模塊化產(chǎn)品開發(fā)的基本思路

1、模塊化產(chǎn)品開發(fā)的基本思路把產(chǎn)品族分解為模塊，建立模塊體系。不同模塊組合構(gòu)成柔性的、可變的、多樣化的產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)“以不變（模塊系列）應(yīng)多變（用戶需求）的產(chǎn)品開發(fā)模式。系統(tǒng)分解為模塊的基本原則以功能為核心、結(jié)合組裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解。系統(tǒng)通用要素的提取和分離，相似要素的簡(jiǎn)化、歸并、統(tǒng)一，經(jīng)典型化處理，形成模塊。分解點(diǎn)的選擇：高內(nèi)聚，低耦合。模塊化產(chǎn)品開發(fā)模式模塊化設(shè)計(jì)的基本方法模塊組合法：新產(chǎn)品=不變部分（通用模塊）+準(zhǔn)通用部分（改型模塊）專用部分（新功能模塊）基本型派生法：研制一種基本型，通過變型（某些零部件的附加、替換、再加工），構(gòu)成派生型產(chǎn)品，以滿足不同需求。組合法+基本型派生法標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化對(duì)企業(yè)

2、的價(jià)值現(xiàn)代模塊化設(shè)計(jì)方法“設(shè)計(jì)規(guī)則”“設(shè)計(jì)規(guī)則”包含模塊的三要素。模塊“結(jié)構(gòu)規(guī)則”：又稱“劃分規(guī)則”。確定構(gòu)成系統(tǒng)的模塊的輪廓（界線），即系統(tǒng)是由哪些模塊組成的，它們是怎樣發(fā)揮作用的。這實(shí)際上就是，系統(tǒng)分解（為模塊）的規(guī)則、或系統(tǒng)要素組合（為模塊）的規(guī)則。模塊間“接口規(guī)則”：規(guī)定模塊如何相互作用，模塊間的位置安排、聯(lián)系，如何交換信息。通過“接口規(guī)則”，固化模塊間接口特征。模塊“評(píng)定規(guī)則”：即系統(tǒng)集成與檢測(cè)的規(guī)則。它是模塊接口的檢驗(yàn)、測(cè)定“標(biāo)準(zhǔn)”，以保證系統(tǒng)集成質(zhì)量。設(shè)計(jì)規(guī)則的價(jià)值：把“由上而下”的設(shè)計(jì)原則，具體化為確立設(shè)計(jì)規(guī)則。即系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前需首先確定設(shè)計(jì)規(guī)則；突出了“接口”（界面）在模塊體系

3、建設(shè)中的作用。模塊化產(chǎn)品開發(fā)模式模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)：與整體式設(shè)計(jì)方法有原則上的區(qū)別面向產(chǎn)品族：一種模塊能通用于多種產(chǎn)品。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)：面向某一具體產(chǎn)品；模塊化設(shè)計(jì)：是面向整個(gè)產(chǎn)品族系統(tǒng)。三個(gè)設(shè)計(jì)層次：模塊化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。模塊系統(tǒng)設(shè)計(jì)。模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。由上而下設(shè)計(jì)：傳統(tǒng)設(shè)計(jì)：由下而上著眼于功能設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)。模塊化設(shè)計(jì)：首先著眼于產(chǎn)品族系統(tǒng)分解，由上而下建立通用模塊體系，最后由模塊組合構(gòu)成的產(chǎn)品。模塊化產(chǎn)品開發(fā)模式模塊化思維的特點(diǎn)和規(guī)律：產(chǎn)品=模塊+接口。當(dāng)今企業(yè)技術(shù)環(huán)境面臨的挑戰(zhàn)（1）社會(huì)需求的多樣化和個(gè)性化生活水平和教育水準(zhǔn)的提高，人們的愛好需求、審美觀、價(jià)值觀等逐漸向個(gè)性化發(fā)展，喚起了多樣化的消費(fèi)

4、心態(tài)。市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，促使各企業(yè)不惜標(biāo)新立異，開發(fā)出品種繁多的新產(chǎn)品，以適應(yīng)市場(chǎng)需求的多變和提高市場(chǎng)的占有率。經(jīng)濟(jì)全球化、生產(chǎn)分散化和企業(yè)再造工程的興起隨著經(jīng)濟(jì)全球化，世界市場(chǎng)變得越來越開放，協(xié)作成為經(jīng)濟(jì)結(jié)合的流行方式，跨國(guó)經(jīng)濟(jì)將成為21世紀(jì)的主導(dǎo)。當(dāng)今企業(yè)技術(shù)環(huán)境面臨的挑戰(zhàn)（2）生產(chǎn)的分散化和專業(yè)化：企業(yè)的生存取決于它的技術(shù)能力和應(yīng)變能力，小企業(yè)經(jīng)營(yíng)靈活，采用先進(jìn)技術(shù)，隨著技術(shù)更新的加快，大批中小企業(yè)興起，形成生產(chǎn)的專業(yè)化和社會(huì)化。企業(yè)再造和企業(yè)重組：以增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。時(shí)間已成為競(jìng)爭(zhēng)的主要因素時(shí)間緊縮：技術(shù)開發(fā)時(shí)間、產(chǎn)品壽命周期和投資回報(bào)周期的間隔迅速縮短。當(dāng)今企業(yè)技術(shù)環(huán)境面臨

5、的挑戰(zhàn)（3）產(chǎn)品的成本和質(zhì)量雖然仍是競(jìng)爭(zhēng)的重要因素，但隨著先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的普遍采用，企業(yè)間的產(chǎn)品質(zhì)量日趨接近，新產(chǎn)品的投放速度和交貨期已成為決定競(jìng)爭(zhēng)勝負(fù)的最關(guān)鍵因素技術(shù)集成功能集成：當(dāng)今隨著技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)已滲透到各個(gè)領(lǐng)域，市場(chǎng)上任何一種產(chǎn)品都是一系列不同技術(shù)（功能）的集合體。當(dāng)今企業(yè)技術(shù)環(huán)境面臨的挑戰(zhàn)（4）系統(tǒng)集成：現(xiàn)代的各種技術(shù)系統(tǒng)都是多種技術(shù)設(shè)備的綜合體，用戶希望一個(gè)企業(yè)不僅是提供一種主產(chǎn)品，而能提供相關(guān)的成套設(shè)備和系統(tǒng)集成服務(wù)。面臨挑戰(zhàn)的對(duì)策應(yīng)對(duì)上述種種挑戰(zhàn)的唯一途徑就是模塊化。由模塊組成的柔性的產(chǎn)品或系統(tǒng)，能夠適應(yīng)多樣化的需求和組織專業(yè)化生產(chǎn)，可快速組合成新產(chǎn)品，

6、通過通用接口實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成。下述的大規(guī)模定制以及現(xiàn)代模塊化和模塊化時(shí)代的理論，都是應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)的對(duì)策和產(chǎn)物多樣化的挑戰(zhàn)（1）多樣化的挑戰(zhàn)（2）傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化面臨多樣化挑戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)化的基本原則：約束多樣化，治亂。多樣化（源于個(gè)性化需求和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)）導(dǎo)致小批量、多品種生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)化向何處去？模塊化是一條“唯一”、“必由”之路。多樣化中含有規(guī)范化的因素，任何事物有它典型的構(gòu)成模式，哪怕是“量體裁衣”，上衣和褲子是截然不同的。集標(biāo)準(zhǔn)化多種要素于一體的“模塊化”，能適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)的需要，它為多樣化時(shí)代的標(biāo)準(zhǔn)化工作開辟了一條新路。多樣化的挑戰(zhàn)（3）多樣化的挑戰(zhàn)（4）現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化以模塊化為綱我國(guó)的“現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化”理論

