模块化在产品设计中的运用

模块化在产品设计中的运用产品设计初期，设计变更所影响的产品架构幅度较大，反复的设计变更导致于产品架构与功能模组之间也持续地跟着变动，如此变动造成在产品开发初期花费太多时间于模组化过程中，导致产品开发时间过长，延迟产品上市时间，不利于产品取得市场优势。系统层级设计阶段主要是根据产品概念发展阶段所产出的产品雏型，定义产品的结构，产品子系统与构件之划分以及产品系统的最终组装方案等，在此阶段产品架构定义明确，不容易产生大变动的设计变更，所以在系统层级设计阶段根据产品架构定义产品模块，界定模块界面，避免花费太多时间于大幅度及重复地模块化变更，以缩短产品开发之时间。1 模块化产品设计原则产品的构成是由很多的零件在空间上进行装配而成，但一产品的组成少则十几个零件，多则上千上万个零件，如何将这些零件依产品之架构分成不同之模块，模块的范围如何界定，在模块化过程中应依据哪些准则，基于上述之问题本研究提出之模组化设计的原则如下。(1)单一功能化：模块单一功能化应是产品模块化设计的第一步，一产品按照其功能可以区分为不同的系统，例如自行车依其功能性不同可分为五大系统包含车架系统、制动系统、车轮系统、传动系统及转向系统，而这五大系统既可分为五个模组。(2)标准化：也可以称之为重复化，就是同样的零组件重复出现在 不同的产品上。在产品开发过程中重复使用现有零组件，可以分摊开发的成本，降低新零件数量，缩短整体开发时程。标准化分为内部标准化及外部标准化。(3)规格化：也可称之为参数化或数据化。模块化设计强调模块可 搭配变换，所以模块与模块之间锁固方式的相关参数(例如螺栓大小、螺栓孔数量、螺栓孔距离等)，及模块实体的相关参数，须建立系统化标准规格，唯有如此才可以确保模块在组装的时候，彼此之间能够 准确稳固的结合、安装。(4)可拆解化：产品元件之间的接合可分为永久接合及可拆式接合, 模组化设计强调模组可搭配变换，所以模组与模组之间锁固方式不可使用永久接合方式，应以可拆式接合为主。2 模块化产品设计流程产品开发分为数个不同阶段，本研究依据产品开发流程，在系统层级阶段导入模组化设计，本研究所提出之产品模组化流程如下：(1)建立产品结构：设计者在此阶段提出产品的架构与主要功能。个别的组成元件与其主要的功能需求予以决定，并传递到下一个步骤。(2)选择元件：设计者选择符合上一步骤定义所需要的元件。(3)取得组装关联：分析并定义出产品元件之间的设计关联性。(4)验证组装关联：检查产品元件间的设计关联性，是否满足整个 产品的主要功能需求，这些关联是否合理，是否有矛盾的现象。(5)确认：确认所有选择的元件是否都有被使用到。如果必要的修 改已经完成，则视为所有的元件都已满足所定义的需求。(6)建立产品架构：当所有的元件都已经被选择，且彼此间的关联 性已被完整定义，此产品的架构即定义完成。模块化在产品设计中的运用