时间：2023-09-26 15:10:24
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇模块化设计技术，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词 模块化；并行生产；环境组装
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。
参考文献
关键词：专业技术人员继续教育；课程模块化；模块
中图分类号：G72 文献标识码：A
一、课程模块化设计的特点
（一）课程模块须做到相关性、系统性和递进性
课程模块须做到相关性、系统性和递进性，这是专业技术人员继续教育课程模块总体框架搭建的基本原则。相关性指所有模块安排均与岗位职能相关。系统性是指课程模块总体应体现履行全部岗位职能所需要的专业能力和素质的综合。递进性是指课程模块层级随气候预测培训子目标的层级性而呈现层级展开。
（二）课程模块设置应突出实践性和实用性
课程模块设置应突出实践性和实用性。不以学科为中心来组织教学内容，不强调知识的系统性、完整性，而是从业务实际需要出发来组织培训课程内容，强调能力本位和知识的必需和够用。气候预测岗位工作实务性强，在教育培训中解决部分实践性问题显得尤为必要。
（三）课程模块应具搭配性和可更新性
为了能够最大程度地实现实践环节子目标，实践子模块与理论子模块的配套性相当重要。这是在课程模块总体框架搭建之后，子模块安排的基本原则。子模块之间相对独立，子模块的子目标也相对独立，但具有巧妙的内在联系。每个子模块代表一项知识、技能，同一个一级模块下，子模块的选择代表了技能或专业知识的搭配。因此，模块的不同选择可以代表不同层次的气候预测业务能力需求。课程模块也应具有可更新性，以适应不断发展的业务需求。
二、课程模块化设置的优势
（一）课程模块化能够将理论和实践有机结合起来
目前，在学历教育中，高校对短期气候预测这门课程设置的学时安排跨度较长，学生学完课程不能及时应用到工作中，这也说明了短期气候预测课程的学历教育教学效率不高，呈现出一种隐性的教育资源浪费。然而，毕业生在进入工作岗位时，对要做些什么、如何做等都有个重新学习和认识的过程。本研究正是基于这一考虑而探讨课程模块化设置，认为课程模块化对于人才能力的培养是注重实践性的，加大了实践性和感性认识，避免了以往重理论轻实践，理论和实践脱节的状况。
（二）课程结构模块化能够体现核心课程理念
一方面，课程模块化的设置体现了核心课程的理念，它不但能及时体现新知识、新技术和新方法，大大增强培训内容的适用性，而且能在一定程度上适应不同学习基础、发展需求各异的学员的需要。另一方面，由于培训内容取舍的依据是岗位的实际需求，因此绝大多数模块都以某一知识或技能的形成为主线，把专业知识和专业技能有机地融合为一个整体。每个模块几乎都是以问题为中心进行综合化的典范。
（三）课程模块化能够与岗位层次衔接起来
模块化思想起源于工业生产，目的在于简化设计和制造工作，缩短产品和设备研制时间。培训课程模块化设置能提升学习效率，加快专业人员岗位适应和胜任速度；对于已从事业务工作一段时间的人员来说，培训课程模块化设置能够有效节约培训时间，做到有的放矢；对于已处于专业技术高级岗位的业务人员来说，通过对新技术、新方法及专题研讨的培训课程模块的学习，能够有效提高专业素养和业务水平。
三、课程模块化设置方法
（一）设置原则
专业技术人员继续教育应该对不同层次的业务人员分别进行岗位胜任能力和专业技能的描述。事实上，各岗位层次间的能力、技能必然按层次呈现出递进关系，而这一关系将为课程模块化与岗位层次的衔接奠定基础并搭建框架。
对于新上岗的业务人员来说，课程的模块化设置强调拓宽知识面，增强综合分析能力，以够用、实践为主；对于已工作一段时间，需参加岗位培训的业务人员来说，课程的模块化设置强调培训有效完成工作任务所必需的知识和技能方面的内容；对于已处于气候预测高级岗位的业务人员来说，需要强调对新理论、新方法以及专题研讨方面的培训。
（二）设置结构
根据不同岗位层次培养目标和专业发展需求，可将课程分成基础理论、技术方法、专题研讨和学科前沿信息三类模块。基础理论模块是对所有与课程理论有关的内容进行选择压缩，设置最基础、最主要、最实用的内容，同时应强调理论讲解与个例分析紧密结合，剩余其他有关理论内容可以留给学员自学。该模块也是短期气候预测研究领域的坚固基石。技术方法模块是基于基础理论模块，应成为学历后专业技术培训的重点模块，是体现核心培训课程理念的模块，强调通过实践性教学环节，进而待学员在培训结束之后将培训所学应用到本地化工作当中，做到学以致用，真正对短期气候预测从业人员的工作能力有所提高。专题研讨和学科前沿信息模块是基于基础理论和技术方法模块，通过对气候预测专题的研讨以及对短期气候预测学科前沿的最新信息的介绍，让学员领悟渗透在这些信息中的研究方法和思维方式。目的不是介绍理论知识，而是培养学员的创新意识和创新精神。
四、课程模块的分类
（一）基础理论模块
基础理论模块是最基础、最主要、最实用的课程内容，以短期气候预测课程为例，它包括气候系统及其变化和预测、大气环流基本状况、大气低频变化及遥相关、海气相互作用和陆面过程对气候的影响5个子模块（详见图1）。其中，气候系统及其变化和预测子模块最基础的理论模块内容，大气环流基本状况、大气低频变化及遥相关、海气相互作用和陆面过程对气候的影响4个子模块是短期气候气候预测最主要、最实用的理论模块内容。
（二）技术方法模块
技术方法模块是体现核心培训课程理念的模块，以短期气候预测课程为例，主要梳理了目前短期气候预测业务中常用的短期气候预测技术方法和国内外常用的气候预测业务质量评估方法，该模块包括物理统计预测方法、气候动力数值模式预测方法、动力与统计相结合预测技术和气候预测业务质量评估方法这4个子模块（详见图2）。
（三）专题研讨和学科前沿信息模块
专题研讨和学科前沿信息模块的目的是为培养学员的创新意识和创新精神。以短期气候预测课程为例，专题研讨和学科前沿信息模块包括专题气候预测研讨和短期气候预测学科前沿信息两个子模块。专题气候预测研讨子模块包括气温、降水、ENSO、台风数量、冷空气频次、沙尘频数、农业生产条件等短期气候预测专题。短期气候预测学科前沿信息子模块主要介绍短期气候预测学科前沿的最新信息。
五、结语
本文对课程模块化的研究，还停留在概念层面，深层次的研究成果还需在专业技术人员继续教育的实践中继续研究。另一方面，短期气候预测目前仍面临很多科学难题，传统的气候预测理论和方法需要及时更新认识和应用，因此对短期气候预测培训课程模块的设置也应及时做出适当调整，这对丰富和发展气候预测培训教学研究和实践也具有十分重要的作用。
参考文献
[1]张宇.“模块化”与“能力本位”：国外职教课程的早期印象及其影响[J].职教通讯，2011（11）.
