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關鍵詞 模塊化；并行生產；環境組裝
中圖分類號U23 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）102-0157-02
1 概述
車輛的生產制造是一項系統性工作，需要設計和工藝統籌考慮，在設計之初就須考慮后續生產中的各種問題，包括質量、成本、生產計劃等，優秀的設計應該具有良好的可操作性并且對提高生產效率有所幫助。傳統車輛組裝方法為串行方法，基本理念是在車輛上依次組裝各種部件，突出問題是某一環節出現問題將會導致整個生產線的停滯，解決此問題的一種行之有效的方法是將車輛的組裝工作分解成幾個模塊，模塊的生產與車輛的生產并行，最后將模塊整體與車輛組裝。CRH1A的設計和制造大量采用模塊化理念，CRH1A是青島四方龐巴迪鐵路運輸設備有限公司生產的時速250km不銹鋼車體動車組，由8輛車編組（5動3拖，編組型式：Mc1a+Tp2+M2+Md2+T2+M2+Tp2+Mc1a）構成，列車內部功能齊全，具有良好的的舒適性。本文以CRH1A動車組為參照，闡述其模塊化組裝的理念。
2.模塊介紹
2.1 車頂模塊
鋼結構車頂固定在工裝上，工裝兩側與翻轉設備固定，車頂板朝下、彎梁朝上放置，工人站在兩側的平臺上進行操作，組裝防寒材、風道、線槽、中頂板等部件，構成車頂模塊，經過校線測試合格后，將整個車頂模塊與無車頂車體焊接成一體。這種組裝工藝使車頂各部件的組裝工作變得非常簡便。傳統車體為整體焊接結構，車頂與側墻、端墻、底架焊接成筒型結構，在組裝車頂防寒材、線槽、風道等部件時，工人需要借助梯子、凳子等登高并且仰頭施工，操作不便，勞動強度大。車頂模塊很好的解決此問題，。
另外，CRH1A車體在車頂組裝前上部為開放式結構，為大部件的調入提供了便利。在與車頂模塊焊接前，整體調入地板、廁所、洗臉間、廚房設備等大部件。傳統方法為從車頂空調口調入部件，如果部件尺寸太大，就無法調入，需要將部件做成分體式結構或者加大空調開口。分體式結構使工作變得復雜，加大車頂空調開口會使承載能力降低，車體需要局部補強，所以兩者都有遺留問題。采用車頂模塊的無車頂車體使得此類問題得以避免。
以地板為例，傳統地板分成多塊安裝，地板之間的接縫處需要用若干螺釘固定以防止地板翹曲，后續還需粘接地板布。地板布與木地板粘接時經常產生氣泡，所以地板布須分成幾塊粘接，工作繁瑣。CRH1A地板分成三塊：兩塊客室地板和一塊通過臺地板，地板主結構與地板布在供貨時就是一個整體，減少了后續粘接地板布的工作量，三塊地板之間采用搭接結構，僅在搭接處需要螺釘固定，極大的減少了地板固定的工作量。
2.2 司機室模塊
司機室框架為鼠籠型結構，如圖2所示，采用高強度碳鋼焊接而成，具有足夠的抗變形能力，在車輛低速與一定質量的公路車輛碰撞時，可以保護司機的安全。在與車體連接之前，司機室框架內布置防寒、地板、司機室操縱臺、線路、電器柜、管路等部件，構成司機室模塊，然后整體與車體用螺栓連接。
傳統司機室框架與車體之間采用焊接連接在一起，司機室內空間狹小，給后續的司機室操縱臺、電氣柜、管路等的組裝工作帶來不便。操縱臺屬于比較大的部件，如果司機室框架預先與車體焊接，操縱臺很可能無法整體調入，需要設計成分體式結構上車，然后在車上組裝；如果設計之初就留出操縱臺調入空間，車體結構將很難達到強度要求，為此需要增加可以后安裝的補強梁，補強梁與司機室框架采用螺栓或者高強度鉚釘連接。采用司機室模塊的CRH1A動車組很好的解決了上述問題，首先司機室模塊端部為開放結構，操縱臺整體從端部調入，另外模塊組裝時周圍是開放環境，各種操作不受限制，提高了工作效率。
2.3 車下設備安裝模塊
車下設備種類繁多，包括主變壓器、逆變器、蓄電池、制動單元、主壓縮機、污物箱等部件，具有質量大、形狀各不相同的特點。傳統的安裝方法如下：在不銹鋼或者碳鋼車底架橫梁上焊接各種支座，然后將各種設備與支座固定在一起。不同設備的安裝都是獨立的，工人須鉆入車下，甚至鉆入設備之間的間隙來操作，部分安裝工作需要仰頭作業，工作條件不是很好，生產效率不高。
為了處理上述問題，CRH1A采用車下設備安裝模塊，其主體概念是將主變壓器、蓄電池等設備和線槽、管路做成一個單獨的模塊，然后整體與底架固定。具體操作如下：首先，將多個安裝梁固定在工裝上，各安裝梁主體結構相同，但是由于需要固定不同的設備，所以在其上面焊的支座有所不同；將各種設備調入相應位置，并與安裝梁上的支座的固定，后續工作為布置線槽和管路；將車輛抬升到一定高度，將整個帶有工裝的模塊用氣墊小車推入車下，降低車輛高度，將各安裝梁與底架固定，抬升車體，設備與工裝脫離，最后移除工裝。
車下設備安裝模塊的勞動強度適中，操作者只須在兩側站立工作，在與底架組裝時會有部分安裝工作需要鉆入車下操作。與傳統安裝方法比較，減少了在車下的較差環境中進行設備安裝的工作時間。
3 模塊化組裝對提高生產效率的作用
常規的車輛組裝工作是依次進行的，如果某一環節出現問題，下一環節就無法進行，只有等待問題處理完成后才能進行工作，耽誤整車的生產進度。上面介紹的三種模塊的生產是在整車之外的工位完成的，與車輛的其它組裝工序并行，通過科學的生產計劃，將一些需要返工等特殊情況考慮到生產中，將各種模塊的完成時間早于其組裝到車輛的時間，所以模塊本身的生產不會使整個車輛生產線產生延誤；另一方面，模塊為開放結構，周圍可以布置大量人員施工，設備調運和安裝都很方便，加快了生產速度。
4 模塊化組裝的缺點
各種模塊的組裝是在單獨的工位完成的，占用了場地，同時也需要不同種類的工裝、翻轉設備、氣墊小車和專用焊接設備，先期投入成本較大。以車頂模塊為例，在組裝風道、頂板等部件時車頂彎梁需要朝上放置，但是將整個車頂模塊與車體焊接時，需要車頂彎梁朝下放置，所以在車頂模塊工裝的兩側需要翻轉設備；另外，車頂與側墻的焊接也需要專用的龍門焊機設備，該設備橫跨整個車輛，在車輛長度方向可移動，車輛兩側需要提供其移動的軌道，設備兩側是供工作人員高處作業的可升降的操作臺，頂部滑軌既要吊裝電阻焊機，又要實現焊機在車輛橫向和縱向的可移動，所以整個龍門焊機設備成本較高。
另外，車頂模塊影響了車體結構。傳統車輛的車頂與側墻焊接后，其接口是光滑的結構，但是采用模塊化的車體由于車頂后安裝，所以從結構上必須留出車頂彎梁與側墻立柱焊接的空間，車頂和側墻接口處形成長條形開放區域，需要用方形板采用焊接的形式將其掩蓋，最后還要粘接玻璃鋼罩板，以達到美觀和良好的空氣動力學效果，另外高壓平頂與玻璃鋼罩板接口處的排水需要認真處理。綜上所述，車頂模塊使車輛的結構變得復雜。
