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模块化设计在产品设计中的应用

2020/8/24    来源:互联网    作者:汪杉      
关键字:模块化设计  产品设计  
本文从模块化设计的一些种类以及模块化设计的功能特点入手,着重描述了模块化设计的功能性生更换设计以及组合型变换设计两种形式,从而阐述了在实际生产设计过程中模块化产品设计的优势。以及在产品设计中如何运用模块化设计思想。

    所谓模块化设计就是将产品的某些要素按照其功能以及形态来划分产品的一些组合部件,通过一些特殊的结构连接组合在—起,构成一个新的产品系统。通过这种组合形式使产品具备各种不同的或相同的功能以及多种表达形态的可能性。这种模块化设计使得消费者在选择产品的时候能够根据自己的需要和喜好进行个性化的组合,以满足产品多样性的要求。模块化设计思想近年来在产品设计中的应用越来越广泛。越来越多的设计师在进行产品设计的过程中都会或多或少的运用模块化设计思想。

    严格意义上说,模块化设计的思想是绿色设计思想的一种表达方式。一者模块化设计思想利用到产品设计中去能够缩短产品的研发周期、制造周期。快速增加系列化产品的推出,能够快速响应市场应对市场的不断变化;再者,模块化设计思想运用到产品设计中能够有效延长产品的生命周期。从而有效减少产品废弃带来的资源浪费和环境的破坏。方便产品的重新再利用、维修以及回收再处理。

1 模块形态类型

    1.1 功能性变换设计的模块形态

    所谓的功能性变换设计的模块形态就是将产品通过系统集群的方式将产品的功能部件单独作为一个功能模块,在使用的过程中通过适当的增加和减少功能模块来达到消费者的使用要求。

    这种通过功能部件件组合的方式在产品设计中运用非常广泛,图1为现代家具设计中的衣柜设计以及其部分功能部件。这种形式可以根据不同消费者的消费需要选择不同的功能部件就能够满足不同消费群体的一些特殊要求。比如,可以根据年龄增长对衣柜的不同要求,合理增加或减少功能部件的方式满足各个时期的需要。儿童时期,放置折叠衣服比较多,可以通过购买多种层板来实现,随着年龄的增加,对衣服的放置方式要求越来越多,这时候就可以购买各种功能部件。如:挂裤架、格子抽、挂衣杆等功能部件来满足。不需要再重新购买新的家具。同时也增加了家具市场消费者的可选择性。

衣柜及其部分功能配件

图1 衣柜及其部分功能配件

    图2为多功能模块化设计的插线板。通过不同的模块组合形式,能够满足各种场合,各种功能需要。消费者在选择插线板的时候也可以根据自己需要进行自行选择。当插线孔位不够或者给其他电器使用时,只需要增加一个与之对应的插线接口模块就可以满足使用要求。不需要像以往那样拉上很多线才能满足使用要求。使得产品在使用过程中能够既满足功能需要又美观大方。

模块化插线板

图2 模块化插线板

    1.2 组合型变换设计的模块形态

    所谓组合型变换设计的模块化形态就是将产品的各个零部件作为该产品的一个模块,通过特定的结构进行组合,这种组合形式能够使产品具备多种最终状态,从而使消费者在产品使用过程中始终保持对产品的新奇感。

    图3为Daniel Lago设计的一款经典七巧板书架设计该家具最大的特点就是其运用的模块化组合设计。通过各个模块之间的自由组合,该产品能够表达出各种不同的状态。使得不同的消费群体在家具选择过程中能够根据自己的喜好进行家具的重新布置。既满足了产品的功能需要,又满足了产品的多样性、个性化需要。

Daniel Lago设计的七巧板书架的模块化组合方案

图3 Daniel Lago设计的七巧板书架的模块化组合方案

    当然,就目前模块化产品设计而言,除了上文提到的两种设计形态之外,可能更多的应该是这两种设计形态的组合’在此不做过多的赘述。但是,不管是哪种设计形态的表达,本质上诜模块化设计思想在产品设计中的运用依然是延长产品的生命周期的一种有效设计手段,在产品设计中同样具有非常明显的优势和特点。

