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1、Tech no logy技术Tech no logy技术现代模块化设计理论在 风扇产品中的应用广东美的环境电器制造有限公司刘艳萍陈坚波摘要：本文介绍了现代模块化设计的理论基础及电风扇的结构组成。通过实际的 产品分析，将现在模块化设计理论运用到古老的风扇产品中，产品设计向简单 化、快速化以及通用化趋势铺垫了道路；在风扇公司节约开发成本，缩短开发周 期，减少物料种类以及提高效益、提升行业领导地位等方面作较大的贡献。关键词：模块化；共享构建；互换构建真r-H图1风扇总构成E* nJNMt84扌疚电科技itmic Joliiiicj 1 FLctronic Pu.Itishinniki.ne1当今风扇
2、产品所面临的挑战风扇公司为美的成立时间较早的产品公司，风扇产品又是最早涉及的小家电产品，产 品线比较完备，现已经成全球最大的风扇产品 研发制造基地。但在多年的发展中，历史遗留 问题较多，表现较为突出的包括有：1）零部件过多且呆滞情况严重。截至2009年1月，产品使用的物料编码达到11万多个。2）开发成本较大，一次开发成功率较低。3）产品技术沉淀较差，设计阶段缺乏技 术指引文件，导致产品部件通用性较差，标准化程度不高。4）成本对比分析，产品市场竞争优势降 低。5）产品型号多而杂。产生后果：生产组 织难度大及物料管理费用高，同时认证维护费 用高昂。以上因素导致各产品零部件比较杂乱，没 有形成一套专
3、门的系统平台进行管理，给产品 设计、采购、仓储、生产、检验等工作带来了 很大的难度，增加了无形的成本和工作量。随着对现代模块化设计理论的深入学习， 风扇公司研发中心通过认证讨论分析，决定引 进现代模块化设计理念，有计划地将模块化设 计理论应用到产品开发设计当中，借此模块化 平台的搭建来提升美的风扇产品研发设计能 力生产组织管理能力。在2009年全球金融危 机的环境下，风扇产品完成20多亿的产值，确保全球第一的优势！2模块化设计思路风扇模块化设计总体思路：将风扇产品按 照组成部件进行模块化分类，对于模块化的组 成零件进行标准化整合，规范输入输出接口， 产生每一个模块零部件的标准图样，产生零部 件
4、标准库，推行模块化设计方法。3风扇模块化分类风扇按照结构不同可分为落地扇、台地 扇、台扇、壁扇、转页扇及大厦扇。先从美的 销量最大的落地扇为切入点，开展模块化设计 平台的搭建工作。落地扇主要组成包括电动机构、防护机构、摇头机构、升降机构、电控 机构、底盘机构等几大部分。我们按照主要构 成部分，将风扇分为传动模块、控制模块、防 护模块、连接模块、支撑模块。主要零部件包 括有电机、风叶、网罩、电控板、开关、连 杆、升降立柱杆等。如图1所示。3.1转动模块此模块是风扇产品的核心。主要包含电机，风叶，齿箱等零部件。1）电机及齿箱部件，采用量体裁衣式模 块设计思想。各款风扇产品中安装使用的电机 的外形尺
5、寸是一致的，设计时根据客户不同要 求，如电压、电流、功率以及电容器规格不山灌， 同，通过改变内部构件（如线圈匝数、磁心的 叠厚），实现不同的参数要求。如图2所示。2）风叶部件：采用互换构建式模块设计 思想。在组装结构相同情况下，通过部件替 换，满足个性化需求；其基本特点是：新产品 =主流型风叶+可互换的电机模块。不同的风 叶能够达到不同的风量和不同的送风效果。保 证风叶的扇径尺寸一致，与电机轴配合的尺寸 一致。扇页的形状可以是海棠叶，樱花叶，牛 角也叶等。再配置不同的颜色，就可以在不同 产品中使用，达到不同的送风效果。目前输出 了标准模块化图纸。如图3所示。3.2控制模块此模块是风扇产品的主要
6、组成。主要包含 电控板、开关，定时器等零部件。1）控制板组件：采用共享构建模块化设计思路。通过统一控制核心CPU单片机的方式，共享机芯，改变外设实现控制的多样化。 统一了对外连接的接口，实现多功能的控制。风扇线路板输入/输出接口模块化图纸如图4。2）开关按钮和定时器零件，这是我们对 外的采购件，采用互换构建式式模块设计思 路。统一开关及定时器的电器参数，主要是通 过规范采购标准，整合现有物料编码的方式开 展工作。开关的参数统一为 250V1A,定时器 的参数统一为250V1A 120min。将现有的840 个编码，整合到258个编码，增加通用性和互 换性。输出了标准化整合文件。3.3防护模块此
7、模块是风扇产品的安全保护模块，也是 外观美化模块。主要包含网罩、扇盒等零部件。1）网罩部件，采用互换构建模式的模块 化设计思路。其基本特点是：新产品=基型 产品+可互换的模块。网罩在风扇中起到机械防护作用，用前后网将风叶电机轴等部件保护起来。如图5、图6所示。目前公司所使用的网罩外观形状 种类大体上有金属网和塑料网，金属网又分 为线性网和鱼眼网两种，根据风叶的尺寸不同分为 400mm，350mm， 300mm， 200mm，180mm， 150mm等系列。我们基本上规定网罩 的外径尺寸，通过改变网罩颜色，组成网罩的 线经，以及改变前后网罩的连接方式等达到不 同的安装需求。增加通用性和互换性。辽