5 結論
良好的施工環境是質量保證的前提，設計者需要充分考慮生產制造中的各種因素，將復雜的車輛組裝工作解成模塊，使其在普通勞動強度條件下和開放環境中完成，以提高生產效率。
參考文獻
關鍵詞：專業技術人員繼續教育；課程模塊化；模塊
中圖分類號：G72 文獻標識碼：A
一、課程模塊化設計的特點
（一）課程模塊須做到相關性、系統性和遞進性
課程模塊須做到相關性、系統性和遞進性，這是專業技術人員繼續教育課程模塊總體框架搭建的基本原則。相關性指所有模塊安排均與崗位職能相關。系統性是指課程模塊總體應體現履行全部崗位職能所需要的專業能力和素質的綜合。遞進性是指課程模塊層級隨氣候預測培訓子目標的層級性而呈現層級展開。
（二）課程模塊設置應突出實踐性和實用性
課程模塊設置應突出實踐性和實用性。不以學科為中心來組織教學內容，不強調知識的系統性、完整性，而是從業務實際需要出發來組織培訓課程內容，強調能力本位和知識的必需和夠用。氣候預測崗位工作實務性強，在教育培訓中解決部分實踐性問題顯得尤為必要。
（三）課程模塊應具搭配性和可更新性
為了能夠最大程度地實現實踐環節子目標，實踐子模塊與理論子模塊的配套性相當重要。這是在課程模塊總體框架搭建之后，子模塊安排的基本原則。子模塊之間相對獨立，子模塊的子目標也相對獨立，但具有巧妙的內在聯系。每個子模塊代表一項知識、技能，同一個一級模塊下，子模塊的選擇代表了技能或專業知識的搭配。因此，模塊的不同選擇可以代表不同層次的氣候預測業務能力需求。課程模塊也應具有可更新性，以適應不斷發展的業務需求。
二、課程模塊化設置的優勢
（一）課程模塊化能夠將理論和實踐有機結合起來
目前，在學歷教育中，高校對短期氣候預測這門課程設置的學時安排跨度較長，學生學完課程不能及時應用到工作中，這也說明了短期氣候預測課程的學歷教育教學效率不高，呈現出一種隱性的教育資源浪費。然而，畢業生在進入工作崗位時，對要做些什么、如何做等都有個重新學習和認識的過程。本研究正是基于這一考慮而探討課程模塊化設置，認為課程模塊化對于人才能力的培養是注重實踐性的，加大了實踐性和感性認識，避免了以往重理論輕實踐，理論和實踐脫節的狀況。
（二）課程結構模塊化能夠體現核心課程理念
一方面，課程模塊化的設置體現了核心課程的理念，它不但能及時體現新知識、新技術和新方法，大大增強培訓內容的適用性，而且能在一定程度上適應不同學習基礎、發展需求各異的學員的需要。另一方面，由于培訓內容取舍的依據是崗位的實際需求，因此絕大多數模塊都以某一知識或技能的形成為主線，把專業知識和專業技能有機地融合為一個整體。每個模塊幾乎都是以問題為中心進行綜合化的典范。
（三）課程模塊化能夠與崗位層次銜接起來
模塊化思想起源于工業生產，目的在于簡化設計和制造工作，縮短產品和設備研制時間。培訓課程模塊化設置能提升學習效率，加快專業人員崗位適應和勝任速度；對于已從事業務工作一段時間的人員來說，培訓課程模塊化設置能夠有效節約培訓時間，做到有的放矢；對于已處于專業技術高級崗位的業務人員來說，通過對新技術、新方法及專題研討的培訓課程模塊的學習，能夠有效提高專業素養和業務水平。
三、課程模塊化設置方法
（一）設置原則
專業技術人員繼續教育應該對不同層次的業務人員分別進行崗位勝任能力和專業技能的描述。事實上，各崗位層次間的能力、技能必然按層次呈現出遞進關系，而這一關系將為課程模塊化與崗位層次的銜接奠定基礎并搭建框架。
對于新上崗的業務人員來說，課程的模塊化設置強調拓寬知識面，增強綜合分析能力，以夠用、實踐為主；對于已工作一段時間，需參加崗位培訓的業務人員來說，課程的模塊化設置強調培訓有效完成工作任務所必需的知識和技能方面的內容；對于已處于氣候預測高級崗位的業務人員來說，需要強調對新理論、新方法以及專題研討方面的培訓。
（二）設置結構
根據不同崗位層次培養目標和專業發展需求，可將課程分成基礎理論、技術方法、專題研討和學科前沿信息三類模塊。基礎理論模塊是對所有與課程理論有關的內容進行選擇壓縮，設置最基礎、最主要、最實用的內容，同時應強調理論講解與個例分析緊密結合，剩余其他有關理論內容可以留給學員自學。該模塊也是短期氣候預測研究領域的堅固基石。技術方法模塊是基于基礎理論模塊，應成為學歷后專業技術培訓的重點模塊，是體現核心培訓課程理念的模塊，強調通過實踐性教學環節，進而待學員在培訓結束之后將培訓所學應用到本地化工作當中，做到學以致用，真正對短期氣候預測從業人員的工作能力有所提高。專題研討和學科前沿信息模塊是基于基礎理論和技術方法模塊，通過對氣候預測專題的研討以及對短期氣候預測學科前沿的最新信息的介紹，讓學員領悟滲透在這些信息中的研究方法和思維方式。目的不是介紹理論知識，而是培養學員的創新意識和創新精神。
四、課程模塊的分類
（一）基礎理論模塊
基礎理論模塊是最基礎、最主要、最實用的課程內容，以短期氣候預測課程為例，它包括氣候系統及其變化和預測、大氣環流基本狀況、大氣低頻變化及遙相關、海氣相互作用和陸面過程對氣候的影響5個子模塊（詳見圖1）。其中，氣候系統及其變化和預測子模塊最基礎的理論模塊內容，大氣環流基本狀況、大氣低頻變化及遙相關、海氣相互作用和陸面過程對氣候的影響4個子模塊是短期氣候氣候預測最主要、最實用的理論模塊內容。
（二）技術方法模塊
技術方法模塊是體現核心培訓課程理念的模塊，以短期氣候預測課程為例，主要梳理了目前短期氣候預測業務中常用的短期氣候預測技術方法和國內外常用的氣候預測業務質量評估方法，該模塊包括物理統計預測方法、氣候動力數值模式預測方法、動力與統計相結合預測技術和氣候預測業務質量評估方法這4個子模塊（詳見圖2）。
（三）專題研討和學科前沿信息模塊
專題研討和學科前沿信息模塊的目的是為培養學員的創新意識和創新精神。以短期氣候預測課程為例，專題研討和學科前沿信息模塊包括專題氣候預測研討和短期氣候預測學科前沿信息兩個子模塊。專題氣候預測研討子模塊包括氣溫、降水、ENSO、臺風數量、冷空氣頻次、沙塵頻數、農業生產條件等短期氣候預測專題。短期氣候預測學科前沿信息子模塊主要介紹短期氣候預測學科前沿的最新信息。
五、結語
本文對課程模塊化的研究，還停留在概念層面，深層次的研究成果還需在專業技術人員繼續教育的實踐中繼續研究。另一方面，短期氣候預測目前仍面臨很多科學難題，傳統的氣候預測理論和方法需要及時更新認識和應用，因此對短期氣候預測培訓課程模塊的設置也應及時做出適當調整，這對豐富和發展氣候預測培訓教學研究和實踐也具有十分重要的作用。
參考文獻
[1]張宇.“模塊化”與“能力本位”：國外職教課程的早期印象及其影響[J].職教通訊，2011（11）.
