模块化设计技术篇（1）

中图分类号U23 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）102-0157-02

1 概述

车辆的生产制造是一项系统性工作，需要设计和工艺统筹考虑，在设计之初就须考虑后续生产中的各种问题，包括质量、成本、生产计划等，优秀的设计应该具有良好的可操作性并且对提高生产效率有所帮助。传统车辆组装方法为串行方法，基本理念是在车辆上依次组装各种部件，突出问题是某一环节出现问题将会导致整个生产线的停滞，解决此问题的一种行之有效的方法是将车辆的组装工作分解成几个模块，模块的生产与车辆的生产并行，最后将模块整体与车辆组装。CRH1A的设计和制造大量采用模块化理念，CRH1A是青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司生产的时速250km不锈钢车体动车组，由8辆车编组（5动3拖，编组型式：Mc1a+Tp2+M2+Md2+T2+M2+Tp2+Mc1a）构成，列车内部功能齐全，具有良好的的舒适性。本文以CRH1A动车组为参照，阐述其模块化组装的理念。

2.模块介绍

2.1 车顶模块

钢结构车顶固定在工装上，工装两侧与翻转设备固定，车顶板朝下、弯梁朝上放置，工人站在两侧的平台上进行操作，组装防寒材、风道、线槽、中顶板等部件，构成车顶模块，经过校线测试合格后，将整个车顶模块与无车顶车体焊接成一体。这种组装工艺使车顶各部件的组装工作变得非常简便。传统车体为整体焊接结构，车顶与侧墙、端墙、底架焊接成筒型结构，在组装车顶防寒材、线槽、风道等部件时，工人需要借助梯子、凳子等登高并且仰头施工，操作不便，劳动强度大。车顶模块很好的解决此问题，。

另外，CRH1A车体在车顶组装前上部为开放式结构，为大部件的调入提供了便利。在与车顶模块焊接前，整体调入地板、厕所、洗脸间、厨房设备等大部件。传统方法为从车顶空调口调入部件，如果部件尺寸太大，就无法调入，需要将部件做成分体式结构或者加大空调开口。分体式结构使工作变得复杂，加大车顶空调开口会使承载能力降低，车体需要局部补强，所以两者都有遗留问题。采用车顶模块的无车顶车体使得此类问题得以避免。

以地板为例，传统地板分成多块安装，地板之间的接缝处需要用若干螺钉固定以防止地板翘曲，后续还需粘接地板布。地板布与木地板粘接时经常产生气泡，所以地板布须分成几块粘接，工作繁琐。CRH1A地板分成三块：两块客室地板和一块通过台地板，地板主结构与地板布在供货时就是一个整体，减少了后续粘接地板布的工作量，三块地板之间采用搭接结构，仅在搭接处需要螺钉固定，极大的减少了地板固定的工作量。

2.2 司机室模块

司机室框架为鼠笼型结构，如图2所示，采用高强度碳钢焊接而成，具有足够的抗变形能力，在车辆低速与一定质量的公路车辆碰撞时，可以保护司机的安全。在与车体连接之前，司机室框架内布置防寒、地板、司机室操纵台、线路、电器柜、管路等部件，构成司机室模块，然后整体与车体用螺栓连接。

传统司机室框架与车体之间采用焊接连接在一起，司机室内空间狭小，给后续的司机室操纵台、电气柜、管路等的组装工作带来不便。操纵台属于比较大的部件，如果司机室框架预先与车体焊接，操纵台很可能无法整体调入，需要设计成分体式结构上车，然后在车上组装；如果设计之初就留出操纵台调入空间，车体结构将很难达到强度要求，为此需要增加可以后安装的补强梁，补强梁与司机室框架采用螺栓或者高强度铆钉连接。采用司机室模块的CRH1A动车组很好的解决了上述问题，首先司机室模块端部为开放结构，操纵台整体从端部调入，另外模块组装时周围是开放环境，各种操作不受限制，提高了工作效率。

2.3 车下设备安装模块

车下设备种类繁多，包括主变压器、逆变器、蓄电池、制动单元、主压缩机、污物箱等部件，具有质量大、形状各不相同的特点。传统的安装方法如下：在不锈钢或者碳钢车底架横梁上焊接各种支座，然后将各种设备与支座固定在一起。不同设备的安装都是独立的，工人须钻入车下，甚至钻入设备之间的间隙来操作，部分安装工作需要仰头作业，工作条件不是很好，生产效率不高。

为了处理上述问题，CRH1A采用车下设备安装模块，其主体概念是将主变压器、蓄电池等设备和线槽、管路做成一个单独的模块，然后整体与底架固定。具体操作如下：首先，将多个安装梁固定在工装上，各安装梁主体结构相同，但是由于需要固定不同的设备，所以在其上面焊的支座有所不同；将各种设备调入相应位置，并与安装梁上的支座的固定，后续工作为布置线槽和管路；将车辆抬升到一定高度，将整个带有工装的模块用气垫小车推入车下，降低车辆高度，将各安装梁与底架固定，抬升车体，设备与工装脱离，最后移除工装。

车下设备安装模块的劳动强度适中，操作者只须在两侧站立工作，在与底架组装时会有部分安装工作需要钻入车下操作。与传统安装方法比较，减少了在车下的较差环境中进行设备安装的工作时间。

3 模块化组装对提高生产效率的作用

常规的车辆组装工作是依次进行的，如果某一环节出现问题，下一环节就无法进行，只有等待问题处理完成后才能进行工作，耽误整车的生产进度。上面介绍的三种模块的生产是在整车之外的工位完成的，与车辆的其它组装工序并行，通过科学的生产计划，将一些需要返工等特殊情况考虑到生产中，将各种模块的完成时间早于其组装到车辆的时间，所以模块本身的生产不会使整个车辆生产线产生延误；另一方面，模块为开放结构，周围可以布置大量人员施工，设备调运和安装都很方便，加快了生产速度。

4 模块化组装的缺点

各种模块的组装是在单独的工位完成的，占用了场地，同时也需要不同种类的工装、翻转设备、气垫小车和专用焊接设备，先期投入成本较大。以车顶模块为例，在组装风道、顶板等部件时车顶弯梁需要朝上放置，但是将整个车顶模块与车体焊接时，需要车顶弯梁朝下放置，所以在车顶模块工装的两侧需要翻转设备；另外，车顶与侧墙的焊接也需要专用的龙门焊机设备，该设备横跨整个车辆，在车辆长度方向可移动，车辆两侧需要提供其移动的轨道，设备两侧是供工作人员高处作业的可升降的操作台，顶部滑轨既要吊装电阻焊机，又要实现焊机在车辆横向和纵向的可移动，所以整个龙门焊机设备成本较高。

另外，车顶模块影响了车体结构。传统车辆的车顶与侧墙焊接后，其接口是光滑的结构，但是采用模块化的车体由于车顶后安装，所以从结构上必须留出车顶弯梁与侧墙立柱焊接的空间，车顶和侧墙接口处形成长条形开放区域，需要用方形板采用焊接的形式将其掩盖，最后还要粘接玻璃钢罩板，以达到美观和良好的空气动力学效果，另外高压平顶与玻璃钢罩板接口处的排水需要认真处理。综上所述，车顶模块使车辆的结构变得复杂。

5 结论

良好的施工环境是质量保证的前提，设计者需要充分考虑生产制造中的各种因素，将复杂的车辆组装工作解成模块，使其在普通劳动强度条件下和开放环境中完成，以提高生产效率。

模块化设计技术篇（2）

引 言

随着生产技术的迅速发展和日趋激烈的市场竞争，以及用户个性化的设计需求，会对制造企业的批量生产造成巨大冲击，制造企业生产方式会由传统的少品种大批量转变为多品种小批量生产。这就会给机械设计人员及企业造成许多的困扰。如何既能为顾客提供个性化产品，又能保证生产周期，保质保量地完成客户的需求，提高企业服务水平和客户满意度，已成为制造企业及设计人员追求的目标。模块化设计是解决这一矛盾的有效方法。模块化设计可以在保证产品通用性的同时，提供多样化配置，既能满足用户个性化需求，又不降低企业效益。从而使个性设计和批量生产这对矛盾得以解决。与传统设计方式相比，模块化设计可降低设计风险，提高产品可靠性，缩短产品研发周期。模块化产品设计可以以少变应多变，以尽可能少的投入生产尽可能多的产品，以最为经济的方法满足各种要求。因此，模块化设计在各个领域已广泛应用。

1.模块化设计的概念及其意义

1.1.模块化设计的概念

模块化是以可完成独立功能的模块为基础。具有通用化、系列化、组合化的特点，是可以解决复杂系统多样化与功能多变要求的一种标准化形式。

模块化设计（Modular Design，MD）是指模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求的设计方法。

1.2.模块化设计的意义

采用模块化设计具有以下优点：

1.2.1.有助于提高产品研发质量

1.2.2.提高工作效率和节省生产周期

1.2.3.节约生产成本

1.2.4.有助于改进企业管理。

1.2.模块化设计的意义

基于上述模块化设计的优越性，模块化设计这一新的设计概念和设计方法迅速在各个领域得到广泛应用，它的竞争优势主要体现在两个方面：一方面解决品种、规格的多样化与生产的专业化的矛盾；另一方面也为先进的制造技术、提高设备的利用率创造必要的条件，实现以不同批量提供顾客满意度的产品，进而使企业实现产品多样化和效益统一。

