GB/T31982-2015
机械产品模块化设计规范
Modulardesignspecificationofmechanicalproducts
- 中国标准分类号（CCS）L67
- 国际标准分类号（ICS）25.040.40
- 实施日期2016-04-01
- 文件格式PDF
- 文本页数20页
- 文件大小506.32KB
以图片形式预览机械产品模块化设计规范
机械产品模块化设计规范
国家标准 GB/T31982一2015 机械产品模块化设计规范 Modulardesignspecificationofmechanicalprodcts 2015-09-11发布 2016-04-01实施 中毕人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中 国国家标准化管厘委员会国家标准
GB/T31982一2015 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 机械产品模块化设计基本原则 独立性原则 4.l 4.2简单化原则 4.3通用性原则 4.4整体优化原则 机械产品模块化设计典型过程模型 5.1概述 5.2新产品模块化平台构建过程 5.3已有产品模块化平台构建过程 5.4模块化产品平台维护过程 5.5定制产品模块化设计过程 机械产品模块化设计的主要方法 6.1新产品模块化平台构建方法 1 6.2已有产品模块化平台构建方法 模块化产品平台维护方法 6.3 6.4 定制产品模块化设计方法 附录A(资料性附录)模块分类常用方法 附录B(资料性附录)产品主结构和配置设计示意、模块主模型和变型设计示例 5 参考文献 ---
GB/T31982一2015 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由标准化研究院提出并归口 本标准起草单位;浙江大学,标准化研究院、机械科学研究总院、杭州汽轮机股份有限公司,中 国计量学院、三一重工股份有限公司北京北重汽轮电机有限责任公司
本标准主要起草人;顾新建、杨青海、吴向亮、祁国宁、纪杨建,刘守华、洪岩、王志强、毛汉忠、 刘宏洋、迟国华,叶钟,顾巧祥、陈及熙、刘曦泽
业
GB/T31982一2015 机械产品模块化设计规范 范围 本标准规定了机械产品模块化设计的基本原则、典型过程和主要方法
本标准适用于机械产品以及机电一体化产品中机械结构部分的模块化设计过程
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T321优先数和优先数系 (GB/T10091.1事物特性表定义和原理 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
3.1 模块nmodule 组成系统的、具有确定功能和标准接口的典型的通用独立单元
[GB/T30438一2013,定义3.1] 注模块分类常用方法参见附录A 3.2 整机模块equipmentmodwle 具有完整功能、可独立使用的产品或组成成套装置(或装备)的、具有独立功能和标准接口的单元
3.3 部件模块assemblymodule 组成上层部件(或整机)的、具有独立功能和标准接口的单元
注;复杂产品由多层部件组成,可通过递归设计的方法逐级实现模块化 零件模块 module part 组成部件(或整机)的、具有独立功能和标准接口的、无法再分解为独立实体的单元
3.5 特征单元模块featureunitmodule 组成复杂零件的特征单元
注:特征单元模块是零件结构的组成部分,不是独立实体
3.6 结构模块 structurem0dule 按照产品结构划分的模块
GB/T31982一2015 3.7 功能模块functionmdule 按照产品功能划分的模块
注:同一种功能模块可以对应多种不同结构模块 3.8 模块族moduletamily 具有相似功能和/或结构的模块集合
3.9 产品族prodwetfamily 具有相似功能和/或结构的产品集合
示例:基于某一汽车产品平台开发的一系列产品属于同一产品族， 3.10 基型模块basicmodemodule 面向模块族的,可派生出多个实例模块的模块
注，通过事物特性表(SML)可得到实例模块
事物特性表见GBy/T10091. 3.11 变型模块variantmodule 基于基型模块,根据事物特性表派生得到的具有特定尺寸的模块 注又称实例模块
3.12 基本模块basicmodule 产品族中所有产品都应采用,其形状和特性在这些产品中完全相同的模块
