ICS25.040.40 L67 中华人民共和国国家标准 GB/T31982—2015 机械产品模块化设计规范 Modulardesignspecificationofmechanicalproducts 2015-09-11发布 2016-04-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 机械产品模块化设计基本原则 3 ………………………………………………………………………… 4.1 独立性原则 3 ………………………………………………………………………………………… 4.2 简单化原则 3 ………………………………………………………………………………………… 4.3 通用性原则 3 ………………………………………………………………………………………… 4.4 整体优化原则 3 ……………………………………………………………………………………… 5 机械产品模块化设计典型过程模型 4 …………………………………………………………………… 5.1 概述 4 ………………………………………………………………………………………………… 5.2 新产品模块化平台构建过程 5 ……………………………………………………………………… 5.3 已有产品模块化平台构建过程 5 …………………………………………………………………… 5.4 模块化产品平台维护过程 5 ………………………………………………………………………… 5.5 定制产品模块化设计过程 5 ………………………………………………………………………… 6 机械产品模块化设计的主要方法 5 ……………………………………………………………………… 6.1 新产品模块化平台构建方法 5 ……………………………………………………………………… 6.2 已有产品模块化平台构建方法 10 …………………………………………………………………… 6.3 模块化产品平台维护方法 12 ………………………………………………………………………… 6.4 定制产品模块化设计方法 12 ………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 模块分类常用方法 14 ……………………………………………………………… 附录B(资料性附录) 产品主结构和配置设计示意、模块主模型和变型设计示例 15 ………………… 参考文献 17 …………………………………………………………………………………………………… ⅠGB/T31982—2015 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国标准化研究院提出并归口。 本标准起草单位:浙江大学、中国标准化研究院、机械科学研究总院、杭州汽轮机股份有限公司、中 国计量学院、三一重工股份有限公司、北京北重汽轮电机有限责任公司。 本标准主要起草人:顾新建、杨青海、吴向亮、祁国宁、纪杨建、刘守华、洪岩、王志强、毛汉忠、 刘宏洋、迟国华、叶钟、顾巧祥、陈芨熙、刘曦泽。 ⅢGB/T31982—2015 机械产品模块化设计规范 1 范围 本标准规定了机械产品模块化设计的基本原则、典型过程和主要方法。 本标准适用于机械产品以及机电一体化产品中机械结构部分的模块化设计过程。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T321 优先数和优先数系 GB/T10091.1 事物特性表 定义和原理 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 模块 module 组成系统的、具有确定功能和标准接口的典型的通用独立单元。 [GB/T30438—2013,定义3.1] 注:模块分类常用方法参见附录A。 3.2 整机模块 equipmentmodule 具有完整功能、可独立使用的产品或组成成套装置(或装备)的、具有独立功能和标准接口的单元。 3.3 部件模块 assemblymodule 组成上层部件(或整机)的、具有独立功能和标准接口的单元。 注:复杂产品由多层部件组成,可通过递归设计的方法逐级实现模块化。 3.4 零件模块 partmodule 组成部件(或整机)的、具有独立功能和标准接口的、无法再分解为独立实体的单元。 3.5 特征单元模块 featureunitmodule 组成复杂零件的特征单元。 注:特征单元模块是零件结构的组成部分,不是独立实体。 3.6 结构模块 structuremodule 按照产品结构划分的模块。 1GB/T31982—2015 3.7 功能模块 functionmodule 按照产品功能划分的模块。 注:同一种功能模块可以对应多种不同结构模块。 3.8 模块族 modulefamily 具有相似功能和/或结构的模块集合。 3.9 产品族 productfamily 具有相似功能和/或结构的产品集合。 示例:基于某一汽车产品平台开发的一系列产品属于同一产品族。 3.10 基型模块 basicmodelmodule 面向模块族的、可派生出多个实例模块的模块。 注:通过事物特性表(SML)可得到实例模块。事物特性表见GB/T10091.1。 3.11 变型模块 variantmodule 基于基型模块,根据事物特性表派生得到的具有特定尺寸的模块。 注:又称实例模块。 3.12 基本模块 basicmodule 产品族中所有产品都应采用,其形状和特性在这些产品中完全相同的模块。 3.13 通用模块 genericmodule 产品族中多个产品都可采用,其形状和特性在这些产品中完全相同的模块。 3.14 专用模块 specificmodule 在产品族中仅被特定产品所采用的、为了满足特定需求(或功能)而专门设计的模块。 3.15 模块化产品平台 modularproductplatform 产品经过模块化设计后形成的基本模块、通用模块和专用模块以及这些模块间关系的集合。 3.16 产品主结构 productmasterstructure 一种可配置的、包括所有组成模块和规则的、面向产品族的产品结构。 注:基于产品主结构,可根据不同客户的需求,派生出客户定制产品的结构,参见附录B。 3.17 模块主模型 modulemastermodel 描述一类相似模块的共同特征、参数和关系的通用模型。 注:模块主模型包括特征单元模块主模型、零件模块主模型、部件模块主模型等,参见附录B。 3.18 模块主文档 modulemasterdocument 在模块主模型基础上建立的模块各种文档模板的总称。 注:模块主文档包括工程图模板(又称主图)、工艺过程规划模板(又称主工艺过程规划)、数控程序模板(又称主数 控程序)等。 2GB/T31982—2015 3.19 模块接口 moduleinterface 模块间进行组合或配合的标准化特征要素。 注:模块接口通过一系列具有一定几何形状、尺寸和精度的边界结合面,实现模块与其他模块的物质、能量、信息交 换及空间的定位。 3.20 模块化设计 modularitydesign 将产品的某些要素组合在一起,构成一些具有特定功能的模块,将这些模块作为通用性的模块与其 他产品要素进行多种组合,构成新的系统,产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品的设计 方法。 [GB/T30438—2013,定义3.4] 3.21 产品技术对象 producttechnicalobject 与产品关联的各层次的模块、接口、模型、文档等的统称。 注:简称技术对象。 3.22 产品配置设计 productconfigurationdesign 基于产品主结构,按一定的配置规则,选择必选模块和可选模块组合成客户所需产品的设计方法。 注:配置设计又称组合(化)设计、积木块设计等。配置设计案例参见附录B。 3.23 模块变型设计 modularvariantdesign 基于模块主模型和模块主文档,按一定变型规则对基础模块进行修改,得到新的变型模块,以满足 客户新需求的设计方法。 注:模块变型设计示例参见附录B。 4 机械产品模块化设计基本原则 4.1 独立性原则 产品模块化设计应使模块间的信息、功能、结构等耦合度尽可能小,以利于提高模块的互换性、可维 修性、可重用性和可回收性等。 注:该原则不适用于特征单元模块。 4.2 简单化原则 通过产品模块化,应尽量减少产品中的模块层次、数量和结构复杂性。 4.3 通用性原则 识别和分析各种相似模块,进行适当的归并处理,设计为通用模块,以尽可能少的模块组合满足尽 可能多的个性化需求。 4.4 整体优化原则 在产品模块化中,将产品族中各产品的生命周期的总体最优作为主要优化目标。 3GB/T31982—2015 5 机械产品模块化设计典型过程模型 5.1 概述 机械产品模块化设计的典型过程用“Y”模型表示,见图1。可根据具体需要选择其中全部或部分功 能块开展产品模块化设计。该过程一般需要经过多次循环反复,每个过程功能