[2]賈凡.開放大學成人模塊學習的理論與實踐研究[J].職教論壇，2014，（12）.
溫差發電片；外形設計；空調熱風；家居低碳
當今世界，能源與氣候問題日益突出，在全球氣候變暖的大背景下，低能耗、低排放、低污染的“低碳經濟”時代即將到來。低碳的循環的能源亟待發展，對于家居生活的低碳能源倡導，我們還沒有投入足夠的關注。低碳家居作為一個新興理念在未來發展中將逐漸顯現出其價值。本文關注這一理念，并對家居低碳概念付諸實際行動。溫差作為我們日常生活中極其常見的物理現象，有著其不為大多數人所洞察的潛在能量，目前對于這塊能量的利用還處于初步的階段，我們采用半導體溫度發電模塊來對熱源能量進行轉化[1]，其具有無噪音、低污染、轉化率相對較高等優點，可廣泛地用于對家電廢熱的回收及利用，所產生的電能可作為家庭輔助電力供應系統來使用。
本器件的重要組件為半導體溫差發電片，其以塞貝爾效應[2]為基本原理制成。半導體溫差發電是一種將溫差能（熱能）轉化成電能的固體狀態能量轉化方式。事實上，溫差發電片在溫差較小的范圍內并不能體現實際的利用價值。本文選擇空調外機出風作為熱源，很大程度上考慮到空調其出風口的溫度相較于環境存在較為可觀的溫差。
在空調外機的出風口處架一與出風口大小相匹配的圓弧形罩面（其尺寸隨空調設計規格的不同而調整），照面內部規則鑲嵌若干溫差發電片如圖1（a），系統整體功能的實現是通過熱風使得罩面兩側形成一定溫度差，內部的溫差發電片通過線路排布，整合成效率較高的轉化裝置，所產生的電能經由配置控制電路或儲存在蓄電池或直接加載到用電器上。罩面由五個支架固定在空調外機上，罩面與出風口之間留有空隙，使熱空氣向側面流通，防止外機散熱受阻，引起壓縮機無法工作。發電片在罩面內部的排布參照太陽能電池方陣，其主件是由溫差發電片單體串并聯獲得[3]，其撲拓結構如圖1（b）。
考慮陣列中所有模塊兩端的溫差構成矩陣 T
假設熱電偶的賽貝克系數[4]，模塊的內阻和導熱性都與溫度無關。我們可以將陣列模塊等效為一個電壓源，其開路電壓和電阻分別為和，不考慮輸出電流的限制，所以可計算得：當時，輸出功率取到最大：
這里是單一熱電偶的塞貝克系數； 是與組件相關的導熱性系數； t是組件兩端的溫差。從上式看出，該裝置的輸出功率主要受三個因素影響：發電片的規格及性能參數；模塊的陣列拓撲結構；兩端溫差。
溫差發電罩面包括鋁制外殼層、溫差發電片、線路排布通道、內殼層、整體電流輸出線路管，溫差發電片利用軟性導熱硅膠絕緣墊固定在散熱鋁槽所做外殼。軟性硅膠導熱材料有良好的導熱能力、高強的絕緣效果、厚度可選擇、柔軟而富有彈性等特點，引導熱量由內而外，分散熱量使空間內達到均溫。在散熱設計中的應用是很廣泛的。
我們所用的溫差發電實驗通過構建冷熱源，模擬溫差發電裝置工作環境，測定溫差發電裝置在不同溫差條件下的熱電特性。實驗得出TEC112706T200溫差發電片發電特性如下：
表1 溫差發電片測試一試驗組數
實驗條件說明：冷源溫度恒定為30℃；熱源加熱至穩定20秒后讀數；熱源初始溫度為35℃，逐漸上升。實驗測試不同溫度等級下的空載電動勢得到變化曲線，兩組全呈線性增長的變化趨勢。由表知，當溫度在45℃到55℃時，其發電特性接近于水平，能得到穩定電壓1V。我們估計在夏季室外的溫度平均可達32℃，而空調外機吹出的熱風的溫度可達70℃左右。這里的溫差在考慮到罩面導熱損耗所產生的的溫差趨近因素，我們可以確定該款溫差發電片能達到預定的功率輸出。但是顯而易見，其電壓水平達不到正常用電器的工作電壓，所以可以通過上述的陣列排布將多片串并聯起來提高電壓，并且針對這一溫差發電組件，設計系統的蓄電電路，將溫差發電片組件所產生的電能，經過升壓，穩壓進而儲存到蓄電池中以備使用，該電路結構簡單，體積小，成本低，而且轉換效率達到了90%以上。
結論：我們通過溫差發電片模塊化的設計，使其與空調相配套，構成可靠，低碳的發電系統。并且對該模塊組件進行陣列線路的分析，推導得到該模塊所能輸出的最佳功率的表達。并且選用到一款合適的溫差發電片，對他的在溫差的主要性能參數進行了試驗檢測，其符合日常空調使用的環境情況。最后本文還通過整合蓄電電路，解決了整個系統所產生電源的存儲和正常范圍內電壓驅動等問題。
關鍵詞：蔬菜模塊化；基質栽培箱；創新設計；應用模式
蔬菜機制栽培箱所選用的材料為泡沫、塑料，箱體結構單一，并且對于環境產生污染。為了促進蔬菜模塊化基質栽培箱的廣泛應用，需要研究新型的模塊化基質栽培箱。在實際設計中，需要秉持節約蔬菜種植空間、環保、箱體搬運方便的原則，一方面提升其在實際應用中的效能，另一方面踐行綠色生態種植理念。
1無土栽培與基質栽培
無土栽培是指在植株栽培過程中不應用天然的土壤，而是利用含有植物生長所需要的營養液，實現植物生長，該種方式能培養出品質優良的作物。基質栽培與無土栽培不同，依然應用天然的土壤，將農業種植與無土栽培方式相互結合。將植物的根系固定在有機、無機基質中，通過滴灌或是細流灌溉的方式，為植物生長提供所需要的營養液。該種植物栽培方式所需要的投資比較少、實際成本比較低、節約肥料、產品質量高[1]。
2蔬菜基質栽培發展現狀
伴隨著生態環境的惡化，人們越來越意識到環境對于生活、飲食等的重要性。蔬菜種植對于生態環境依賴性較高，一方面是植物生長所需要的水分、土壤肥力、陽光等；另一方面是良好的植物生長環境。在生態環境質量較差的情況下，蔬菜栽植的質量較低。綠色蔬菜種植秉持著無污染、高產量、安全生產的原則，在農業生產中得到了廣泛關注。基于基質栽培方式的出現，改變了大面積蔬菜種植方式，該種方式在蔬菜管理上比較方便，并能夠為蔬菜生長提供所需要的營養。新時期，調整農業生產種植結構，不斷改進蔬菜種植結構，多種利用有機固體廢棄物合成環保型有機栽培基質產生。在工業生產中，篩選、分類這些合成基質的原料來源，并且對其發酵的過程進行整體控制。近年來，有機生態型無土栽培的發展逐漸向著規模化、集約化、自動化、工廠化以及小型化、家庭化方向發展。因此，使得模塊化基質栽培方式產生，如在居民陽臺、庭院上以及屋頂上的栽培種植。雖然該類新型的蔬菜栽植形式被廣泛應用，但整體上蔬菜基質栽培系統水平低，其在實際農業生產中的用途比較單一。最為關鍵的就是，蔬菜基質栽培技術方式比較簡陋，栽培基質槽的材料設計應用為塑料、聚氯乙烯、聚乙烯，這樣的結構材料不易處理，并且不具備相應的組合功能，對于生態環境的影響巨大[2]。在未來伴隨著模具生產研發，傳統模塊化的蔬菜機制栽培箱系統，能夠根據用戶的實際需求進行靈活性組裝，在結構設計、尺寸等的設計上能夠實現創新。基質栽培箱的研發，對于提升農戶蔬菜栽植效率，提高農業生產的現代化水平具有較為積極的意義，如通過栽培箱的結構變化、結構鑲嵌，將平鋪的栽培箱放置方式轉換為立體栽培方式，不僅有效降低了空間利用率，還能夠創新蔬菜生產方式。