3.13 通用模块generiemdule 产品族中多个产品都可采用，其形状和特性在这些产品中完全相同的模块 3.14 专用模块speeificmodule 在产品族中仅被特定产品所采用的,为了满足特定需求(或功能)而专门设计的模块
3.15 模块化产品平台modularproduetplatformm 产品经过模块化设计后形成的基本模块、通用模块和专用模块以及这些模块间关系的集合
3.16 产品主结构productmasterstrueture -种可配置的、包括所有组成模块和规则的、面向产品族的产品结构
注:基于产品主结构,可根据不同客户的需求,派生出客户定制产品的结构,参见附录B 3.17 模块主模型modulemastermode 描述一类相似模块的共同特征、参数和关系的通用模型
注模块主模型包括特征单元模块主模型,零件模块主模型,部件模块主模型等,参见附录B. 3.18 模块主文档modulemasterdoeument 在模块主模型基础上建立的模块各种文档模板的总称
注模块主文档包括工程图模板(又称主图),工艺过程规划模板(又称主工艺过程规划),数控程序模板(又称主数 控程序)等
GB/T31982一2015 3.19 模块接口 moduleinterface 模块间进行组合或配合的标准化特征要素
注模块接口通过一系列具有一定儿何形状、尺寸和精度的边界结合面,实现模块与其他模块的物质,能量,信息交 换及空间的定位
3.20 模块化设计modularitydesignm 将产品的某些要素组合在一起,构成一些具有特定功能的模块,将这些模块作为通用性的模块与其 他产品要素进行多种组合,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的设计 方法
[GB/T30438一2013,定义3.4] 3.21 产品技术对象prdwettechniealobjeet 与产品关联的各层次的模块、接口、模型,文档等的统称
注:简称技术对象
3.22 产品配置设计prodwctconigurationdesign 基于产品主结构,按一定的配置规则,选择必选模块和可选模块组合成客户所需产品的设计方法
注:配置设计又称组合(化)设计、积木块设计等
配置设计案例参见附录B 3.23 模块变型设计mdularvariantdesignm 基于模块主模型和模块主文档,按一定变型规则对基础模块进行修改,得到新的变型模块,以满足 客户新需求的设计方法
注模块变型设计示例参见附录B. 机械产品模块化设计基本原则 4.1独立性原则 产品模块化设计应使模块间的信息、功能、结构等耦合度尽可能小,以利于提高模块的互换性、可维 修性,可重用性和可回收性等
注:该原则不适用于特征单元模块
4.2简单化原则 通过产品模块化,应尽量减少产品中的模块层次,数量和结构复杂性
4.3通用性原则 识别和分析各种相似模块,进行适当的归并处理,设计为通用模块,以尽可能少的模块组合满足尽 可能多的个性化需求
整体优化原则 在产品模块化中,将产品族中各产品的生命周期的总体最优作为主要优化目标
GB/T31982一2015 机械产品模块化设计典型过程模型 5.1概述 机械产品模块化设计的典型过程用“Y”模型表示,见图1
可根据具体需要选择其中全部或部分功 能块开展产品模块化设计
该过程一般需要经过多次循环反复,每个过程功能块完成后,应组织评审， 根据评审结果前进或返回相应的步骤(即过程功能块)
确保尽早发现和纠正错误,降低产品模块化的 成本和风险
新产品模块化平台构建过程 已有产品模块化平台构建过程 市场分析和 闹明任务和 稍定而求 确定需求 确定功能结构和 等部件AB分析 功能参数系列花规划 产品功熊参数 确定躲理友案及 系列化和模块化规划 总体结构规划 结构模块划分 结构模块优化 模块化产品 平台构建 建立产是编码 和名称字典 基型模块设计 前进 和模块按定义 返回 到相 应的 作你 步骤 产品结构 系列化设计 M 楼化产品 平台维护 产品配置设计 定制产品 模头说花设计t 模块变型设计 图1机械产品模块化设计典型过程模型(“Y”模型 机械产品模块化设计可分为以下主要过程 模块化产品平台构建 模块化产品平台维护; 定制产品模块化设计 其中“模块化产品平台构建”又可按产品对象分成两类 新产品模块化平台构建过程; 已有产品模块化平台构建过程
每个过程可细分为多个步骤即过程功能块)
GB/T31982一2015 5.2新产品模块化平台构建过程 新产品模块化平台构建主要是一个自上而下的演绎过程
通过对未来市场、技术和产品发展的需求预测和分析,参考类似产品模块化平台,进行产品功能模 块和结构模块划分,建立新产品模块化平台
见图1“Y”模型的左上部(AD,E~H功能块).