2.模块化设计在无损检测技术中的应用

2.1.无损检测及其作用

无损检测技术即非破坏性检测，就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下，为获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分等物理、化学情报所采用的检查方法。无损检测技术在现代许多领域中，不仅起到保证产品质量与安全监督作用，还在节约能源和原材料资源、降低生产成本、提高成品率和劳动生产率方面起到积极的促进作用。作为一种新兴的检测技术，其具有以下特征：无需大量试剂；不需前处理工作，试样制作简单；能进行在线检测；不损伤样品，无污染等等。所以无损检测是现代工业许多领域中保证产品质量与性能、稳定生产工艺的重要手段。

模块化设计原则

模块化设计的原则：

2.1.1.力求以少量的模块组成尽可能多的产品，并在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉，模块间的联系尽可能简单；

2.1.2.模块的系列化，其目的在于用有限的产品品种和规格来最大限度又经济合理地满足用户的要求。

模块化设计有两种情况，一种是在对各种不同类型、不同规格产品进行分析的基础上，从中提炼出较强的共性。据此设计模块，其目的不仅是为满足某种产品要求，更是为了在更广的范围内通用，称为模块创建；另一种是为完成某种复杂产品功能。选用设计合适的模块确立它们的组合方式，称为模块组合。产品进行模块化设计时，根据用户需要，将模块合理组合，通过不同的组合方式，就可以设计出千变万化的产品。

2.2.模块化设计在无损检测技术中的应用

基于模块化设计的优点，模块化设计现在已广泛地应用于各个领域。以下就是机构模块化设计在超声波检测中的应用的实例。超声波检测是无损检测技术应用最广泛的手段之一。超声波检测适用于适合于金属、非金属、复合材料等多种材料的无损检测。针对不同的被检测物需要有不同的机械辅助机构，这将给设计、生产以及周期上的带来种种不便，模块化设计可以有效地解决这一问题。

引用模块化设计后，被测零件可以千变万化，而机构的模块化设计可以保持不变或者是稍有改变，这样可以大大节省设计时间和生产周期，从而节约成本。

3.结论

设计师运用模块化设计思想开发检测系统的辅助机构的设计，通过严谨细致的全面思考，充分利用已建立和考验过的实践经验，最大程度地降低了各方面的研制风险，节省了开发费用、缩短了研制周期，提高了产品质量和可靠性。随着客户对产品个性化需求的增加，产品定制化趋势越来越明显，模块化设计可以使产品在保证高通用性的同时，提供多样化配置，这是解决制造企业产品的标准化、通用化、定制化及柔性化之间矛盾的可行方案。模块化产品的可分解性、模块的兼容性、互换性和再利用性等，是绿色产品的特性，是制造业发展的趋势。产品的模块化设计具有广阔的发展前景和极大的市场竞争力，势必会对未来市场的产业发展带来极大影响。

参考资料：

[1] 林宋 《机械模块化设计关键技术》， 机械工业出版社， 2011-06

模块化设计技术篇（3）

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）09-0058-03

在设计通信程序时，在其程序的实现形式上主要分为可执行应用程序和动态链接库。前者能够独立运行，通常针对某一特定需求而使用，功能完备但可移植性不强；后者不能独立运行，只是以库的形式提供相关功能的函数、类及其他数据，动态库可以为某一特定需求而定制。

利用动态库技术进行通信协议设计，按照从核心到的层次关系进行模块化组合设计，各模块动态加载，可扩展，独立编译，软件系统层次明确、内外松散耦合，便于功能组合和升级改造，提升软件质量。

1 动态库基本理论

1.1动态库分类

VC支持三种DLL，它们是：

1）Non-MFC DLL：指的是不用MFC的类库结构，直接用C语言写的DLL，其输出函数一般用的是标准C接口，并能被非MFC或MFC编写的应用程序所调用。

2）Regular DLL：和下述Extension DLL一样，是用MFC类库编写的，能够被所有支持DLL技术的语言所编写的应用程序调用。在这种动态链接库中，它必需有一个从CWinAPP继承下来的类，DLLMain函数被MFC提供，不用自己显式的写出来。

3）Extension DLL：只被用MFC类库所编写的应用程序所调用。在这种动态链接库中，用户可以从MFC继承想要的、更适于自己用的类，并把它提供给自己的应用程序。与Regular DLL不一样，它没有一个从CWinAPP继承下来的类的对象，用户必需为自己的DLLMain函数添加初始化代码和结束代码。

1.2 DLL调用方法

DLL的创建是供可执行应用程序调用的。使用了外部DLL的应用程序的创建与普通应用程序的创建完全一样。在此基础上可以对外部DLL进行显式或隐式调用。对DLL的调用分为两种，一种是显式的调用，一种是隐式的调用。所谓显示的调用，是指在应用程序中用LoadLibrary或MFC提供的AfxLoadLibrary显示地将自己所做的动态库调进来，动态链接库的文件名即是上面函数的参数，再用GetProcAddress获取想要引入的函数。自此，就可以像使用应用程序自定义的函数一样来调用此引入函数了。在应用程序退出之前，应该用FreeLibrary或MFC提供的AfxFreeLibrary释放动态链接库。

隐式的调用则需要把产生动态链接库时产生的.LIB文件加入到应用程序的工程中，想使用DLL中的函数时，只需声明一下即可，而无需调用LoadLibrary和FreeLibrary对DLL进行显示加载、卸载。

隐式调用的方法比较简单，但隐式调用的DLL在应用程序加载的同时被加载到内存中，当应用程序调用的DLL比较多时，装入的过程十分缓慢。通过延迟加载技术可以很好地解决该问题。但除了必须的.dll文件外还需要DLL的.h文件和.lib文件。这在那些只提供.dll文件的场合就无法使用了，而只能采用显式调用方式。

1.3 输入函数和输出函数

模块是Windows的基本构成单元，主要由应用程序模块和DLL模块组成。这两类模块的结构是一样的，都可以“输出”（export）函数供其他模块使用，也可以“输入”（import）其他模块的函数。输入一个函数就是在代码中创建指向该函数的动态链接，而非像在静态链接中那样实际装配该函数的代码。与DLL不同，由应用程序模块输出的函数是无法为其他应用程序模块所输入的。

MFC提供的用于输出的函数的关键字是__declspec和dllexport。在要输出的函数、类或数据的声明前使用__declspec（dllexport）表示输出。若要输出动态库中的函数mimafuwu（HWND hWnd）供应用程序输入使用则在动态库中声明该函数如下：

#define REGULARMFCDLLLIB __declspec（dllexport）

extern "C" REGULARMFCDLLLIB unsigned short mimafuwu（HWND hWnd）；

在应用程序输入声明如下，_cdecl为调用约定：

unsigned short （_cdecl *Func）（HWND）；

2 通信协议动态库设计

2.1 动态库结构

通信协议动态库一般只包含一个输出函数和由该输出函数创建的三个UI线程（用户界面线程）即主控线程、数据接收线程和数据发送线程组成。三个线程分别对应三个模块：DLL主控模块，DLL数据接收模块和DLL数据发送模块。DLL主控模块负责与调用DLL的应用程序及DLL数据收发模块交互数据和消息，同时负责按接口协议进行解析、分包、组包、超时重传等数据处理操作，DLL数据收发模块负责与外部通信端进行物理层接口（如网口、串口等）的数据收发，DLL数据收发模块相互独立不涉及信息交互。通信协议动态库结构示意图见图1。

2.2 动态库接口及协议

通信协议动态库接口设计为内部接口和外部接口。如图2所示，内部接口为动态库内部模块之间的接口，外部接口有两种，分为动态库与调用其的应用程序之间的接口和动态库与外部通信端之间的接口。

2.2.1内部接口及协议

动态库内部接口为DLL主控模块与DLL数据发送模块之间和DLL主控模块与DLL数据接收模块之间的接口。内部模块之间主要通过自定义消息方式构造协议进行数据通信。

2.2.2外部接口及协议

2.2.2.1 动态库和调用DLL的应用程序之间接口及协议

动态库和调用DLL的应用程序之间接口为DLL输出函数。两者之间主要通过自定义消息方式构造协议进行数据通信。

2.2.2.2 动态库和外部通信端之间接口及协议

动态库和外部通信端之间的接口主要为以太网口和串口、并口等通信端口等。使用的接口协议主要有：基于TCP的网络通信协议、基于UDP的网络通信协议和基于串口/并口的端口通信协议等。

2.3 动态库信息处理流程

调用DLL的A端应用程序拟制一份数据按动态库和调用DLL的应用程序之间接口协议将其提交DLL主控模块，DLL主控模块按动态库和外部通信端之间接口协议进行数据处理后再按内部接口协议将数据提交DLL发送模块，DLL发送模块将数据发送到B端。DLL接收模块接收B端数据后按内部接口协议将其提交DLL主控模块，DLL主控模块按动态库和外部通信端之间接口协议收齐数据后，再按动态库和调用DLL的应用程序之间接口协议将数据提交A端应用程序。即：

1）A端调用DLL的应用程序->DDL主控模块->DLL发送模块- >B端

2）B端 - >DLL接收模块->DLL主控模块->A端调用DLL的应用程序

3 通信协议动态库设计要点

3.1动态库中的输出函数

应用程序一启动就应加载动态库，调用动态库输出函数。动态库中一般只有一个输出函数，该函数只负责创建UI线程。输出函数参数须包含应用程序某窗口句柄，一般为主框架窗口句柄，同时输出函数将必要的变量信息如动态库创建的某个线程的线程号回传至应用程序。通过窗口句柄和线程号作为参数，以便于应用程序和动态库之间以自定义消息的方式进行通信。

