zhì)量和用戶滿意度.國(guó)內(nèi)外學(xué)者曾對(duì)模塊化率評(píng)估進(jìn)行過(guò)研究•

　　劉夫云等采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)產(chǎn)品模塊化率進(jìn)行了比較分析，但所導(dǎo)出的模塊化率評(píng)估參數(shù)還不夠直觀，工程應(yīng)用較難⑵.吳煥民等采用模塊獨(dú)立性指標(biāo)，基于模糊聚類方法進(jìn)行產(chǎn)品模塊分解，但其評(píng)估指標(biāo)比較單一，不能全面反映模塊化情況⑷.WEI等提出一種支持產(chǎn)品平臺(tái)設(shè)計(jì)的多準(zhǔn)則模塊分解方法⑷•這里的模塊化評(píng)估準(zhǔn)則主要是模塊獨(dú)立性和可靠性•劉麗萍從模塊化設(shè)計(jì)思想出發(fā)，對(duì)模塊的標(biāo)準(zhǔn)化程度評(píng)估方法進(jìn)行探討，研究了模塊化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品繼承性的分析方法安苗苗基于情感化設(shè)計(jì)，選定本能、行為、反思層的不同指標(biāo)，通過(guò)模糊層次分析法得到了手機(jī)模塊化率評(píng)估結(jié)果，并對(duì)手機(jī)模塊化設(shè)計(jì)體系進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)估⑷•其中存在大量專家打分情況，評(píng)估結(jié)論的主觀程度偏大•

　　王玉豪分析模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)估指標(biāo)后建立層次評(píng)估模型，對(duì)模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的個(gè)性化程度進(jìn)行評(píng)估，在多個(gè)設(shè)計(jì)方案中選出了最優(yōu)的模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案⑺•該方法需要在模塊化設(shè)計(jì)前期收集大量用戶需求數(shù)據(jù)，同時(shí)其降低了設(shè)計(jì)人員意見所占權(quán)重，導(dǎo)致模塊化設(shè)計(jì)工作的難度加大•單泉等以產(chǎn)品定制度和用戶滿意度為準(zhǔn)則，對(duì)定制產(chǎn)品的模塊化進(jìn)行評(píng)估，其評(píng)估指標(biāo)較為單一，缺乏綜合性評(píng)估⑷•張雪等從縮短制造周期、降本增效的角度出發(fā)，對(duì)國(guó)內(nèi)外船舶模塊化建造方法進(jìn)行評(píng)估⑷•

　　其評(píng)估方法專門針對(duì)船舶制造領(lǐng)域，對(duì)其他機(jī)械模塊化率評(píng)估的通用性不足.STANKIEWICZ等提出的基于單獨(dú)區(qū)分網(wǎng)絡(luò)元素的模塊建模評(píng)估方法，側(cè)重于對(duì)模塊建模方法的評(píng)估「詞.GRIMMELIUS通過(guò)模塊化空調(diào)器的早期故障評(píng)估信息反饋來(lái)減少設(shè)計(jì)失誤，而缺乏對(duì)模塊化空調(diào)器生命周期的整體評(píng)估本文基于相關(guān)文獻(xiàn)，擬提出模塊化率評(píng)估指標(biāo)體系，并針對(duì)其中各指標(biāo)提出具體的計(jì)算方法，以期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品模塊化率的定量評(píng)估.

　　1模塊化過(guò)程與模塊化率評(píng)估

　　模塊化率評(píng)估是圍繞模塊化過(guò)程展開的.模塊化過(guò)程包括模塊化設(shè)計(jì)、制造、裝配、維護(hù)和回收等產(chǎn)品生命周期各環(huán)節(jié)，其中模塊化設(shè)計(jì)是模塊化的關(guān)鍵.模塊化設(shè)計(jì)主要包括：①對(duì)產(chǎn)品中的模塊進(jìn)行分解;②對(duì)產(chǎn)品通用模塊和配置方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并建立模塊化平臺(tái);③針對(duì)個(gè)性化訂單，開展基于模塊化平臺(tái)的配置設(shè)計(jì)和變型設(shè)計(jì).模塊化率評(píng)估指標(biāo)與模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的優(yōu)化目標(biāo)直接相關(guān).