5.3已有产品模块化平台构建过程 已有产品模块化平台构建主要是一个自下而上的归纳过程
在充分分析已有客户需求信息和已有产品设计数据的基础上,对未来市场趋势进行预测,进行产品 的功能模块和结构模块划分,建立产品模块化平台
见图1“Y”模型的右上部(IL，E~H功能块) 注:该过程适用于企业已有成熟产品,市场发展对已有产品提出模块化需求,或需要对模块化进行改善的场合
5.4模块化产品平台维护过程 在模块化产品平台的使用过程中,一方面将增加大量的模块化设计实例;另一方面会发现模块化产 品平台中存在的一些新问题
因此需要不断地对模块化产品平台中的各项内容进行充实,更新和优化 以保证模块化产品平台内信息的时效性、可靠性和完整性
见图1“Y”模型的中部(M功能块). 5.5定制产品模块化设计过程 企业针对订单给出的任务,利用模块化产品平台,重用模块资源,开展产品配置设计和模块变型设 计
见图1“Y”模型的下部(N,o功能块)
机械产品模块化设计的主要方法 6.1新产品模块化平台构建方法 6.1.1市场分析和确定需求 见图1中的A功能块
目的明确新产品研发的方向,可行性以及功能需求
阶段成果:产品市场分析报告、新产品研发需求任务书、产品市场规划书、新产品技术路线图等
6.1.2确定功能结构和功能参数系列化规划 6.1.2.1概述 见图1中的B功能块
目的:将客户需求转变为产品功能,确定满足需求的产品功能结构;建立产品功能树、确定产品的功 能模块;进行产品系列化总体规划
阶段成果:质量功能配置矩阵、产品功能树、产品功能结构图、产品功能参数系列化规划书等
6.1.2.2产品功能结构确定方法 确定产品功能结构可采用以下方法 质量功能配置 a) -种将客户功能需求转变为产品功能的方法,采用矩阵形式描述产品客户需求和产品功能中 各种因素间的相互关系 产品功能分解 b
GB/T31982一2015 -种树形结构的产品功能分解方法,由上向下分解,直至最小功能,最终形成产品功能树,实现 产品功能的层次和内容的分类 产品功能分析 -种采用功能结构图,分析产品中各功能模块之间的关系以及产品中信息流,能量流和物料流 的流动方式的方法 产品功能目录 -种对已有产品功能信息分类整理的方法,以便查找和选用 功能目录又称设计目录,具有信息完备性、可扩展性及易检索性等特点
6.1.2.3产品功能参数系列化规划 当市场对产品功能需求存在一定的变化范围时,首先确定功能主参数,然后对产品功能参数按照一 定的规律划分其功能等级,应以较少的参数等级较完整地覆盖市场需求
产品功能参数系列化规划的内容主要是 产品功能主参数分析 从各功能参数中分析和确定起主导作用的参数,作为产品功能主参数,作为指导选择或确定产 品功能范围和规格的基本依据
主参数选择原则 应能反映系列产品的基本特性; 应为产品中最稳定的参数; 优先选择性能参数,其次选择几何参数; 般选取一个主参数
确定功能参数范围 b 面向产品市场规划,根据产品结构特点和一般使用范围及规律,确定功能参数范围
确定功能参数系列 确定整个系列的功能区段划分、功能区段之间的分级等
注:常见的参数系列分级有一般数值和优先数系列
可按GB/T321选择优先数系列
6.1.3确定原理方案及总体结构规划 6.1.3.1概述 见图1中的C功能块
目的,确定实现产品功能的原理方案,在此基础上进行产品总体结构规划. 阶段成果;产品原理方案、产品可行性分析报告,产品总体结构规划等
6.13.2确定产品原理方案 确定产品原理方案方法如下 在原理方案库中寻求满足产品功能需求的原理方案; a b考虑原理方案的可制造性、可装配性、可维护性、可回收性、经济性、环境友好性 如果有多个合适的原理方案,则需要进行方案评价和比较
如果没有合适的原理方案,则需要 c 设计新的原理方案,并将设计完成的原理方案存人原理方案库中
6.1.3.3产品总体结构规划 根据确定的产品原理方案,采用自上而下和自下而上相结合的方法,进行产品总体结构规划