3現行基質栽培設備缺陷分析
調查現行的農場蔬菜基質栽培現狀，發現很多問題，這些問題都是制約著蔬菜栽培發展的重要原因。目前，大部分的農場蔬菜栽培中所選擇的基質都為森林中的腐葉土、蛭石，這些材料都是構成蔬菜栽培的基本材料，這些材料的應用作用在于能夠有效固定植物，并且作為土壤之間的營養銜接環節，為植物的根部輸送充足的營養。采用何種材料作為蔬菜基質的栽培箱這很關鍵。在實際調查中，很多農場中的栽培箱為泡沫，該種材料價格低，但容易被破壞，并且埋沒在土壤中不可降解，對于環境的影響比較嚴重。同時，大部分栽培箱的體積都較大，不利于搬運，不僅浪費材料，還占據了大量空間。另外，栽培基質與過濾物在泡沫箱中混合，不能及時進行清理。蔬菜基質栽培要想提升蔬菜質量，要求栽培箱無論從箱體的結構上，還是從箱體的功能上，都需要滿足蔬菜模塊化栽培的需求。目前，基于蔬菜栽培這樣的情況，還不能滿足蔬菜栽培模塊化的標準[3]。
4蔬菜模塊化基質栽培箱創新設計與實際應用
傳統大模塊機制栽培箱不能滿足蔬菜模塊化種植，在栽培箱結構、形體設計上存在著不科學的地方。創新蔬菜模塊化機制栽培箱設計，從箱體比例、箱體結構、箱體組裝設計上、箱體尺寸設計上以及箱體顏色設計上進行優化。4.1箱體比例設定蔬菜模塊化基質栽培箱的比例設計，既要滿足蔬菜栽培，還需要具有較好的視覺性，模塊比例設計可以通過設計出突出、凹陷的結構，實現2個模塊之間的組合。從該種栽培箱的三視圖設計上能夠看出來，包含2個2∶1的疊席形和1個1∶1的正方形組成。基于這樣的設計，既能夠節省空間，也能夠模塊與模塊之間的隨意性組合與堆放。同時，這樣的設計也能夠符合培養方面的審美要求，箱體長短、高低設計合理，提升空間利用率。4.2箱體結構箱體結構設計決定著蔬菜的生長，在箱體的尺寸設計完成后，需要進行箱體的實際結構設計，保障結構設計完整，并且滿足植物基質栽培要求。由于該種箱體的外形看似“Z”字母形狀，箱體為不完整的長方體，結構設計需要充分借助該種不規則結構優勢。具體的結構設計中，每個箱體都是1個單獨模塊，其功能不僅完整，還能夠為蔬菜生產提供便利。如在每個結構箱體上都有主箱體、排水孔、進水孔、透氣孔、左右卡槽、上下卡槽。其中進水口能夠為蔬菜生長提供所需要的水分，營養液能夠經過過濾孔進入到基質中。當灌溉水分多余時利用排水孔排水，將箱體的上半部分做鏤空處理，便于植物呼吸。4.3模塊組裝箱體尺寸、結構的特殊性，使得其能夠進行隨意組裝，與積木原理相同，蔬菜種植者可以根據光照、水分等需求，隨意挪動栽培箱，該方面設計能夠體現出箱體結構設計的創新。用戶擺放箱體時，能夠根據個人意愿進行擺放，既能夠體現出產品之間的互動感，借助巧妙的卡槽結構設計實現箱體的疊放。通過不同類型的箱體疊放，空間能夠被利用起來，增強箱體擺放的隨意性。在實際的箱體組裝環節中，可以分為平面栽培模塊和立體栽培模塊。如可以進行2個箱體的橫向組裝和豎向組裝，也可以進行10個箱體的組裝，在變換組裝的方式下，提升了空間利用率，使得蔬菜栽培形式變得多變。4.4箱體尺寸在箱體的具體尺寸設計上，需要符合人體力學原理，保障箱體搬運省力。借助人機公程學，讓機器設備的尺寸能夠適合人的心理特點和生活方式。在蔬菜模塊化基質栽培箱的設計上，主要涉及箱體的搬運、推拉等，箱體被抬起的瞬間，其重心都落在了雙手與身體組成的平面內。一般情況下，人的手離開膝蓋的距離為25cm和50cm時，成年人所能夠提起物體的質量為最佳，其高度也比較合適。成年男子能夠提起的最大栽培箱體重量為30kg。如果箱體的質量超出30kg時，需要2個人進行搬運。箱體的設計尺寸為：長50cm、寬25cm、高25cm。這樣的箱體設計在形體上比較完美，并且其平均單體質量在25kg，實際搬運操作上比較便利。4.5箱體顏色在箱體的顏色設計上主要有2個設計方案：第一，單色設計。由于蔬菜農場所栽培的蔬菜種類比較多，自身環境比較雜亂，為了避免視覺疲勞，在箱體的設計需要保持箱體顏色統一，體現整潔、干凈的箱體環境。第二，根據不同的蔬菜種類進行顏色的搭配，有利于蔬菜分類，便于用戶進行識別。
5蔬菜模塊化基質栽培箱設計應用
蔬菜模塊化基質栽培箱設計在農業種植中的應用比較廣泛，與傳統的栽培箱設計相比，其具有較強的經濟性和環保性。5.1經濟性應用栽培箱的結構為長方體造型，大部分的結構由簡單的板塊面相互組合而成，箱體上的卡槽設計并不多，不會增加箱體的搬運難度。但簡單的卡槽設計就能夠實現多種箱體之間的組合，使得箱體與箱體之間穩定性結合。并且在箱體與箱體之間相互組合環節中，不需要進行多余支架的支撐，也不需要進行復雜結構的處理，基于這樣的處理有效降低了箱體的制造成本和使用材料，使得箱體的搬運更加便利。同時，在栽培箱體底部設有過濾篩板，該篩板能夠有效防止浪費營養物質，保障了栽培箱內部營養物質的回流。5.2環保性應用綠色農產品是農業生產中的重點項目，該模塊化蔬菜基質栽培箱設計，以其高度的模式化、標準化，將不同高度的植物設定在針對性的生長空間中，并且對于栽培箱自身進行結構調整，能夠保障不同植株充分利用陽光。如在進行栽培箱的拼裝過程中，將對光照依賴性較強的植物放在最外側和最高點，而對光照要求較低的植物，可調整其位置。基于這樣調整栽培箱位置能夠有效彌補大面積土地蔬菜種植環節中，對于自然光照的不可調節缺陷。在位置的設置上，如果是栽植小型植物，如生菜等，可以進行栽植箱的疊放，如果進行頂端需要固定的植物，如豆角、苦瓜等，需要將栽培箱擺成一排。
6結論
綜上所述，傳統大模塊機制栽培箱不能滿足蔬菜模塊化種植，在栽培箱結構、形體設計上存在著不科學的地方。農場中的栽培材料價格低，埋沒在土壤中不可降解，同時，大部分的栽培箱體積都比較大，不利于搬運，浪費材料。栽培基質與過濾物在泡沫箱中混合，不能及時進行清理。創新蔬菜模塊化機制栽培箱設計，從箱體比例、箱體結構、箱體組裝、箱體尺寸以及箱體顏色設計上進行優化。