[2]贾凡.开放大学成人模块学习的理论与实践研究[J].职教论坛，2014，（12）.
温差发电片；外形设计；空调热风；家居低碳
当今世界，能源与气候问题日益突出，在全球气候变暖的大背景下，低能耗、低排放、低污染的“低碳经济”时代即将到来。低碳的循环的能源亟待发展，对于家居生活的低碳能源倡导，我们还没有投入足够的关注。低碳家居作为一个新兴理念在未来发展中将逐渐显现出其价值。本文关注这一理念，并对家居低碳概念付诸实际行动。温差作为我们日常生活中极其常见的物理现象，有着其不为大多数人所洞察的潜在能量，目前对于这块能量的利用还处于初步的阶段，我们采用半导体温度发电模块来对热源能量进行转化[1]，其具有无噪音、低污染、转化率相对较高等优点，可广泛地用于对家电废热的回收及利用，所产生的电能可作为家庭辅助电力供应系统来使用。
本器件的重要组件为半导体温差发电片，其以塞贝尔效应[2]为基本原理制成。半导体温差发电是一种将温差能（热能）转化成电能的固体状态能量转化方式。事实上，温差发电片在温差较小的范围内并不能体现实际的利用价值。本文选择空调外机出风作为热源，很大程度上考虑到空调其出风口的温度相较于环境存在较为可观的温差。
在空调外机的出风口处架一与出风口大小相匹配的圆弧形罩面（其尺寸随空调设计规格的不同而调整），照面内部规则镶嵌若干温差发电片如图1（a），系统整体功能的实现是通过热风使得罩面两侧形成一定温度差，内部的温差发电片通过线路排布，整合成效率较高的转化装置，所产生的电能经由配置控制电路或储存在蓄电池或直接加载到用电器上。罩面由五个支架固定在空调外机上，罩面与出风口之间留有空隙，使热空气向侧面流通，防止外机散热受阻，引起压缩机无法工作。发电片在罩面内部的排布参照太阳能电池方阵，其主件是由温差发电片单体串并联获得[3]，其扑拓结构如图1（b）。
考虑阵列中所有模块两端的温差构成矩阵 T
假设热电偶的赛贝克系数[4]，模块的内阻和导热性都与温度无关。我们可以将阵列模块等效为一个电压源，其开路电压和电阻分别为和，不考虑输出电流的限制，所以可计算得：当时，输出功率取到最大：
这里是单一热电偶的塞贝克系数； 是与组件相关的导热性系数； t是组件两端的温差。从上式看出，该装置的输出功率主要受三个因素影响：发电片的规格及性能参数；模块的阵列拓扑结构；两端温差。
温差发电罩面包括铝制外壳层、温差发电片、线路排布通道、内壳层、整体电流输出线路管，温差发电片利用软性导热硅胶绝缘垫固定在散热铝槽所做外壳。软性硅胶导热材料有良好的导热能力、高强的绝缘效果、厚度可选择、柔软而富有弹性等特点，引导热量由内而外，分散热量使空间内达到均温。在散热设计中的应用是很广泛的。
我们所用的温差发电实验通过构建冷热源，模拟温差发电装置工作环境，测定温差发电装置在不同温差条件下的热电特性。实验得出TEC112706T200温差发电片发电特性如下：
表1 温差发电片测试一试验组数
实验条件说明：冷源温度恒定为30℃；热源加热至稳定20秒后读数；热源初始温度为35℃，逐渐上升。实验测试不同温度等级下的空载电动势得到变化曲线，两组全呈线性增长的变化趋势。由表知，当温度在45℃到55℃时，其发电特性接近于水平，能得到稳定电压1V。我们估计在夏季室外的温度平均可达32℃，而空调外机吹出的热风的温度可达70℃左右。这里的温差在考虑到罩面导热损耗所产生的的温差趋近因素，我们可以确定该款温差发电片能达到预定的功率输出。但是显而易见，其电压水平达不到正常用电器的工作电压，所以可以通过上述的阵列排布将多片串并联起来提高电压，并且针对这一温差发电组件，设计系统的蓄电电路，将温差发电片组件所产生的电能，经过升压，稳压进而储存到蓄电池中以备使用，该电路结构简单，体积小，成本低，而且转换效率达到了90%以上。
结论：我们通过温差发电片模块化的设计，使其与空调相配套，构成可靠，低碳的发电系统。并且对该模块组件进行阵列线路的分析，推导得到该模块所能输出的最佳功率的表达。并且选用到一款合适的温差发电片，对他的在温差的主要性能参数进行了试验检测，其符合日常空调使用的环境情况。最后本文还通过整合蓄电电路，解决了整个系统所产生电源的存储和正常范围内电压驱动等问题。
关键词：蔬菜模块化；基质栽培箱；创新设计；应用模式
蔬菜机制栽培箱所选用的材料为泡沫、塑料，箱体结构单一，并且对于环境产生污染。为了促进蔬菜模块化基质栽培箱的广泛应用，需要研究新型的模块化基质栽培箱。在实际设计中，需要秉持节约蔬菜种植空间、环保、箱体搬运方便的原则，一方面提升其在实际应用中的效能，另一方面践行绿色生态种植理念。
1无土栽培与基质栽培
无土栽培是指在植株栽培过程中不应用天然的土壤，而是利用含有植物生长所需要的营养液，实现植物生长，该种方式能培养出品质优良的作物。基质栽培与无土栽培不同，依然应用天然的土壤，将农业种植与无土栽培方式相互结合。将植物的根系固定在有机、无机基质中，通过滴灌或是细流灌溉的方式，为植物生长提供所需要的营养液。该种植物栽培方式所需要的投资比较少、实际成本比较低、节约肥料、产品质量高[1]。
2蔬菜基质栽培发展现状
