冰箱模塊化研究與應(yīng)用

方 偉 黃勝華 李昌勇

（長虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

冰箱產(chǎn)品模塊化是在傳統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的設(shè)計思想，它的競爭優(yōu)勢主要有兩大方面：一方面解決冰箱產(chǎn)品多樣化與生產(chǎn)線專一生產(chǎn)之間的矛盾；另一方面應(yīng)用零部件模塊化成果,提高設(shè)備利用率和研發(fā)效率，降低零部件采購成本及模具開制或改模費用，實現(xiàn)產(chǎn)品多樣化和經(jīng)濟效益統(tǒng)一。

產(chǎn)品模塊化的宗旨是效益。冰箱產(chǎn)品模塊化在全方位地滿足市場的多樣化需求的基礎(chǔ)上，冰箱模塊化可以使產(chǎn)品縮短上市周期、降低產(chǎn)品成本、提高并保證產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)最佳的經(jīng)濟效益和產(chǎn)品質(zhì)量。

冰箱產(chǎn)品模塊化設(shè)計平臺的建立，可以為企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)提供設(shè)計依據(jù)，并且在一定范圍內(nèi)為企業(yè)現(xiàn)代化管理提供良好的技術(shù)支持平臺。

為此，本文進(jìn)行冰箱產(chǎn)品模塊化研究，提出建立冰箱產(chǎn)品模塊化平臺總體設(shè)計思路，制定冰箱產(chǎn)品零部件模塊化劃分方法。

1 冰箱產(chǎn)品模塊化缺失引起的常見問題

1）零件、部件種類繁多，無法形成規(guī)模采購，物料采購成本高。

2）研發(fā)周期長，產(chǎn)品一次性開發(fā)成功率較低。

3）零部件新開模具費用或改模費用逐年升高，導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)成本高。

4）產(chǎn)品技術(shù)無繼承性，設(shè)計階段缺乏技術(shù)指引文件。

5）產(chǎn)品平臺多，造成管理成本較高。

2 冰箱模塊化定義及劃分

2.1 模塊化定義

模塊是可組成產(chǎn)品、具有某種特色功能和規(guī)范接口的通用獨立單元；模塊化設(shè)計是通過模塊的選擇和組合，以較少量的基本模塊，力求構(gòu)成盡可能多的不同產(chǎn)品。

2.2 冰箱模塊劃分

冰箱模塊由基本模塊和功能模塊組成。因篇幅問題，其中功能模塊（例如保濕、保鮮、制冰、殺菌及智能等功能模塊）本文暫時不表?；灸K具體劃分如圖1。

圖1 冰箱基本模塊具體劃分表

3 冰箱模塊化設(shè)計總體思路

冰箱產(chǎn)品新平臺開發(fā)過程中，始終要基于模塊化的設(shè)計原則。

1）產(chǎn)品企劃原則：系列化。

同步規(guī)劃系列性產(chǎn)品，實現(xiàn)內(nèi)飾模塊、門體模塊等在不同類型冰箱間共用。

2）產(chǎn)品設(shè)計原則：通用化。

箱體設(shè)計時，同步考慮產(chǎn)品標(biāo)配、高配和低配設(shè)置，實現(xiàn)產(chǎn)品接口統(tǒng)一，同步覆蓋產(chǎn)品高低端市場的需求。

3）零件設(shè)計原則：標(biāo)準(zhǔn)化。

零部件設(shè)計時，規(guī)范零部件標(biāo)準(zhǔn)化接口尺寸，實現(xiàn)零件或組件在不同類型產(chǎn)品間共用。如瓶框安裝凸臺結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化。

3.1 冰箱平臺尺寸確定方法

1）冰箱平臺尺寸首先按最大裝箱量要求進(jìn)行設(shè)計，優(yōu)先確定箱體寬度和高度尺寸、再根據(jù)容積需求確定深度尺寸。

2）優(yōu)先考慮出口產(chǎn)品滿足北美、日本、歐洲、澳洲等主流海外市場尺寸要求。

3）平臺拓展新箱體優(yōu)先通過調(diào)整箱體深度來實現(xiàn)容積增大需求，實現(xiàn)與現(xiàn)有平臺門體模塊、內(nèi)飾模塊、風(fēng)道模塊、蒸發(fā)器模塊等模塊零部件的通用。

3.2 新平臺產(chǎn)品規(guī)劃方案

同平臺的內(nèi)外銷產(chǎn)品線統(tǒng)一規(guī)劃：新的冰箱平臺尺寸確定后，產(chǎn)品企劃、工業(yè)設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)共同梳理產(chǎn)品類型、功能配置及外觀風(fēng)格，新平臺產(chǎn)品要求符合下面兩項原則：