參考文獻
1尚華.蔬菜模塊化基質栽培箱創新設計與應用模式研究[J].包裝工程，2014（12）
2宋晨暉.基于SAPAD的無土栽培家庭蔬菜種植系統設計研究[D].廣東工業大學，2015
關鍵詞:高速鐵路工程;建設;模塊化技術;內涵;應用
鐵路工程是一個復雜的工程項目，其中涉及到多種技術的運用，多項管理工作的開展。為了提高高鐵工程建設的經濟效益、加快工程規范化建設、減少工程建設成本和縮短建設工期，就必須形成一套先進的模塊化技術。高鐵工程建設模塊化管理需要先進理念的支持，模塊化技術得以應用于高鐵工程建設中，實現了高鐵工程建設管理的創新，達到了預期的目標。
一、“模塊化”理論的內涵
模塊化理論最初來自于IBM企業，作為一種思想理念與指導性理論，它指導著企業將復雜的事物簡單化，將復雜的系統、流程進行簡化劃分，逐步實現對整個系統、整項工作的操作與運營，逐個模塊操作、逐步推動整個系統的建設與發展。在實際的企業生產與經營管理中，主要包括產品模塊化、企業組織模塊化、生產運營模塊化等，模塊化管理為企業創造了預期的管理效益、經濟效益。作為一種先進的管理理論，模塊化最初用于一些電子設備生產加工中，例如:手表生產加工，汽車部件制造等行業。鐵路工程建設本身是一項復雜的工程項目，內部涉及橋梁、隧道、路基等多種主體工程項目，各項目又分有多種不同的工藝和工序，因此非常有必要引入模塊化理念。
二、“模塊化”技術的優勢與劣勢分析
模塊化生產方式的應用將整個工程建設劃分為若干個環節，細化、深化了施工過程中的管理，實現了集成生產、專職專責的目標，從而確保工程質量，有利于實現標準化作業。同時，模塊化的生產能夠為后期的裝配創造條件，從整體上整個工程項目建設的效率，實現了工程建設的“四化”需求。與此同時，模塊化技術在實際應用中也存在一定的劣勢與不足，對于鐵路工程項目來說，由于項目涉及的參建單位較多，而且客觀需求也在豐富化、多元化，各個模塊的分支系統中存在既獨立又關聯的特點，系統不可再分，這樣就為模塊化技術的應用帶來了困難。
三、高速鐵路工程建設模塊化的發展與應用
1、工程建設模塊化的基礎條件
(1)模塊理論的發展鐵路工程建設模塊化發展最根本是要有成熟的理論系統，模塊化理論經過了一系列的發展和改革，尤其是關于工程施工工藝的模塊化處理得到了相對深入的發展，正在逐漸走向成熟與完善，這無疑為鐵路工程模塊化建設提供了堅實的理論基礎，從當前來看，工程模塊化建設正在逐步普及與完善。現階段，模塊化施工屬于相對科學、合理、先進的施工理念，一方面確保了鐵路工程施工質量，推動工程施工有規范、有秩序地展開，模塊化的施工生產能夠提高施工生產效率，確保施工質量，有效地控制施工工期。(2)先進設備的產生鐵路工程建設的模塊化管理也依賴于先進的設備條件等的支持，現階段，大型吊裝、運輸設備逐漸被引進，無疑為模塊化技術應用創造條件，當前模塊化已經全面地應用到鐵路施工的各個環節。(3)不斷增長的客觀需求鐵路工程建設需要一套高效、科學的管理理念來指導，客觀上對工程建設的模塊化管理提出了訴求，從而使得模塊化技術的應用有著良好條件。
2、模塊化的實際應用
鐵路工程建設模塊化技術應用應該在特定的理念指導下，本著“施工建設工廠化”的思路，也就是集中生產、集中管理與集中運輸，以此來確保工程材料質量，為高質量、高水平的安全高鐵施工打好基礎。例如:預制梁施工可以啟動工廠化集中生產策略，經過真實的實踐得出，同樣的32m簡支箱梁，模塊化預制施工要比現場澆筑節省2倍的時間，由此可見模塊化施工能夠極大地確保施工效率。同時，鐵路工程施工中，模塊化技術的應用可以提高施工的標準化水平，有效控制了施工成本，提高施工效率，確保了工程施工質量，達到了模塊部件的標準化加工，從根本上保證了工程施工質量。具體的模塊化應用體現在以下方面:拌合站統一負責調配與提供工程施工所需的混凝土，工程所用的箱梁以及軌道等分別由專門的預制梁場、軌道板廠等提供，其他所涉及的構件，例如:遮板、蓋板、欄桿等同樣由專業化工業企業提供，通訊設備、裝置等在模擬系統內部來專業化組裝與調試。
3、高鐵建設模塊化集成與分解
鐵路工程建設是一個復雜的系統，模塊化集成與分解更能理清工程建設思路，理順各個工序之間的關系，通過科學的集成與分解能夠確保工程建設效率，具體的模塊化集成與分解過程體現為:高鐵建設單位通過招標形式來選拔有資質的設計單位，并制定設計的規范、標準與規則，形成一個高鐵建設工程系統，再在這一系統內對設計規則逐步分解，把復雜的高鐵工程系統逐步切分、劃分成基礎、簡單的子系統，子系統的實踐主體為廣大施工單位，子系統內部還要進行更為細致、深入的劃分，形成若干個子模塊，每個模塊系統都由專業、專門的部門負責，例如:施工子模塊中被劃分為工藝管理模塊、材料管理模塊、工序與工期管理模塊等，最終逐漸打造出一個完善的高鐵工程系統，讓高鐵模塊集成與分解貫穿于整個工程建設中，提高了工程施工建設成本，達到了預期施工效益。經過實踐的應用與總結，高鐵工程模塊化建設一方面提高了工程建設質量和水平，另一方面也有效提升了工程建設的經濟效益與社會效益。
總結
高速鐵路工程建設模塊化應用為高鐵建設提供了高端、先進的理念，有效確保了工程施工質量，模塊化理念的驅動下，高鐵工程建設管理實現了細致化分工，形成了針對于某一模塊的專業化、精細化管理，妥善維護了各個工序施工秩序，提高了工程施工的經濟效益。
參考文獻
【關鍵詞】油田地面工程；輸油泵；模塊化設計
一、引言
針對油田地面工程快速發展的現狀，結合計算機行業、汽車制造業、船舶制造業等行業的模塊化應用情況，油田專家提出將油田地面工程模塊化建設，以節省工程投資和設備運行費用。輸油泵是油田地面工程的重要設施，其設計制造可依據國內相關標準規范的技術要求，通過多年的行業發展，輸油泵的設計、建造和運行積累了豐富經驗，各類型的輸油泵實現標準化、系列化制造。這些都為輸油泵模塊化設計奠定了基礎。
二、模塊化設計
模塊化設計是在傳統設計基礎上發展起來的一種新的設計思想，它是指在對一定范圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規格的產品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構成不同的產品，以滿足市場的不同需求的設計方法。[1]模塊化設計作為一種新技術被廣泛應用于汽車制造、電子產品、航天、航空等設計領域。