3.2动态库中的超时时钟设置

动态库中超时时钟的设置与应用程序有别，不能使用ON_WM_TIMER（）消息机制，需采用自定义消息方式。具体方法如下。

自定义超时消息：

ON_MESSAGE（WM_TIMER， OnTimer）

设置超时时钟：

UNIT m_iTimer=：：SetTimer（0，0，3000，NULL）；//3000表示定时3秒

超时消息处理函数：

void OnTimer（WPARAM wparam，LPARAM lparam）

{

UINT nIDEvent =（UINT）wparam；

if（nIDEvent==m_iTimer）

{

//超时处理

}

}

关闭超时时钟：

KillTimer（0，m_iTimer）；

3.3动态库与调用DLL的应用程序之间的消息传递

如前所述，动态库与调用DLL的应用程序之间消息传递时首先需要知道应用程序窗口句柄和动态库某线程的线程号，使用的MFC消息函数如下。

动态库往应用程序发消息：

：：PostMessage（

ApphWnd，

WM_DLL_TO_APP_MSG，

WPARAM wparam，

LPARAM lparam）；

其中，参数ApphWnd为应用程序主框架窗口句柄，WM_DLL_TO_APP_MSG为自定义消息标识，wparam为消息中携带的参数一（如数据指针等），lparam为消息中携带的参数二（如数据长度等）。

应用程序往动态库发消息：

PostThreadMessage（

m_Threadid，

WM_APP_TO_DLL_MSG，

WPARAM wparam，

LPARAM lparam）；

其中，参数m_Threadid为动态库中某个线程的线程号，应用程序将消息发往该线程，WM_APP_TO_DLL_MSG为自定义的消息标识，wparam为消息中携带的参数一（如数据指针等），lparam为消息中携带的参数二（如数据长度等）。

3.4 通信参数的设置和使用

动态库对通信参数（诸如IP地址、端口号、串口配置，动态库路径、分包长度、固定包头、超时时钟值和重传次数等）的设置和使用一般有两种方式。一种为，读取第三方软件形成的通信参数配置文件的方式。另一种为，应用程序调用输出函数时将通信参数传递给动态库，动态库再进行通信参数的设置和使用。两种方式以前者为优。

4 基于UDP的通信协议动态库开发实例

结合第3节和第4节内容，本节以创建Regular DLL和显式调用DLL为例，设计一个基于UDP的通信协议动态库。为了使用该动态库，首先创建一个调用该DLL的简单应用程序。

第一步：创建应用程序

启动VC++，单击[File]->[New]菜单项，在project页中选择MFC AppWizard（exe），新建一个名为MyApp的基于单文档界面的工程。

第二步：创建DLL

1）启动VC++，单击[File]->[New]菜单项，在project页中选择MFC AppWizard（dll），新建一个名为MyLib的工程，在第一步的时候选择，创建一个动态链接MFC的规则DLL。

2）构造输出函数mimafuwu（）：

① 在MyLib工程中填加空白源文件mimafuwu.cpp和mimafuwu.h；

② 在mimafuwu.cpp文件中输入如下代码：

#include "StdAfx.h"

#include "mimafuwu.h"

//输出函数根据具体应用而定制。

extern "C" REGULARMFCDLLLIB unsigned short mimafuwu（HWND hWnd）

{

AfxMessageBox（"装载DLL模块成功！"）；

return 0；

}

③ 在mimafuwu.h文件中输入如下代码：

#define REGULARMFCDLLLIB __declspec（dllexport）

//输出函数声明，输出函数根据具体应用而定制。

extern "C" REGULARMFCDLLLIB unsigned short mimafuwu（HWND hWnd）；

3）编译后会生成库文件MyLib.dll。

第三步：应用程序加载和使用DLL

1）在创建的MyApp工程的MainFrm.cpp文件的函数

CMainFrame：：OnCreate（LPCREATESTRUCT lpCreateStruct）

return语句前添加如下代码，完成对MyLib.dll的动态链接，并完成对输出函数mimafuwu（）的调用：

//选择好MyLib.dll文件路径，装载DLL模块

HINSTANCE hDLL = ：：LoadLibrary（"MyLib.dll"）；

//输入函数声明

unsigned short （_cdecl *Func）（HWND）；

// 获取函数指针

Func = （unsigned short（_cdecl *）（HWND））：：GetProcAddress（hDLL， "mimafuwu"）；

//调用DLL中的函数mimafuwu（HWND）

//同时将应用程序主框架窗口句柄传至动态库

unsigned short nResult = Func（GetSafeHwnd（））；

在上述代码中，首先由LoadLibrary（）将DLL模块映射到进程的内存空间，对DLL模块进行动态加载。其函数原型为：

LoadLibrary（LPCTSTR lpLibFileName）；

其中，参数lpLibFileName为待加载的模块名，如不特殊指定扩展名，Windows将指定默认的扩展名为“.dll”。如果成功加载则返回HINSTANCE值，标识了文件映像映射到进程地址空间的虚拟内存地址；如果加载失败则返回NULL，可通过GetLastError（）了解进一步的信息。

接下来的GetProcAddress（）函数将在DLL模块中找到要输入符号的地址。其函数原型为：

FARPROC GetProcAddress（ HMODULE hModule， LPCSTR lpProcName）；

其中，参数hModule为通过LoadLibrary（）等函数而得到的DLL模块句柄，lpProcName为要查找的输入符号名。GetProcAddress（）在成功调用后将返回DLL的输出符号地址，否则返回空指针NULL。通过其返回得到的内存地址即可完成对输出函数的调用。

当进程中的线程不再需要DLL中的输出符号时，可以通过AfxFreeLibrary（）函数从进程的地址空间显式卸载DLL。其函数原型如下：

BOOL FreeLibrary（HMODULE hLibModule）；

其中参数hLibModule标识了要卸载的DLL模块。

2） 编译后会生成可执行文件MyApp.exe，确保文件MyLib.dll路径正确。运行后若弹出提示框，则应用程序加载和使用DLL成功。

第四步：根据具体应用定制应用程序和DLL

在前面生成的MyApp和MyLib工程的基础上进行修改。应用程序一启动就加载一个开了三个UI线程（用户界面线程）即数据接收线程、数据发送线程和主控线程的动态库，应用程序与动态库主控线程、动态库收发线程与主控线程之间通过自定义消息方式进行数据交互。在动态库库数据接收线程中创建UDP套接字，通过将IP地址设置为127.0.0.l实现应用程序对数据的自发自收。

整个信息流程为：应用程序拟制一份数据提交动态库主控线程，动态库主控线程将收到到的数据提交动态库发送线程发送，动态库接收线程收到数据后提交动态库主控线程，动态库主控线程将数据提交应用程序，即：应用程序->DLL主控->DLL发送- >DLL接收->DLL主控->应用程序。数据在各提交过程中不做任何处理，应用程序发出的数据和收到的数据内容一致。

5 结束语

编写通信协议动态链接库DLL设计说明，目的是作为规范和指导DLL形式的通信协议程序模块设计工作的技术文件。同时对DLL基本程序设计、实现DLL功能扩展和对第三方提供的DLL功能模块调用等提供编程基础。利用动态库技术，遵循从核心到的层次关系进行模块化组合设计理念，使软件系统层次明确，各模块松散耦合、独立开发、独立验证、独立升级改造，便于整个软件系统维护与功能扩展，提升软件质量。

参考文献：

[1] Roberts J W. Traffic control in the BISDN[J]. Computer Networks and ISDN Systems， 1993（25）： 1055-1064.

模块化设计技术篇（4）

一、高职课程体系整合的原则

1.培养高技能人才的原则

高职教育课程体系的整合主要体现在对课程目标确立、课程内容选择、课程模式设计及课程评价等方面。以就业为导向的课程体系的整合必须在深入了解市场，准确把握市场对高技能人才在知识、能力、素质等方面的具体要求后，从传统的学科式课程模式框架中走出来，真正做到从行业实际需求出发，达到高技能人才培养的要求。

2.课程知识和技术多元整合的原则

高技能人才需要具备较强的综合职业技能，要运用多元整合的策略思想，形成以应用性、技能性为特色的高职课程内容体系。贯彻多元整合的策略思想，要求打破原有课程、学科之间的壁垒和界限，以技术应用能力的培养为核心，以目标培养的实际需要作为内容取舍和结构组合的标准，分析相关的知识要素和技能要素，对课程内容做纵向和横向的整合，不求学科体系的完整，强调课程内容的应用性、必需的基础性和课程内容的综合性。

3.课程体系整体优化的原则

实现整体优化首先要明确知识、能力、素质之间的比例关系。要根据人才培养目标的要求找到三者之间最佳的结构平衡点，使学生的知识、能力、素质得到协调发展。协调课程与课程之间的关系。不同的课程对培养目标所起的作用不同，要明确核心课程、支持课程、基础课程、特色课程之间的关系，并体现在课程体系中。

4.理论教学“必须、够用”的原则

高职的理论教学特别强调理论要为实践服务。以指导实践，提高技术应用能力为目的，坚持理论教学以"必须、够用"为原则，有利于学生用科学的技术理论指导实践和实践操作。因此，课程体系应对理论教学进行大胆改革和重组，取消与专业实际技能培养关系不大、理论性过强的课程，对一些与专业相关的课程进行内容的调整与合并，增设反映新技术的技能课程和过程性课程。

5.重视特色课程的原则

高职的人才培养要为区域经济服务，课程体系的特色主要体现在与区域经济的结合上。区域经济结构不同，产业布局不同，经济发展水平不同，对人才的类型要求、专业要求也不同。满足区域经济发展对人才的特定要求，创建特色课程，构建产学结合的课程体系是值得探索的主要途径。