7、的誕生和價(jià)值：為適應(yīng)多樣化需求，在90年代初，以李春田教授為代表的我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化工作者了以模塊化為核心“現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化”理論。指出標(biāo)準(zhǔn)化不會(huì)消亡，提出模塊化可實(shí)現(xiàn)多樣化與效益的有機(jī)統(tǒng)一，為信息時(shí)代的“多品種、小批量”生產(chǎn)模式指明了方向和途徑（是必由之路）。“現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化”是我國(guó)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化理論的創(chuàng)新，是標(biāo)準(zhǔn)化的革命。知識(shí)經(jīng)濟(jì)與“設(shè)計(jì)規(guī)則”的競(jìng)爭(zhēng)（2）知識(shí)經(jīng)濟(jì)理論形成于20世紀(jì)80年代初期。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）在1996年首次提出“以知識(shí)為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)”。預(yù)計(jì)，人類將在21世紀(jì)的下半葉全面進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代。知識(shí)經(jīng)濟(jì)必須以人的智力創(chuàng)造為核心，重視終身教育培訓(xùn)、重視建立創(chuàng)新機(jī)制。知識(shí)產(chǎn)權(quán)經(jīng)濟(jì)：知識(shí)產(chǎn)權(quán)是財(cái)

8、富的主要來源，知識(shí)產(chǎn)權(quán)成為科技進(jìn)步的主要產(chǎn)出，并對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)進(jìn)步的貢獻(xiàn)率越來越大。知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)利資本的形式已成為決定生產(chǎn)力發(fā)展的主導(dǎo)要素大規(guī)模定制與模塊化（1）大規(guī)模定制（MC）一21世紀(jì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)前沿大規(guī)模定制（MassCustomization）（美國(guó)，1996年提出）目標(biāo)：大規(guī)模定制是以大規(guī)模生產(chǎn)的速度和成本，滿足用戶的多樣化、個(gè)性化需求。特點(diǎn)：在產(chǎn)品多樣化和定制化的同時(shí)，不相應(yīng)地增加成本。其基本原理如圖所示：大規(guī)模定制與模塊化（2）目標(biāo)：速度快.成本低滿足多樣化.個(gè)性化需求制造手段：大規(guī)模生產(chǎn)+定制=大規(guī)模定制00產(chǎn)品組成：通用模塊+柔性組裝=個(gè)性化產(chǎn)品制造業(yè)的又一次革命以模塊化為技術(shù)

9、手段產(chǎn)生以模塊化為核心的現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化一一標(biāo)準(zhǔn)化的一次革命。以適應(yīng)大規(guī)模定制的需要。大規(guī)模定制與模塊化（3）企業(yè)生存發(fā)展的三大支柱（競(jìng)爭(zhēng)力要素）分析大規(guī)模定制與模塊化（4）大規(guī)模定制與模塊化（5）企業(yè)趕超國(guó)際水平的模式：以產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)模式（模塊化）為突破口。模塊化是企業(yè)的內(nèi)功，主動(dòng)權(quán)完全在自己手中。模塊化成為各大公司的追逐目標(biāo)大規(guī)模定制與模塊化（6）適應(yīng)MC的設(shè)計(jì)技術(shù)要求：建立合理的產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)，同時(shí)完成一組產(chǎn)品（而不是一個(gè)）的設(shè)計(jì)，通過擴(kuò)大產(chǎn)品族中模塊、標(biāo)準(zhǔn)件的比例來提高定制的速度，并降低成本。設(shè)計(jì)的瓶頸：面向產(chǎn)品族，面向多用戶的個(gè)性化需求。需在產(chǎn)品設(shè)計(jì)早期進(jìn)行整體概念設(shè)計(jì)，建立模塊化的、由生命

10、力的產(chǎn)品體系模型。需電路、結(jié)構(gòu)同時(shí)協(xié)調(diào)進(jìn)行；模塊劃分與零部件結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)大規(guī)模定制與模塊化（7）現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化理論與大規(guī)模定制理論殊途同歸我國(guó)對(duì)“多品種、小批量”生產(chǎn)模式的研究，形成了系統(tǒng)的以模塊化為核心的現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化理論（1999）主要從標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)切入美國(guó)在總結(jié)跨國(guó)公司經(jīng)驗(yàn)后，提出以模塊化為基礎(chǔ)的大規(guī)模定制理論（1993）主要從管理切入現(xiàn)代模塊化與模塊化時(shí)代（1）模塊化的回顧與發(fā)展四個(gè)階段原始模塊化：模塊化思維是人的天性，雖然沒有模塊化理論指導(dǎo)，但許多事物呈現(xiàn)出模塊化特征。是模塊化意識(shí)的成功應(yīng)用。人類三次信息革命的實(shí)質(zhì)：1）語(yǔ)言革命：語(yǔ)言是人有別于動(dòng)物的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，漢語(yǔ)語(yǔ)音（包括四聲）共有41

11、5個(gè)，經(jīng)組合能表達(dá)極其復(fù)雜的內(nèi)容。2）文字革命：每一個(gè)漢字都具有特殊的形態(tài)和特定意義，文字組合可形成表達(dá)不同思想的文件。漢字是公用的通用單元。現(xiàn)代模塊化與模塊化時(shí)代（2）3）印刷革命：活字印刷術(shù)加速了信息的傳播，極大地推進(jìn)了人類社會(huì)的進(jìn)步。用字模排版印刷，拆版后通用的活字可復(fù)用。中醫(yī)中藥的模塊化實(shí)質(zhì)：具有特定性味（功能）的中藥（通用模塊）由醫(yī)師（設(shè)計(jì)師）據(jù)病情（需求）組配成藥方（產(chǎn)品）。上述所采取的方法是相同的，就是將具有獨(dú)立功能的個(gè)體，按不同需要進(jìn)行新的組合。其基本構(gòu)成模式都是：產(chǎn)品=模塊+接口。現(xiàn)代模塊化與模塊化時(shí)代（3）經(jīng)典模塊化系統(tǒng)分解和組合理論指導(dǎo)下的模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)革命：20世紀(jì)初，

12、建筑業(yè)出現(xiàn)可以自由組合的建筑單元；1920年，德國(guó)等設(shè)計(jì)出模塊化的銑床和車床；隨后，機(jī)床設(shè)計(jì)普遍采用了模塊化模式。1923年為解決成套電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的通用互換問題，美國(guó)制定了機(jī)箱面板和機(jī)架尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，后升級(jí)為IEC標(biāo)準(zhǔn)，沿用至今。現(xiàn)代模塊化與模塊化時(shí)代（4）50年代，歐美提出模塊化設(shè)計(jì)概念，擴(kuò)展應(yīng)用到軍用裝備、艦船等設(shè)計(jì)。例如，1956年美國(guó)推出的機(jī)載模塊化電子設(shè)備的ATR系列，后為世界各國(guó)所采用，并擴(kuò)展應(yīng)用與坦克等系統(tǒng)。現(xiàn)代模塊化1964年IBM360模塊型電腦系統(tǒng)的誕生，是一個(gè)有里程碑意義的事件。它導(dǎo)致硅谷計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)群的興起。使模塊化設(shè)計(jì)理論得以升華和普及。現(xiàn)代模塊化=傳統(tǒng)模塊化+設(shè)計(jì)規(guī)則