油田地面工程建設模塊化設計是針對油田地面工程中具有獨立功能、可組合、可替換的站場、區域等物理單元進行模塊化設計、建造，以便在重復、類似的工程項目中組合、復用、預制，以達到節約投資、縮短工期、提高工程質量的目的。
三、輸油泵模塊化設計
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] 輸油泵作為一個工藝單元，由輸油泵、進出口管路及管道附件、流量計，配套的自控設備和電力設備組成。
（一）模塊劃分
輸油泵模塊化設計的前提是對輸油泵的應用進行歸納，針對不同的環境條件、輸送介質和工藝流程，按照輸油泵設計的相關標準規范對輸油泵進行系列劃分。輸油泵具有輸量變化大、介質粘度范圍廣、含有雜質多、運行時間長等特點。油田地面工程常用的輸油泵為離心泵和容積泵，離心泵分為單級離心泵和多級離心泵，容積泵分為螺桿泵和往復泵。
輸油泵的基本功能是為工作介質提供輸送動力，克服管道摩阻，將介質輸送到下游站場或工藝設施。為了便于對輸油泵的模塊進行分類，我們以輸送介質的原油物性為依據。在集輸系統中，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具有粘度低、凝固點低的特點，常選用離心泵。稠油輸送泵的介質具有粘度高、凝固點高，含雜質顆粒，輸送溫度一般在50～80℃，常選用容積泵。輕油輸送泵的介質除了具有密度低、粘度低的特點，還時常含有天然氣凝液。
（二）模塊工藝設計
1.模塊類型
輸油泵的模塊劃分為模塊化設計提供依據，我們以某油田稠油輸送泵為例，分析如何進行一類輸油泵模塊的設計工作。該油田集輸系統稠油物性見表3.2-1，原油粘溫數據見表3.2-2，開發區塊產能預測指標見表3.2-3。
根據模塊設計的基礎數據，按輸油泵模塊劃分方式，確定輸油泵的類型。第一個劃分依據是原油類型，為稠油輸送。第二個劃分依據是站場類型，為接轉站。第三個劃分依據是工藝流程，為增壓泵。這樣就確定輸油泵的模塊為稠油接轉站增壓泵。
2.模塊參數
根據模塊類型，進行具體的輸油泵工藝設計。稠油輸送泵選型應考慮原油粘度、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。輸油泵主要設計參數是泵的排量、揚程（使用容積泵時，為排出壓力）和電機功率。根據油田地面集輸方式，模塊的排量和揚程由原油粘度、接轉站設計規模和輸油管道水力熱力條件確定。根據設計基礎數據，接轉站設計規模為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。按容積泵軸功率計算公式3-1，計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顆粒，選用單螺桿泵作為模塊的核心設備。
（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，影響模塊復用。泵的選型必須按照模塊化設計的要求確定，規定泵主要參數，包括流量、揚程、效率、電機功率、外形尺寸、重量和管口規格等參數。稠油接轉站增壓泵模塊的主要工藝參數見表3.2-4。
3.工藝設計
在選定模塊輸油泵的類型后，需進行稠油接轉站增壓泵模塊的典型流程設計。容積泵必須設計旁路回流閥調節流量。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出口管線上的截斷閥、過濾器、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。模塊化設計需確定模塊內管道、管件和閥門的制造標準，可執行GB國家標準、HG化工標準或SH石化標準。
根據模塊的工藝流程，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，對模塊進行工廠加工、橇裝化制造，并在類似站場進行復用。為便于模塊的組合復用，模塊化設計需要考慮模塊的制造、運輸和安裝，模塊尺寸不應超過規定尺寸。根據公路運輸的相關規定，要求運輸車貨尺寸（長×寬×高）不能超過18.1×2.5×4.0m。[4]稠油接轉站增壓泵模塊尺寸為11.5×1.7×1.5m。對于單螺桿泵模塊化設計，還應考慮模塊的日常維護，在泵出口留有拆卸短接，保證螺桿的更換空間。
（三）模塊配套設計
為保證模塊的完整性，模塊化設計不僅包含工藝設計，還包括輸油泵的結構、電力、自控等配套設計。
結構設計將輸油泵、進出口管道及附件通過螺栓和管道支架固定在橇座上。根據模塊運輸和吊裝時的受力情況，確定橇座的結構形式。稠油接轉站增壓泵模塊橇座采用碳素鋼焊接而成，在支架固定處設置墊板，并在橇座四周設置吊鉤板，便于模塊吊裝。
電力設計在模塊上設置輸油泵電機的動力電纜接線和防爆操作柱，對輸油泵進行現場啟停控制。為降低能耗，輸油泵采用變頻控制，電機運行狀態反饋至控制系統，并在控制室實現遠程自動啟、停泵。
自控設計根據原油物性和模塊操作壓力、溫度，對輸油泵模塊內的壓力表、溫度計進行選型。溫度檢測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。針對單螺桿泵的運行特性，輸油泵設置泵體干運行保護，對輸油泵的轉速、溫度、壓力進行檢測，實現高溫、高壓報警停泵。
四、輸油泵模塊應用
近些年，國內各大油田都對輸油泵的模塊化設計進行了探索，根據油田自身生產建設需求，確定輸油泵的標準化、系列化，為輸油泵的模塊化設計奠定基礎。大慶油田針對低滲透油田地面建設特點，對轉油站、注水站、聯合站中的工藝模塊采用個性化設計和共性化設計相結合的方式，建立各類輸油泵的模塊化圖集，根據實際需要調用相關模塊完成站場設計，提高設計效率。[5]長慶油田為適應大規模開發需要，對增壓站的模塊形式、設備選型、配管安裝和建設標準進行了全面優化和統一，確定不同規模和工藝的8種增壓泵模塊。[6]勝利油田針對東部油田、西部油田和海上油田不同的集輸現狀，確定多個系列增壓泵模塊，編制相關技術規格書、設計模塊和設備材料清單。各油田在輸油泵模塊化設計方面均取得了初步成效，隨著油田建設的發展和工程設計技術水平的提高，模塊化設計將達到一定規模，更好的服務于油田建設。