6.适应职业结构与岗位的变化的原则

高职课程体系具有一定的弹性和灵活的调节机制，能对整个社会的经济、科技的发展与市场需要做出快速反映，根据实际需要及时在内容上吐故纳新、在结构上调整组合、在评价上动态反应。知识经济促进了科技的进步和社会产业结构的调整，造成了职业结构和劳动岗位内容的不断变化，而且这种变化的速度愈来愈快。高职课程体系及时反映这种变化，具有自我调整自我更新的能力。

根据以上原则，我们认为“宽基础、活模块”的课程体系适合以全面素质与综合职业能力的培养为核心，以岗位技能训练为特色的高职教育要求。“宽基础、活模块”的两段结构，呈现出与其他课程模式不同的结构特征。宽基础部分作为横向的课程集群，其学习内容不针对某一特定工种，而是针对一个职业内的一群相关岗位所必须的学识和能力，将工作性质相通的若干个岗位集合为一个群，着眼于一个职业岗位群所需要的通用知识的获得和通用职业能力的训练及学习能力获得。“宽基础”阶段侧重于全面素质与关键能力的培养，着眼于奠定发展后劲的基础。“宽基础”对全面推进素质教育，树立以能力为本位的新观念，增强学生的发展后劲具有极大的促进作用。活模块部分作为纵向课程集群，强调针对特定的岗位对从业者的具体要求和从业能力，追求教学内容与特定岗位需要的一致性。其任务为:一是岗位专项技能的训练，使学习者具备顶岗能力:二是在专项技能训练的过程中兼有提升学习能力的功能。“活模块”阶段注重专项能力、综合能力、适应市场变化的跨岗能力及个性特长的培养，着眼于就业适应性的培养，立足于市场经济和人才的需求。

二、通过社会需求分析确定能力本位的应用化工技术专业模块化课程体系的结构

德州职业技术学院应用化工技术专业从2005年开始筹建，2006年招生。专业设立之初我们对山东省及周边地区多家企业进行调研，发现电池行业由于能源危机的影响焕然一新，它集技术、资金、劳动密集于一身发展迅速。

通过电子邮件的方式发放调查表，就应用化工技术专业学生的知识和技能与就业状况的关系进行调查。初步结论是:文化素养和专业基础理论有利于学生的自身发展和自主创业，专业技能的高低和宽窄决定学生的就业质量和就业面。高职教育不仅要让学生掌握一定的文化知识，更重要的是要培养学生的专业技能。在实际教学中，我们感觉到模块化课程的教学体系能从整体上有针对性的培养学生的专业技能，并且富有成效。因此，创建以能力为本位的应用化工技术专业模块化课程体系是培养高职学生专业技能的有效途径，这也正是高职教育区别于其他各类普通高等教育的重要标志。我们还重点调查了毕业生的就业层面，它们主要涵盖在这样一些领域:企业的产品生产、质量检测、分析化验、技术开发、技术管理以及产品的营销和售后技术服务等。我们把这两项调查结果与模块化课程体系的建设挂钩，具体做法是:从学生的就业领域和就业岗位出发建立与就业岗位对应的能力模块，再根据能力模块的内涵来决定课程模块的数量和内涵以及每门课程及每个课程模块的培养目标。这样构建课程模块有利于我们集中时间和精力有针对性地传授知识和培养学生的能力。

三、课程体系整合方案

高技能人才培养的核心问题是课程的设置与体系的整合问题。因此，我们以高职课程改革为突破口，依据高职课程体系构建的原则，构建了以职业技能为核心的“宽基础、活模块”结构的高职课程体系。这一课程体系由职业公共课模块、职业能力课模块、集中实践模块、人文选修模块组成。

1.职业公共课模块

主要为大学生提供必备的科学、人文、身心等方面的基础知识，重视培育学生的人文素养和科学素养，是职业高校区别职业中专的重要标志之一。主要包括高等数学、大学英语、思想政治理论课、体育等课程。该模块以“必须、够用”为原则。

2.职业能力课模块

首先针对职业所需，确立核心课程。核心课覆盖该专业对应职业岗位群需要的最基本、最主要的知识和技术，教学上侧重于技术方法的讲授。保证学生有足够的时间和条件学好这些课程，掌握本专业必备的知识和技术。围绕着职业能力核心课程，开设专业技术、职业考证、职业方向等课程

(1)专业技术模块

各专业除了核心层以外需要开设的专业技术课。这是对核心技术课程所需专业知识的强化、拓宽和补充，以使学生进一步深入理解本专业的核心技术课，强化技术操作，以熟练和丰富技术操作经验。

(2)职业考证模块

职业考证模块保证职业资格的获取，落实双证书制度。这一模块重视职业技能的考核，将职业考证的相关课程尽可能融入培养计划之中。该模块课程由经验丰富的教师指导，从而有利于学生取得相应的职业资格证书这是强化培养学生的动手能力、操作技能的课程，重在职业基本技能。

(3)职业方向模块

职业方向课模块以当前职业岗位的需求为依据，每个专业设立3个左右的专业方向，在第四学期按照学生的学习兴趣和基础对他们进行分流。此模块侧重对学生进行有针对性的专项培训，以适应多层次岗位的需要。

3.集中实践模块

这一模块的课程强调实训、职训等实用性操作训练，以满足第一线应用技术人才的实际需要。

4.人文选修模块

以人文课程为主，兼有科技、管理、文体类等课程，为学生多方面个性发展提供帮助。

四、“宽基础、活模块”课程体系的特点与应用效果

“宽基础、活模块”结构的课程体系特点是:这种课程结构模式灵活性大、针对性强，可以通过调整不同模块的组合，及时实现专业方向的调整，满足各种教学计划需要，并保持自身的完整性与稳定性，灵活地实现教学内容的新陈代谢，使教学要求与社会的发展变化基本上保持同步。各模块均紧紧围绕职业技能这个核心，体现出:“职业技术核心”、“动手能力优先”和“注重人文和科技素养”的高职课程的设计原则，贯彻了从高职学生发展实际出发，“以学生为主体”的教育理念。新的课程体系是在适应地区经济社会发展需求的前提下，按照用人单位对毕业生的技能要求，设计合理的岗位技能或行业技能的培养目标。这一目标由一组相近的专业岗位综合技能课程或若干个相应的岗位证书课程所组成，这些课程包括相应的实训课，以及参与实际生产或社会服务、实际运作的实战训练，从而使学生在毕业后实现与企业零对接的要求。

参考文献

[1]王歧奖.课程结构与教学模式整合研究[J].教育科学研究， 2002， (4).

[2]张尧学.全国高职高专教育产学研结合经验交流会论文集[C].北京:高等教育出版社， 2003.

[3]晓明.整体性课程结构观与优化课程结构的新思路[J].教育理论与实践， 2004， (5).

[4]黄尧孝.构建高等职业教育课程体系的理论思考[J].职教论坛， 2005， (5).

[5]郑晓梅.论高等职业教育课程目标的价值取向[J].职业技术教育， 2003， (19).

模块化设计技术篇（5）

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）05（a）-0126-02

近年来，作为应用型本科院校的计算机专业，面临IT人才急剧扩张的市场需求，急需对传统的人才培养模式进行改革与创新。在这种背景下，我院计算机科学与技术专业对学生试行了“3+1”人才培养模式，通过创新课程教学体系应该是首位性的工作，为此对此专业进行模块化课程体系建设。

1 模块化课程体系是实现创新课程教学体系的最佳途径

应用型本科院校从字面上讲可以说是具有两层含义，其一，它是一所本本科院校，其二，它的人才培养目标在于培养应用型、技能型人才。由于其自身的性质具有一定的双重性，因此，它既不同于一般的本科院校，也不同于一般的中职以及高职院校，在对人才的培养目标上也就自然而然的不同了。一般本科院校培养的人才过于注重理论知识的学习，而忽视了实践能力的训练，一般高职院校培养的人才虽然掌握了一定的技能，但却不具备很高的综合素质，但应用型本科院校却截然不同。它培养出的人才既要具备一定的知识水平，综合素质，又要具备很强的动手实践能力，因此，应用型本科院校所培养出的人才对于面向生产、建设、管理、服务等一线或岗位群，并不断满足其需要还是在很大程度上具有优势的。

在传统的人才培养方案中，课程体系是按照计算机一级学科整体建设的需求来设置学科理论课程及实践课程，而不是按照本科层次应用型人才的培养目标来设置课程体系，学生所学的知识与技能与企业的岗位技能要求不匹配，出现了“学非所用”的结构失衡。因此，在制定课程体系与课程内容时，应淡化原有按一级学科设置的理论体系，强化按应用能力设置的知识体系。即由注重学科理论的系统性向注重工程实践的综合性转变。而模块化课程体系不以学科建设为中心组织教学内容，而是强调教学内容在能力形成中的作用，恰恰体现了这种转变，也是实现创新课程教学体系建设的最佳途径。

2 计算机专业模块化课程体系的构建

模块化教学法自创立之初，迄今为止已有数十年，其主要特点在于以现场化教学为主，并辅之与之相关的职业技能培训。具体地说该方法与以往教学模式的不同在于以就业为导向，并根据学生所学专业需要为之设置与之相关的专业技能模块和职业岗位（群）模块，除此之外，还需考虑技术变化和市场对各高级应用型专门人才的实际需求情况来对课程体系结构进行构建以及调整。