　　1.1模塊分解階段的模塊化率評(píng)估

　　產(chǎn)品的模塊分解，首先需要開展市場(chǎng)調(diào)研，收集并預(yù)測(cè)客戶需求，然后提出產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)要求，再將產(chǎn)品劃分為若干功能和結(jié)構(gòu)單元，確定模塊分解方案⑴〕.通常采用先整體后局部，先主要后次要，先功能后結(jié)構(gòu)的分解順序，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模塊分解•首先分解核心模塊，然后再劃分其他次要的模塊，最后處理那些輔助性模塊.圖1所示為產(chǎn)品模塊樹型結(jié)構(gòu)分解示意圖.例如，最初的計(jì)算機(jī)是整體式架構(gòu)，其設(shè)計(jì)和維護(hù)難度很大.在20世紀(jì)60年代，IBM公司實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)模塊化.其模塊可分別開發(fā)和設(shè)計(jì)，使計(jì)算機(jī)技術(shù)得到迅速發(fā)展.同時(shí)，計(jì)算機(jī)的模塊化導(dǎo)致硅谷的誕生，出現(xiàn)了許許多多有能力開發(fā)計(jì)算機(jī)不同模塊的創(chuàng)新型小企業(yè)模塊分解的優(yōu)化目標(biāo)是:模塊間的關(guān)聯(lián)度(又稱聚合度)要盡可能小，模塊內(nèi)各零部件的關(guān)聯(lián)度要盡可能大.因此，在產(chǎn)品模塊分解階段，模塊化率的評(píng)估指標(biāo)是模塊獨(dú)立性和模塊封裝性.

　　1.2模塊通用化和標(biāo)準(zhǔn)化階段的模塊化率評(píng)估

　　在模塊通用化和標(biāo)準(zhǔn)化階段，需要對(duì)不同產(chǎn)品的相似模塊進(jìn)行建模，使盡可能多的模塊實(shí)現(xiàn)通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，以提高模塊批量•這里，建模的主要工作包括:首先識(shí)別不同產(chǎn)品中的模塊相似性，確定模塊的少量主參數(shù)(主參數(shù)少則容易控制);然后通過(guò)主參數(shù)控制其他模塊參數(shù)的變化，建立模塊主模型(包括模塊主圖和事物特性表)，將模塊接口標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)支持模塊配置的產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)等;最終構(gòu)成模塊化設(shè)計(jì)平臺(tái).產(chǎn)品模塊通用化和標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)化目標(biāo)是：提高模塊的通用化程度，盡可能將專用模塊轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄓ媚�塊，而將通用模塊轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)模塊，以降低生產(chǎn)成本•該階段的模塊化率評(píng)估指標(biāo)為模塊的通用性.

　　1.3產(chǎn)品配置和變型設(shè)計(jì)階段的模塊化率評(píng)估

　　在建立模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，可根據(jù)用戶個(gè)性化需求，在用戶訂單到達(dá)后快速進(jìn)行基于產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)和基于產(chǎn)品主模型的變型設(shè)計(jì)基于產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)是:用盡可能少的通用模塊配置盡可能多的產(chǎn)品變型•基于產(chǎn)品主模型的產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)是:產(chǎn)品模塊的變化在盡可能小的范圍內(nèi)，滿足用戶盡可能多的個(gè)性化需求.因此，在產(chǎn)品配置和變型設(shè)計(jì)階段，模塊化率評(píng)估指標(biāo)為：所配置和變型的不同產(chǎn)品數(shù)量的增加率、所配置和變型產(chǎn)品中不同模塊數(shù)量的減少率等.