五、結論及建議
工程設計人員經過近些年的探索，已初步摸索出模塊化設計的思路，優化輸油泵模塊工藝流程、設備選型、配管安裝和結構、自控、電力等設計。分析輸油泵的設計建造過程，滿足模塊組合、復用、預制的要求，提高輸油泵模塊化技術水平。通過采用輸油泵模塊化設計，有效提高設計進度，利于輸油泵模塊化采購，節約投資。同時，縮短整個工程的建設周期，保證工程質量，提高油田開發的經濟效益。
輸油泵模塊化設計剛剛起步，由于各油田生產情況和泵制造廠商不同，輸油泵模塊只能在油田內部相似區塊間使用。工程設計人員應加強交流，整合模塊系列，完善模塊設計，提高其通用性，使其具有更強的復用性。
參考文獻：
[1]（美）卡麗斯?鮑德溫，設計規劃（模塊化的力量第1卷），中信出版社，2006.03。
[2]中華人民共和國國家標準，油氣集輸設計規范 GB50350-2005，原油泵輸，中國計劃出版社，2005.08。
[3]《油田油氣集輸設計技術手冊》編寫組，油田油氣集輸設計技術手冊上冊，石油工業出版社，1994.12，第六章第一節，457-458。
[4]中華人民共和國國家標準，道路車輛外廓尺寸、軸荷及質量限值 GB1589-2004，車輛外廓尺寸要求，中國標準出版社，2004.04。
關鍵詞：模塊化；機械設計；數控加工中心；應用
引言：隨著我國經濟發展水平的日益提高，我國數控加工技術得到了突飛猛進的發展，在對數控加工技術進行分析時，模塊化機械設計是必不可少的。根據系統功能的不同，在進行設計時可以分解成若干個模塊。而通過對不同的模塊進行組合后，可以產生不同規格和品種的產品，這也是模塊化設計的主要內容。
在對機械產品進行設計制造時，需要與成組技術和計算機技術等相關技術進行必要的結合，然后對同一功能的單元進行有效的設計，從而可以設計出可互換且性能不同的模塊。這樣一來，就可以形成不同規格的產品，利于產品的重新生產和應用。這也對機械設計的發展及其創新有著非常好的促進作用。
本文就對模塊化的設計的相關問題進行分析，然后對模塊的劃分以及模塊化的技術的應用進行了相關的闡述，然后對模塊化機械設計在數控加工中心的應用體會及發展趨勢進行必要的分析。
1.模塊化的概念分析
模塊化設計需要考慮很多的問題，首先其要保證設計的靈活性，要重視管理與制造的便利性，從而能夠更為有效地控制設計制造過程，避免出現混亂。另外，在設計時還要考慮模塊系列的擴展及變型產品的輻射。正因為如此，在設計過程中一定要對結構要素和功能要素加以考慮。用科學合理的方式來劃分具體內容，被劃分的模塊要具有完整性和獨立性的特點，這樣才更加有利于模塊借口的分離和聯接，想要做到這一點，就要有效控制模塊的數量，確保模塊結構的規范性讓所有模塊之間的聯系更加簡單、穩定、
值得一提的是，在進行模塊化設計時，一定要重視模塊的組合，要重視相同模塊的互換以及不同功能模塊的組合等，這些內容往往體現在接口上，因此人們對模塊的規范化和標準化提出更高的要求。
在模塊化設計過程中，要先對設計的產品進行分析，擬定出產品的系列頻譜，然后通過對產品的結構和功能進行分析，確定重要的參數，然后對產品的模塊進行更為合理的劃分，使模塊的結構更為有效
2.模塊化設計技術在數控加工中心的應用體會及發展趨勢
基于我國數控加工技術的發展以及模塊化設計的日益完善，對模塊化設計技術在數控加工中心的應用進行分析，可以更好地明白模塊化設計的重要內容和發展趨勢，從而為我國數控技術的發展提供有利的依據同時也可以進一步完善模塊化設計技術。
2.1.模塊化設計技術在數控加工中心的應用體會
2.1.1.數控立式車床模塊的劃分
在對模塊劃分時，一定要充分考慮車床的模塊化要求和結構形式，要對獨立的功能單元進行分析并將其作為模塊來讓分解功能單元更為獨立，形成更為有效的搭配和拼組形式，讓整個操作過程更加簡便和多變，進而為車床生產提供更為有效的支持。不僅如此，還要讓部件模塊形成一個更為完整的整體，保證裝配質量。此外，還要進一步促進部件不同性能及用途的更好發揮，讓功能更加細化。這樣一來，就可以讓整個組合方式更為靈活。值得一提的是，在對模塊進行劃分時，一定要對機床大件的模塊化設計進行足夠的重視，要有效規劃大件的結合要素，從而讓分離和聯接更為簡易、高效。另外，在對模塊設計時還要留有空間，為新技術的引入打下基礎。
2.1.2.車床的模塊劃分
分解總功能，其功能與實現功能的模塊具有一定的對應關系。如通過單一模
塊促使某一功能的實現；多個模塊共同促使某一功能的實現；某一個模塊促使多
個功能的實現；其分別為一一對應關系、單對多的關系、多對單的關系。
依據模塊與功能的映射關系，對數控立式車床的結構型式及特點進行考慮，通過模塊劃分原則的運用，可對通用的模塊進行劃分。其可分為監測模塊、輔助模塊、支承模塊、執行模塊以及傳動模塊，同時還能夠繼續進行細化和分解。分析同一功能的模塊，其結構與用途存在著差異而，而相同接口結構模塊的形成，
在結構模塊的組合過程中，可以促使不同性能與用途的數控立式車床產品的設計
和制造。
2.2.模塊化設計技術在數控加工中心的應用的發展趨勢
通過上述分析可以知道，模塊化設計技術在數控加工中心的應用的發展趨勢
會朝著規格化、通用化、標準化程度發展，未來在對模塊化進行設計時，要更為重視產品的規格，要讓整個設計生產更為統一，形成一個統一的標準，從而使生產更為高效。更進一步來講，整個設計生產更為統一可以使模塊的互換變得更為可能，其機械化設計與制造水平也會得到進一步提高。
另外，模塊化設計技術在數控加工中心的應用會更加重視簡便化，這樣就可以讓部件模塊形成一個更為完整的整體，保證裝配質量，讓功能更加細化。這樣一來，就可以讓整個組合方式更為靈活，讓分離和聯接更為簡易、高效。此外，未來的模塊化發展過程中，產品的精度和性能也會朝著更為穩定的方向發展，這樣就可以讓生產成本得以降低，提升生產的效益和效率。
結論：總之，在對模塊化產品進行設計應用時，一定要重視對產品的精度和性能的提升，讓產品更為精細，讓其性能更加穩定，這樣就可以讓產品生產更為低廉，使機械產品的結構更為簡單。另外，當產品的設計規格更為標準化和通用化時，可以更好地提升模塊的互換性能，進而讓機械化設計和數控車床生產水平得到很好地提高。
參考文獻：
[1] 張麗，林世婷.基于模塊化技術的袋裝機設計方案評價系統[J].中國制造業信息化，2007（19）.