由于“3+1”人才培养目标直接面向职业岗位（群），这使得其在进行模块化课程体系开发方法选择上，需要用到逆向思维法。所谓逆向思维法就是通过对学生将来所要从事岗位的职业素质以及能力进行分析，并得出一个有效的结果，进而根据这个结果对教师所要教授课程进行设计，组成相应的教学单元。在课程设计上要求具备一定的针对性和实用性，并突破不同学科间的壁垒以及对以往的教学模式进行变革，因此，这种教学方法对于构建由课程一级（专业基础）模块、课程二级（专业方向课程）模块和课程三级（职业岗位群课程）模块组成的模块化课程体系，具有极大帮助。

2.1 专业基础模块

专业基础模块课程是计算机科学与技术专业的公共核心知识体系，其开设的目的在于对不同专业方向学生的计算机知识进行补充，旨在培养学生将来从事计算机科学与技术方面岗位所应具备的一些最为基础的素质与能力，也为满足学生未来所从事职业需要以及为学生终身学习奠定一定的知识基础。除此之外，该模块课程学习也在一定程度上使得学生的社会适应能力和职业迁移能力得以提高。专业基础模块课程主要包含：计算机基础、高级程序设计语言、数据结构、计算机组成原理和数据库技术基础等课程，使学生掌握从事计算机各行业工作所具备的最基本的硬件，并且通过和课程体系相对应的基础实验模块使学生具备该专业最基本的技能。

2.2 专业方向模块

专业方向模块课程是在专业基础模块课程基础上，按照专业方向的教育增加各个专业方向教育所需要的比较全面的专业知识，以构成较完整的专业方向知识体系。专业方向模块包括网络方向、软件方向和嵌入式方向等子模块。由于计算机科学与技术专业自身具有极强的实践性，因此，对于这一专业学生的培养来说，并不能仅仅停留在计算机科学与技术专业理论知识的教授上，还要对学生的动手实践能力进行培养，从而使得学生能够掌握一些不可或缺的、实用的计算机科学与技术专业技能，对本科层次的应用型人才培养、教育而言也是如此。把这一点体现在该专业课程设置上就是说，该专业课程要在一定程度上体现学生所要掌握的计算机科学与技术以及一些必备的技能，并通过与该模块相对应的专业实验及实训模块来促使学生所学的理论知识能够很好的与实践相结合，力求为该专业方向学生的培养打下雄厚的理论和技术基础。

2.3 职业岗位群模块

职业岗位群模块设置的目的在于对学生将来所要从事的具体某方面工作所应具备的职业素质进行培养，从而使得学生在走出校门后就能够很好的适应并满足岗位的实际需要。如果说专业基础模块注重的是从业未来及一些不确定因素，强调的是专业宽口径，职业岗位群模块则注重就业岗位的实际需要，强调的是学生的实践能力。掌握一门乃至多门专业技能对于提高学生的就业能力可以说是发挥着不可或缺的重要作用。

3 计算机专业模块化教学的实施和对教学改革的促进

3.1 按模块组织教学内容

所谓按模块对教学内容进行组织，首先，要对不同模块的总体人才培养目标进行确立，并在此基础上，对以往以知识讲授为中心的学科式课程内容体系进行变革，打破不同章节之间的限制，将理论知识与实际操作知识紧密结合起来，以技术和能力培养为目标努力构建不同的学习专题作为子模块；其次，每个子模块又下设不同的学习单元（根据模块知能体系的各个具体目标与内容而划分的小专题）以及课题，从而使得模块课程的教学能够形成一个崭新的“积木组合式”的教学模式。

3.2 模块化教学有利于提高教师的理论水平和实践能力

模块教学作为教学方法中一种，将其运用在计算机专业教学的中，就是要对以往传统的教学体系进行变革，让广大师生能够不断的学习以及掌握新的知识和技能，从而使得教师自身的实践能力以及理论水平在一定程度上得以提高。具体的说就是，在教学的过程中教师一定要根据模块教学的特点，将模块的教学方向灵活的运用。将模块教学的核心点定在提高学生的能力以及素养上，将学生的主体地位发挥出最大的作用，积极的调动学生学习的兴趣，在模块教学的过程中还应该采用其他的教学方法。例如，案例教学法、讨论式等教学方法。在专业课程的教学过程中强调“教师边讲解边演示，学生以一边操作以边理解”将动手和动脑有机的相结合在一起，进而来形成一个“双边教学法”，由于在实际的教学过程中有了师生之间的互动，这使得以往教师讲，学生听的一言堂教学模式被彻底打破。

3.3 模块化教学有利于促进教材建设

由于模块教学法对教材要求较高，这使得在市场上很难找到与之相关的教材，即使找到也未必能够用的上，从这点上来看，模块化教学法对于现有教材内容的革新、现行教材体系进行突破、增添教材的专业性、实用性以及正确解决学科体系的系统性与生产实践所需知识综合性的矛盾具有极大帮助。

3.4 模块化教学有利于提高学生的知识水平和实践能力

使用模块法进行教学，使得以往生搬教材的教学方式得以变革，这对于激发学生的学习兴趣以及引导学生参与到课堂中来具有极大帮助。并且由于模块教学法注重理论知识与实践知识相结合，这使得学生的理论素养和动手实践能力在无形中得以点滴提高起来，这对于学生未来从业是有利的。

4 结语

实践证明，应用型本科教育模块化教学是教育改革的必然趋势，随着应用型本科教育的发展和教学改革的深入，计算机专业的模块化课程体系也将会不断地完善和提高，走出一条高技能人才培养模式改革之路，并得到合作企业和社会的认可。

参考文献

[1] 刘伯红，方义秋，夏英，等.基于“关键点”课程的课程体系改革与探索[J].实验科学与技术，2011（4）：82-84.

[2] 李海涛.模块化教学条件下课程体系的构建[J].四川职业技术学院学报，2007（2）：82-83.

[3] 胡燕燕.关于高职教育课程体系构建的几点思考[J].高等职业教育：天津职业大学学报，2004（1）：19-22.

[4] 向昌成.高职高专计算机应用专业建设探讨[J].阿坝师范高等专科学校学报，2006（S2）：38-40.

模块化设计技术篇（6）

在工业发展中，机械设计是重要的组成，而促进其设计效率提升的重要手段，就是模块化设计方法。但在实际运用中，模块化设计方法还有许多缺陷存在。伴随着迅猛发展的科技，还需要不断的创新模块化设计方式，以更好的促进其程序的简化。

1模块化设计的方法与步骤

首先，在机械设计过程中，要注重科学化选择和应用模块化的设计方法。既通过综合产品要素，形成模块。在通过组合模块，而最终形成产品。有诸多功能的模块存在于具体的设计中。为满足实际的不同需求，通过对组合模块的选择，能形成多样化的产品。在设计模块化的过程中，应划分模块，通过分解功能，使模块间的耦合性有效降低，对模块功能的独立性提供保障。其次。应依据科学化的步骤，进行模块化设计。一是将加强重视系列模块设计。通过对计算机技术的有效运用，充分调查和分析市场情况，对用户需求予以明确，与功能需求相结合，对参数进行设计，旨在对产品功能进行科学化的设计。二是在实施这些基础工作之后，在切分模块，对模块结构进行科学设计。通过资料库的构建，而对模块化的整体功能进行构建，进而使机械设计的整体质量提升。在模块化设计步骤中，比较重要的内容，就是设计单产品模块化，其设计与实现，主要是以系列模块设计为基础。为此，应立足于实际需求，在设计单产品模块的过程中，明确参数，并高度重视模块的选择工作。同时，另外一项比较重要的内容，就是对模块的组装分析和计算环节。通过完善以上各项工作，对提升模块性能提供有效保障。

2机械模块化设计的作用

相关设计人员在充分的调查和分析市场产品功能的基础上，进行设计，通过组合模块，以形成特定的产品，充分发挥模块化设计的作用。可立足于实际情况变更模块化体系，也可优化模块设计理念。机械设计中的模块化设计方法能使设备运行效率提升，在使设计周期减少的同时，能对产品的性能提供保障，真正实现集成设计和知识管理的目标。对于维修工作而言，利用机械设计模块，能提供很大的便利。无需在进行大面积和大规模的维修任务，实施工作只需要在具体的部位进行。在机械模块化设计中，具有相对简单的模块结构，拆卸和安装都非常方便。在模块化的设计中，更进一步突出了包装设计的简化作用。通过引入模块化技术，不仅能提供了技术支持，还能使设计人员的工作效率进一步提升。模块化设计不单单使包装流程大大简化，还使设计成本有效降低，对于成本支出，发挥有效的促进作用。

3模块化设计方法的具体应用

首先，在机械设计过程中，应立足于实际需求，应用模块化设计方法，以真正提升生产效率。在机械设计前，应与生产工艺需求相结合，用科学化的操作方法和步骤，对模块进行划分，便于对模块的完整性和独立性提供保障。只有对模块化设计准确把握，才能使其性能进一步提升。在模块的设计规划中，为了不对其他模块的正常运行产生影响，应使更换和检修模块工作妥善完成，便于对实际应用需求给予满足。其次，机械设计过程中的模块化设计，需要合理划分各个模块。对于数控立式车床的设计，应立足于实际生产工艺需求，应用科学的方法，进行规划和设计。[1] 陈遥韵.探讨机械设计中材料的选择和应用[J]. 时代农机.2017(02).[2] 于彩敏.针对应用型本科教育的“机械设计”课程教学改革与实践[J].江苏科技信息.2017(11).[3] 张武.零件倒角在机械设计与制造中的应用[J]. 现代制造技术与装备.2017(04).[4] 王森.模块化设计方法及其在机械设计中的应用[J]. 现代制造技术与装备.2017(04).[5] 樊小丹,张丹.浅谈机械设计标准及制造质量控制[J]. 黑龙江科学.2017(06).[6] 张军,黄福敏.浅谈机械设计中材料的选择和应用[J]. 黑龙江科学.2017(06).为了进一步提升工作效率，在应用模块化设计方法时，应对构造进行合理分析，有效划分生产环节结构。生产模块的划分中，为了提高生产效率，需要进一步明确生产功能和生产工艺，通过科学调度，对更好的完善功能模块提供保障。