伴随着生态环境的恶化，人们越来越意识到环境对于生活、饮食等的重要性。蔬菜种植对于生态环境依赖性较高，一方面是植物生长所需要的水分、土壤肥力、阳光等；另一方面是良好的植物生长环境。在生态环境质量较差的情况下，蔬菜栽植的质量较低。绿色蔬菜种植秉持着无污染、高产量、安全生产的原则，在农业生产中得到了广泛关注。基于基质栽培方式的出现，改变了大面积蔬菜种植方式，该种方式在蔬菜管理上比较方便，并能够为蔬菜生长提供所需要的营养。新时期，调整农业生产种植结构，不断改进蔬菜种植结构，多种利用有机固体废弃物合成环保型有机栽培基质产生。在工业生产中，筛选、分类这些合成基质的原料来源，并且对其发酵的过程进行整体控制。近年来，有机生态型无土栽培的发展逐渐向着规模化、集约化、自动化、工厂化以及小型化、家庭化方向发展。因此，使得模块化基质栽培方式产生，如在居民阳台、庭院上以及屋顶上的栽培种植。虽然该类新型的蔬菜栽植形式被广泛应用，但整体上蔬菜基质栽培系统水平低，其在实际农业生产中的用途比较单一。最为关键的就是，蔬菜基质栽培技术方式比较简陋，栽培基质槽的材料设计应用为塑料、聚氯乙烯、聚乙烯，这样的结构材料不易处理，并且不具备相应的组合功能，对于生态环境的影响巨大[2]。在未来伴随着模具生产研发，传统模块化的蔬菜机制栽培箱系统，能够根据用户的实际需求进行灵活性组装，在结构设计、尺寸等的设计上能够实现创新。基质栽培箱的研发，对于提升农户蔬菜栽植效率，提高农业生产的现代化水平具有较为积极的意义，如通过栽培箱的结构变化、结构镶嵌，将平铺的栽培箱放置方式转换为立体栽培方式，不仅有效降低了空间利用率，还能够创新蔬菜生产方式。
3现行基质栽培设备缺陷分析
调查现行的农场蔬菜基质栽培现状，发现很多问题，这些问题都是制约着蔬菜栽培发展的重要原因。目前，大部分的农场蔬菜栽培中所选择的基质都为森林中的腐叶土、蛭石，这些材料都是构成蔬菜栽培的基本材料，这些材料的应用作用在于能够有效固定植物，并且作为土壤之间的营养衔接环节，为植物的根部输送充足的营养。采用何种材料作为蔬菜基质的栽培箱这很关键。在实际调查中，很多农场中的栽培箱为泡沫，该种材料价格低，但容易被破坏，并且埋没在土壤中不可降解，对于环境的影响比较严重。同时，大部分栽培箱的体积都较大，不利于搬运，不仅浪费材料，还占据了大量空间。另外，栽培基质与过滤物在泡沫箱中混合，不能及时进行清理。蔬菜基质栽培要想提升蔬菜质量，要求栽培箱无论从箱体的结构上，还是从箱体的功能上，都需要满足蔬菜模块化栽培的需求。目前，基于蔬菜栽培这样的情况，还不能满足蔬菜栽培模块化的标准[3]。
4蔬菜模块化基质栽培箱创新设计与实际应用
传统大模块机制栽培箱不能满足蔬菜模块化种植，在栽培箱结构、形体设计上存在着不科学的地方。创新蔬菜模块化机制栽培箱设计，从箱体比例、箱体结构、箱体组装设计上、箱体尺寸设计上以及箱体颜色设计上进行优化。4.1箱体比例设定蔬菜模块化基质栽培箱的比例设计，既要满足蔬菜栽培，还需要具有较好的视觉性，模块比例设计可以通过设计出突出、凹陷的结构，实现2个模块之间的组合。从该种栽培箱的三视图设计上能够看出来，包含2个2∶1的叠席形和1个1∶1的正方形组成。基于这样的设计，既能够节省空间，也能够模块与模块之间的随意性组合与堆放。同时，这样的设计也能够符合培养方面的审美要求，箱体长短、高低设计合理，提升空间利用率。4.2箱体结构箱体结构设计决定着蔬菜的生长，在箱体的尺寸设计完成后，需要进行箱体的实际结构设计，保障结构设计完整，并且满足植物基质栽培要求。由于该种箱体的外形看似“Z”字母形状，箱体为不完整的长方体，结构设计需要充分借助该种不规则结构优势。具体的结构设计中，每个箱体都是1个单独模块，其功能不仅完整，还能够为蔬菜生产提供便利。如在每个结构箱体上都有主箱体、排水孔、进水孔、透气孔、左右卡槽、上下卡槽。其中进水口能够为蔬菜生长提供所需要的水分，营养液能够经过过滤孔进入到基质中。当灌溉水分多余时利用排水孔排水，将箱体的上半部分做镂空处理，便于植物呼吸。4.3模块组装箱体尺寸、结构的特殊性，使得其能够进行随意组装，与积木原理相同，蔬菜种植者可以根据光照、水分等需求，随意挪动栽培箱，该方面设计能够体现出箱体结构设计的创新。用户摆放箱体时，能够根据个人意愿进行摆放，既能够体现出产品之间的互动感，借助巧妙的卡槽结构设计实现箱体的叠放。通过不同类型的箱体叠放，空间能够被利用起来，增强箱体摆放的随意性。在实际的箱体组装环节中，可以分为平面栽培模块和立体栽培模块。如可以进行2个箱体的横向组装和竖向组装，也可以进行10个箱体的组装，在变换组装的方式下，提升了空间利用率，使得蔬菜栽培形式变得多变。4.4箱体尺寸在箱体的具体尺寸设计上，需要符合人体力学原理，保障箱体搬运省力。借助人机公程学，让机器设备的尺寸能够适合人的心理特点和生活方式。在蔬菜模块化基质栽培箱的设计上，主要涉及箱体的搬运、推拉等，箱体被抬起的瞬间，其重心都落在了双手与身体组成的平面内。一般情况下，人的手离开膝盖的距离为25cm和50cm时，成年人所能够提起物体的质量为最佳，其高度也比较合适。成年男子能够提起的最大栽培箱体重量为30kg。如果箱体的质量超出30kg时，需要2个人进行搬运。箱体的设计尺寸为：长50cm、宽25cm、高25cm。这样的箱体设计在形体上比较完美，并且其平均单体质量在25kg，实际搬运操作上比较便利。4.5箱体颜色在箱体的颜色设计上主要有2个设计方案：第一，单色设计。由于蔬菜农场所栽培的蔬菜种类比较多，自身环境比较杂乱，为了避免视觉疲劳，在箱体的设计需要保持箱体颜色统一，体现整洁、干净的箱体环境。第二，根据不同的蔬菜种类进行颜色的搭配，有利于蔬菜分类，便于用户进行识别。