13、。現(xiàn)代模塊化與模塊化時(shí)代（5）模塊化時(shí)代模塊化理論的深化和在更高層次上和更廣泛范圍內(nèi)的運(yùn)用。由經(jīng)濟(jì)學(xué)家推動(dòng)。處理復(fù)雜系統(tǒng)問題的有效方法由模塊化設(shè)計(jì)延伸到模塊化企業(yè)。模塊化原則和方法引入經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)領(lǐng)域。一一產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的配置、調(diào)整：模塊化培育模塊簇群”，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，改變現(xiàn)存產(chǎn)業(yè)、企業(yè)的結(jié)構(gòu)，具有十分強(qiáng)大的沖擊力。現(xiàn)代模塊化與模塊化時(shí)代（6）模塊化企業(yè)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的利器：是對(duì)企業(yè)內(nèi)部組織進(jìn)行再設(shè)計(jì)。由企業(yè)家（企業(yè)管理者）推動(dòng)。按模塊化原則組織設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)：總體設(shè)計(jì)；模塊設(shè)計(jì)；產(chǎn)品設(shè)計(jì)。按模塊化原則構(gòu)建企業(yè)技術(shù)平臺(tái)。按模塊化原則改造生產(chǎn)體系（生產(chǎn)線設(shè)置，模塊“外包”）。面向模塊化的組織改造（內(nèi)部組織及流程

14、的再設(shè)計(jì)）。現(xiàn)代模塊化與模塊化時(shí)代（7）模塊化新高潮的興起19921997“大規(guī)模定制理論問世。把模塊化提到新的高度，指出沒有模塊化就沒有大規(guī)模定制，模塊化成為世界各大公司所追逐的目標(biāo)。模塊化企業(yè)是進(jìn)入大規(guī)模定制模式的途徑。1997年哈佛商學(xué)院發(fā)表“模塊時(shí)代的經(jīng)營(yíng)”，提出：模塊化進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期。系統(tǒng)需求分析使用功能可用性：體現(xiàn)設(shè)備的易用性可可服務(wù)性。提供了用戶使用（察看、操作、維護(hù)）設(shè)備的人機(jī)界面。實(shí)現(xiàn)設(shè)備的物質(zhì)功能。精神功能美觀性：機(jī)械結(jié)構(gòu)體現(xiàn)產(chǎn)品的形象和外觀藝術(shù)效果，使之具有藝術(shù)性（精神功能）。注：前兩項(xiàng)主要是面向產(chǎn)品的自身品質(zhì)；后兩項(xiàng)主要是面向用戶和市場(chǎng)。系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析需求分

15、析：搜集并綜合用戶的基本需求和各用戶的多樣化、個(gè)性化需求。并進(jìn)行分析和分配。目標(biāo)的可行性論證：分析制約條件，如關(guān)鍵技術(shù)的成熟程度、自身技術(shù)力量、物質(zhì)條件、環(huán)境條件、資金、設(shè)計(jì)制造周期、市場(chǎng)前景等因素?？尚行苑治霭L(fēng)險(xiǎn)分析。需求的確定和分配需求的特點(diǎn)是對(duì)必需實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的規(guī)格說明。它描述了系統(tǒng)的特性或?qū)傩裕窃陂_發(fā)過程中對(duì)系統(tǒng)的約束。需求強(qiáng)調(diào)做什么，而不是如何做。系統(tǒng)需求分析對(duì)需求的要是：描述清晰、唯一性、完整性、一致性、可實(shí)現(xiàn)性、可驗(yàn)證（或可測(cè)試）性、可跟蹤性。需求確定原則：一個(gè)好的需求應(yīng)是：必需的：如果不包括此需求，最壞的情況下會(huì)發(fā)生什么？可驗(yàn)證的：對(duì)需求有確定的驗(yàn)證方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。可實(shí)現(xiàn)的：

16、需求是技術(shù)上可行的，能適合預(yù)算、進(jìn)度和其它因素（例如重量）的限制。描述清晰的：每個(gè)需求應(yīng)該只表達(dá)一個(gè)單純的思想；需求不會(huì)被誤解（無歧義性）；最好用簡(jiǎn)單語(yǔ)言描述。系統(tǒng)需求分析需求分配原則：把系統(tǒng)需求分配給子系統(tǒng)時(shí)，要求：是可行的、可實(shí)現(xiàn)的，可測(cè)試的。被清楚地、準(zhǔn)確地描述。是相互一致的。各子系統(tǒng)項(xiàng)目組成員對(duì)所分配的需求，應(yīng)進(jìn)行學(xué)習(xí)、理解和評(píng)審，標(biāo)識(shí)出不適當(dāng)、不完整和遺漏的需求。反饋給系統(tǒng)設(shè)計(jì)師，并進(jìn)行協(xié)調(diào)。系統(tǒng)需求分析需求的分類按需求的來源分類用戶（或運(yùn)營(yíng)商）需求：合同需求，包括對(duì)功能、性能和場(chǎng)景等的需求。一一企業(yè)基線需求：包括環(huán)境、防護(hù)、EMC、可靠性；安全、環(huán)保；可制造性、可裝配性、可服務(wù)性等

17、。一一法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)需求：包括各類國(guó)際、國(guó)家法規(guī)；國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)（尤其應(yīng)注意安規(guī)、環(huán)保類標(biāo)準(zhǔn)）；企業(yè)技術(shù)平臺(tái)。系統(tǒng)需求分析按需求的功能分類：可分為四類，前三類可統(tǒng)稱為功能需求。一一產(chǎn)品載體（結(jié)構(gòu)）需求：面向產(chǎn)品功能，構(gòu)成產(chǎn)品基本實(shí)體。一一產(chǎn)品防護(hù)需求：面向環(huán)境適應(yīng)性，包括環(huán)境防護(hù)、熱管理、EMC等。一一可用性需求：面向用戶使用，包括可服務(wù)性（工程安裝、維修性）；運(yùn)行監(jiān)控；安全、環(huán)保；標(biāo)識(shí)和造型等經(jīng)濟(jì)性需求：面向企業(yè)經(jīng)營(yíng)，包括產(chǎn)品成本；DFMA；標(biāo)準(zhǔn)化（國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)規(guī)范）模塊化等。系統(tǒng)需求分析按需求的屬性可分為兩類：一一功能結(jié)構(gòu)性需求：是對(duì)產(chǎn)品構(gòu)成的基本要求，體現(xiàn)為產(chǎn)品架構(gòu)和結(jié)構(gòu)件的組成。這里的結(jié)構(gòu)

18、件，不是指有具體形狀和尺寸的零部件，而是指功能構(gòu)件，例如，鉸鏈、機(jī)架、門、蓋板等。這些需求在總體設(shè)計(jì)需予以滿足。一一約束性需求：是對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的約束條件，主要包括標(biāo)準(zhǔn)化需求，結(jié)構(gòu)工藝性需求，經(jīng)濟(jì)性需求，外觀需求等。常體現(xiàn)于結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)要素（如通風(fēng)孔，進(jìn)出線開口等）和構(gòu)件的組裝匹配要素（如門的開啟角度，門的縫隙等）。約束性需求在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段輸入。系統(tǒng)需求分析對(duì)電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的需求有兩類：來自產(chǎn)品的需求：產(chǎn)品功能需求；產(chǎn)品防護(hù)需求；用戶特殊需求；使用性需求。結(jié)構(gòu)本身的衍生需求：結(jié)構(gòu)模式和布局的需求；產(chǎn)品風(fēng)格和形象的需求；新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用；標(biāo)準(zhǔn)化的需求等。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的構(gòu)成總體設(shè)計(jì)=

