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模塊化設計把機器分割成多個(gè)子模塊部件，每一個(gè)子模塊部件是標準的、可替換的。整個(gè)產(chǎn)品的重復生產(chǎn)、銷(xiāo)售中，成熟的模塊不需要再測試，節省了設計費用以及測試帶來(lái)的資金占用、材料、人工、場(chǎng)地、能源、管理等費用。

??高成熟度、標準的部件重復使用，也避免了隱藏的產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險，提高組裝效率，降低組裝錯誤，也避免了測試過(guò)程中可能出現的人員傷害、設備損壞風(fēng)險。

??成熟子模塊部件多次重復使用中，一些缺陷得到消除，功能得到改進(jìn)和完善，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量穩定性，使客戶(hù)更滿(mǎn)意。

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裝備自動(dòng)化的模塊化設計

??裝備的模塊化設計分三個(gè)方面機械模塊化、電氣模塊化和軟件模塊化，三者緊密關(guān)聯(lián)，電氣模塊化與機械模塊化進(jìn)行匹配，而軟件模塊化與電氣模塊化進(jìn)行匹配，共同構成了裝備的模塊化設計。裝備模塊化的三個(gè)方面如圖4.1所示。

??機械模塊化需要考慮每個(gè)部件的功能、性能、材料、尺寸、相對位置、安裝等。機械模塊的劃分結果影響各電氣模塊之間的接口。機械、電氣模塊的模塊化設計影響軟件的功能分布。機械、電氣、軟件模塊化不是獨立的，而是相互影響和支持的。

??需求分析及模塊劃分

??設計一種類(lèi)型自動(dòng)化裝備之初，需要充分收集客戶(hù)需求，確定該裝備的功能、特性及性能指標。在進(jìn)行模塊化設計時(shí)，需要考慮如何分割各個(gè)功能模塊，設立功能子模塊的接口。模塊分解實(shí)際上就是考慮了重用和設備整個(gè)生命周期中的使用情況，對產(chǎn)品功能重新分配，將原有設備結構的零部件分解后重新組合的過(guò)程。對于某些功能模塊，可以設計多種成本、性能各異的方案，供客戶(hù)選擇。

??功能模塊自身功能獨立，具有標準連接接口和I/O接口。另一方面，功能模塊又是整個(gè)產(chǎn)品的一部分，不理解模塊在產(chǎn)品中的作用和位置，就無(wú)法定義模塊。這種既強調自身功能的獨立性，又強調系統結構的歸屬性，就是功能模塊的二元性。模塊的劃分在實(shí)際劃分中可能會(huì )經(jīng)歷多輪的迭代才能形成滿(mǎn)意的劃分方案。

??各功能模塊對外的接口的標準化可以保證同一功能的不同方案可以互換。部件互換性對于用戶(hù)端就是配置可選擇性，是個(gè)性化和柔性化的體現。以汽車(chē)為例，汽車(chē)變速器有自動(dòng)檔方案，也有手動(dòng)檔方案，標準化接口使這些變速器與發(fā)動(dòng)機、車(chē)輪之間具有統一的對外接口，便于大規模差別化組裝。

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