野营帐篷通用化、标准化、模块化理念及实现

2016-02-13郭庆孙连泽孙恺阳王可以

中国储运 2016年12期

文/郭庆孙连泽孙恺阳王可以

文/郭庆孙连泽孙恺阳王可以

本文将通用化、标准化、模块化原则引入野营帐篷设计理念中，能够在一定程度上提高野营帐篷的通用化、标准化程度，增强模块化能力，从而有效提高其保障效能。本文从“三化”理念出发，阐述了野营帐篷“三化”的具体实现，可为以后野营帐篷“三化”的设计、研发、制造提供一定参考和借鉴意义。

野营帐篷，通用化，标准化，模块化

引言

野营帐篷作为一套成体系的后勤装备系统，有着型号广、种类多、构件杂的特点。现有的野营帐篷往往是从单个帐篷的实际需求出发，完成其设计、研发和制造工作，并没有将野营帐篷作为一套完整的帐篷系统去考虑，造成了现有帐篷的通用化程度较低、模块化水平较差的现状。相关研究表明，装备系统效能随装备通用化程度的提高而线性增强，装备通用化程度提高，通用件件数增多，平均故障间隔时间增加，平均故障维修时间缩短，装备可靠性、维修性、保障性增强[1]。因此，将通用化理念引入野营帐篷设计、制造中对提高野营帐篷的后勤保障效能有着重要意义。

1.“三化”理念

（1）通用化理念

通用化是指在同一类型不同规格或不同类型的产品和装备中，用途相同、结构相近似的零部件，经过统一以后，可以彼此互换的一种标准化形式[2]。由此可见，通用化的核心是要形成一个可以彼此互换的标准化形式。互换性是指一个系统或零部件不加任何改变即可满足同样使用要求的能力，包含尺寸互换性和功能互换性。尺寸互换性和功能互换性的区别在于功能互换性强调影响产品使用特性的相关要素也要相互接近形成互换。只有既满足尺寸互换性又具备功能互换性的系统或零部件，才可完全互换、通用。由通用化的定义可知，通用化的意义在于最大限度地扩大同一产品零部件的使用范围，这样不仅在产品某一要素出现故障时，能够通用互换，而且也能一定程度地减少产品零部件在研制过程中的重复劳动。

（2）标准化理念

在《标准化工作指南中》（GBT 20000.1～2014）对标准化有如下定义，即标准化是指为了在既定范围内获得最佳秩序，促进共同效益，对现实问题或潜在问题确立共同使用和重复使用的条款以及编制、发布和应用立件的活动[3]。将标准化理念引入到野营装备领域，可以概括成在野营装备设计、制造、使用、维修、技术要求、试验方法、检验验收准则、质量一致性保证、包装运输贮存等方面，制定一个完整的产品通用标准作为统一协调的依据和准则，以达到野营装备互相兼容、要素互换，提高其后勤保障效能的目的。

（3）模块化理念

模块指系统中的某一特定单元，其具有可兼容、相对独立等显著特点。模块化定义包含较为广泛，Baldwin Clark认为模块化是利用更小的子系统来建造一个复杂的产品或程序，并作为整体发挥功能，而子系统可以各自分开[4]。童时中则给出了模块化的现代特征，即“模块是一种动态过程，模块是标准化的高级形式，模块化系统的模块可以被独立设计，模块之间无缝链接”[5]。

究其根本，模块化理念都离不开标准化基础、相对独立的组成要素和通用化的模块接头三个方面。

2.野营帐篷的“三化”实现

从野营帐篷的组成部分看，其主要由杆件、篷布、接头和一些零配件构成，符合通用化对象联系中的结构性多端配合的特点。通用化对象的结构性多端配合是指通用化对象与其匹配对象为多接口关系，通用化对象通常是系统的组成单元，其物理特性是结构功能性和尺寸互换性的，其材料的化学特征与配合对象是相容性的[6]。在野营帐篷中，其杆件的通用不仅要与其他杆件形成互换，还要与接头形成通用化配合。在野营帐篷通用化形式的选择上，可以考虑借用通用化、压缩通用化和开发通用化三种。借用通用化和压缩通用化都需要在现有野营帐篷上，选择可以继承或者压缩的通用化属性，在此基础上，完成通用化过程。但是考虑到现有野营帐篷通用化属性较少，杆件长度、截面尺寸、连接接头都难以找到较好的通用化属性，所以选择开发通用化更为合适。开发通用化是在产品设计开发时，按通用化要求，设计形成通用化产品。相比借用通用化和压缩通用化，开发通用化更加注重专门设计的通用化关系。在野营帐篷的开发通用化中，要着重设计其通用化构件，使新型通用化帐篷具有很宽的适用性、延伸性、发展性，只需作很少的变动就可以实现出新帐篷功能。野营帐篷通用化设计方法的选择上，本征通用化设计方法更加合适。本征通用化设计的方法是指广泛提炼不同类型产品和不同功能产品的共性功能需求，并进行科学的规格规律分析，研究提出规格分布设计方案，再对每一规格对象进行优化设计和验证考核，由此形成本征式通用化单元[7]。针对野营帐篷，现有班用帐篷、指挥帐篷、卫生帐篷、炊事帐篷、餐厅帐篷、厕所帐篷六种，由于其结构形式均为框架式，在杆件尺寸、截面设计、接头连接中均可以实现通用化属性，利用模块化连接，可以在实现不同帐篷种类多面积的需求，由此可以设计形成野营帐篷本征式通用化单元。野营帐篷本征式通用化单元必须具有以下功能，即面积模块化，杆件模数化，接头通用化。

（1）面积模块化

野营帐篷面积模块化是指利用野营帐篷面积需求关系和相对独立的特点，通过通头连接，将野营帐篷本征式通用化单元进行模块化拼接从而满足不同种类帐篷的面积需要。从本质上来说，面积模块化实现的功能是帐篷模块化拼接，达到减少帐篷种类、型号的目的。野营帐篷面积模块化的实现主要在于其模块化子系统即本征式通用化单元面积基数的确定，在了解帐篷面积相关标准和实际需求上，利用一些优化设计手段，寻找其不同种类帐篷面积之间的联系，才能较为准确地确定通用化单元面积基数。野营帐篷面积模块化在完成上述任务后，还需要杆件模数化和接头通用化的支撑，才能实现野营帐篷“三化”的功能。

（2）杆件模数化

模数是指在某种系统的设计、计算和布局中，普遍重复应用的一种基准尺寸[8]，其往往为需要实现某种功能元件尺寸的最小基数。一套系统中模数往往不止有一个，可能由多个模数形成的倍数关系来完成元件尺寸的构造。模数的确定关键在于形成一套模数及其尺寸协调标准。野营帐篷杆件模数的选择，要根据本征式通用化单元的面积尺寸和帐篷结构设计的相关原则，尽可能使杆件尺寸形成倍数关系从而减少模数的个数。杆件模数化的实现，能最大程度地减少野营帐篷杆件的种类、尺寸，加强杆件之间的互换性，从而达到野营帐篷“三化”的目的。

（3）接头通用化

现有野营帐篷接头形式、种类多样，有插接式、折叠式、通件式等，并没有形成一个可以互换的通用化形式标准，一旦发生接头损坏，难以通过互换关系完成接头互换，从而影响帐篷保障效能。通过统计调研，认为通件式接头最易形成标准化互换形式，在帐篷杆件的截面尺寸和帐篷主体框架设计完成后，通过之间的关系，对接头进行通用化设计。