GB/T31982一2015 包括 产品总体布局; 输人和输出设计 功能的可实现性分析 任务指标的可满足性分析; 经济的可行性分析 产品风险分析; 产品模块的总体规划 6.1.4结构模块划分 6.1.4.1概述 见图1中的D功能块
目的:将产品功能模块映射为结构模块,并在产品总体结构规划基础上,进行结构模块划分
阶段成果;产品结构模块划分设计报告、产品结构模块图等
6.1.4.2产品结构模块划分要点 产品结构模块划分要点包括 分析各功能模块间的关系和约束,根据产品总体结构规划明确模块间的接口及结构约束关系; a b)优先按功能划分子模块,在功能模块清晰的情况下,再按结构划分子模块 先进行系统级的模块划分,然后根据某一个模块系统功能划分出更细的子模块、子子模块等 直至最后的不能再细分的模块; D 先划分对产品功能具有决定意义的核心模块,然后再划分其他次要的模块,最后是那些辅助 性模块; 根据模块通用性原则确定基型模块,通用模块和专用模块,应尽可能引用已有产品的基型模块 和通用模块 f 针对要实现的目标,从安装形式,空间几何关系,实现功能种类等儿方面对结构模块进行分析 确定目标影响因素值及各个模块相互连接的重要程度值 6.1.4.3结构模块划分的环境化要求 应考虑以下环境化要求 可维护性 a 可将具有相近维护频率、,维护要求、维护时间和维护复杂性的零部件划分在同一模块中,以便 集中维护 可重用性 b 可将重用可能性较大的零部件划分在同一模块中,以便产品零部件的重用 可回收性 可将具有相同回收特性材料的零部件划分在同一模块中,以便产品拆卸和材料回收
6.1.5建立产品编码和名称字典 6.1.5.1概述 见图1中的E功能块
目的;用字母或数字对模块化产品平台中的各种产品技术对象进行编码,用于对这些技术对象进行
GB/T31982一2015 识别和分类
规范各种技术对象名称,建立名称字典,构建便于识别、管理和使用技术对象的命名及编 码体系
阶段成果;技术对象编码体系、技术对象名称字典等
6.1.5.2产品技术对象编码的组成 产品技术对象的编码一般由分类码和识别码两个相对独立的部分组成: a)分类码SML-ID 分类码主要用于技术对象的分类描述
分类码可根据GB/T10091.1的规定编制,由标准编号,分标准编号、分表编号和分图编号4部分 组成,并根据实际需要进行必要的扩充
注:分类码也可采用流水码
此种情况下,分类信息无法直接从分类码中获取,但可以从被分类对象的属性数据表 中获取
识别码Part-ID b 识别码主要用于对不同产品技术对象的区分和标识,要求具有唯一性
通常采用由计算机软件自动产生的顺序编号作为识别码
如果企业已经建立了产品技术对象编码系统,且编码具有唯一性,也可作为识别码使用
注，可参考GB/T7027中规定的信息分类和编码的基本原则与方法
名称字典的建立方法 6.1.5.3 名称字典的作用是对产品技术对象名称进行规范化便于用名称进行技术对象信息检索和分类
其建立方法是 a)调查和搜集产品相关技术对象的现有名称,可参考相关产品或相似产品标准; b) 对已有技术对象名称进行规范化
如果不能实现同一技术对象的统一命名,则确定首选名称 和替代名称,并在信息系统中建立首选名称和替代名称之间的联系; 构建名称字典后,应对其内容和表达规范进行检查,包括 -致性;名称内容应前后一致,且不存在重复: 完整性;名称内容应完整,且无冗余 -规范性;名称表达应符合规范体系要求
6.1.6基型模块设计和模块接口定义 6.1.6.1概述 见图1中的F功能块
目的;对通用模块信息内容统一化和标准化,构建基型模块及其下属零部件信息描述体系,供定制 产品模块化设计选用
阶段成果;模块主模型和各种主文档、模块接口主模型和各种主文档等
6.1.6.2基型模块设计方法 基型模块设计方法包括 a)模块几何形状分析和标准化 通过对相似模块的几何形状分析,充分挖掘存在于产品相似模块中的结构相似性