5蔬菜模块化基质栽培箱设计应用
蔬菜模块化基质栽培箱设计在农业种植中的应用比较广泛，与传统的栽培箱设计相比，其具有较强的经济性和环保性。5.1经济性应用栽培箱的结构为长方体造型，大部分的结构由简单的板块面相互组合而成，箱体上的卡槽设计并不多，不会增加箱体的搬运难度。但简单的卡槽设计就能够实现多种箱体之间的组合，使得箱体与箱体之间稳定性结合。并且在箱体与箱体之间相互组合环节中，不需要进行多余支架的支撑，也不需要进行复杂结构的处理，基于这样的处理有效降低了箱体的制造成本和使用材料，使得箱体的搬运更加便利。同时，在栽培箱体底部设有过滤筛板，该筛板能够有效防止浪费营养物质，保障了栽培箱内部营养物质的回流。5.2环保性应用绿色农产品是农业生产中的重点项目，该模块化蔬菜基质栽培箱设计，以其高度的模式化、标准化，将不同高度的植物设定在针对性的生长空间中，并且对于栽培箱自身进行结构调整，能够保障不同植株充分利用阳光。如在进行栽培箱的拼装过程中，将对光照依赖性较强的植物放在最外侧和最高点，而对光照要求较低的植物，可调整其位置。基于这样调整栽培箱位置能够有效弥补大面积土地蔬菜种植环节中，对于自然光照的不可调节缺陷。在位置的设置上，如果是栽植小型植物，如生菜等，可以进行栽植箱的叠放，如果进行顶端需要固定的植物，如豆角、苦瓜等，需要将栽培箱摆成一排。
6结论
综上所述，传统大模块机制栽培箱不能满足蔬菜模块化种植，在栽培箱结构、形体设计上存在着不科学的地方。农场中的栽培材料价格低，埋没在土壤中不可降解，同时，大部分的栽培箱体积都比较大，不利于搬运，浪费材料。栽培基质与过滤物在泡沫箱中混合，不能及时进行清理。创新蔬菜模块化机制栽培箱设计，从箱体比例、箱体结构、箱体组装、箱体尺寸以及箱体颜色设计上进行优化。
参考文献
1尚华.蔬菜模块化基质栽培箱创新设计与应用模式研究[J].包装工程，2014（12）
2宋晨晖.基于SAPAD的无土栽培家庭蔬菜种植系统设计研究[D].广东工业大学，2015
关键词:高速铁路工程;建设;模块化技术;内涵;应用
铁路工程是一个复杂的工程项目，其中涉及到多种技术的运用，多项管理工作的开展。为了提高高铁工程建设的经济效益、加快工程规范化建设、减少工程建设成本和缩短建设工期，就必须形成一套先进的模块化技术。高铁工程建设模块化管理需要先进理念的支持，模块化技术得以应用于高铁工程建设中，实现了高铁工程建设管理的创新，达到了预期的目标。
一、“模块化”理论的内涵
模块化理论最初来自于IBM企业，作为一种思想理念与指导性理论，它指导着企业将复杂的事物简单化，将复杂的系统、流程进行简化划分，逐步实现对整个系统、整项工作的操作与运营，逐个模块操作、逐步推动整个系统的建设与发展。在实际的企业生产与经营管理中，主要包括产品模块化、企业组织模块化、生产运营模块化等，模块化管理为企业创造了预期的管理效益、经济效益。作为一种先进的管理理论，模块化最初用于一些电子设备生产加工中，例如:手表生产加工，汽车部件制造等行业。铁路工程建设本身是一项复杂的工程项目，内部涉及桥梁、隧道、路基等多种主体工程项目，各项目又分有多种不同的工艺和工序，因此非常有必要引入模块化理念。
二、“模块化”技术的优势与劣势分析
模块化生产方式的应用将整个工程建设划分为若干个环节，细化、深化了施工过程中的管理，实现了集成生产、专职专责的目标，从而确保工程质量，有利于实现标准化作业。同时，模块化的生产能够为后期的装配创造条件，从整体上整个工程项目建设的效率，实现了工程建设的“四化”需求。与此同时，模块化技术在实际应用中也存在一定的劣势与不足，对于铁路工程项目来说，由于项目涉及的参建单位较多，而且客观需求也在丰富化、多元化，各个模块的分支系统中存在既独立又关联的特点，系统不可再分，这样就为模块化技术的应用带来了困难。
三、高速铁路工程建设模块化的发展与应用
1、工程建设模块化的基础条件
(1)模块理论的发展铁路工程建设模块化发展最根本是要有成熟的理论系统，模块化理论经过了一系列的发展和改革，尤其是关于工程施工工艺的模块化处理得到了相对深入的发展，正在逐渐走向成熟与完善，这无疑为铁路工程模块化建设提供了坚实的理论基础，从当前来看，工程模块化建设正在逐步普及与完善。现阶段，模块化施工属于相对科学、合理、先进的施工理念，一方面确保了铁路工程施工质量，推动工程施工有规范、有秩序地展开，模块化的施工生产能够提高施工生产效率，确保施工质量，有效地控制施工工期。(2)先进设备的产生铁路工程建设的模块化管理也依赖于先进的设备条件等的支持，现阶段，大型吊装、运输设备逐渐被引进，无疑为模块化技术应用创造条件，当前模块化已经全面地应用到铁路施工的各个环节。(3)不断增长的客观需求铁路工程建设需要一套高效、科学的管理理念来指导，客观上对工程建设的模块化管理提出了诉求，从而使得模块化技术的应用有着良好条件。