19、架構(gòu)設(shè)計(jì)+接口設(shè)計(jì)+概要設(shè)計(jì)架構(gòu)的基本概念詞源：架構(gòu)一詞源于建筑業(yè)，后擴(kuò)展應(yīng)用而成為一種較為普遍使用的概念。價(jià)格在不同領(lǐng)域有不同的用詞和具體含意。軟件領(lǐng)域：是對(duì)系統(tǒng)組織、構(gòu)件接口、行為模式、協(xié)作關(guān)系等體系問題的決策總和。架構(gòu)確定后，軟件基本定型。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)工程中：指“體系結(jié)構(gòu)”，用以描述構(gòu)成系統(tǒng)的各組成單元間的邏輯關(guān)系。例如，系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。模塊化設(shè)計(jì)中：指模塊化系統(tǒng)的宏模型。一簡(jiǎn)單的形式把握系統(tǒng)的整體，粗線條勾畫出系統(tǒng)輪廓，以整體觀念協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)外諸要素。指模塊化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)則：模塊設(shè)計(jì)所必需遵守的明確規(guī)則，以保證這些模塊能夠構(gòu)成一個(gè)協(xié)調(diào)、完整的系統(tǒng)。方法論中：

20、是運(yùn)用“模式思維”提出系統(tǒng)的最佳“構(gòu)成模式”。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)需求向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化需求分析全部需求歸類：將來自用戶、企業(yè)基線和標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)的需求，經(jīng)歸并統(tǒng)一，分別按功能歸類。功能性需求分析。經(jīng)濟(jì)性需求分析。全部需求整理列表：作為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)評(píng)審的依據(jù)。需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的步驟功能分析（需求T功能）：將功能按層次逐級(jí)展開，建立功能樹。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)功能分析步驟：將各項(xiàng)功能需求（包括載體需求、防護(hù)需求、使用性需求）按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)逐級(jí)分解成要素。并將細(xì)分的需求列為“需求分解表”。功能需求要素分類：將細(xì)分后的功能要素，分列為“構(gòu)造性需求”和“約束下需求”。并且列為

21、“需求分配表”，用以指導(dǎo)設(shè)計(jì)（架構(gòu)設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)）。功能樹：將涉及構(gòu)造的功能逐層展開，展示系統(tǒng)構(gòu)成的概貌。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計(jì)（功能f架構(gòu)）：功能向?qū)嶓w結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。系統(tǒng)分解根據(jù)需求、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)趨勢(shì)，提出初步結(jié)構(gòu)描述和布局。結(jié)構(gòu)分解與功能分析應(yīng)按層次同步進(jìn)行，并相互呼應(yīng)。例如，戶外電子設(shè)備的突出問題是環(huán)境適應(yīng)性，可基本定格為密閉機(jī)柜。以結(jié)構(gòu)分解為主：就電子產(chǎn)品而言，功能分析不能解決結(jié)構(gòu)形式和布局問題，只有把功能融入相應(yīng)構(gòu)件，才能構(gòu)成產(chǎn)品實(shí)體。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)功能轉(zhuǎn)化為功能構(gòu)件（包括部件）考慮能實(shí)現(xiàn)功能的結(jié)構(gòu)件模型，并一一與之對(duì)應(yīng)。一個(gè)功能構(gòu)件有可能實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能。功能向?qū)嶓w結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化宜逐層依

22、次進(jìn)行，以使功能逐步融入預(yù)期的結(jié)構(gòu)模式。功能構(gòu)件的組合零部件之間依賴（接口）關(guān)系分析：將功能關(guān)系密切的構(gòu)件適當(dāng)組合成部件。將體積小的構(gòu)件納入體積較大的構(gòu)件中。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)零部件之間比較復(fù)雜的依賴或干涉關(guān)系（例如涉及通風(fēng)散熱、防塵、電磁兼容等），互有因果關(guān)系，可繪制關(guān)聯(lián)圖或關(guān)聯(lián)表，以便在詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行精細(xì)設(shè)計(jì)和測(cè)試，在構(gòu)件集成和布局中應(yīng)優(yōu)先考慮。確立產(chǎn)品的基本架構(gòu)將全部功能構(gòu)件經(jīng)集成和布局，形成由幾個(gè)子系統(tǒng)和模塊構(gòu)成的產(chǎn)品架構(gòu)。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)基本架構(gòu)可有幾個(gè)架構(gòu)方案，供評(píng)審、選用。產(chǎn)品概要設(shè)計(jì)（需求一產(chǎn)品方案）任務(wù)：完成產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)，通過概要設(shè)計(jì)方案書提出滿足全部需求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則和要求

23、。規(guī)定架構(gòu)的構(gòu)成和有關(guān)參數(shù)：例如，架構(gòu)的結(jié)構(gòu)劃分、布局及其主要尺寸。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)規(guī)定產(chǎn)品的主要構(gòu)件（模塊）間的接口結(jié)構(gòu)和參數(shù)；電氣互聯(lián)和配線結(jié)構(gòu)和要求；產(chǎn)品與外部有關(guān)要素間的接口結(jié)構(gòu)和參數(shù)。提出對(duì)產(chǎn)品的性能要求、有關(guān)參數(shù)和設(shè)計(jì)原則：包括機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度；電磁兼容性；環(huán)境適應(yīng)性（熱、三防、IP）;配電和線纜管理；性能測(cè)試和驗(yàn)證要求等。提出實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的約束性需求的基本原則和設(shè)計(jì)要求：例如，外觀要求；結(jié)構(gòu)工藝性要求；人機(jī)工程要求；維護(hù)性要求；安全、環(huán)保要求；經(jīng)濟(jì)性要求等。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)模型化：模型是系統(tǒng)方案的重要組成部分。模型化對(duì)象：可以是產(chǎn)品總體，也可以是其中比較復(fù)雜的或新穎的部分。

24、對(duì)模塊化產(chǎn)品系統(tǒng)，應(yīng)提供模塊系列、接口系列、產(chǎn)品族系列的模型。模型的表達(dá)方式：數(shù)字化圖形模型，數(shù)學(xué)模型，模擬模型（可以是產(chǎn)品的局部，）計(jì)算機(jī)仿真等。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)模塊間“接口規(guī)則”：是企業(yè)模塊化水平及效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。確定整機(jī)接口要素：明確規(guī)定整機(jī)與外部的接口要；整機(jī)內(nèi)部各模塊間的接口要素。確定各模塊接口要素的具體參數(shù)：包括接口模式，接口的功能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)。固化接口特征：對(duì)各模塊間的接口作出詳細(xì)的規(guī)定，以便使各模塊相對(duì)獨(dú)立（一個(gè)模塊的改型不影響其它模塊），為系統(tǒng)和模塊的發(fā)展和創(chuàng)新提供充分的自由度。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)模塊設(shè)計(jì)規(guī)則：規(guī)范模塊的模式和接口及其參數(shù)，用以約束模塊的品種和