在对模块功能 分析和约束分析的基础上,对模块几何形状进行标准化,减少模块几何形状的多样化 b模块结构参数分析和标准化 包括:
GB/T31982一2015 对不同产品模块的参数进行分类， -确认各参数是可变参数或不变参数 根据设计约束,可将部分可变参数转化为不变参数; 对不变参数进行标准化
建立模块主模型 基于事物特性表技术,抽取和描述模块族中相似模块的共同特征、参数和元素,建立模块主模型 建立模块主文档 d 在基型模块基础上建立各种相关的主文档
包括 在模块主模型的基础上,利用CAD系统建立主图 对模块主模型的工艺进行优化,得到主工艺过程规划 -对模块主模型的数控程序进行优化.-得到主数控程序
6.1.6.3模块接口定义方法 模块接口定义方法包括: 归纳各模块之间的接口类型; a b选择确认具体模块所需的接口类型; 建立模块接口主模型; c d)建立模块接口的各种主文档
6.1.6.4模块接口定义要求 模块接口定义要求包括 a)通用性;同一模块族应具有规范化和系列化的接口规格; 可靠性;模块接口的使用寿命应高于各模块的使用寿命 b) e)适应性;模块接口应适应误差扰动和模块升级
6.1.7模块化产品平台总体构建 6.1.7.1概述 见图1中的G功能块
目的;建立产品族各模块、各文档之间的关系,形成模块化产品总体结构信息描述体系,用于定制产 品设计
阶段成果;产品主结构、模块分类树、文档分类树和使用说明等
6.1.7.2产品主结构建立方法 产品主结构建立方法主要是: 根据产品总体结构和产品模块,建立产品BOM; a b)确定产品BOM各层次中各节点的模块类型;基本模块,必选模块和可选模块 确定可选模块的选择规则,形成产品主结构 6.1.7.3产品主结构的建立和使用规则 产品主结构的建立和使用规则包括 a)层次规则;应反映各模块在产品主结构中所处的位置 b) 选择规则;应反映模块选择的条件
GB/T31982一2015 组合规则:应反映不同模块组合的条件和关系
6.1.7.4建立模块分类树 按照产品主结构,对产品模块自上至下逐层分解,形成模块分类树
6.1.7.5建立文档分类树 按照产品主结构和主模型,对不同层次的文档进行分类,形成文档分类树
6.1.8产品结构系列化设计 6.1.8.1概述 3 见图1中的H功能块 目的以最少的结构参数变化和最少的模块变型满足客户需求 阶段成果;产品结构主参数、结构参数范围和系列、产品结构模块系列等
6.1.8.2产品结构参数系列化设计 产品结构参数系列化设计包括 a)产品结构主参数分析 分析产品各结构参数,将起主导作用的参数作为产品结构主参数
产品结构主参数的选择要求 在产品模块基型的基础上进行; 结构参数系列化设计一般从整机,部件,零件到特征单元; 产 “品结构主参数可有多个,需要逐个确定
确定关联结构参数 b 按一定规律由结构主参数派生的参数为关联结构参数 关联结构参数数量不限,与结构主参数的关系可用事物特性表表示,可用于计算机辅助变型设计 确定结构参数系列 c 应合理划分产品系列内的结构参数系列分级,可按GB/T321选择优先数系列
建立产品结构参数系列化分布图 d 明确产品结构主参数及主要技术参数在各产品系列内的分布情况,建立产品结构参数系列化分 布图
6.2已有产品模块化平台构建方法 6.2.1阐明任务和确定需求 见图1中的I功能块 目的;在对客户需求和已有产品数据系统深人分析的基础上,结合对未来市场变化趋势的预测,确 定已有产品模块化的具体任务和重要需求
阶段成果;已有产品数据分析报告,已有产品模块化需求任务书,已有产品模块化技术路线图等
6.2.2零部件ABc分析 6.2.2.1概述 见图1中的J功能块
1o
GB/T31982一2015 目的;通过对企业零部件的统计分类,明确模块化的重点任务
阶段成果;零部件ABC分析报告等 6.2.2.2零部件ABC分类 将产品的零部件按其通用性分成A类件,B类件,C类件: a)A类件是专用零部件，且不能由B类件和C类件经过组合或变型得到