3.2.1 原則一：冰箱的同平臺模塊共用

1）不同類型冰箱冷藏室或冷凍室等尺寸規(guī)劃一致，實現(xiàn)門體和瓶框、蒸發(fā)器、風(fēng)道等模塊最大程度通用。

2）平臺產(chǎn)品拓展高度時優(yōu)先調(diào)整冷藏室高度,實現(xiàn)子模塊最大限度的利用。如調(diào)整冷凍室時，優(yōu)先考慮增加或減少一個抽屜高度，可以減少抽屜模具費的投入。

3）產(chǎn)品陣容中模塊共用規(guī)劃示例。

五門法式產(chǎn)品、六門中式產(chǎn)品、四門十字產(chǎn)品可同步規(guī)劃，其中六門中式和四門十字產(chǎn)品冷凍室所有模塊可共用，冷凍門體模塊也可共用。五門法式產(chǎn)品和六門中式產(chǎn)品的冷藏室所有模塊可共用，冷藏門體模塊也可共用。具體可參見圖2。

圖2 產(chǎn)品陣容中模塊共用規(guī)劃示意圖

4）產(chǎn)品梯次中模塊共用規(guī)劃示例。

對開門標(biāo)配玻璃門、高配玻璃門、低配彩板門可同步規(guī)劃，箱體模塊、內(nèi)飾模塊、控制模塊可共用。標(biāo)配玻璃門和低配彩板門風(fēng)道模塊共用、標(biāo)配玻璃門和高配玻璃門的門體模塊共用。具體可參見圖3。

圖3 產(chǎn)品梯次中模塊共用規(guī)劃示意圖

3.2.2 原則二：冰箱的跨平臺模塊共用

1）對開門或多門冰箱規(guī)劃時優(yōu)先考慮利用現(xiàn)有平臺間室寬度組合、實現(xiàn)內(nèi)飾件的通用。如圖4，對開門冷凍和冷藏室可由兩個寬度合適的大單門冰箱組合而成。

圖4 對開門組合示意圖

2）跨平臺不同種類冰箱的模塊接口統(tǒng)一尺寸，實現(xiàn)設(shè)備、模具和子模塊均可通用，如管道件、合頁等零部件的通用。

4 基本模塊共用設(shè)計方法

模塊化設(shè)計采用的是自上而下的設(shè)計方法，首先根據(jù)市場需求、產(chǎn)品性能、功能要求來設(shè)計平臺有關(guān)尺寸，根據(jù)發(fā)泡層確定內(nèi)腔尺寸，根據(jù)內(nèi)腔尺寸設(shè)計模塊間接口和模塊內(nèi)關(guān)鍵尺寸，從而實現(xiàn)子模塊共用。

4.1 箱體模塊

箱體尺寸為平臺劃分依據(jù)、尺寸設(shè)計依據(jù)3.1原則進(jìn)行，發(fā)泡層厚度在滿足基本性能的情況下，優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)格，保證箱內(nèi)模塊和零部件通用。

4.2 制冷模塊

制冷模塊中的蒸發(fā)器模塊安裝接口統(tǒng)一設(shè)計，如圖5中的參數(shù)a、b、c、d等根據(jù)企業(yè)自身情況確定參數(shù)，確保同箱體寬度平臺蒸發(fā)器模塊可以通用。壓縮機安裝模塊按箱體寬度進(jìn)行選用壓縮機底板，一種寬度一種壓縮機底板，壓縮機底板要求壓縮機安裝接口一致，截面一致，可以實現(xiàn)軋輥線生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。

圖5 蒸發(fā)器安裝示意圖

4.3 風(fēng)道模塊

風(fēng)道模塊安裝接口統(tǒng)一設(shè)計，依據(jù)3.2.1中的同平臺冰箱模塊共用原則進(jìn)行設(shè)計風(fēng)道模塊，確保同間室平臺風(fēng)道模塊可以通用。

4.4 內(nèi)飾模塊

冰箱的內(nèi)飾模塊是指冰箱用來儲物的部件統(tǒng)稱，包含玻璃擱架、瓶框、果菜盒、抽屜等。

4.4.1 玻璃擱架模塊設(shè)計原則

1）新開箱體的玻璃擱架按照矩形設(shè)計，即擱架前后尺寸一致無斜度設(shè)計，箱膽兩側(cè)做相應(yīng)讓位；矩形擱架的好處是成本便宜，同時可防止玻璃擱架抽出時脫落。

