摘要：将模块化技术与可适应技术相结合应用于非标设备的设计与生产中，将信息化技术贯穿于产品的整个生命周期内，基于PDM为主线构建模块化可适应设计系统的关键流程，并将模块化可适应设计系统应用于非标设备新产品的开发设计中。
关键词：非标设备；模块化设计；可适应设计；PDM；产品设计系统；
前言
非标准设备是指国家尚未定型标准，各设备生产厂不能在加工工艺过程中采取批量生产，只能按一次订货，并根据具体的设计图纸制造的设备。非标准设备种类繁多，非标设计及其工艺具备单件、小批量的特点。为适应市场的发展，满足客户的不同需求，非标设计工艺人员必须有良好的技术沉淀，掌握扎实的专业知识。因此，如何采用新的设计方法来进行非标设备的产品创新设计并快速地以低成本将其推向市场是目前急待解决的问题。
一、非标设计及其工艺特征
非标设计及工艺一般为单件小批量生产，不存在样件试制加工，要求设计人员有丰富的经验，尽量做到一次成功，与普通设备相比，非标设备设计及其工艺具有以下特征。(1)要求设计人员知识面广泛，专业知识扎实。(2)通用机床加工，使用效率低，成本高。(3)工艺人员工作量大，工艺通用性差。(4)工艺装备大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量具。(5)对工人技术要求高。
二、测漏设备的模块化技术研究
近年逐渐兴起的模块化设计方法成为测漏设备生产企业快速响应市场的重要手段。针对测漏设备，其模块化技术的研究主要在以下几个方面：
1.基于广义模块化设计方法规划测漏产品型谱系列
以功能、结构和尺寸等较典型的产品为基础，采用结构典型化、零部件模块化、标准化的原则，设计出其他各种尺寸参数的产品，使其能覆盖整个产品族。由于测漏产品选型的影响因素较多，故在研究测试型式(干式、干湿式、湿式)、所用介质(空气、氦气、水、油)、测试方法(压差、流量)、总体结构(固定式，回转式，移动式)等参数和规范基型尺寸基础上，建立产品型谱系列。
2.进行测漏产品族功能分解和模块划分
以被测工件为核心，将测漏产品划分为通用模块和专用模块，并建立相应的模块库，建立起科学合理的模块系统。模块化产品族的开发模式可分为两种，一是以固定尺寸标准形成产品结构尺寸系列，这样的一组产品其内部接口完全相同，且在功能域、技术域、物理域等设计域内具有标准接口，适合以构建产品不同配置系列的方法构造产品族；二是当上述方法不能满足设计要求时，则以参数化方法进行产品族设计，即以一个参数化数据结构表达一组产品，当所有参数被赋予一确定值时，可以唯一确定一个产品。在产品族模块划分完成后，需要对其进行编码，完成唯一性确认，以企业自身特点为准则建立符合企业自身需求的编码系统，并以其对模块进行编码。
3.建立模块的全参数三维模型
如选择以参数化方法进行产品族设计，则提炼各模块的主要参数，建立主要参数和其他参数的约束关系，通过参数驱动实现通用模块变异，从而在市场需求变化时，通过模块升级和变型实现相应模块的更换，进而实现产品的快速可适应设计，以响应市场需求变化。
三、可适应设计技术
1.可适应设计是一种新的设计模式，它兼顾经济效益和环境效益。可适应设计的理念要求在设计某一产品，系统时，不是仅仅考虑此单一产品／系统的实现，也应该考虑到可能的产品系统的衍生、扩展、提升等适应能力的可能性，并从结构上考虑其实现性。可适应设计与传统设计方法相比具有许多优势，可适应产品可重用于新产品开发中，从而缩短开发时间和降低开发成本。当通过维护和维修后产品功能仍无法满足需求时，可适应产品通过更换或重构某些零部件或模块来获取新的功能，而不是丢弃或回收产品。
这样可以最大程度上减少产品对环境的影响，真正实现绿色设计。由此可见，模块化设计技术是可适应设计的核心，但模块化设计技术又不能代表可适应设计技术。因为模块化产品并不一定具有适应性，也不能应对新功能需求的变化。可适应设计能够适应社会经济、环境、资源的动态变迁;能够适应技术进步;能够适应用户个性化需求;能够适应全生命周期内产品与社会的协调。
2.产品的设计需求通过划分为独立的功能、物理结构来进行建模，产品的设计方案通过可适应平台架构中的产品族结构来进行建模。实现所需的设计功能与所需的可适应产品的模块通过可适应接口来进行连接，可适应设计知识的建模通过知识的获取、表达及应用来完成。
3.对非标设备的可适应设计关键技术包括：面向大批量定制的非标设备需求建模方法，模糊需求的定量表达方法，需求相似性度量方法；非标设备功能建模理论，多功能和替换功能的建模方法，产品功能的层次化建模理论；可适应设计中可以灵活地添加、删除或修改功能单元，需要研究功能的独立性与功能组合方法；产品可适应设计模型，设计方案满足功能需求的方法，建立设计方案与功能模型的映射机制；可适应定性和定量评价体系，设计制造知识管理与重用方法，设计方案评价与优化理论等。
四、适应设计应用实例一测漏机可适应模块化设计系统
1.测漏机可适应模块化设计系统的规划
可适应模块化设计系统(AMDS)的构建基于PDM(产品数据管理)技术层次结构的理论。PDM是一门用来管理所有与产品相关信息(包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等)和所有与产品相关过程(包括过程定义和管理)的技术。PDM平台层中的应用扩展和集成工具可以起到一个集成框架的作用，各种应用程序诸如CAD／CAM／CAE／CAPP、OA、ERP等将通过各种各样的方式，如应用接口、开发(封装)等，直接作为一个个对象而被集成进来，使得分布在企业各个地方、在各个应用中使用(运行)的所有产品数据得以高度集成、协调、共享，所有产品研发过程得以高度优化或重组．从而缩短设计所需时间，提高设计效率。CAX系统与PDM系统相集成，可以充分利用现有零部件资源，缩短产品设计时间；可以迅速向客户提出正确的报价和展示产品原型；可以追溯整个产品生命周期内的产品情况等。
2.测漏机可适应模块化设计系统的构建与应用
构建产品可适应模块化设计系统的关键业务，是正确的产品基型划分以及对基型的模块化分解。在对非标新产品进行设计时，首先通过构建好的可适应模块化设计平台查找符合条件的基型产品，再从中选择出与之最接近的产品设计，如果对最贴近的产品图纸满意，就可以在其基础上按订货零件要求在已有设计上作出局部的调整与修改，进行总体方案设计。这个总体方案的设计过程就需要可适应设计平台中模块库、产品库、标准库的参与，同时对新产品的专用卡具和需要作出修改的基型模型进行设计改进，在设计完毕后借助模块化生产平台的参与完成产品的总装和验收。如果对最贴近的产品图纸不满意，那就需要重复选型过程或者进一步充实测漏产品型谱系列。由图示设计选型过程可见，采用可适应模块化平台的设计方法，可以大大减少设计时间和重复劳动，提高设计效率，从而保证新设计所消耗的成本最低。
结束语
本文论述了把可适应设计技术和模块化设计技术相结合应用于非标设备测漏机的设计系统的构建，以及利用构建好的设计平台完成新产品的设计选型的基本流程。其作用在于利用已有设计实现新产品的快速开发与投产，从而提高企业在进行各种非标产品的设计和制造领域的核心竞争力，进一步提高中国制造在全球制造链的地位，把“中国制造”更好更快地升级为“中国智造”。
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