其特点是:结构比较 复杂 bB类件是通用零部件
其特点是;可进行变型设计;开发设计的工作量较少;加工工艺标准化 程度较高 C类件是标准件
其特点是;标准化程度高;一般都有对应的国家标准或行业标准
6.2.2.3零部件ABC分析方法 零部件ABC分析方法主要包括 零部件频谱分析.对企业现存的所有零部件的出现频率进行频谱分析,剔除其中使用频率极低 a 的零部件,对使用频率较高的零部件进行标准化,对使用懒率较低的零部件进行规范化 b)零部件AC归类;将标准件归为c类件;将通用零部件归为B类件;将专用零部件归为A 类件; 零部件ABC优化;通过标准化改进,将部分B类件转化为C类件;将部分A类件转化为B 类件
6.2.3产品功能参数系列化和模块化规划 6.2.3.1概述 见图1中的K功能块
目的;进行产品功能参数系列化和模块化规划
阶段成果;产品功能参数系列化设计报告、产品功能模块化设计报告等
6.2.3.2已有产品的功能参数系列化规划 在零部件ABC分析的基础上,根据历史订单情况和市场趋势预测,分析产品销售的变化范围,进行 产品系列化规划,包括: a 产品频谐分析 将订单分布情况定义为纵轴,将产品型号/尺寸/性能等参数分布情况定义为横轴,由此构成二维图 了解不同型号/尺寸/性能等参数的产品订单分布颊谱,减少模块变型数量,支撑产品族建立 表)， 基型选择 b 选择最具有代表性,用途广,生产较普遍,结构较先进，经过生产和使用考验,结构和性能都比较可 靠,又有发展前途的型号作为产品基型 e)确定产品主参数 依据产品频谱分析结果,对已有产品参数(包括功能和结构参数)进行分析和优化,确定产品主参 数,缩小产品类型的变化范围 注应考虑企业现有产晶的主要变化所处层级,如果主要是关健部件的变化,则产品系列化应以产品关键部件的技 术参数分布范围作为划分依据
d)确定参数范围 参照产品频谱分析结果,根据产品结构特点和一般使用范围规律,确定参数范围; 示例:床的产品参数包括尺寸参数(工作台尺寸、运动参数(三向行程)和动力参数(功率、转矩)
1l1
GB/T31982一2015 e)确定参数系列 选择产品参数的分类、分级方法,确定整个参数系列的分档、档与档之间的公比等,可按GB/T321 选择优先数系
6.2.3.3已有产品的功能模块化规划 在零部件ABC分析基础上,分析已有产品的功能原理,进行产品功能模块划分
6.2.4结构模块优化 见图1中的L功能块
目的;在零部件AC分析和产品功能模块划分的基础上,对已有产品的模块进行重组优化,包括模 块分解和模块合并等
同时对原有模块间的接口进行分析和改进 阶段成果:产品结构模块划分设计报告、产品结构模块图等
6.3模块化产品平台维护方法 6.3.1概述 见图1中的M功能块
目的;维护模块化产品平台中实例模块的模型信息内容,根据应用反馈不断对零部件进行标准化和 模块化,完善产品技术对象编码体系和名称字典
阶段成果;规范化的实例模块的模型信息,新的标准化和模块化零部件,完善后产品技术对象编码 体系名称字典等
6.3.2模块化产品平台维护 模块化产品平台维护方法包括 a)实例模块模型信息的规范化 按照模块模型和文档的要求,对已经使用的零部件实例信息进行规范化,建立实例模块文档; 新的零部件的标准化和模块化 b 按照F功能块,对设计中产生的新的专用零部件,进行基型模块设计和模块接口定义,纳人模块化 产品平台， 产品技术对象编码体系和名称字典的完善 c 按照E功能块,针对新的产品技术对象的新需求,完善编码体系和名称字典
6.4定制产品模块化设计方法 6.4.1产品配置设计 6.4.1.1概述 见图1中的N功能块
目的;配置出满足客户多样化和个性化需求,且成本低,交货期短的产品
阶段成果;产品实例结构树,配置技术文档等
6.4.1.2产品配置设计方法 产品配置设计方法主要包括: a)产品功能配置设计 12