4模块化与科技的融合

4.1模块化与成组技术

成组技术在模块化设计方法中，具有很多共通之处，成组技术主要是通过划分，对零件及工艺的相似性提供保障，之后为实现生产目标，在标准化的处理相似的零件。在设计模块化技术的过程中，其与成组技术的应用，还存在着很多相同之处，通过结合相同类型的软件功能，形成相应的模块。由此可见，将成组技术的理念运用在模块化设计方法中，可使机械设计的效率和质量进一步提升，较好地提升了机械设计的质量和效率。

4.2柔性制造技术

因为具有灵活多变的优势，柔性制造技术实现了生产的优化。将柔性制造技术运用在模块化的设计中，不仅能使机床的共性问题得到解决，还能机床个性化问题的解决得到有效解决。在此过程中，功能设计所遵循的思想，是运用最少的模块。通过应用柔性制造技术，实现一机多用的目标。目前，在机械设计中，柔性制造技术和模块化技术已经成为的重要研究项目。

4.3模块化设计的新技术结合

为了将模块化设计的作用充分发挥出来，需要有机的结合当前的一些新技术，以真正体现模块化设计的价值。通过综合同类软件功能，以形成相应模块，使之拥有更加强大的技术。例如，有机的综合柔性制造技术和模块化设计。当前，油柔性制造技术具有非常广泛的应用，具有比较的突出的技术应用的灵活多变特征，能使机械设计中机床的个性化问题得到有效解决。同时，有机结合计算机辅助技术和将模块化设计，通过应用计算机辅助技术，能使设计实现条理性和稳定性，进而使计算机的整体效率得到真正提升。

模块化设计技术篇（7）

关键词：模块化；造船技术；应用

中图分类号：U671.99 文献标识码：A

1 引言

随着科学技术的不断进步，现代造船业应用了新的模块化造船技术。模块化造船技术是当代造船技术发展的一个崭新方向，很多国家都已广泛地应用了这一技术。事实证明，模块化造船技术作为一项先进的技术，不仅将生产成本进一步降低，而且使生产效率大大提高，促进了造船业迈向一个新的高度，未来模块化造船技术的发展将会更加广阔。

2 模块化造船技术的含义

模块是具有一定功能和特定结合的部件和组件，是具有通用性与组合性的标准化单元。模块化则是指把硬件或者软件，按其功能分解为很多单元，并把其设计为一个硬件或者软件模块，然后再与少数的非标准硬件或者软件合成一个系统的过程或者方法。

模块化造船技术是指把船舶的结构与其系统，按其功能分成若干个具有接口关系且又相对独立的单元，再依据通用化、系统化的设计，用不同的方式组合排列成为船舶的装备或者系统，并且最后组装成完整的船舶的一种技术。

模块化设计是建立在符合产品多规格与多品种标准要求基础上的，其可以极大的缩短设计周期，更易于产品维修，可以用搭积木来形象概括模块化设计过程，根据不同的需要与要求进行装配组合。

模块化造船的几种模式：

（1）结构的模块化：将船舶的设计融合为各种自成体系又相互衔接的模式，在先期测试和组装的基础上集成船壳结构，以此节约制造时间和费用。如“弗吉尼亚”级潜艇和“海狼”号潜艇就采用了这种模式，成型前即导入结构模块化；

（2）功能的模块化：事前按不同功能将舰艇分类划出各种功能模块，建造时在同一部位根据不同需要、在同一尺度下建造各种功能不同的模块，服役后舰船具备特种、混合作战能力，针对不同的任务要求，事前随时装备相应的模块模式，确保一舰多能。基于此种标准的建造模式，使得造船批量化生产成为可能，典型的如MEKO技术；

（3）任务的模块化：在设计的基础上结合各种任务予以配置，具体是不同模块后期建造填充或事后改进模块，典型的如Stanflex技术；

（4）技术的模块化：在适应开放结构部件中将子系统合理配置，为后期的维护和新技术改进增加便利。

实际建造过程中，并不是单纯采用以上模块化建造中的一种，而是几种同时采用，这种技术已得到行业和用户的广泛推崇。

3 模块化造船技术的发展阶段

从20世纪60年代开始，模块化造船技术开始应用于军船建造中。至目前，它大致经历了三个阶段：

（1）第一阶段（诞生时期）

从60年代末到70年代末。在这一时期，美国的海军开始将模块化设计应用于海上系统改装工程；而德国在MEKO技术中，制定出NATO安装界面的控制计划以及数据传输网络的标准界面，不仅规定了其基本内容，而且还使得舰船平台能够和武器装备功能模块与电子功能模块一同建造，从而使生产周期大大缩短，并且也易于改装；20世纪70年代初，美国电船公司率先把模块化建造技术系统地用于“三叉戟”SSBN的组装，而攻击型“弗吉尼亚”级核潜艇于建造之始，就将模块化技术作为主要因素左右着研制工作，使潜艇的“多能”得以展现；

（2）第二个阶段（发展时期）

从80年代初到90年代初。在这一时期，除了美国和德国以外，其他国家也陆续地开展了模块化造船技术的研究，而且应用的范围也逐渐增加；

（3）第三阶段（技术成熟时期）

从90年代后期至今。在这一时期，模块化造技术逐渐完善成熟，越来越多的国家开始使用模块化技术建造舰船。美国、德国、日本、法国、丹麦等众多国家，都在模块化造船技术上取得了世界瞩目的成就。

通览世界造船史，模块化造船模式可以理解为：在把事前做好设计并实现批量产品制造的同时，以分段与总段的形式展现装备程度相当的模块以及各种功能的模块，并据此装配成具有风格各异且结构与尺寸相通的类型与用途的船舶。

纵观造船技术先进的国家对模块化造船技术的实践，可以看出，他所做的工作主要是把船舶的装备或者系统依据功能或者层次体系分为若干个具有接口关系并且相对独立的单元，然后再依照通用化、合理化与系统化的原则，用不同的方式组合为船舶的装备或者系统。它其实就是船舶标准化和系统工程相结合的产物，是现代标准化在船舶建造中的一种比较高级的技术形式，也是船舶设计与生产的一种新手段，引起了同业的广泛重视。

模块划分的最终目的是缩短设计周期与建造时间、降低生产成本、提高生产效率，最终形成功能可以独立、结构大小得当的单元。

船舶的模块分硬件模块和软件模块两大类。通常来说，船舶的硬件模块依据用途不同可以分成三类：船体结构模块、动力装置模块和电子设备模块。其中，船体结构模块，包括分段与总段两种模块形式（见图1、2）；动力装置模块与电子设备模块，同属于功能模块的范畴。

4 模块化造船技术的发展趋势

计算机高性能技术平台为模块化的合理设计与高效建造提供了有力的技术支持，也是模块化造船技术发展的大势所趋。设计之初着力于设计软件的开发，在此基础上展开技术设计。如DELMIA等立意之初，首先要做的是设计建模与虚拟模型尝试，通过计算机反复研发最终成型的基础上，全面展开生产，不仅缩短了生产建造周期，而且大大节约了费用开支。

就标准化而言，采用组建式结构模块化的标准化设计显得至关重要。无论模块化的接口还是模块化的每个子系统，都是在同一标准下“量身定做”的。应用户的不同需求，生产商所做的只是部件的更换和功能模块的切换，在同一尺度、同一标准船体上，灵活方便地实时进行安装。这种开放式的体系结构无论当下还是将来都是作为基础性重要构件，贯穿于实现模块化始终的。开放式结构体系最大优势也是最终本意，即方便进行安装、随意更换流行产品等。

目前，北约已经制定了开放式体系结构接口标准，美国也成立了专门的部门负责制定开放式体系结构的标准。如LCS采用可重复组装、开放式的船体结构，能根据任务需要随时装配相应的运行模块。据此，全面体现这种概念的“海上构架”模式广泛运用于世界海军舰队建设，它是融合单舰动力、舰体和舰队作业性能的系统整体，可针对形势的需要及时切换任务模块展开相应的水雷战、反潜战及水面战等海战模式。1981年，德国建造的第一艘MEKO轻型护卫舰服役尼日利亚海军，至今先后设计了多种级别二十余艘军舰服役于土耳其、葡萄牙、波兰、南非等国家海军。而德国海军其自身则成功运用MEKO技术打造了F123和F124两级护卫舰。德国成熟的经验说明，进一步采用成品技术可以促进技术的更新与进步，更易于节约研制成本和维护保养费用，大大降低整个全寿期费用。

5 模块化造船技术在民船建造中的应用

模块是一个标准化的单元，它适合应用于系列化的大批量的船舶建造，目前它主要是应用于军船的建造。随着经济的发展，民船市场也在不断发展，模块化造船技术在民船建造方面的应用，同样可以发挥它标准化与通用化的优点，因此模块化造船技术也逐u应用于民船建造中，如机舱模块、卫生单元模块与上层建筑模块等（见图3～图5）。

我国在80年代开始引用模块化技术，并在90年代初由中船总公司组织成立了模块化造船研究课题，以35 000 DWT浅吃水散货船为标准船型，组织广州造船厂与上海船舶设计研究院开发研究船用模块，目前已应用于多种类型的船舶。这些模块都具备独立功能，在出厂之前就已做过了密性与运行试验，装船之后再将接口与相对应的系统接通，这样就可以进行操作运行。

此外，这些模块还可以根据不同的需求组合为具有不同功能的新模块。例如，船用热井模块，它可以根据锅炉的容量选择相对应的给水泵与大气冷凝器，而且选择也比较灵活，可以是离心泵，也可以是立式泵或者旋涡泵，还能根据不同的位置需求来布置泵的位置。也就是说，数量一定的部件，可以通过组合派生出多种不同的产品，以满足不同的使用需求。

6 结束语

综上所述，模块化造船技术是船舶建造中一项里程碑式的技术，它不仅是对传统造船业的一种挑战，更说明了造船业未来的发展趋势。我国目前在模块化造船技术应用上已经比较靠前，而且技术也越来越成熟。模块化造船技术还有很大的进步空间，随着计算机技术的发展，未来模块化技术将会得到更为广泛的应用，并且最终能够实现真正意义上的模块化造船技术，对丰富和发展我国造船业的技术宝库具有重要意义。

参考文献

[1] 何学发，李维博.模块化造船技术及其发展综述[J].造船技术， 1998.

