模块化设计在混凝土搅拌站中的应用

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发布时间：2021-10-09

资料介绍

模块化设计方法
模块是组成产品的初级单元，具有二元性。一
方面，模块功能独立并有标准输人输出接口；另一
方面，模块又是整个产品的一部分，这种独立性和
归属性就是所谓的二元性。模块对外表现为低耦
合，对内表现为高内聚。模块最重要的特性就是具
有重用性。
1．1 模块划分的原则
对一个大型复杂系统进行模块划分的基本思
想就是将总功能分解成复杂度较低或处于不同层
次的分功能，并确定各个分功能之间的相互关系，
如图 1所示。
图 1 功能分解示意图
在进行工程机械产品设计时，模块的划分应该
遵循以下几个原则：
1)最小功能原则，即一个模块只有一个功能；
2)便于装箱运输原则，即模块最大子部件的
长、宽、高，一般不超过集装箱的长、宽、高尺寸；
3)尺寸系列化原则，即模块族在尺寸上满足系
列化要求；
4)接口一致性原则，即同一个模块族应该具有
相同的接口尺寸；
5)便于拆装和维修的原则；
6)模块的层次性原则，即功能各异的模块应该
处于不同的层次，模块的层数是衡量一个系统复杂
程度的重要标志。
1．2 模块划分的顺序
不同工程机械产品的模块有不同的划分顺序。
在混凝土搅拌站的模块化设计中，先整体后局部，
先主要后次要，先功能后结构的划分顺序是行之有
效的模块划分方法。
先整体后局部指的就是先进行系统级的模块
划分，然后根据某一个模块系统的功能划分出更细
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的子模块、子子模块等，直至最后的模块不能再细
分。按照这种逻辑构成的产品结构就犹如一颗树，
树根是产品主体，树干是各个功能模块，树叶就是
不能再被细分的模块，如图 2所示。
图 2 产品模块的树状图
先主要后次要就是先划分对产品功能具有决
定意义的核心模块，然后再划分其它次要的模块，
最后是那些辅助陛模块。
先功能后结构就是优先按照功能划分模块，在
功能模块已经模糊的情况下，再考虑按照结构划分
模块。每一个功能模块的子集对应于一个物理构件。
2 混凝土搅拌站的模块化分析与设计
混凝土搅拌站的结构组成如图 3所示，将其进
行功能模块的划分，其树状结构如图 4所示。
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图 3 搅拌站组成示意图
2．1 划分核心模块
混凝土搅拌站主要包括粉料罐、骨料输送、控
制室、主楼及配料站等 5个核心模块和 1个辅助模
块。除了控制室以外，另外 4个核心模块之间是互
相独立的，即耦合度为 0。但是模块内部的关联关系
是错综复杂的，如粉罐的筒仓和排架之间，主楼的