25、品質(zhì)。各模塊應(yīng)明確規(guī)定構(gòu)成系列的基型模塊設(shè)計(jì)規(guī)則，及其變型規(guī)則。各模塊系列的設(shè)計(jì)規(guī)則，應(yīng)遵循“接口規(guī)則”。模塊“評(píng)定規(guī)則”：用以保證系統(tǒng)集成的實(shí)現(xiàn)（符合“接口規(guī)則”）和驗(yàn)證系統(tǒng)的性能及質(zhì)量。系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)接口（Interface）與接口系統(tǒng)接口：系統(tǒng)各組成部分之間可傳遞功能的共享界面。物質(zhì)、能量、信息通過接口進(jìn)行傳遞；模塊通過接口組成系統(tǒng)。接口系統(tǒng)：系統(tǒng)中能有效地實(shí)現(xiàn)模塊間功能傳遞所必須的一套獨(dú)立于模塊功能的接口要素。系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)接口的方式和接口功能接口的方式：見下圖。直接式接口：各模塊本身帶有的接口，能直接連接并傳遞功能。間接式接口：兩個(gè)模塊間通過接口模塊進(jìn)行連接。這種接口模塊可對(duì)信息或參數(shù)進(jìn)

26、行處理，使相連的模塊能夠匹配，它往往是一個(gè)功能部件、甚至是一種設(shè)備。具有承前啟后的作用。系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)接口方式圖：上圖為直接式接口下圖為間接式接口系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)接口的功能：物質(zhì)、能量、信息的輸入/輸出功能；轉(zhuǎn)換、調(diào)整功能。接口的轉(zhuǎn)換、調(diào)整功能可分為四種。零接口：不進(jìn)行轉(zhuǎn)換、調(diào)整，照原樣把濕熱連接到輸出。如連軸器、電纜、插頭插座等。被動(dòng)接口：只用接受部分進(jìn)行轉(zhuǎn)換、調(diào)整。如減速器、變壓器、可變電阻器等。輸入端往往是公用或標(biāo)準(zhǔn)接口。能動(dòng)接口：含有能動(dòng)部分的接口。例如，電磁離合器，繼電器，放大器，光耦合器，A/D/D/A變換器等。系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)智能接口：能適應(yīng)變化情況改變接口條件。如可變程序控制器。機(jī)電產(chǎn)品

27、接口接口類型機(jī)械接口：機(jī)械各零部件間的連接界面，通過接口實(shí)現(xiàn)靜態(tài)結(jié)合或動(dòng)態(tài)結(jié)合（傳遞力、運(yùn)動(dòng)）。接口結(jié)構(gòu)包括接口形式和接口尺寸及精度，除滿足功能外，主要應(yīng)具有互換和兼容性。機(jī)械接口還包括流體動(dòng)力與機(jī)械本體的接口，如泵、控制閥。系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)電氣接口：傳遞各種電氣信息的界面，其功能除傳遞信息外，還要求被連的兩個(gè)電路阻抗匹配。對(duì)于模塊間無兼容性的接口，則需采用具有接收、處理和發(fā)送功能的接口電路（板）或接口設(shè)備。如A/D、D/A轉(zhuǎn)換，電路與電源間的變壓、整流、逆變、變頻等。機(jī)電接口：是間接型接口，可以認(rèn)為其間有機(jī)械量與電量轉(zhuǎn)換的變換器，在機(jī)電接口中有能量轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)男蕟栴}、阻抗匹配問題、信息的傳輸和

28、變換問題等。其他物理量與電量的接口：各物理量需轉(zhuǎn)換成電量才能為信息處理系統(tǒng)所接受。例如，將電量轉(zhuǎn)換成電磁波發(fā)射的天線系統(tǒng)；光電轉(zhuǎn)換；聲電轉(zhuǎn)換；各類傳感器都是一種接口元件，與相應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)合，則構(gòu)成將物理量變換為電量的接口設(shè)備。軟件程序接口系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)人機(jī)環(huán)境接口：人在特定環(huán)境中使用產(chǎn)品，由此構(gòu)成人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)。為使人、機(jī)、環(huán)境這三個(gè)環(huán)節(jié)匹配，應(yīng)妥善解決三者間的接口問題。人機(jī)接口：包括人機(jī)間的操作和維修界面；人機(jī)間的對(duì)話（通信）界面。應(yīng)使其符合人的心理及生理特點(diǎn)，以利于提高操作和信息傳遞的效率及準(zhǔn)確性。需進(jìn)行人機(jī)工程設(shè)計(jì)。機(jī)環(huán)境接口：需對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)。人環(huán)境接口：需按人機(jī)

29、工程原則進(jìn)行人的工作環(huán)境設(shè)計(jì)。人人接口：需進(jìn)行合理的管理體系和企業(yè)文化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)接口系統(tǒng)及其標(biāo)準(zhǔn)化把接口作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行研究和開發(fā)：接口是模塊的邊界及結(jié)合部，若僅將其作為某一技術(shù)領(lǐng)域或產(chǎn)品的附屬部分，往往會(huì)被忽視，或邊界不清而互相等待或推托，或因缺乏有效協(xié)調(diào)而各行其是，使接口系統(tǒng)成為一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。接口結(jié)構(gòu)的水平和質(zhì)量將制約系統(tǒng)的功能和水平，宜于將其列為專題進(jìn)行研究和開發(fā)。應(yīng)盡可能采用通用接口。系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)及時(shí)將重要的接口要素上升為規(guī)范。系統(tǒng)接口與產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)工程技術(shù)的總體設(shè)計(jì)可歸納為：系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)；系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)。系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)：系統(tǒng)功能配置，總體架構(gòu)。系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)：把模塊組成系統(tǒng)時(shí)的接

30、口要素和結(jié)構(gòu)?？傮w設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則上是以協(xié)調(diào)模塊間的外部接口為主；如某模塊內(nèi)部接口有可能影響系統(tǒng)性能時(shí)，則也應(yīng)列入總體設(shè)計(jì)范圍。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析環(huán)境條件對(duì)產(chǎn)品可靠性的影響影響產(chǎn)品可靠性的因素可歸結(jié)為兩類：產(chǎn)品本身有出故障的內(nèi)因：設(shè)計(jì)、制造元器件等的質(zhì)量。產(chǎn)品在外因作用下出現(xiàn)故障：主要指使用、貯存和運(yùn)輸過程中環(huán)境條件的影響。環(huán)境條件：是指產(chǎn)品所經(jīng)受的周圍的物理、化學(xué)和生物條件。這些條件是由單一環(huán)境參數(shù)及其嚴(yán)酷程度組合成的。這些環(huán)境條件通常包括自然環(huán)境條件和誘發(fā)環(huán)境條件。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析產(chǎn)品的性能和可靠性都是針對(duì)一定的環(huán)境條件而言的，環(huán)境條件越嚴(yán)酷，對(duì)產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量要求就越高。環(huán)境對(duì)產(chǎn)品的基本影

31、響有：腐蝕、開裂、脆化、潮氣的吸附或吸收、氧化等?？蓪?dǎo)致材料的物理和化學(xué)性質(zhì)的變化。單一環(huán)境對(duì)產(chǎn)品的主要影響和引起的典型故障見GB2421環(huán)境條件的標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境條件對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的影響，是在付出了沉重代價(jià)后才被人們所認(rèn)識(shí)。為使環(huán)境條件和試驗(yàn)方法統(tǒng)一和規(guī)范化，IEC制定并頒發(fā)了一整套完整、嚴(yán)謹(jǐn)而科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)系列。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析環(huán)境條件分類標(biāo)準(zhǔn)：IEC60721系列標(biāo)準(zhǔn)（IEC/TC75,1973）一一IEC721-1（=GB4796）環(huán)境條件分類及其嚴(yán)酷度分級(jí)一一IEC721-2（=GB4797）自然環(huán)境條件，共6項(xiàng)，包括：溫度和濕度；海拔與氣壓、水深與水壓；生物；太陽(yáng)輻射與溫度；降水和風(fēng)；塵、沙