GB/T31982一2015 根据客户需求和产品配置设计知识,对产品族功能树中的功能模块进行选择和配置,形成产品实例 功能树
然后根据客户需求和配置约束,由人工或相关软件配置形成产品实例结构树 b)产品结构配置设计 根据产品主结构和产品配置设计知识,选择客户所需用的产品结构模块,形成产品实例结构树
2 模块变型设计 6.4.2 6.4.2.1概述 见图1中的O功能块
目的;在有限范围内改变模块主模型的功能参数或结构参数,满足客户的多样化和个性化需求
阶段成果:产品实例模块、,变型技术文档等
6.4.2.2模块变型设计方法 模块变型设计方法可分为: 基于功能参数的变型设计 a 客户选择或提出功能参数要求,然后确定模块结构主参数,并由主参数计算其他关联结构参数,实 现模块的变型 b)基于结构参数的变型设计 客户选择或提出产品结构主参数变化要求,或企业根据客户需求选择产品结构主参数,由主参数计 算其他关联结构参数,实现模块变型,获得实例模块 局部拓扑结构变型设计 c 在模块主模型的基础上,根据客户要求,对模块局部拓扑结构进行变型,获得实例模块
13
GB/T31982一2015 附录A 资料性附录 模块分类常用方法 模块分类常用方法见表A.1
表A.1模块分类的常用方法 注 分类依据 模块分类 整机模块、部件模块、零件模块、特征单元部件模块可分解为下层部件模块或零件 模块粒度 模块 模块 -般先按功能、后按结构划分模块 功能和结构 功能模块、结构模块 专用模块如果被多个产品使用,可转变为通 模块通用程度 基本模块、通用模块、专用模块 用模块 配置选型要求 必选模块,可选模块 两种模块都有对应的模块族 基型模块、变型模块(实例模块) 变型模块是基于基型模块变型获得的 变型要求 14
GB/T31982一2015 附 录B 资料性附录 产品主结构和配置设计示意,模块主模型和变型设计示例 B.1产品主结构和配置设计示意 图B.1表示了一个产品的主结构和配置设计示意
A5 A6 A7 P1 P2 AA10 A12 P6 P10 A13 A14 ZI 说明: 部件; 零件， R 必选模块选择规则,R1表示在组成部件A8时应在而且只能在P8或P9中选择一个零件; O 可选模块选择规则,o1表示在组成部件A时,可以而不是必须在A5.A6或A7中选择一个部件;03表示 在组成部件A5时,可以而不是必须在P3、P4或P5中选择一个零件
图B.1一个产品的主结构和配置设计示意 B.2模块主模型和变型设计示例 图B.2为模块主模型和变型设计示例
模块主模型包括特征单元模块主模型,如通孔;零件模块 主模型,如法兰和管道;部件模块主模型,如法兰组合
这些模块主模型参数相互关联
例如,由特征单 元通孔主模型和事物特性表,可得到通孔变型设计实例,其编码(Part-ID)为102;该通孔对应零件法兰 主模型中的编码(PartID)为10o112的变型设计实例;该法兰对应零件管道主模型中的编码(Part-ID) 为100397的变型设计实例;最后这些变型设计实例配置组合成部件法兰组合的实例,其编码(Part-ID) 为300108. 15
GB/T31982一2015 Pan-ID 变量名 100 101 CAD中形状元素通孔变表 102 形状元素通孔主模型 形状元素通孔事物性表 形状元素 变量名 取值 Part-D APNo 1001I0 40 150 120 50 100 10 10011 30 100 80 50 101 00 100 102 10112 140 40 S0 50 零件法兰事物特性表 AP-No. 102 CAD中零件法兰变最表 零件法兰主模型 Part-ID 取 值 变量名 I00395 50 40 80 60 100396 30 40 100397 80 40 cAD中零件管道变量表 零件管道事物特性表 零件管道主模型 变名 取值 Part-ID AP-o AP.No AP-No AP-No