2）根據(jù)企業(yè)自身需求，玻璃擱架最多使用3種優(yōu)選厚度，例如3.2 mm，4.0 mm和5.0 mm完全可以滿足企業(yè)功能擴展。按產(chǎn)品平臺寬度進(jìn)行選用，杜絕擱架種類繁多引起的生產(chǎn)混亂。

4.4.2 瓶框模塊設(shè)計原則

瓶框類內(nèi)飾件主要為用戶提供存放飲料，零食等小類生活用品的容器；高低配瓶框安裝接口統(tǒng)一設(shè)計。為節(jié)省模具費及減少物料種類，高配瓶框和低配瓶框可以按以下原則進(jìn)行設(shè)計：高配瓶框在低配瓶框上燙銀處理或安裝金屬亮銀條等模塊化設(shè)計模式。高配瓶框或低配瓶框按冰箱高低配企劃方案的原則進(jìn)行選用。

4.4.3 果菜盒模塊設(shè)計原則

果菜盒從功能上定義為放置于冷藏室的儲物容器，企業(yè)可以根據(jù)自身需要將果菜盒的結(jié)構(gòu)類型分為拼裝式和整體式兩大類：拼裝式為果菜盒斗及果菜盒面罩拼裝而成，整體式為整體注塑成型。拼裝與整體式安裝接口統(tǒng)一設(shè)計。高配果菜盒或低配果菜盒按冰箱高低配企劃方案的原則進(jìn)行選用。

4.4.4 抽屜模塊設(shè)計原則

抽屜從功能上定義為放置于冷凍室或者變溫室的儲物容器，設(shè)計原則同4.4.3。

4.5 門體模塊

根據(jù)市場需要，將門體模塊結(jié)構(gòu)分為鋼板門和玻璃門兩大類，兩種門體模塊安裝接口統(tǒng)一設(shè)計，確保同箱體平臺或間室平臺門體模塊可以通用，例如鋼板門和玻璃門之間。

4.6 控制模塊

企業(yè)可以根據(jù)市場需要，將控制模塊分為變頻模塊和定頻模塊等?？刂颇K安裝接口統(tǒng)一設(shè)計，同平臺可以自由切換。

5 冰箱模塊化經(jīng)濟效益

下面結(jié)合我司冰箱模塊化研究成果應(yīng)用的實際情況，取得最突出的經(jīng)濟效益如下。

5.1 建立產(chǎn)品模塊化設(shè)計平臺

產(chǎn)品模塊化設(shè)計平臺建立之前，全新開發(fā)新品冰箱平均研發(fā)周期464 天，應(yīng)用本文研究成果，平均研發(fā)周期為370 天，研發(fā)周期平均減少94 天，研發(fā)效率至少提高25 %。

5.2 實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)

根據(jù)本文研究成果，建立零部件自動化生產(chǎn)線，實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。具體的經(jīng)濟效益見表1。

表1 規(guī)?；a(chǎn)后經(jīng)濟效益表

5.3 平臺產(chǎn)品通用化

按本文中的平臺規(guī)劃原則，產(chǎn)品平臺數(shù)由20種減少到12種，產(chǎn)品平臺通用化水平提高40 %。

5.4 物料批量化采購

物料通用率逐年提高9 %以上，實現(xiàn)物料批量性采購，降低物料采購成本，具體情況見表2 。

表2 物料通用前后采購數(shù)量對比

6 結(jié)論

本文研究成果是冰箱產(chǎn)品模塊化建設(shè)的第一步，也是產(chǎn)品模塊化建設(shè)的基礎(chǔ)，不僅可以為企業(yè)帶來新的利益增長點，更有利于促進(jìn)傳統(tǒng)模具生產(chǎn)向自動化生產(chǎn)的方式轉(zhuǎn)變，提高資源利用率。而成果已陸續(xù)應(yīng)用于我司產(chǎn)品設(shè)計中，冰箱產(chǎn)品已形成產(chǎn)品模塊化設(shè)計平臺。冰箱產(chǎn)品模塊化設(shè)計平臺的建立，為公司冰箱產(chǎn)品開發(fā)提供了依據(jù)，還與工藝技術(shù)優(yōu)化，精益生產(chǎn)提升相配套，為推動企業(yè)現(xiàn)代化管理提供了良好的技術(shù)支持平臺。另外，可以更有效的執(zhí)行內(nèi)部新技術(shù)發(fā)展計劃，減少未來新產(chǎn)品開發(fā)的資源需求。