32、、鹽霧。一一IEC721-3（=GB4798）應(yīng)用環(huán)境條件，共9項(xiàng)，包括：貯存；運(yùn)輸；有氣候防護(hù)場(chǎng)所固定使用；無氣候防護(hù)場(chǎng)所固定使用；地面車輛使用；船用；攜帶和非固定使用；產(chǎn)品內(nèi)部的微氣候；導(dǎo)言。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析一一IEC721-4IEC7213對(duì)IEC68-2的相互關(guān)系和轉(zhuǎn)換指南，共8項(xiàng)，與IEC7213對(duì)應(yīng)。環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2423、GB/T2423系列（共62項(xiàng)）（IEC60068-2系列）（IEC/TC50,1961），電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)分類及其等級(jí)（以GB4798.3為例）氣候條件：氣候條件分為13個(gè)等級(jí)；環(huán)境參數(shù)共有16種。特殊氣候條件：包括熱輻射（三個(gè)等級(jí)）；

33、周圍空氣運(yùn)動(dòng)（三個(gè)等級(jí)）；除雨以外的其它水源條件（四個(gè)等級(jí)：滴水；淋水；濺水；噴水）。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析機(jī)械條件：分為8個(gè)等級(jí)。一一正弦穩(wěn)態(tài)振動(dòng)：用加速度、位移和頻率三個(gè)參數(shù)表達(dá)。一一非穩(wěn)態(tài)振動(dòng)（包括沖擊）：用沖擊響應(yīng)譜和峰值加速度表達(dá)。生物條件：定性規(guī)定。一一植物：無或有霉菌、真菌等。一一動(dòng)物：無或有嚙齒動(dòng)物和其它危害產(chǎn)品的動(dòng)物?；瘜W(xué)活性物質(zhì)條件：除了鹽（無或有鹽霧）不屬于氣體外，主要環(huán)境參數(shù)為8種化學(xué)氣體。共分為4個(gè)等級(jí)。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析機(jī)械活性物質(zhì)條件：包括沙、塵（漂浮）、塵（沉積）三類，共分為4個(gè)等級(jí)。戶外氣候類型和戶外氣候組（GB4797.1）統(tǒng)計(jì)的戶外氣候類型：為使產(chǎn)品能夠在

34、某一地理區(qū)域內(nèi)使用，必須按該地的氣候圖設(shè)計(jì)產(chǎn)品。一一我國(guó)（GB4797.1）戶外氣候分為六類：寒冷、寒溫（又分為I、II型）、暖溫、干熱、亞濕熱、濕熱。一一IEC72121的戶外氣候分為九類：極端寒冷、寒冷、寒溫、暖溫、干熱、中等干熱、極干熱、濕熱、（恒定）濕熱。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析統(tǒng)計(jì)的戶外氣候組：為使一種產(chǎn)品能在不同氣候類型地理區(qū)域內(nèi)使用，可以將統(tǒng)計(jì)的戶外氣候適當(dāng)?shù)貧w并為幾個(gè)組。一一我國(guó)分為三個(gè)氣候組：有限組，一般組，通用組。IEC分為四個(gè)氣候組：有限組，一般組，通用組，世界性組。一一歸并為氣候組的目的是為了使產(chǎn)品能在更大范圍內(nèi)通用而限制溫度和濕度的分級(jí)。一一對(duì)應(yīng)用范圍廣的產(chǎn)品，如按氣候組

35、分別設(shè)計(jì)成34種（防護(hù)措施程度不同），針對(duì)不同用戶供貨，有助于降低成本。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析有氣候防護(hù)場(chǎng)所固定使用（GB4798.3）的場(chǎng)所分類和選用。（在附錄A中有詳細(xì)說明）完全氣候防護(hù)場(chǎng)所（封閉場(chǎng)所）：該場(chǎng)所有防護(hù)設(shè)施，能夠防止全部氣候的直接影響。3K1、3K2屬全空調(diào)場(chǎng)所。部分氣候防護(hù)場(chǎng)所（遮蔽場(chǎng)所）：該場(chǎng)所有防護(hù)設(shè)施，能夠防止部分氣候的直接影響。一一有調(diào)溫措施、但無調(diào)濕設(shè)施的封閉場(chǎng)所：如無人值守機(jī)房，選用3K3、3K4、3K5、3K5L。一一無溫、濕度控制的封閉場(chǎng)所：選用3K6、3K6L。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析一一無溫、濕度控制，建筑物非密閉、可與戶外直接相通的場(chǎng)所：會(huì)直接受到戶外氣候的

36、影響，可據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際氣候情況選用。3K7、3K8類只存在于我國(guó)的特定地區(qū)。化學(xué)活性物質(zhì)條件的使用場(chǎng)所及等級(jí)選用3C1:應(yīng)用于較少的工業(yè)活性物質(zhì)和中等交通的鄉(xiāng)村和城市地區(qū)。3C2:應(yīng)用于一般程度污染，工業(yè)活性物質(zhì)分布于整個(gè)地區(qū)活交通繁忙的城鎮(zhèn)。3C3:用于靠近有工業(yè)生產(chǎn)的化學(xué)污染的場(chǎng)所。3C4：應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)內(nèi)部，可能出現(xiàn)高濃度的化學(xué)污染物質(zhì)場(chǎng)所。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析產(chǎn)品內(nèi)部的微氣候（GB/T47989）微氣候：產(chǎn)品內(nèi)部安裝元件（基礎(chǔ)件、組件和內(nèi)裝設(shè)備）處的氣候條件。僅考慮高氣溫和低相對(duì)濕度。產(chǎn)品內(nèi)部的元件會(huì)受到外部加熱或自身發(fā)熱的影響。產(chǎn)品微氣候等級(jí)由三部分表示：產(chǎn)品（外部）氣候等級(jí)（GB479

37、8.3或GB4798.4），產(chǎn)品（內(nèi)部）的高空氣溫度和限定的空氣相對(duì)濕度。（后者由本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定）。應(yīng)用環(huán)境條件（GB4798）標(biāo)準(zhǔn)的使用導(dǎo)則環(huán)境對(duì)產(chǎn)品的影響基本上有以下兩種方式：產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析一一受短期極端環(huán)境條件的作用，使產(chǎn)品不能正常工作或損壞。一一受長(zhǎng)期非極端應(yīng)力的作用，使產(chǎn)品緩慢地劣化，最后使產(chǎn)品不能工作或損壞。環(huán)境參數(shù)的等級(jí)可作選擇設(shè)計(jì)和試驗(yàn)等級(jí)的基礎(chǔ)，但不應(yīng)要求產(chǎn)品在分級(jí)界限值內(nèi)的故障為零。取其較高或較低的嚴(yán)酷等級(jí)，取決于產(chǎn)品允許發(fā)生故障的概率。一些環(huán)境條件的物理影響可由若干環(huán)境參數(shù)引起。例如產(chǎn)品周圍的最高溫度，可由周圍空氣溫度、太陽(yáng)輻射、鄰近發(fā)熱元件和爐子的熱輻射等引起。產(chǎn)品系