[2] 李勇.预制模块化舱室单元技术及其在国内造船业的应用前景[J].造船技术，2007.

[3] 严君毅.常规潜艇模块化设计与建造技术[C].船舶模块化设计与建造交流会论文集，1997.

模块化设计技术篇（8）

Abstract: with the development of science and technology, the market requirements of mechanical product development to many varieties, small batch, modular design of mechanical products has gradually been valued by all engineering and technical personnel. According to the study, this paper introduces the concrete steps of modular design, the analysis is closely connected with the relationship between modular design and modern technology, the module division of vertical CNC lathe to illustrate the application of the modular design method in the mechanical design of the.

Keywords: module; step analysis of modern technology; application;

中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：

1．模块的划分

1.1 模块划分、接口标准化与组合性和可互换性

模块划分的好坏是模块系列设计的成功关键。既要照顾制造和管理方便，避免组合时产生混乱，具有较大的灵活性，又要考虑到模块系列将来的扩展和向专用、变型产品的辐射。因此必须对系统进行仔细的、系统的功能分析和结构分析。

模块划分时要注意：1）模块在整个系统中的作用及其更换的可能性和必要性；2）保持模块在功能及结构方面有一定的独立性和完整性；3）模块间的接合要素便于联接与分离；4）模块的划分不能影响系统的主要功能。

模块划分原则是：1）力求以少数模块组成尽可能多的产品；2）在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉；3）模块结构应尽量简单、规范，模块间的联系也应尽可能简单。

1.2 模块化设计方式和模块化系统划分与介绍

1.2.1 模块化设计的主要方式

（1）横向系列模块化设计。不改变产品主参数，利用模块发展变形产品。这种方式易实现，应用广。

（2）纵向系列模块化设计。在同一类型中对不同规格的基型产品进行设计。

（3）横向系列和跨系列综合模块化设计。除发展横系列产品之外，改变某些模块还能得到其它系列产品者，便属于横向系列和跨系列模块化设计了。

（4）全系列模块化设计。全系列包括纵向系列和横向系列。

（5）全系列和跨系列模块化设计。在全系列基础上用于结构比较类似的跨产品的模块化设计。

1.2.2 模块化系统的划分及功能介绍

按照产品中模块使用多少，模块化系统可分为纯模块化系统和混合系统——由模块和非模块组成的模块化系统，机械模块化系统更多的是这种类型。按模块组合可能性多少，模块化系统可分为：闭式系统，设计时主要考虑到所有可能的方案；开式系统，设计时主要考虑模块组合变化规则。模块要实现一定功能，整个产品系列功能和相应的模块类型如图1所示。

基本功能是系统中基本的、经常的、重复的、不可缺少的功能，在系统中基本不变的功能。相应模块称为基本模块。

辅助功能主要指实现安装和联接所需的功能。相应模块称为辅助模块。

特殊功能是表征系统中某种或某几种产品特殊的、使之更完善或有所扩展的功能。相应模块称为特殊模块。

适应功能是为了和其它系统或边界条件相适应所需要的可临时改变的功能。相应模块称为适应模块。

用户专用功能指某些不能预知的、由用户特别指定的功能，

该功能由于其不确定性和极少重复，由非模块化单元实现。

2．模块化设计的步骤分析

模块化设计分为两个不同层次，第一个层次为系列模块化产品研制过程，如图2所示。第二个层次为单个产品的模块化设计，如图3所示。总的说来，模块化设计遵循一般技术系统的设计步骤，但比后者更复杂，花费更高，要每个零部件都能实现更多的部分功能。模块化设计的主要步骤如下：

（1）市场调查与分析，模块化设计成功的前提；

（2）进行产品功能分析，拟定产品系列型谱；

（3）确定参数范围和主参数；

（4）确定模块化设计类型，划分模块；

（5）模块结构设计，形成模块库；

（6）编写技术文件。

3．模块化与一些现代技术的结合

3.1 在对事物的处理上模块化与成组技术的共同特点

模块化与成组技术都是针对现代生产的多样化提出的。成组技术主要以零件在形状、工艺上具有的相似性为其理论依据，研究并利用有关事物的相似性，把相似的问题归类成组，通过对相似零件的标准化和规范化处理，以达到“使小批量的产品具有流水作业的生产方式”的目的。而模块化技术也是追求小批量的系统（产品），中批量的子系统（模块），大批量的元素（零件）的效果，也利用机床部件在功能上的相似性，把那些具有相似功能的部件经过统一、归并和简化而形成模块。两者在对事物的处理上有以下共同点：集中处理具有相似性和重复性的事务；把具有一定相似性和重复性的事物标准化、规范化；信息的重复使用。成组技术在结合计算机技术的条件下，在工艺设计和制造中取得了很大的进展。模块化技术也将具有这个特点。

3.2 与柔性制造技术

柔性制造技术以生产多样化、快节奏为目标，强调系统对生产反应的灵活性和自身的多变性和可变性。模块化正好为实现柔性技术这一要求提供了现实依据，模块化技术在利用通用模块解决机床共性之后，集中精力解决个性问题，并用> 以最少的模块组合成最多的机床>这一指导思想来实现多样化的要求，当以机床为生产工具时，则利用其模块的特性，一机多用，一模多用，通过机床模块的重新组合，达到系统的柔性要求。应用模块化技术，从硬件上实现系统的柔性是目前国内外制造业的一个重要研究方向。

3.3 与计算机辅助技术

将计算机辅助技术（CAD、CAPP、CAM）和数据库技术引入模块化技术，在一定程度上替代人类完成大量人工无法完成的复杂计算和重复性工作，且在稳定性、一致性、条理性等到方面超过了人类。另一方面，通过模块化方法，把复杂系统分解成相对简单的子系统，对各子系统应用计算机技术，可充分发挥计算机的强大功能。

4．模块化设计技术的应用

4.1 数控立式车床模块划分原则

根据现有立式车床的结构形式和模块化要求，模块划分原则可总结如下:以独立的功能单元作为模块，即对于已分解的功能单元在结构上尽可能做到独立化，这样的模块易于拼组和搭配，便于构成多种变形产品；以部件作为模块，这样的模块具有完整性，容易保证装配质量；以组件作为模块，功能分解细化后，还可进一步将部件中的某些组件模块化，通过更换或取舍组件或一些零件，可以使部件具有不同用途和性能。这比更换整个部件要经济灵活。在模块划分过程中，还要重视机床大件(基础件)的模块化，大件的结合要素要规范，便于联接与分离。同时，要考虑在模块中留有一定的发展空间，以便引入新技术时不会阻碍模块的结构。

4.2 数控立式车床的功能分解

在进行模块划分时，必须从数控立式车床的总功能出发，把总功能分解成相对独立的分功能，分功能继续分解至不宜再分时就构成功能元，功能元是组成总功能或分功能的最基本单元，常与一定的功能模块相对应。在进行总功能分解时，应考虑用户的要求和实现总功能所必需的分功能，由于用户条件各不相同，所确定的机床规格及性能也会不同，其模块的组成也会有很大的差异。对于单柱数控立式车床CK系列来说，其总功能为车削，可以车削内外圆柱、内外圆锥、沟槽、平面、螺纹以及各种旋转曲面体。而对单柱数控车铣加工中心CX系列来说，除了上述的车削外，还必须具备有铣镗功能，这些功能可以按传动功能、执行功能、支承功能、辅助功能和监测等分功能进一步分解。

4.3 数控立式车床的模块划分

通过对总功能进行分解，可以看出某一或某些功能与实现某一或某些功能的模块存在对应关系。其中有单一模块实现某一功能，即一一对应关系；某一功能由多个模块来实现，即单对多的关系；某些多个功能由一个模块来实现，即多对单的关系。如图4所示。

根据功能与模块的映射关系，考虑整个数控立式车床系列的特点和结构型式，运用模块划分原则，可以得到数控立式车床较为通用的模块划分，如图5。数控立式车床分为传动模块、执行模块、支承模块、辅助模块、监测模块，并继续往下细分到各功能模块。通过对同一功能模块的分析，由于用途和结构不同，可以得到能够互换并具有相同接口的结构模块，根据结构模块的组合得到不同用途和性能的数控立式车床产品。

5．结语

随着社会的不断发展，模块化设计不断的改善，机械产品在设计过程中，模块设计同时加与各类现代技术相符结合，使其同一产品设计可互换成性能不同的模块，从而形成不同规格产品的生产与应用，不断促进了机械设计创造的发展和创新，对社会经济达到了一定意义的节省利用。

