動車組內裝間壁模塊化設計研究

張懷強 夏東偉

中車長春軌道客車股份有限公司

動車組內裝間壁模塊化設計研究

張懷強 夏東偉

中車長春軌道客車股份有限公司

介紹了模塊化的概念、模塊化設計理念和模塊劃分理論，并簡單分析了如何將模塊化設計應用于動車組內裝間壁設計，簡單羅列了內裝間壁可模塊化設計的控制項點。

動車組；內裝；間壁；模塊化

1 引言

近年來，由于復雜的設計過程和周期難以適應軌道裝備的市場需求，模塊化理念越來越廣泛并深入的應用于動車組的研發與制造過程中。本文在動車組內裝模塊化設計的基礎上，對內裝間壁模塊化設計進一步劃分，在保證產品品質的前提下，使內裝間壁最大程度的實現模塊化，從而減少工作量，在降低設計成本的同時，可以更快的響應市場的要求。

2 模塊化理論

2.1 模塊化的概念

模塊化起源于德國，模塊化的實質是標準化的進一步延伸，隨著近年來不斷在實踐中摸索應用，模塊化已經逐漸完善與成熟。雖然模塊化理論進入我國比較晚，但是近年來，我國對模塊化技術的研究有了較好的發展，對模塊化理論也有比較深刻的理解，模塊化能夠實施是在標準化的基礎和前提下進行。我們研究的模塊化主要是對部件級產品的標準化，將模塊化的部件，按我們要求的方式組合成新的產品，完成產品的系列化。

模塊化的實施過程：

(1)從功能和結構的角度，對同一類產品進行分解，將功能相同或相近的單元進行簡化，作為通用模塊存在，并將簡化后的單元進行歸類。

(2)將通用模塊重新組合，生成新的產品。概括來說，模塊化是從總體的角度考慮，詳細分析產品的結構和功能，根據產品自身特性進行分解和重新組合，生成過心得產品系列。

2.2 產品模塊化設計

現在所研究產品的模塊化設計，是一產品的功能和結構為基礎，分解出一系列模塊單元，在進一步設計過程中通過模塊的替換和重組行成新的產品，在這個過程中，就有大量存在的能夠重復使用單元。采用模塊化設計的過程，就是盡可能的使用模塊化的單元過程，這樣以比較低的設計成本和較高的質量快速生產出新產品。及時滿足不同行業不斷變化的市場需求。

在設計過程中影響產品模塊化程度的因素有兩點：產品功能與產品物理結構間的對應關系；產品物理結構之間的緊密程度。也就是說在將產品分解的過程中，要兼顧產品的功能和結構兩點因素，找到兩個因素的平衡點，使產品功能和結構之間影響最小，只有這樣才能更好地完成模塊化設計。以便于我們利用模塊化設計手段更好的設計制造產品。

2.3 模塊劃分理論

在模塊化設計中，最重要的工作是模塊的劃分。模塊劃分和設計一樣，都屬于源頭工序，一旦模塊劃分不合理，將直接影響后續的一系列工序，甚至產生的不良影響會一直延續至產品生產完成。模塊劃分的過程就是將產品按照模塊化設計的要求，在符合產品本身結構特點、保證產品功能的前提下，分解為多個模塊的過程。實質上是分析產品的功能和結構，將產品解構為單元的過程。

根據動車組的整個壽命周期，大致可以劃分為設計模塊、工藝模塊、生產模塊、檢修模塊、采購模塊和質量模塊等。以各模塊的合作實現產品的高質量、高品質。針對一些業主對產品有了新的功能需求時，設計模塊劃可把產品中功能需求可能發生變化的部分獨立出來修改，盡可能的避免對其他系統的影響，從而使得業主的需求變化時，我們只對需要改動的部位更改而不涉及其它模塊，這樣一來就可以最大限度地沿用前面的設計方案，從而減少設計師的工作量，縮短設計周期。

3 動車組內裝間壁模塊化分析

動車組內裝設計模塊化主要按部位不同進行劃分，大致劃分為頂板模塊、地板模塊、間壁模塊、防寒材模塊、端墻模塊、平頂板模塊、設備模塊等。這些模塊基本是提前組裝好，上車后通過連接件與車體連接。而且，各部位仍可以向下分解。如防寒材模塊，可以再分解為車頂、底架、端墻、側墻、前端模塊。

間壁模塊按照模塊化的實施過程，可以按結構分解為一位端間壁模塊、二位端間壁模塊和司機室間壁模塊。

按功能可分解為電氣柜間壁模塊、大件行李柜間壁模塊、開水爐間壁模塊、滅火器間壁模塊等。由于內裝不但要考慮功能性、美觀性等特性，還要根據其它系統對內裝產生的影響導致的方案調整，所以內裝不可能達到完全模塊化。為了達到快速設計要求，就允許我們可以在一定程度上實現模塊化、標準化。

綜合內裝間壁的這些特點，考慮到間壁的固定方式主要有和地板的連接、車頂的連接和側墻的連接等。總結出間壁可標準化的項點如下：

(1)間壁與側墻連接的高度統一；

(2)同一類型間壁與地板固定角鐵布置規范；

(3)同一類型間壁車頂吊的位置及數量也趨于標準化；

(4)不同車型上開水爐間壁的大小統一；

(5)不同車型上滅火器間壁的大小與在間壁上的定位統一；

(6)相同車型電氣柜間壁上為電氣柜開檢查門或觀察窗的大小、數量統一。

由于內裝設計與其他系統關系緊密，所以上面個別項點可能會根據不同的實際情況無法完全實現標準化，但我們方案設計和詳細設計階段，可以在保證內裝各部位功能性要求和美工要求的前提下，最大限度的實現標準化、模塊化。以解決人力資源的緊張的問題，更可進一步降低設計成本及減少設計周期。

4 結束語

在軌道交通行業，模塊化設計已經有了很高的實踐水平，在動車組總體方案設計中，各個系統及其子系統的分類，就是模塊化設計的體現。但是，在詳細設計各部位過程中，由于各接口關系的多變與復雜，導致內裝系統設計更改率大，使內裝設計師工作量偏多，頻繁的方案變更又使錯誤率上升，對設計高品質、高質量產品有不利影響。所以，對動車組內裝各部位更詳盡的模塊化工作具有深遠意義。本文只是對內裝間壁模塊化設計做了簡要分析，其它如地板、頂板、側墻等內裝部位的模塊化工作，也具有一定的現實意義。

[1]李錚.車體快速設計系統中模塊化技術的研究[D].大連：大連交通大學，2012.

[2]張永華.模塊化技術在動車組的運用[J].中國鐵路，2014(1)：74-78.