38、統(tǒng)環(huán)境條件分析制造廠或用戶可以對(duì)產(chǎn)品采用適當(dāng)措施（在運(yùn)輸和貯存時(shí)裝入箱內(nèi)或把產(chǎn)品放在防振動(dòng)和防沖擊的物體上），以減少環(huán)境條件的嚴(yán)酷等級(jí)。此時(shí)的嚴(yán)酷等級(jí)應(yīng)適用于連同防護(hù)措施在內(nèi)的產(chǎn)品，不是直接作用于產(chǎn)品本身。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到環(huán)境參數(shù)出現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間和頻率，以使其安全可靠。環(huán)境條件標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用的有關(guān)問題產(chǎn)品應(yīng)能承受惡劣環(huán)境條件的影響，要求在設(shè)計(jì)階段預(yù)先掌握產(chǎn)品所要遇到的環(huán)境條件的詳細(xì)資料。了解環(huán)境條件及其對(duì)產(chǎn)品的影響，是對(duì)每位產(chǎn)品設(shè)計(jì)師（尤其是總體設(shè)計(jì)）的基本要求之一。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)師在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)前需了解：產(chǎn)品在壽命期間，遇到的環(huán)境條件是由哪些參數(shù)組成？這些參數(shù)對(duì)材料、元器件、整機(jī)會(huì)產(chǎn)

39、生什么作用，造成產(chǎn)品損壞的機(jī)理如何？如何根據(jù)實(shí)際環(huán)境來選用模擬的環(huán)境試驗(yàn)方法以及防護(hù)措施？環(huán)境條件的合理選用：使在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面較為合理。如選定的環(huán)境參數(shù)值過低，不能保證產(chǎn)品使用的可靠性；過高則需采取更多的防護(hù)措施，產(chǎn)品更復(fù)雜，增加成本，還不一定取得更高的可靠性。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析明確其使用的環(huán)境條件類型；列出對(duì)產(chǎn)品有影響的環(huán)境參數(shù)，并選擇合適的嚴(yán)酷等級(jí)。IEC721系列標(biāo)準(zhǔn)給出的是單一環(huán)境參數(shù)，有些參數(shù)因組合不同或順序不同，可產(chǎn)生不同的影響，例如，同樣的濕度，高溫比低溫對(duì)產(chǎn)品的影響更嚴(yán)重。環(huán)境試驗(yàn)方法選用的若干問題：選用試驗(yàn)方法時(shí)，應(yīng)充分了解該方法的適用性。例如，對(duì)于正弦振動(dòng)試驗(yàn)，機(jī)柜插箱

40、級(jí)裝置應(yīng)采用低交越頻率（8Hz9Hz）（低頻大振幅）；元器件之類小件應(yīng)采用高交越頻率（高頻小振幅）。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析電子產(chǎn)品的外殼是整個(gè)產(chǎn)品的防護(hù)體，應(yīng)選用嚴(yán)于產(chǎn)品的試驗(yàn)等級(jí)。產(chǎn)品通常不進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，復(fù)雜產(chǎn)品常只取一個(gè)試驗(yàn)樣品，或是整個(gè)組件、或是組件的一部分。大型產(chǎn)品整機(jī)試驗(yàn)不可行時(shí)，應(yīng)規(guī)定對(duì)哪些關(guān)鍵部件進(jìn)行試驗(yàn)。GB4798中列出的環(huán)境條件值不包括安全裕度，試驗(yàn)規(guī)范制定時(shí)，除把環(huán)境條件轉(zhuǎn)換成試驗(yàn)條件外，還應(yīng)考慮試驗(yàn)設(shè)備和控制裝置的容差，以及試驗(yàn)樣品與產(chǎn)品間的差異。（三）面向模塊化的設(shè)計(jì)（I）經(jīng)典模塊化方法3.1標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)3.2模塊化概念及其價(jià)值3.3模塊化產(chǎn)品開發(fā)模式3.4模塊化的系統(tǒng)

41、分解技法3.5模塊系列設(shè)計(jì)3.6模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)3.7模塊化設(shè)計(jì)案例分析標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：為了在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，經(jīng)協(xié)商一致并由公認(rèn)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用的或重復(fù)使用的一種規(guī)范性文件。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化：為在企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對(duì)實(shí)際的或潛在的問題制定共同的或重復(fù)使用的規(guī)則的活動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)化目的：獲得最佳秩序（治亂，使之有序化）和效益。標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象：公用性和復(fù)用性的事物和概念，包括物和“非物”（如程序）。標(biāo)準(zhǔn)化的功能：確保質(zhì)量；提高工作效率。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的基本方法簡(jiǎn)化：削減多余的、可替代的、低功能的對(duì)象。為達(dá)到事物的“精煉”和“合理”需把握兩個(gè)界限：簡(jiǎn)化的必要性界限：品種、規(guī)格超出了

42、必要的范圍。簡(jiǎn)化的合理性界限：應(yīng)達(dá)到“總體功能最佳”的目標(biāo)。即品種構(gòu)成從全局看效果最佳。統(tǒng)一：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象的形式、功能或其他技術(shù)特性所確立的一致性，應(yīng)與被取代的事物功能等效。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)：系統(tǒng)中各組成部分或各相關(guān)因素相互適應(yīng)，建立起合理的秩序或相對(duì)平衡關(guān)系。優(yōu)化：對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成因素及其關(guān)系進(jìn)行選擇、設(shè)計(jì)或調(diào)整，使之達(dá)到最理想的效果。標(biāo)準(zhǔn)化的形式規(guī)范化：使事物典型化、有序化。規(guī)范化可視為標(biāo)準(zhǔn)化的初級(jí)形式。典型化：使簡(jiǎn)化、統(tǒng)一后的對(duì)象具有概括和代表同類事物的基本特征的性質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)通用化：在互相獨(dú)立的系統(tǒng)中，選擇和確定具有功能互換性或尺寸互換性的子系統(tǒng)或功能單元。系列化：對(duì)同一類產(chǎn)品中的一組產(chǎn)品

43、同時(shí)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。模塊化：上述方法的綜合運(yùn)用。標(biāo)準(zhǔn)化的正作用和負(fù)作用：標(biāo)準(zhǔn)化有助于確保質(zhì)量、提高效率，但如果運(yùn)用不當(dāng)，也會(huì)產(chǎn)生負(fù)效果，導(dǎo)致技術(shù)和管理的僵化，限制技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)造性思維的發(fā)揮。應(yīng)實(shí)行動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)充分利用已有的標(biāo)準(zhǔn)化成果和資源標(biāo)準(zhǔn)具有先進(jìn)性和實(shí)用性：標(biāo)準(zhǔn)是一種成熟的、公開的先進(jìn)資源，可拿來就用，是一筆經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的高水準(zhǔn)的財(cái)富。是通行的共同技術(shù)語(yǔ)言是一筆可免費(fèi)共享（有例外）的巨大財(cái)富。采用標(biāo)準(zhǔn)是企業(yè)上水平的捷徑。全面實(shí)施系列化、通用化設(shè)計(jì)產(chǎn)品層次結(jié)構(gòu)的規(guī)范化和系列化：分析、明確并規(guī)范產(chǎn)品的層次結(jié)構(gòu)（功能性能、結(jié)構(gòu)模式及尺寸的層次）。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)層次結(jié)構(gòu)體系可為產(chǎn)品的系列化、通用化設(shè)