2、模块化的实际应用
铁路工程建设模块化技术应用应该在特定的理念指导下，本着“施工建设工厂化”的思路，也就是集中生产、集中管理与集中运输，以此来确保工程材料质量，为高质量、高水平的安全高铁施工打好基础。例如:预制梁施工可以启动工厂化集中生产策略，经过真实的实践得出，同样的32m简支箱梁，模块化预制施工要比现场浇筑节省2倍的时间，由此可见模块化施工能够极大地确保施工效率。同时，铁路工程施工中，模块化技术的应用可以提高施工的标准化水平，有效控制了施工成本，提高施工效率，确保了工程施工质量，达到了模块部件的标准化加工，从根本上保证了工程施工质量。具体的模块化应用体现在以下方面:拌合站统一负责调配与提供工程施工所需的混凝土，工程所用的箱梁以及轨道等分别由专门的预制梁场、轨道板厂等提供，其他所涉及的构件，例如:遮板、盖板、栏杆等同样由专业化工业企业提供，通讯设备、装置等在模拟系统内部来专业化组装与调试。
3、高铁建设模块化集成与分解
铁路工程建设是一个复杂的系统，模块化集成与分解更能理清工程建设思路，理顺各个工序之间的关系，通过科学的集成与分解能够确保工程建设效率，具体的模块化集成与分解过程体现为:高铁建设单位通过招标形式来选拔有资质的设计单位，并制定设计的规范、标准与规则，形成一个高铁建设工程系统，再在这一系统内对设计规则逐步分解，把复杂的高铁工程系统逐步切分、划分成基础、简单的子系统，子系统的实践主体为广大施工单位，子系统内部还要进行更为细致、深入的划分，形成若干个子模块，每个模块系统都由专业、专门的部门负责，例如:施工子模块中被划分为工艺管理模块、材料管理模块、工序与工期管理模块等，最终逐渐打造出一个完善的高铁工程系统，让高铁模块集成与分解贯穿于整个工程建设中，提高了工程施工建设成本，达到了预期施工效益。经过实践的应用与总结，高铁工程模块化建设一方面提高了工程建设质量和水平，另一方面也有效提升了工程建设的经济效益与社会效益。
总结
高速铁路工程建设模块化应用为高铁建设提供了高端、先进的理念，有效确保了工程施工质量，模块化理念的驱动下，高铁工程建设管理实现了细致化分工，形成了针对于某一模块的专业化、精细化管理，妥善维护了各个工序施工秩序，提高了工程施工的经济效益。
参考文献
【关键词】油田地面工程；输油泵；模块化设计
一、引言
针对油田地面工程快速发展的现状，结合计算机行业、汽车制造业、船舶制造业等行业的模块化应用情况，油田专家提出将油田地面工程模块化建设，以节省工程投资和设备运行费用。输油泵是油田地面工程的重要设施，其设计制造可依据国内相关标准规范的技术要求，通过多年的行业发展，输油泵的设计、建造和运行积累了丰富经验，各类型的输油泵实现标准化、系列化制造。这些都为输油泵模块化设计奠定了基础。
二、模块化设计
模块化设计是在传统设计基础上发展起来的一种新的设计思想，它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]模块化设计作为一种新技术被广泛应用于汽车制造、电子产品、航天、航空等设计领域。
油田地面工程建设模块化设计是针对油田地面工程中具有独立功能、可组合、可替换的站场、区域等物理单元进行模块化设计、建造，以便在重复、类似的工程项目中组合、复用、预制，以达到节约投资、缩短工期、提高工程质量的目的。
三、输油泵模块化设计
油田地面工程输油泵主要包括油、气、水混输，含水原油的输送和净化原油的输送。[2] 输油泵作为一个工艺单元，由输油泵、进出口管路及管道附件、流量计，配套的自控设备和电力设备组成。
（一）模块划分
输油泵模块化设计的前提是对输油泵的应用进行归纳，针对不同的环境条件、输送介质和工艺流程，按照输油泵设计的相关标准规范对输油泵进行系列划分。输油泵具有输量变化大、介质粘度范围广、含有杂质多、运行时间长等特点。油田地面工程常用的输油泵为离心泵和容积泵，离心泵分为单级离心泵和多级离心泵，容积泵分为螺杆泵和往复泵。
输油泵的基本功能是为工作介质提供输送动力，克服管道摩阻，将介质输送到下游站场或工艺设施。为了便于对输油泵的模块进行分类，我们以输送介质的原油物性为依据。在集输系统中，输油泵的类型分为一般原油输送泵、稠油输送泵和轻油输送泵。一般原油输送泵的介质具有粘度低、凝固点低的特点，常选用离心泵。稠油输送泵的介质具有粘度高、凝固点高，含杂质颗粒，输送温度一般在50～80℃，常选用容积泵。轻油输送泵的介质除了具有密度低、粘度低的特点，还时常含有天然气凝液。
（二）模块工艺设计
1.模块类型
输油泵的模块划分为模块化设计提供依据，我们以某油田稠油输送泵为例，分析如何进行一类输油泵模块的设计工作。该油田集输系统稠油物性见表3.2-1，原油粘温数据见表3.2-2，开发区块产能预测指标见表3.2-3。
根据模块设计的基础数据，按输油泵模块划分方式，确定输油泵的类型。第一个划分依据是原油类型，为稠油输送。第二个划分依据是站场类型，为接转站。第三个划分依据是工艺流程，为增压泵。这样就确定输油泵的模块为稠油接转站增压泵。
2.模块参数