　　1.4模塊化率評(píng)估指標(biāo)體系

　　將上述3個(gè)階段的模塊化率評(píng)估指標(biāo)集中在一起，可得圖5所示的產(chǎn)品模塊化率評(píng)估指標(biāo).對(duì)于企業(yè)，5個(gè)指標(biāo)還是偏多.對(duì)指標(biāo)間的相關(guān)性分析可知，模塊獨(dú)立性和模塊封裝性這兩個(gè)指標(biāo)高度相關(guān);而模塊通用性直接影響所配置和變型的不同產(chǎn)品數(shù)量的增加率、所配置和變型產(chǎn)品中不同模塊的減少率這兩個(gè)指標(biāo)•因此，產(chǎn)品模塊化率評(píng)估指標(biāo)可最終選取模塊獨(dú)立性和模塊通用性這兩個(gè)評(píng)估指標(biāo).。

　　2模塊化率評(píng)估指標(biāo)計(jì)算方法

　　2.1模塊獨(dú)立性評(píng)估算法

　　模塊的獨(dú)立性是指模塊功能提高對(duì)產(chǎn)品其他模塊的影響度•模塊獨(dú)立性越強(qiáng)，模塊功能改善對(duì)產(chǎn)品其他模塊的影響越小.

　　2.2模塊通用性評(píng)估算法

　　模塊的通用性(ModuleUniversality，MU)(又稱模塊通用率、可重用性、可再用性、可復(fù)用性等)可以通過(guò)模塊在不同產(chǎn)品中的使用頻率來(lái)評(píng)估.模塊通用性評(píng)估方法有多種，按照所依據(jù)數(shù)據(jù)從少到多、計(jì)算難度從小到大，依次為：基于通用模塊數(shù)量的模塊通用性評(píng)估，基于通用模塊價(jià)值的模塊通用性評(píng)估，基于重復(fù)使用次數(shù)的模塊通用性評(píng)估，基于重復(fù)使用次數(shù)和模塊價(jià)值的模塊通用性評(píng)估.

　　3結(jié)束語(yǔ)

　　本文建立了產(chǎn)品模塊化率評(píng)估指標(biāo)體系參考模型，在綜合考慮評(píng)估指標(biāo)相對(duì)獨(dú)立性、普遍適用性、綜合性的前提下，提出基于模塊獨(dú)立性、通用性、封裝性、產(chǎn)品種類的增加率、新增零件數(shù)減少率等5個(gè)指標(biāo)的模塊化率評(píng)估方法，并在此基礎(chǔ)上，將5個(gè)指標(biāo)壓縮為模塊獨(dú)立性和通用性兩個(gè)指標(biāo)，對(duì)產(chǎn)品模塊化率進(jìn)行綜合評(píng)估.最后以家用豆?jié){機(jī)為例，對(duì)產(chǎn)品模塊化率評(píng)估指標(biāo)及評(píng)估方法進(jìn)行了可行性驗(yàn)證.

　　參考文獻(xiàn)：

　　【1】田楚楚，石浩，顧復(fù)，等.機(jī)械產(chǎn)品模塊化效益評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用.成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2018，35(2):1-8，48.

　　【3】劉夫云，祁國(guó)寧，楊青海.基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品模塊化程度比較方法[門.浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)，2007，41(11):1881-1885.

　　【3】吳煥民，吳非霏，楊瓊，等.基于模糊聚類的機(jī)械產(chǎn)品模塊劃分過(guò)程分析[J2I.機(jī)械工程師，2013(9):68-70.

　　機(jī)械從業(yè)人員評(píng)職知識(shí)：機(jī)械加工領(lǐng)域的著作怎么出版

　　機(jī)械加工人員在評(píng)定職稱時(shí)，對(duì)著作也是有嚴(yán)格的要求，然而很多機(jī)械領(lǐng)域工作人員平時(shí)忙于工作，并不清楚著作怎么出版?小編解答：著作分為獨(dú)著和合著，獨(dú)著是加分比較多的，而合著就會(huì)有第一作者，第二作者，第三作者之分，機(jī)械人員可以安排獨(dú)著，也可以安排合著都是可以加分的。