参考文献

模块化设计技术篇（9）

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0041-01

引言：自动化技术包括多种多样的学科专业和知识，是对学科专业融合的综合体技术。在自动化技术中，计算机技术和信息化技术具有着重要的影响作用。现阶段，计算机技术和网络得到了充分的普及，这促进了自动化技术的发展，并且与机械设计技术进行融合，这就促使传统的机械设计技术有了很好的发展和进步，是机械设计制造水平得到明显提高。目前，各个行业已经不仅仅应用传统的机械设计技术，为此，对于自动化技术中对组建和模块化机械设计的应用在不断加强，这可以充分满足各个行业的需求，以便更加有效的推动自动化技术的不断发展。

一、组建及模块化机械设计在自动化中应用的意义

在自动化技术中，对于组件和模块化机械设计在不断的应用，这是具有重要的意义的。经过组建和模块化机械设计，能够使客户进行自动化控制系统的开放性需要。在现实的工作中，利用自动化控制系统，在不同的总线平台中对于数据进行处理和交换。这样一来，一些不具备较强互通性的设备就会慢慢下线，更多的用户将会选择统一控制模式系统，并对其进行良好的应用，所以，在自动化控制系统中，对于组件及模块化机械设计的应用可以有效提高控制系统的开放性，可以使用户对自动化控制系统有更好的认识和应用，不断的提高工程的经济效益。自动化系统可以通过对组建及模块化机械设计的运用实现向标准化、模块化的发展。在组合运行工艺流程时，要对于数据的传递方式进行调整，对于物理接口进行协调。不同的系统之间，进行通信协议转化的要求不具备合适的模块，就会大大增强系统的工作量。经过组件及模块化机械设计的应用，可以进行自动化系统模块化数据的简单交换，可以拥有即插即用的系统，大大提高系统的应用效率。

二、组件技术与自动化技术

1、积木模式的实现

进行组件技术的应用过程中，可以运用其组合性特点，对用户长期进行重复动作的应用软件应用需求加以实现。这种模式就是积木模式。在自动化控制系统当中，积木模式有着十分广泛的应用，并且发挥着十分重要的作用。在不同的组件供应商之间，为了实现数据自由交换，所制定的信息通信协议，必须确保良好的开放性特征。这种模块应用十分简单，只要连接合适的电源，即可实现其作用。

2、系统集成的实现

在运用组件技术的过程中，应当利用标准化总线技术加以实现，从而在组件之间，能够更加灵活地进行通信配置。基于组件技术，能够极大地扩充自动化的设备控制，并且在生产过程的基础上，实现多进程和多设备的控制模式。这种集成工作属于横向集成的一种，在其具体实现当中，不需要对编程进行应用。同时，利用TIA系统结构，对纵向集成加以实现，从而更加高效地构建高速网络系统。在构建网络的过程当中，系统采用路由作为交互节点，能够交互工艺以太网数据、现场控制总线，提升系统最大速度。另外，管理节点能够对产生和采集的信号进行直接接收，在现场接受管理层指令，也能够利用网络实现。因此，通过实现纵向集成，能够实现海量信息传递需求管理模式，从而实现一体化管控。

三、组件及模块化机械设计在自动化技术中的实际运用

1、在设计文件方面的运用

通常来说，机械设计需要大量数据资源的支持与文件的支持才能够进行。基于这一点，相关的设计人员就需要在展开机械设计的之前，准备好相关的文件和数据，并且对文件和数据进行协调配置，从而可以使得文件和数据可以更好的被收入到机械设计工作中，然而就现阶段的情况来说，很多的设计工作者只注意到了产品在开发中所存在的问题，却没有留意到组件设计以及模块设计相协调的问题。这样就使得组件在设计上有了一定的局限性，而模块在应用上也并没有发挥出其应有的效应。要想使得模块与组件可以得到优化配置，并且将两者有效的融合到自动化技术中，就需要针对设计进行模块的划分，针对每一个模块都要进行接口的设置，将接口与模块构建为一个整体，这样就可以使得相关的设计工作者能够利用组件来对各个模块进行汇总整理。另外，组件及模块化机械设计在自动化技术中进行实际运用的时候，要想使得模块化的应用效果可以得到提高，就需要针对传统理念进行详尽的分析，并在此基础上使得相关的设计工作者可以更好的对模块化进行创新和改进，这样有利于保障设计工作在开展的过程中，可以有效的将内容与实践顺利的结合在一起。设计人员在工作中，工作经验的总结通常都会通过设计文件来表示，因此，针对设计文件展开模块化改进和创新，就能够使得设计工作者能够将自身的经验水平进行提高，从而为以后设计工作奠定扎实的基础。针对设计文件进行模块化设计，从本质上说就是将设计组件进行有效的整合，从而在需要的时候，可以随时进行提取。

2、模块化的步骤

模块化机械设计在自动化技术中进行实际运用的过程中，需要严格的遵照相应的原则，并制定出具体的运用步骤，这样才能够使得模块化机械设计的运用效果得到最大限度的凸显。而具体的模块化步骤如下：第一，设计工作者要严格的依照高层模块对于地层模块所具有的依赖性进行详尽的了解，并通过抽象层对具体层的依赖进行深一层的了解，在明确相关的思路和意图的基础上，展开对模块化的设计。然而，在设计的时候，还需要注意依据设计整体思路来对模块进行划分，合理的应用相关的组件，使得模块可以与接口之间形成一个整体，然后在对所有的连接整体进行整合，从而构成一个大的组合。第二，针对模块进行有效的划分之后，就需要严格的依照模块划分的形式来展开各种设计工作，并在模块划分的基础上，针对设计工作进行有效的调整，而调整的过程一定要充分的考虑到产品能够使用的周期限制以及产品使用时对各个环节的要求，从而保障产品的生产以及应用可以实现有效的结合。同时，在将组件应用到自动化技术中时，需要合理的将组件自动化与生产进行有效的结合，这样可以使得设计成果能够被合理的运用到自动化技术中。而在将设计成果用到自动化技术中时，需要保留模块的二元性，而模块的二元性指代的就是模块的连接接口以及输入输出接口，两者有着各自独特的作用，不仅能够独立应用，也可以合作应用。总的来说，模块化的设计，对于模块零件的功能性有些较高的要求，对于系统结构的归属性也有着较高的要求，只有保障了零件的功能性以及结构的归属性，才能够使得模块化得到优化设计。

结束语

进行机械设计制造的自动化是当今社会的重要发展目标，这不仅可以提高社会的经济效益，而且还能不断增强综合国力。在现实的工作中，要想不断提上机械设计制造的自动化水平，就要不断的进行组件及模块化机械设计的应用，将组件技术与自动化控制技术进行很好的结合，实现其即能应用在组件设计中，又能应用在机械设计中。组件技术的合理应用，可以实现自动化系统的模块化设计更加简单化，也为我国相关的机械设计产品有了新的发展方向。

参考文献

模块化设计技术篇（10）

1.2“积木”模式的实现作为组件技术的突出特性，可组合性可以满足用户长期进行重复运作的应用软件应用的需求。而该种模式被称之为“积木”模式，被广泛应用在自动化控制系统中。为了使不同组件供应商可以进行数据的自由交换，需要进行相关的具备一定开放性的信息通信协议的制定。而在组件技术的自动化控制下，则可以进行模块化应用的实现。而该种模块的使用较为简便，只需要与电源相连接。

2组件及模块化机械设计在自动化技术中的实际运用

2.1在设计文件方面的运用一般的情况下，机械设计需要进行数量庞大的数据与文件的纳入。所以，设计人员只有做好文件和数据的协调工作，才能较好的完成机械产品的设计工作。但就目前来看，多数设计人员一味关注产品的开发问题，却忽视了将组件设计与模块相结合的问题，于是导致了组件设计与模块的应用遭受了限制。而为了进行组件设计中的自动化与模块化的结合，则可以将设计划分成多个模块，并且为其进行相应接口的设置。而这样一来，这些接口与模块就形成了组合，以便设计人员采用组件形式进行组合的整合[3]。此外，在实践工作中，为了进行模块化应用水平的提高，在坚持传统理念开展作用的基础之上，设计人员还应该做好模块化的改造工作，从而使设计内容与实践内容良好的结合起来。而设计文件是设计人员经验的累积，所以设计人员需要对设计文件进行模块化的改造，以便为后续设计打下良好的基础。而设计文化的模块化设计，就是将设计组件结合起来，从而在需要时进行提取。

2.2模块化的步骤在自动化技术中进行模块化机械设计的运用时，要按照一定的步骤来进行。首先，设计人员应该遵循高层模块依赖于低层模块和抽象层次依赖于具体层次的思路和方法进行设计。在设计的过程中，设计人员需要按照这一设计思路进行产品模块的划分。而在运用组件技术的基础之上，则可以使多个模块都具有连接接口，从而使不同模块可以进行组合的完成。其次，在完成模块的划分后，则可以根据划分情况进行工作与设计重点的调整[4]。一方面，需要考虑产品生命周期的各个环节的工作，使其生产流程与使用流程得到结合。另一方面，要进行组件自动化技术的运用，以便将组件自动化与生产相结合，从而将设计成果在生产中应用。此外，应该保证模块具有二元性。而所谓的二元性，就是保证模块具有标准的连接接口和输出输入接口，并且具有相对独立的功能的同时，也具有相应的组合能力。总之，在进行模块化的设计时，首先要使模块对应的零件的功能性得到保证，然后还要进行系统结构归属性的保证。