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模块化设计技术范文1
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）.
模块化设计技术范文2
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
模块化设计技术范文3
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）.
模块化设计技术范文4
关键词：模块化教学;环境艺术设计;课程设计;探索实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）42-0169-02
模块化教学是从以人为本、全面育人的理念出发，根据职业教育培养人才的要求，通过课程模块之间有效衔接，形成的一种“宽基础、活模块”教育模式。旨在培养学生具有宽泛的基础人文素质、基础职业能力，使其成为合格的专门技术人才。模块化教学具有灵活性、针对性、现实性、经济性的特点，不但重视知识的传授，而且更重视知识的应用。它克服了传统教学方法中只注重教师讲授、学生听课、单项信息传递的教学方法，模块化教学把学生作为教学的中心，强调学生在教学中的主观能动作用，注意调动学生的学习自觉性和主动性，教师和学生之间的活动是互动式的。
一、课程基本情况
《软件应用AutoCAD》是高职院校环境设计艺术专业的专业必修基础技能课程，CAD即计算机辅助设计（Computer Assistant Design）的缩写，由美国Autdesk公司开发，主要利用计算机的计算功能和高效的图形处理能力，对产品进行辅助设计、分析、修改和优化。该课程的教学目的是教会学生电脑制图的技能，并能够利用电脑快速、准确、规范、美观地绘制图纸。通常开设在大一的第二学期，其前导课程有《工程制图》和《人体工程》，前导课程主要是教会学生读图、识图和用纸笔规范绘图的能力，而CAD则是用鼠标、键盘、电脑屏幕来表达图纸内容，相当于掌握另一种绘图工具的应用;后续课程有《3dsMax电脑效果图制作》和《室内居住空间设计》，同时电脑制图作为一项单独的技能，直接对应着设计师助理职业工种的核心技能，并将一直应用到学生毕业设计和顶岗实习，所以又是后续课程学习的重要基础和保障。
二、课程设计思路
《软件应用AutoCAD》课程设计思路是基于职业岗位的工作过程。作为设计师助理职业岗位群的工作职责一是协助主案设计师的日常事务，包括设计项目的现场勘测、根据设计任务书的要求完成设计草案、为用户讲解设计方案等，二是能够按照专业制图规范完成施工图的绘制，包括平面图、立面图、内部结构图、剖面图和节点详图等的绘制。职业岗位群与典型工作任务的对应关系决定了该岗位群对职业能力的要求：既要学习软件AutoCAD的命令和操作，又要结合环艺专业的职业特点，掌握室内装饰设计图和施工图的绘制流程与技能。
为了达到教学目标，突破重点难点，课程设计小组采用了任务驱动和理实一体化的教学方法，以够用原则对知识点和技能操作进行重新构建，将教学环节设置为两大模块，即软件操作模块和家装图绘制模块，每个模块下再设置若干个学习任务，对应具体的知识能力目标，见表1。
三、课程设计特色
（一）模块化教学，技能逐步提升
以够用原则在课程设计上对课程教学的内容进行模块化安排，每个任务都有对应的知识点和技能要点。在教学方法和手段上，《软件应用AutoCAD》采用了讲授教学法、演示教学法、任务驱动教学法、案例教学法和实践教学法。比如在学习模块一的内容时，老师首先要讲授软件的基础知识、界面组成，然后演示软件的基本操作，接下来可以通过下达绘制家装图库图形的项目任务，让学生感受项目管理，同时以教师引导项目任务作为案例进行案例分析和教学，最后采用以学生训练为主，集教、学、做合一的实践教学法来提升教学效果。
（二）信息化教学，教学资源具有共享性
信息化教学是在信息化环境中，老师与学生借助现代教育媒体、教育资源和教育技术方法等进行的教学双边活动，以学生的学为主，老师提供交互式的教学指导。《软件应用AutoCAD》信息化教学主要依托世界大学城的空间教学平台，上传电子教案、电子课件、实训案例和实训素材，为学生的学习活动提供支撑和保障。尤其是教学团队提供了碎片化教学资源，以3～10分钟的微课解决软件操作应用和绘图过程中的难点与技能要点，实现教学过程的全覆盖，学生一旦有不会操作的节点，就可以通过碎片化的教学资源得到解答。同时利用世界大学城的留言板栏目、私信栏目以及课堂作业栏目，完成教学互动和对学生的远程指导，培养了学生的信息素养和自主学习探究的能力，体现了强烈的时代感。
（三）以学生为主体，教师提供全程学习辅导
我院环艺专业的课程体系设置主要分成基础类、技能类、设计类和工程类四大类别的课程，《软件应用AutoCAD》属于技能类的课程。随着教学的深入，学生在学习设计类和工程类课程时，也都有教学团队对这个软件进行后续的跟进和巩固训练，可以说一直辅导学生进行后续学习至毕业设计和毕业实习，教学团队起着不断的引导作用，使得学生能非常熟练地掌握软件应用和制图规范，达到职业岗位群的职业要求。