2 模块化设计特点

    2.1 满足个性化需求

    模块化设计本身就是一种通过模块变换来增加产品多样性的设计。可以通过增加不同的功能模块或者通过不同的组合形式,来使产品功能多样性、形态多样性。可以同时兼顾产品形态及功能要求。对不同的消费群体。不同的审美需求者能在最大限度上满足。所设计出来的产品也是个性化十足。

    2.2 利于产品的更新换代

    产品的更新换代是每一个企业在市场竞争中必备的手段。是企业保持市场活力的重要保障圃。往往具有前瞻性产品的企业者能够带来较大的利润。最有代表性的就是我们熟知的家电行业市场,为了适应市场获取最大的利润并迅速抢占市场,使得当代家电行业产品更新换代速度非常快。如何适应这样的高速发展,产品更新换代的速度就是最直接的影响因素。目就抢占时间最强有力的保障就是运用模块化设计的思想。通过更换产品设计中的某一个或者某几个模块就能够实现产品的升级改造。在产品设计过程中只需要重点攻关几个更新模块的设计就能够完成。不需要进行产品的整体改造设计。从而能够更好地完成产品的更新换代。

    2.3 降低成本

    模块化设计是一种工业化的规模化设计满足工业生产的—般规律。能够实现产品各模块的标准化批量生产。最终的产品形态只是各模块组合的结果。所以,在产品设计阶段,只需要设计非标准模块或某一个功能模块就能满足产品的市场需要,从而降低了生产成本。在产品制造阶段同样如此,标准模块或者不需要改变的基本功能模块可以实现大批量标准化的生产模式,从而降低了因产品的改变而不断变化的生产成本增加的可能性。在产品的组装阶段也是如此,对于小型的模块,因为采用的是模块化设计思想,所以其安装比较简单,消费者自己就可以安装。从而有效降低安装成本,对于大型产品而言利用模块化设计思想能减少大型机器的参与,比如航母的制造,就是利用一个一个的模块组合完成的安装形式。从而大大降低其安装成本。对消费者而言在产品选择中也不需要选择自己不需要的模块。从而降低了消费者的使用成本。

    2.4 缩短产品的设计周期

    产品的设计周期越长,对企业而言所产生的成本和市场风险就越大。如何在有效范围内缩短产品的设计周期是每一个企业都积极探索的事。模块化设计正是在这样的条件下产生的一种比较好的新产品开发模式。在产品的设计初始阶段,就研究制订好设计方案。把产品设置为多个模块,其中有一部分是产品的标准模块,其他少量的为非标准模块。通过这种标准模块和非标准模块的结合形式来完成一件或一个系列的新产品设计。只需要通过对非标准模块的重亲斤设计再与标准模块组合。通过这种形式能够在短时间内完成一件或多件产品的再设计。从而更加有效的完成产品的设计大大缩短产品的设计周期。

    2.5 延长产品的生命周期

    任何一件产品都要经历导入期、成长期、成熟期和衰亡期。被称之为产品的生命周期。如何让产品发挥最大的使用价值,最大限度的减少浪费是我们现阶段积极探索的一件事。就产品设计而言就是如何延长产品的使用期,让产品最晚进入衰亡期。目前,我们熟知的延长产品生命周期的有效方法大概有两种:一种是将因损坏部件而被动淘汰的产品修缮再利用,将因不喜欢而被动淘汰的产品直接回收并进行简单的清洁处理后再利用。我们熟知的二手市场就是这样的一种模式。另一种就是将淘汰的产品通过改变其功能件使其成为一种全新的产品形式,通过这种创造手段到延长产品的生命周期的目的。而产品模块化设计的思想正好可以运用其自由组合以及自由更换其功能模块的特点,可以将产品使用周期最大限度的延长(图4)。

利用模块化设计思想延长产品生命周期

图4 利用模块化设计思想延长产品生命周期

3 结语

    随着产品设计中模块化设计思想的运用不断增多。模块化设计的优势和竞争力逐渐显现。但是,如何正确合理的在产品设计中运用模块化设计如何让模块化设计思想和其他设计思想更好的融合仍然是我们需要思考的问题。

责任编辑:程玥
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