AP-No AP-No. 100112 兰 管 道 蝶 栓 蝶 母 也 片 00397 AP-No 300106 100110 I00395 400123 40025l 400342 AP-No400125 300107 100111 I00396 40124 400252 400343 AP-No. 400253 .0108 10I2 100397 400125 400253 40034 AP-No 400344 部件法兰组合事物特性表 部件法兰组合主模型 CAD中部件法兰组合变量表 图B.2模块主模型和变型设计示例 l6
GB/T31982一2015 参 考 文 献 [1]GB/T7027信息分类和编码的基本原则与方法 [2]GB/30438一2013支持模块化设计的数据字典技术原则和方法 [3]PahlG，Beitzw.Engineeringdesign systematicapproach
Englishtranslationby 公 wallaceK.Springer verlag，2007. [4]RichtlinieVD12221，MethodikzumEntwickelnundKonstruierenTeechnischerSystemeund Produkte.Dseldorf.VD2Verlag，1986. [5]RiehtlinieVD2222Entwurf)，KonzipierenTechnischerProdukte.Dsedorl:VD12 Verlag，1973 [6]祁国宁,顾新建,谭建荣.大批量定制技术及其应用.北京机械工业出版社,2003. [7]顾新建,杨青海,纪杨建,顾巧祥
机电产品模块化设计方法和案例
北京;机械工业出版 社,2013. [8]李春田
模块化研究现代标准化前沿.北京;标准出版社,2008. [g]童时中
模块化原理设计方法与应用
北京;标淮出版社.2000. [10]祁国宁,Josefsthotner,顾新建,韩永生
图解PDML
北京;机械工业出版社,2005. [[11]Josefsthotner
制造企业的产品数据管理 -原理概念策略
祁国宁译
北京;机械工 业出版社,2002. [12]孔造杰,郝永敬
质量功能配置与维护功能配置理论与方法.北京:清华大学出版社,2008.
机械产品模块化设计规范GB/T31982-2015解析
随着机械工业的快速发展，机械产品的生产和制造已经成为现代化建设中不可或缺的一部分。在这个过程中，模块化设计逐渐成为了一种重要的机械产品设计方式。而机械产品模块化设计规范GB/T31982-2015就是针对这一需求而制定的规范。
该规范主要围绕机械产品模块化设计的原则和方法进行了规定。它包括了模块化设计的基本概念、设计流程、设计要求和测试方法等内容，为机械产品的模块化设计提供了科学的指导。
根据规范要求，机械产品的模块化设计应该具备以下特点：
- 模块化原则：将产品划分为多个不同的功能模块，实现模块间的组合和替换，提高产品的灵活性和可维护性。
- 设计流程：包括模块化设计需求分析、模块划分和设计、模块测试和验证等环节，确保设计过程的规范、标准和科学性。
- 设计要求：包括模块接口的设计和选择、模块之间的协作和通信、模块的安装和调试等方面，确保模块化设计的安全可靠和稳定性。
- 测试方法：包括模块单元测试、模块集成测试和整体功能测试等环节，对模块化设计的各个方面进行全面检测和评估。
总的来说，机械产品模块化设计规范GB/T31982-2015是一项非常实用的机械设计标准。它对于提高机械产品的制造效率、降低成本和提高产品质量具有重要的意义。同时，该规范还可以促进机械工业的发展和技术创新，推动我国机械制造业向高端化、智能化和绿色化方向发展。
因此，为了更好地应对市场竞争和满足客户需求，机械企业需要积极运用该规范，采用模块化设计方式，不断提高产品质量和效率，为行业的可持续发展做出更大的贡献。