44、計(jì)提供線索和思路；避免產(chǎn)品開發(fā)的盲目性，減少產(chǎn)品品種規(guī)格；并有助于企業(yè)生產(chǎn)過程中各部門的思想統(tǒng)一，有助于生產(chǎn)組織管理。產(chǎn)品構(gòu)成要素的通用化對(duì)產(chǎn)品的多種基本要素（例如，元器件、零部件、原材料、性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)要素等）進(jìn)行通用化，不僅可減少產(chǎn)品構(gòu)成要素品種規(guī)格，而且可減少相關(guān)要素的品種規(guī)格。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)件的選用原則基本原則：最大限度限制其品種規(guī)格。如Inter公司某計(jì)算機(jī)僅用一種螺釘。簡(jiǎn)化了產(chǎn)品制造和管理，方便維修。緊固件選用原則：以大代小，以長(zhǎng)代短。采用同一種螺釘頭結(jié)構(gòu)，減少工具品種。選用螺釘組合件，縮短裝配時(shí)間。需常拆卸的面板、蓋板，采用松不落螺釘。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)如直接用手拆裝，選用滾花頭螺釘或蝶

45、形螺母。在適用的地方，盡可能采用自攻螺釘（免攻絲和修配過孔）。連接器選用原則：盡量采用同一類連接器，以多芯代替少芯，減少品種規(guī)格。選用徒手快速解脫連接器，提高裝卸效率。優(yōu)先選用有導(dǎo)向、鎖緊、護(hù)套和系留結(jié)構(gòu)的連接器。模塊化概念及其價(jià)值模塊化的目的和對(duì)象目的：滿足多樣化的需求和適應(yīng)激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，在多品種、小批量的生產(chǎn)方式下，實(shí)現(xiàn)最佳效益和質(zhì)量。任務(wù)和對(duì)象：優(yōu)化產(chǎn)品族（系統(tǒng)）的構(gòu)成模式，以最少的要素組合，構(gòu)成最多的產(chǎn)品品種。對(duì)象：構(gòu)成系統(tǒng)或產(chǎn)品族的典型的、成熟的、可通用（重用、復(fù)用）的要素。包括：子系統(tǒng)、組件、部件、器件、典型電路、邏輯組件、軟件程序、計(jì)算方法、文件格式（模板）、目標(biāo)：建立模塊系統(tǒng)和

46、模塊化的對(duì)象（產(chǎn)品族）系統(tǒng)。模塊化概念及其價(jià)值模塊化的功能和價(jià)值功能：研究一個(gè)系統(tǒng)中整體和個(gè)體的關(guān)系及它們的形成和實(shí)施過程。即研究建立模塊體系和由模塊組合成（產(chǎn)品）系統(tǒng)過程中的特點(diǎn)、規(guī)律和方法。價(jià)值：21世紀(jì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的前沿?，F(xiàn)代“大規(guī)模定制”生產(chǎn)模式的基礎(chǔ)和前提。模塊化過程：是一個(gè)有目標(biāo)、有組織的、動(dòng)態(tài)的活動(dòng)過程。包括生產(chǎn)技術(shù)過程（設(shè)計(jì)和制造）和生產(chǎn)技術(shù)的管理過程。其特點(diǎn)是：模塊化概念及其價(jià)值目的性：有一個(gè)明確、清晰的對(duì)象目標(biāo)，有相應(yīng)的計(jì)劃和措施支持，否則模塊化進(jìn)程就可能夭折。綜合性：模塊化系統(tǒng)是牽連面甚廣的復(fù)雜系統(tǒng)，需有多學(xué)科專家的通力合作。動(dòng)態(tài)性：保持模塊化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和先進(jìn)性。充分發(fā)揮模

47、塊化的優(yōu)勢(shì)。形成和成熟的過程：起初允許同一功能模塊的競(jìng)爭(zhēng)，定型后，則作為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一，強(qiáng)行實(shí)施。以取得批生產(chǎn)的效益。模塊化概念及其價(jià)值維護(hù)與發(fā)展過程：適應(yīng)市場(chǎng)需求，淘汰過時(shí)模塊，補(bǔ)充改型模塊和新功能模塊。更新?lián)Q代過程。超前性：構(gòu)建模塊化系統(tǒng)，周期較長(zhǎng)，投入較大，應(yīng)高起點(diǎn)并預(yù)見到技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，才可能有生命力。模塊化設(shè)計(jì)方法：下面兩種方法實(shí)質(zhì)是一樣的。系統(tǒng)分解組合法：通過對(duì)產(chǎn)品族的分析，把其中相同或相似的功能單元或要素分離出來，經(jīng)歸并、集成，統(tǒng)一為一系列的標(biāo)準(zhǔn)單元（模塊）；用不同模塊的組合構(gòu)成多樣化的產(chǎn)品。模塊化概念及其價(jià)值基本型派生發(fā)展法：將產(chǎn)品系統(tǒng)分解成通用部分、準(zhǔn)通用部分和專用部分，集中力量

48、設(shè)計(jì)一種基本型，以其為基礎(chǔ)，修改準(zhǔn)通用部分，設(shè)計(jì)專用部分，派生出滿足多種需要的產(chǎn)品。模塊化是標(biāo)準(zhǔn)化的高級(jí)形式：模塊化是標(biāo)準(zhǔn)化原理在應(yīng)用上的發(fā)展，由模塊可以直接構(gòu)成整機(jī)以至大的系統(tǒng)，從而在更高層次上實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化。它是下述五個(gè)方面的綜合體。結(jié)構(gòu)典型化：模塊是一種具有典型性的單元。部件通用化：可通用于兩種以上產(chǎn)品。部件系列化：在基型的基礎(chǔ)上派生，適應(yīng)多樣化需求。模塊化概念及其價(jià)值接口規(guī)范化：接口參數(shù)規(guī)范化；有時(shí)包括布局規(guī)范化（包括模數(shù)化）。這是模塊互換的基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)組合化：是模塊化產(chǎn)品的裝組特點(diǎn)。模塊化=通用化+系列化+組合化典型化接口規(guī)范化狹義模塊化與廣義模塊化狹義模塊化：按嚴(yán)密的定義和方法開展的產(chǎn)品

49、或系統(tǒng)的模塊化工作。廣義模塊化：將模塊化作為一種思維方法與工作方法，來分析和解決各種復(fù)雜系統(tǒng)的問題。此中，物質(zhì)的和非物質(zhì)的通用要素均可視作為模塊。此時(shí)模塊化概念的核心是清晰的，而其輪廓?jiǎng)t變得模糊。模塊化概念及其價(jià)值模塊：是構(gòu)成系統(tǒng)的具有某種特定功能和接口結(jié)構(gòu)的典型的通用獨(dú)立單元。其特征為：具有相對(duì)獨(dú)立的、不受干擾的特定功能，可以單獨(dú)考核（運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)試）、預(yù)制、儲(chǔ)備，某些模塊還可作為商品流通于市場(chǎng)。模塊是系統(tǒng)的組成部分，它是系統(tǒng)分解的產(chǎn)物。用模塊可以組合成新系統(tǒng)，也易于從系統(tǒng)中拆卸和更換。模塊是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（或通用）單元，模塊結(jié)構(gòu)具有典型性、通用互換性或兼容性，并往往可構(gòu)成系列。具有能傳遞功能、能組成系統(tǒng)的接口（輸入、輸出）結(jié)構(gòu)。模塊化概念及其價(jià)值模塊的類型：功能模塊：具有相對(duì)獨(dú)立的功能，其性能參數(shù)（常指線性尺寸外的參數(shù)）能滿足通用互換或兼容的要求。（機(jī)械）結(jié)構(gòu)模塊：具有尺寸互換性的（機(jī)械）結(jié)構(gòu)部件。單元模塊：是指既具有功能互換性，又具有尺寸互換性，即具有完全互換性的獨(dú)立功能部件。是二者的綜合體。集成模塊：是小模塊的集合，集成可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。模塊化概