（四）过程化考核，课程评价真实到位
考核评价分过程考核和成果考核两部分，过程考核包括学习态度（10%）、课堂评估（20%）、作业完成（20%），主要从学习能力、方法和操作技能上体现，课堂作业和课后作业不仅要求按量还要求按质完成;成果考核体现为作品考核，占50%，即老师提供手绘量房草图，要求学生利用软件CAD绘制成电脑图，并完成初步设计方案图的绘制――即考核内容源于教学内容，又因其结合了职业岗位群的职业能力要求而高于教学内容，更灵活，更有创新性。通过这些措施，综合完成学生的课程过程评价。
四、结论
综上所述，《软件应用AutoCAD》课程依据环艺专业的特点，着重AutoCAD绘图、标注、打印等工具在施工图方面的应用，体现以“提高能力为核心，以突出基本操作为重点”的课程模块化设计理念，充分发挥教师引导、学生主体的作用，依托世界大学城空间教学平台，创建信息化的教学环境和教学资源，有效地促进学生学习的积极性，着重培养学生的信息素养以及专业知识的可持续发展能力，有利于学生职业能力的形成。
参考文献：
[1]郑小军，杨满福，林雯.现代教育技术能力训练[M].北京理工大学出版社，2009.
[2]郑小军，杨满福，林雯.信息技术与课程整合示范课例的设计与开发――以网络探究性学习的教学设计为例[J].广西师范学院学报（自然科学版），2007，（02）.
[3]王晶莹，高鸿翔.高职《土建工程CAD》课程模块化改革的教学实践[J].中国科技纵横，2011，（16）.
[4]卞素兰.模块化教学法在AutoCAD教学中的探索应用[J].科技风，2008，（1）.
模块化设计技术范文5
我国对模块化教学的研究和实践早于“项目化”教学，大概从上世纪90年代已经开始进行探索。所谓“宽基础、活模块”教育模式，就是从以人为本、全面育人的教育理念出发，根据正规全日制职业教育的培养要求，通过模块课程间灵活合理的搭配。为了直观的阐述模块化教学在艺术设计类教学中的应用，下面将以室内环境艺术设计为例，对整个教学过程进行模块化处理，以便展现模块化教学的优点。
室内环境艺术设计最主要的部分便是家居设计，而教学目的就是学生能独力地完整地做出一套室内家居设计，这也就是我们的主课题或者说最大的模块，接下来我们将对其进行拆分成几大块，而后拆分成更小的模块。我们通过一个个小模块的完成去组建更大的模块，最终形成最大的模块即完成整个课题。一个完整的室内设计流程如下：草图、手绘效果图、计算机建模制作效果图、完成设计施工方案，如果把完整的设计称之为主课题的话，那么这四个过程就是二级课题，是循序渐进的关系，接下来我们逐一加以剖析。
第一阶段，草图阶段。这一阶段是最为基础的阶段，也是最为重要的一环，主要涉及学科为：素描、速写、色彩、平面构成、色彩构成、立体构成、透视等相关知识。在教学过程中教师要将各学科与主课题相关的知识都提取出来，让学生明确图里有什么，涉及什么理论知识，这些理论知识是如何运用的，需要注意哪些。也就是说教师在讲授这些基础理论的同时要有目的的加强引导和训练，当理论结课时，学生能做出与之相应的作业，达到预定的教学效果。
第二阶段，手绘效果图阶段，这是一个承上启下的阶段，主要涉及学科为：透视学、制图、手绘效果图、建筑学、环境学、设计方法学、人机工程学等相关知识。在图中要体现透视学、制图的尺寸、比例以及空间感；建筑学、环境学、设计方法学、人机工程学等与设计相关的各种知识是否得以准确体现，能否达到理论要求；手绘效果图的美观性、准确性，色彩的合理性是否能达到预期效果；手绘阶段与草图阶段相比有何改动，因何改动，涉及何种知识理论；各学科知识之间的冲突如何解决。这些问题如果都一一加以解决，学生对知识的理解必然会更进一步，也会掌握得更加牢固，且有利于各学科之间的相互融合。
第三阶段，计算机建模制作效果图。我们在教学过程中教师一定要明确如何运用计算机软件准确表达自己的设计意图，并能准确地合理地运用各种理论知识。在制作效果图阶段，建模、材质、灯光的运用同时也会将草图和效果图阶段所存在的问题彻底暴露出来，此时教师加以指导，将起到事半功倍的效果，这也是计算机辅助设计的一大优势所在，通过反复的修改、校正，各种理论知识也将随之深化。只要我们合理地利用好计算机这一工具，用理论去指导学生完成设计必将取得良好的设计效果。
第四阶段，完成设计施工方案。这一阶段是与现实最贴近的阶段。这一阶段考虑的问题更加具体化，同时也是整个设计的一次检验，各种设计要求、各类设计规范、建筑学、材料学、环境学、价值学、相关法律法规、成本核算等一一存在其中，往往因为其中某一个环节产生变动，也会产生一连串的改动，而这时各种理论知识是与现实联系最为紧密地，对学生的要求是最高的也是最全面的，更是对整个设计的全面检验。
通过以上四个阶段，我们可以看出，学生在整个学习设计过程中，每一个阶段都有各门各类的理论知识的身影，每一阶段又都有与之相应的成果，学生能从中切实地体会到基础理论知识的应用，也能感受到理论知识的作用，通过各门各类知识之间的组合、融合学会如何去设计，如何做好设计，这样我们的教学目的也就更加容易达到。