根据模块类型，进行具体的输油泵工艺设计。稠油输送泵选型应考虑原油粘度、含水及含砂的影响，一般宜选用容积泵。[1]为此确定模块的泵型为容积泵。输油泵主要设计参数是泵的排量、扬程（使用容积泵时，为排出压力）和电机功率。根据油田地面集输方式，模块的排量和扬程由原油粘度、接转站设计规模和输油管道水力热力条件确定。根据设计基础数据，接转站设计规模为20×104t/a，原油含水率为80%，输油泵模块流量为118m3/h，排出压力为2.0MPa。按容积泵轴功率计算公式3-1，计算输油泵有效功率为64.3kW。由于输送稠油的粘度大，并含有少量伴生气和杂质颗粒，选用单螺杆泵作为模块的核心设备。
（3-1）[3]
式中 Ne―泵的有效功率，kW；
P―泵的排出压力，MPa；
Q―泵的流量，m3/h。
由于泵制造厂商繁多，每个厂商的制造工艺不同，造成泵的效率、外形尺寸和重量不一致，影响模块复用。泵的选型必须按照模块化设计的要求确定，规定泵主要参数，包括流量、扬程、效率、电机功率、外形尺寸、重量和管口规格等参数。稠油接转站增压泵模块的主要工艺参数见表3.2-4。
3.工艺设计
在选定模块输油泵的类型后，需进行稠油接转站增压泵模块的典型流程设计。容积泵必须设计旁路回流阀调节流量。泵体上不带安全阀的容积泵，在靠近泵出口管段上必须安装安全阀。[2]模块工艺流程包括进出口管线上的截断阀、过滤器、温度压力仪表、安全阀和止回阀等阀门仪表，及旁路回流流程。模块化设计需确定模块内管道、管件和阀门的制造标准，可执行GB国家标准、HG化工标准或SH石化标准。
根据模块的工艺流程，可以确定模块的典型管道安装形式。将输油泵及其管道附件安装在橇座上，对模块进行工厂加工、橇装化制造，并在类似站场进行复用。为便于模块的组合复用，模块化设计需要考虑模块的制造、运输和安装，模块尺寸不应超过规定尺寸。根据公路运输的相关规定，要求运输车货尺寸（长×宽×高）不能超过18.1×2.5×4.0m。[4]稠油接转站增压泵模块尺寸为11.5×1.7×1.5m。对于单螺杆泵模块化设计，还应考虑模块的日常维护，在泵出口留有拆卸短接，保证螺杆的更换空间。
（三）模块配套设计
为保证模块的完整性，模块化设计不仅包含工艺设计，还包括输油泵的结构、电力、自控等配套设计。
结构设计将输油泵、进出口管道及附件通过螺栓和管道支架固定在橇座上。根据模块运输和吊装时的受力情况，确定橇座的结构形式。稠油接转站增压泵模块橇座采用碳素钢焊接而成，在支架固定处设置垫板，并在橇座四周设置吊钩板，便于模块吊装。
电力设计在模块上设置输油泵电机的动力电缆接线和防爆操作柱，对输油泵进行现场启停控制。为降低能耗，输油泵采用变频控制，电机运行状态反馈至控制系统，并在控制室实现远程自动启、停泵。
自控设计根据原油物性和模块操作压力、温度，对输油泵模块内的压力表、温度计进行选型。温度检测仪表采用变送器直接安装在传感器上的一体化温度变送器。压力变送器选用带就地表头指示的智能压力变送器。针对单螺杆泵的运行特性，输油泵设置泵体干运行保护，对输油泵的转速、温度、压力进行检测，实现高温、高压报警停泵。
四、输油泵模块应用
近些年，国内各大油田都对输油泵的模块化设计进行了探索，根据油田自身生产建设需求，确定输油泵的标准化、系列化，为输油泵的模块化设计奠定基础。大庆油田针对低渗透油田地面建设特点，对转油站、注水站、联合站中的工艺模块采用个性化设计和共性化设计相结合的方式，建立各类输油泵的模块化图集，根据实际需要调用相关模块完成站场设计，提高设计效率。[5]长庆油田为适应大规模开发需要，对增压站的模块形式、设备选型、配管安装和建设标准进行了全面优化和统一，确定不同规模和工艺的8种增压泵模块。[6]胜利油田针对东部油田、西部油田和海上油田不同的集输现状，确定多个系列增压泵模块，编制相关技术规格书、设计模块和设备材料清单。各油田在输油泵模块化设计方面均取得了初步成效，随着油田建设的发展和工程设计技术水平的提高，模块化设计将达到一定规模，更好的服务于油田建设。
五、结论及建议
工程设计人员经过近些年的探索，已初步摸索出模块化设计的思路，优化输油泵模块工艺流程、设备选型、配管安装和结构、自控、电力等设计。分析输油泵的设计建造过程，满足模块组合、复用、预制的要求，提高输油泵模块化技术水平。通过采用输油泵模块化设计，有效提高设计进度，利于输油泵模块化采购，节约投资。同时，缩短整个工程的建设周期，保证工程质量，提高油田开发的经济效益。
输油泵模块化设计刚刚起步，由于各油田生产情况和泵制造厂商不同，输油泵模块只能在油田内部相似区块间使用。工程设计人员应加强交流，整合模块系列，完善模块设计，提高其通用性，使其具有更强的复用性。
参考文献：
[1]（美）卡丽斯・鲍德温，设计规划（模块化的力量第1卷），中信出版社，2006.03。
[2]中华人民共和国国家标准，油气集输设计规范 GB50350-2005，原油泵输，中国计划出版社，2005.08。
[3]《油田油气集输设计技术手册》编写组，油田油气集输设计技术手册上册，石油工业出版社，1994.12，第六章第一节，457-458。