8、 194-2012 China Academic Journal Ettctronic Publishing House. AI rights, reserved. h(tp:7?kkndl852）扇盒部件，扇盒是风扇的主体。不同 的风扇主要是依据不同的扇盒形状来区分的。 我们采用量衣体裁式模式。根据不同需求设计 不同的扇盒形状，配置不同的颜色，满足用户 的个性化需求；此模块的设计思路是，保持各 款风扇产品中安装使用的扇盒的外形尺寸一 致，设计时根据客户不同要求，通过改变外部形状，使此模块实现不同的外观效果。3.4支撑模块1 ）连接头， 连接头上部连接上立柱管， 下部连接下立柱管，在风扇中起到
9、连接上下模 块的作用。具体的工作是统一连接头内部的连 接螺纹规格，通过改变外观的形状实现多样化设 计，满足不同的配制需求。各种连接头的形状如 图6。2）立柱管：立柱管采用互换构建模块化 模式。立柱管功能参数较为简单，用户基本上 只关注其外观。所以，立柱管可通过局部改变 安装结构或改变颜色来达到模块化设计。立柱 管主要使用在落地扇上，此模块主要是以标准 化整合，输出标准图样的形式开展工作。根据 落地扇各个型号、各地区不同的高度要求，以 及对应各种底座的不同，制定了内外立柱总 成。并且结合实际接单、采购情况以及相似性 或可替代性而建立了优选、限选和淘汰的长度 规格。并且制定了标准图样。3）底盘：对
10、风扇的稳定性起到决定性作 用。此模块采用共享构建式模式。对底盘与下 立柱管的安装连接尺寸进行统一，通过改变外 观实现多样化。输出了图7标准图样。4项目成果序号标准化项目名称整合前型号和编码整合前后对比整合后6立柱管总成标准化整合细40个编码输出标准化图样。优选1种型号，20（个编码7底盘总成标准化整合38种型号输出标准化图样。优选种型号8风叶标准化整合57种风叶输出标准化图样。保留（种风叶1 网罩标准化整合2 螺钉标准化整合3 琴键开关标准化整合95种系列，2191个物料编码 31种型号，约55个编码约84个编码输出标准化图样。35种系列，100（个物料编码 输出标准化图样。25种型号，绚0（
11、个编码 输出标准化图样。优选5个编码1 ）我们风扇产品模块化设计的工作基本 形成了一个产品化平台，输出了涵盖了风扇大 部分零部件在内的产品零部件标准化图样文 件，提高了风扇产品设计的成功率，最大限度 的满足了全球市场的要求。同时使各零部件的 型号和物料编码得到大幅度的减少，降低了产 品的管理成本，进而降低了产品的成本。各模 块化的图纸已经上传到CPC系统。2）各种通用零部件的标准化整合工作已 经完成，为公司产品设计和工艺优化，精益生 产推进提供很好的平台支持。主要零部件在整 合前后物料编码数量的对比如表1所示。5标准化项目效益1）网罩总成项目通过对网罩标准化整合，在保证质量满 足安规测试前提下
12、，对网罩的线径、线数，造 形结构进行重新设计优化；减少材料用量，分 类开发了一批新的网罩（每个网罩材料节约了 大约50-100克）。2008年8月至2009年6月的 采购量为513081套，降成本=（4.0736-3.3314）* 27150=20150元，合计产生效益83.3万元;2）立柱管组件总成项目标准规格6 0.6X0 38X 400，降成本0.268 元/套；标准规格60.6 X32 X 400，降成本0.239元/套；38mm黑退带钢外管09年用量约 1000万条，节约成本268万元，32mm外管09 年用量约250万条，产生效益59.75万元。3）底盘项目原FS40-3G底盘重量
13、为323g、FS40-3GE底 盘重量为200g，FS40-3GE底盘比原FS40-3G 底盘轻123g，每台节约成本1.26元（PP料每吨 按12000元）。产生效益965.53万元4）网罩项目减少网罩种类及ERP系统中网罩的物料编 码、建立网罩使用及配置指引表、方便出口接 单、简化采购操作流程、缩短供应商生产周期 及采购周期、降低库存、方便仓库管理。网罩 2008年8月至2009年6月的采购量为513081套， 降成本=（4.0736-3.3314）* 27150=20150 元。合 计产生效益83.3万元仅以上四种零部件在去除技改成本后产生 的总效益已达2110万元人民币。6项目总结通过
14、此项目的有效开展，把现代模块化设 计理念贯穿到风扇产品应用当中，将风扇原有 的零散化、繁杂化的设计方式逐步地转变为先 进的模块化设计模式，为产品设计向简单化、 快速化、通用化趋势铺垫了道路；在风扇公司 节约开发成本，缩短开发周期，减少物料种类 以及提高效益、提升行业领导地位等方面会作 较大的贡献。亍参考文件：1 标准化概论（第4版），李春田主编，北京：中国人民大学出版社2005。2 模块化原理、设计方法及应用童时中，北京：中国标准出版社，0003 Q/BZH004网罩标准化整合文件广东美的环境电器制造有限公司2010.64 Q/BZH 034«风扇连接头标准化整合文件广东美的环境电器制造有限公司2009.12Q/BZH 034«落地扇底盘黑胶标准化整合文 件广东美的环境电器制造有限公司 2010.04Tech no logy技术Tech no logy技术誉86家电科技冷閃晁耳為河怏oiHKiaT(tn:/www.cr)ki. Jiit