模块化教学能在艺术设计类教学中起到很好的正面效果，但这种教学模式也不是万能的，存在以下几个方面的问题需要在实际教学中加以注意：
第一，课题覆盖面的问题。也就是选题，这十分重要，必须要尽可能多地涉及各门各类理论知识，既要让学生学会了知识，加深了对知识的理解掌握程度，又要能保证学生在规定时间内完成。
第二，课题的限制性因素要适度，要给学生提供足够的发挥空间，改变以往老师让干什么就干什么的模式，尽可能地变为只要学生在限定的范围内想干什么就干什么，教师起到指导的作用，鼓励学生发挥自主性、创新性，对于简单模仿甚至抄袭的现象要坚决予以杜绝。
第三，模块化教学对教师提出更高要求。教师不要仅仅局限于本学科、本专业知识的讲授。要做到了解甚至掌握部分相关学科专业知识。跨学科跨专业对于部分教师难度较大，但对于最后负责总体设计的指导教师这是必备的条件，这也是成为一名合格艺术设计类教师的起码要求。
第四，做好因材施教工作。在教学过程中，因为学生的个体性差异较大，会存在部分学生不同程度地不能适应课题安排。此时应考虑分层次教学，对好的学生适当地增加难度，对于相对较差的学生适当降低要求，不能一刀切，避免损害学生学习积极性，而在课题设置上亦可作出调整，可以适当设置一些较大课题，组织学生以设计小组的形式加以完成，培养学生的团队意识，让学生自主性得以更大发挥，同时锻炼其组织协调能力。
模块化设计技术范文6
关键词：模块化设计；功能模块；机械设计；应用
Abstract: This paper analyses the close relationship between the modular design and modern technology, and module dividing vertical CNC lathe to illustrate the application of the modular design method in the mechanical design.
Key words: modular design; function module; mechanical design; application
中图分类号：TG518 文献标识码：A文章编号：
1、 模块的划分与模块化设计方式
1.1模块划分、接口标准化与组合性和可互换性
模块划分的好坏直接影响到模块系列设计的成功与否。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。
模块化设计所依赖的是模块的组合，即结合面，又称为接口。显然，为了保证不同功能模块的组合和相同功能模块的互换，模块应具有可组合性和可互换性两个特征。这两个特征主要体现在接口上，必须提高模块标准化、通用化、规格化的程度。例如，对装配而言，具有相同功能、不同性能的单元一定要具有相同的安装基面和相同的安装尺寸，才能保证模块的有效组合；在计算机行业中，由于采用了标准的总线结构，来自不同国家和地区厂家的模块，不断进行精心改进和研究，促使计算机技术达到空前的发展。
1.2模块化设计方式和模块化系统
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模块化系统的划分与功能介绍
按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，机械模块化系统多是这种类型。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。
图1 模块化产品系统中功能和模块类型
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
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：
图2模块化产品设计过程 图3模块化系列产品研制过程
（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 模块化与其它现代技术的结合
3.1 模块化与成组技术在对事物的处理上的共同特点
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 模块化与柔性制造技术
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模块化与计算机辅助技术
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
数控立式车床的模块划分是指对机床进行功能分析与结构分析，合理划分具有某一或某些功能的结构单元。因此，模块划分合理与否是模块化设计成败的关键。
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。