[4]中华人民共和国国家标准，道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB1589-2004，车辆外廓尺寸要求，中国标准出版社，2004.04。
关键词：模块化；机械设计；数控加工中心；应用
引言：随着我国经济发展水平的日益提高，我国数控加工技术得到了突飞猛进的发展，在对数控加工技术进行分析时，模块化机械设计是必不可少的。根据系统功能的不同，在进行设计时可以分解成若干个模块。而通过对不同的模块进行组合后，可以产生不同规格和品种的产品，这也是模块化设计的主要内容。
在对机械产品进行设计制造时，需要与成组技术和计算机技术等相关技术进行必要的结合，然后对同一功能的单元进行有效的设计，从而可以设计出可互换且性能不同的模块。这样一来，就可以形成不同规格的产品，利于产品的重新生产和应用。这也对机械设计的发展及其创新有着非常好的促进作用。
本文就对模块化的设计的相关问题进行分析，然后对模块的划分以及模块化的技术的应用进行了相关的阐述，然后对模块化机械设计在数控加工中心的应用体会及发展趋势进行必要的分析。
1.模块化的概念分析
模块化设计需要考虑很多的问题，首先其要保证设计的灵活性，要重视管理与制造的便利性，从而能够更为有效地控制设计制造过程，避免出现混乱。另外，在设计时还要考虑模块系列的扩展及变型产品的辐射。正因为如此，在设计过程中一定要对结构要素和功能要素加以考虑。用科学合理的方式来划分具体内容，被划分的模块要具有完整性和独立性的特点，这样才更加有利于模块借口的分离和联接，想要做到这一点，就要有效控制模块的数量，确保模块结构的规范性让所有模块之间的联系更加简单、稳定、
值得一提的是，在进行模块化设计时，一定要重视模块的组合，要重视相同模块的互换以及不同功能模块的组合等，这些内容往往体现在接口上，因此人们对模块的规范化和标准化提出更高的要求。
在模块化设计过程中，要先对设计的产品进行分析，拟定出产品的系列频谱，然后通过对产品的结构和功能进行分析，确定重要的参数，然后对产品的模块进行更为合理的划分，使模块的结构更为有效
2.模块化设计技术在数控加工中心的应用体会及发展趋势
基于我国数控加工技术的发展以及模块化设计的日益完善，对模块化设计技术在数控加工中心的应用进行分析，可以更好地明白模块化设计的重要内容和发展趋势，从而为我国数控技术的发展提供有利的依据同时也可以进一步完善模块化设计技术。
2.1.模块化设计技术在数控加工中心的应用体会
2.1.1.数控立式车床模块的划分
在对模块划分时，一定要充分考虑车床的模块化要求和结构形式，要对独立的功能单元进行分析并将其作为模块来让分解功能单元更为独立，形成更为有效的搭配和拼组形式，让整个操作过程更加简便和多变，进而为车床生产提供更为有效的支持。不仅如此，还要让部件模块形成一个更为完整的整体，保证装配质量。此外，还要进一步促进部件不同性能及用途的更好发挥，让功能更加细化。这样一来，就可以让整个组合方式更为灵活。值得一提的是，在对模块进行划分时，一定要对机床大件的模块化设计进行足够的重视，要有效规划大件的结合要素，从而让分离和联接更为简易、高效。另外，在对模块设计时还要留有空间，为新技术的引入打下基础。
2.1.2.车床的模块划分
分解总功能，其功能与实现功能的模块具有一定的对应关系。如通过单一模
块促使某一功能的实现；多个模块共同促使某一功能的实现；某一个模块促使多
个功能的实现；其分别为一一对应关系、单对多的关系、多对单的关系。
依据模块与功能的映射关系，对数控立式车床的结构型式及特点进行考虑，通过模块划分原则的运用，可对通用的模块进行划分。其可分为监测模块、辅助模块、支承模块、执行模块以及传动模块，同时还能够继续进行细化和分解。分析同一功能的模块，其结构与用途存在着差异而，而相同接口结构模块的形成，
在结构模块的组合过程中，可以促使不同性能与用途的数控立式车床产品的设计
和制造。
2.2.模块化设计技术在数控加工中心的应用的发展趋势
通过上述分析可以知道，模块化设计技术在数控加工中心的应用的发展趋势
会朝着规格化、通用化、标准化程度发展，未来在对模块化进行设计时，要更为重视产品的规格，要让整个设计生产更为统一，形成一个统一的标准，从而使生产更为高效。更进一步来讲，整个设计生产更为统一可以使模块的互换变得更为可能，其机械化设计与制造水平也会得到进一步提高。
另外，模块化设计技术在数控加工中心的应用会更加重视简便化，这样就可以让部件模块形成一个更为完整的整体，保证装配质量，让功能更加细化。这样一来，就可以让整个组合方式更为灵活，让分离和联接更为简易、高效。此外，未来的模块化发展过程中，产品的精度和性能也会朝着更为稳定的方向发展，这样就可以让生产成本得以降低，提升生产的效益和效率。
结论：总之，在对模块化产品进行设计应用时，一定要重视对产品的精度和性能的提升，让产品更为精细，让其性能更加稳定，这样就可以让产品生产更为低廉，使机械产品的结构更为简单。另外，当产品的设计规格更为标准化和通用化时，可以更好地提升模块的互换性能，进而让机械化设计和数控车床生产水平得到很好地提高。
参考文献：
[1] 张丽，林世婷.基于模块化技术的袋装机设计方案评价系统[J].中国制造业信息化，2007（19）.