關鍵詞：鉆井參數；模塊化；測量系統；數字信號
中圖分類號：P63文獻標識碼：A
一、鉆井參數儀的相應介紹：
鉆井參數儀作為鉆井作業中的眼睛，是油氣鉆井工程中監測鉆進過程進行科學分析和科學決策的重要工具。鉆井參數儀駐澳包括：指重測量系統、轉盤扭矩測量系統、立管壓力測量系統、轉盤轉速和泵速測量系統、泥漿回流百分比測量系統等。隨著鉆井技術的發展，鉆井參數儀也在逐步改進和完善。而目前國內的鉆井參數儀器存在的是這樣一些問題：現場服務跟不上油田用戶的需求，某些重要參數的測量不夠準確，現場安裝、拆卸的工作量較大等等。這些問題的解決方案以及鉆井參數儀的發展方向都指出了同一個所在，那就是鉆井參數儀的模塊化設計。
二、什么是模塊化及其設計準則：
（一）模塊的概念
模塊是組成產品或系統且具有獨立功能、標準接口和互換性的通用單元一般模塊具有互換性、靈活性、獨立性和抽象性的特點，邏輯、狀態、功能三屬性，以及商品性、先進性、適應性的等要素。
（二）模塊的分級
模塊的分級通常按使用功能和頻度可將其分為通用模塊、標準模塊、專用模塊和特制模塊，為了方便又可以按模塊分解的層次結構將一個系統分解的第一層次模塊定義為子系統模塊，以下層次逐次定義為單元模塊、組建模塊、器件模塊和構件模塊。
（三）模塊化的概念
所謂模塊化，是用標準化的模塊組成一個系統。模塊化是標準化的高級形式，用最小的組合來構成最多產品品種的標準化設計技術。這樣將會帶來很多的優越性，它能提高產品的可靠性和可維護性，縮短研制周期，提高管理水平，減少研制經費保證產品質量。
（四）模塊化的特點
模塊化是一種系統科學技術滲透到標準化領域所形成的標準化方法，即以一定范圍內系統的總功能為對象，以功能分析為基礎經層層分解形成的功能體系。它有以下特點：從標準化屬性上看，是便標準化的高級形式。其有結構典型化、特征尺寸模數化、參數系列化、組織積木化、部件通用化的特點。模塊是部件級甚至子系統級的通用互換，由模塊可以直接構成整機以至大的系統，從而在更高層次上實現了簡化。在設計上，以用戶的多樣化要求為設計依據，反復分解組合優化，進行全系列和跨系列的設計，以系統設計為中心，采用飛機模塊化設計原理，采用CAD技術，能迅速而靈活地構成不同功能、不同規模的新系統。在結構上，采用組合式結構產品由若干模塊組合而成，但不是部件的簡單組合。其組合的方式有串聯式、并聯式、嵌套式或以上三種方式的綜合。同時，強調模塊的通用性，也強調模塊的互換性。
（五）模塊化設計理論
模塊化設計是將模塊化引入設計，使模塊形成科學的系列，并使其具有接口上的兼容性、技術上的先進性和使用上的通用性。是通過功能的不同組合形成不同系統的全過程的一種標準化方法。
（六）模塊化設計準則
1、模塊劃分應使模塊間相互作用最小，模塊功能獨立性最大；
2、模塊間機械、電氣接口要簡單，模塊可單獨拆卸；
3、相同的模塊在功能和結構上應具有互換性；
4、在決定模塊組件時，應使模塊所含的零件、子模塊等構件對某種功能為最佳，而不是提供多種又分散的功能；
5、在系統設計時，結構和性能各異而功能相同的模塊也能互換使用，創造出適應于各種鉆井設備的系列化妝品；
6、恰當確定模塊數量和大小、既考慮系列化、通用化、互換性，又考慮功能、重量、尺寸，要在電氣和機械上切實可行；
7、模塊的組合應具有較大的靈活性、明確的目的性和良好的經濟性。
三、參數儀的模塊化設計方法：
（一）系統解決方案設計
所謂系統解決方案設計是指采用哪一種現場總線技術，應根據鉆井現場的特點，遵循抗干擾性強、可靠性高、組網簡單、成本低廉的基本準則進行設計。由于一般鉆井現場電氣要求可靠性高，現場布線少，安裝調試費用低，鉆井參數儀采用用于現場設備網絡的開放網絡和現場總線解決方案，具體選用基于RS-485通訊的ADAM-5000數據采集和控制系統，傳輸信號穩定可靠，并能抑制通訊線路上的噪聲。
（二）模塊接口設計
數字信息模塊的接口指模塊與模塊之間的硬件連接、電氣參數和通信標準。接口設計過程中需要重點考慮的是接口的通用性和互換性。因此數字信息模塊的接口應采用標準多芯航空插頭，RS-485通信協議，220加或減15%VAC。
三）傳感器選擇與電氣設計
參數測量方法力求簡單，傳感器在精度滿足的條件下對可靠性和穩定性應有更高要求，同時要有環境適應性的特殊要求，輸出應為標準信號。傳感器選型要注意集成化、小型化、智能化和數字化的現代測試技術指標和發展方向，在精度、量程、漂移、可靠性、環境適應性、數據信號發送安裝性能及維修性、反復保安全、驅動部分的可靠性、壽命、價格、防腐防潮等指標方面要做到全面的平衡，防護等級不低于IP65安全防爆。模塊、電纜、測量傳感器均要隱蔽安裝，避免暴曬和受潮，接頭、電纜和傳感器電源均要選用軍品，以確保系統的可靠性與穩定性。
四、總結：
鉆井參數儀采用的是現場設備網絡的開放網絡和現場總線解決方案，具有可靠性高、能抑制通訊線路上的噪聲、傳輸信號穩定和組建現場網絡成本低的特點。鉆井參數儀模塊是數字化鉆井系統的重要組成部分。本文提出了鉆井參數儀模塊的劃分方法，模塊化設計準則、設計內容以及一些模塊化設計的具體方法。隨著科技發展，鉆井儀表也在逐步豐富和完善，而鉆井參數儀的模塊化設計則更是改進過程中的重中之重。希望本文提出的一些劃分和理論能對研究數字化鉆井系統的設計工程師們起到一定的參考作用。
參考文獻
[1]李加國.鉆井參數儀的現狀及發展趨勢[J].江漢石油職工大學學報，2009（04）[2]張雷、郭衛、劉志峰.模塊化設計中相似性評價的應用[M].合肥工業大學玄寶（自然科學版），2011（01）.