关键词：钻井参数；模块化；测量系统；数字信号
中图分类号：P63文献标识码：A
一、钻井参数仪的相应介绍：
钻井参数仪作为钻井作业中的眼睛，是油气钻井工程中监测钻进过程进行科学分析和科学决策的重要工具。钻井参数仪驻澳包括：指重测量系统、转盘扭矩测量系统、立管压力测量系统、转盘转速和泵速测量系统、泥浆回流百分比测量系统等。随着钻井技术的发展，钻井参数仪也在逐步改进和完善。而目前国内的钻井参数仪器存在的是这样一些问题：现场服务跟不上油田用户的需求，某些重要参数的测量不够准确，现场安装、拆卸的工作量较大等等。这些问题的解决方案以及钻井参数仪的发展方向都指出了同一个所在，那就是钻井参数仪的模块化设计。
二、什么是模块化及其设计准则：
（一）模块的概念
模块是组成产品或系统且具有独立功能、标准接口和互换性的通用单元一般模块具有互换性、灵活性、独立性和抽象性的特点，逻辑、状态、功能三属性，以及商品性、先进性、适应性的等要素。
（二）模块的分级
模块的分级通常按使用功能和频度可将其分为通用模块、标准模块、专用模块和特制模块，为了方便又可以按模块分解的层次结构将一个系统分解的第一层次模块定义为子系统模块，以下层次逐次定义为单元模块、组建模块、器件模块和构件模块。
（三）模块化的概念
所谓模块化，是用标准化的模块组成一个系统。模块化是标准化的高级形式，用最小的组合来构成最多产品品种的标准化设计技术。这样将会带来很多的优越性，它能提高产品的可靠性和可维护性，缩短研制周期，提高管理水平，减少研制经费保证产品质量。
（四）模块化的特点
模块化是一种系统科学技术渗透到标准化领域所形成的标准化方法，即以一定范围内系统的总功能为对象，以功能分析为基础经层层分解形成的功能体系。它有以下特点：从标准化属性上看，是便标准化的高级形式。其有结构典型化、特征尺寸模数化、参数系列化、组织积木化、部件通用化的特点。模块是部件级甚至子系统级的通用互换，由模块可以直接构成整机以至大的系统，从而在更高层次上实现了简化。在设计上，以用户的多样化要求为设计依据，反复分解组合优化，进行全系列和跨系列的设计，以系统设计为中心，采用飞机模块化设计原理，采用CAD技术，能迅速而灵活地构成不同功能、不同规模的新系统。在结构上，采用组合式结构产品由若干模块组合而成，但不是部件的简单组合。其组合的方式有串联式、并联式、嵌套式或以上三种方式的综合。同时，强调模块的通用性，也强调模块的互换性。
（五）模块化设计理论
模块化设计是将模块化引入设计，使模块形成科学的系列，并使其具有接口上的兼容性、技术上的先进性和使用上的通用性。是通过功能的不同组合形成不同系统的全过程的一种标准化方法。
（六）模块化设计准则
1、模块划分应使模块间相互作用最小，模块功能独立性最大；
2、模块间机械、电气接口要简单，模块可单独拆卸；
3、相同的模块在功能和结构上应具有互换性；
4、在决定模块组件时，应使模块所含的零件、子模块等构件对某种功能为最佳，而不是提供多种又分散的功能；
5、在系统设计时，结构和性能各异而功能相同的模块也能互换使用，创造出适应于各种钻井设备的系列化妆品；
6、恰当确定模块数量和大小、既考虑系列化、通用化、互换性，又考虑功能、重量、尺寸，要在电气和机械上切实可行；
7、模块的组合应具有较大的灵活性、明确的目的性和良好的经济性。
三、参数仪的模块化设计方法：
（一）系统解决方案设计
所谓系统解决方案设计是指采用哪一种现场总线技术，应根据钻井现场的特点，遵循抗干扰性强、可靠性高、组网简单、成本低廉的基本准则进行设计。由于一般钻井现场电气要求可靠性高，现场布线少，安装调试费用低，钻井参数仪采用用于现场设备网络的开放网络和现场总线解决方案，具体选用基于RS-485通讯的ADAM-5000数据采集和控制系统，传输信号稳定可靠，并能抑制通讯线路上的噪声。
（二）模块接口设计
数字信息模块的接口指模块与模块之间的硬件连接、电气参数和通信标准。接口设计过程中需要重点考虑的是接口的通用性和互换性。因此数字信息模块的接口应采用标准多芯航空插头，RS-485通信协议，220加或减15%VAC。
三）传感器选择与电气设计
参数测量方法力求简单，传感器在精度满足的条件下对可靠性和稳定性应有更高要求，同时要有环境适应性的特殊要求，输出应为标准信号。传感器选型要注意集成化、小型化、智能化和数字化的现代测试技术指标和发展方向，在精度、量程、漂移、可靠性、环境适应性、数据信号发送安装性能及维修性、反复保安全、驱动部分的可靠性、寿命、价格、防腐防潮等指标方面要做到全面的平衡，防护等级不低于IP65安全防爆。模块、电缆、测量传感器均要隐蔽安装，避免暴晒和受潮，接头、电缆和传感器电源均要选用军品，以确保系统的可靠性与稳定性。
四、总结：
钻井参数仪采用的是现场设备网络的开放网络和现场总线解决方案，具有可靠性高、能抑制通讯线路上的噪声、传输信号稳定和组建现场网络成本低的特点。钻井参数仪模块是数字化钻井系统的重要组成部分。本文提出了钻井参数仪模块的划分方法，模块化设计准则、设计内容以及一些模块化设计的具体方法。随着科技发展，钻井仪表也在逐步丰富和完善，而钻井参数仪的模块化设计则更是改进过程中的重中之重。希望本文提出的一些划分和理论能对研究数字化钻井系统的设计工程师们起到一定的参考作用。
参考文献
[1]李加国.钻井参数仪的现状及发展趋势[J].江汉石油职工大学学报，2009（04）[2]张雷、郭卫、刘志峰.模块化设计中相似性评价的应用[M].合肥工业大学玄宝（自然科学版），2011（01）.
购物车(0)