动车组内装间壁模块化设计研究

张怀强 夏东伟

中车长春轨道客车股份有限公司

动车组内装间壁模块化设计研究

张怀强 夏东伟

中车长春轨道客车股份有限公司

介绍了模块化的概念、模块化设计理念和模块划分理论，并简单分析了如何将模块化设计应用于动车组内装间壁设计，简单罗列了内装间壁可模块化设计的控制项点。

动车组；内装；间壁；模块化

1 引言

近年来，由于复杂的设计过程和周期难以适应轨道装备的市场需求，模块化理念越来越广泛并深入的应用于动车组的研发与制造过程中。本文在动车组内装模块化设计的基础上，对内装间壁模块化设计进一步划分，在保证产品品质的前提下，使内装间壁最大程度的实现模块化，从而减少工作量，在降低设计成本的同时，可以更快的响应市场的要求。

2 模块化理论

2.1 模块化的概念

模块化起源于德国，模块化的实质是标准化的进一步延伸，随着近年来不断在实践中摸索应用，模块化已经逐渐完善与成熟。虽然模块化理论进入我国比较晚，但是近年来，我国对模块化技术的研究有了较好的发展，对模块化理论也有比较深刻的理解，模块化能够实施是在标准化的基础和前提下进行。我们研究的模块化主要是对部件级产品的标准化，将模块化的部件，按我们要求的方式组合成新的产品，完成产品的系列化。

模块化的实施过程：

(1)从功能和结构的角度，对同一类产品进行分解，将功能相同或相近的单元进行简化，作为通用模块存在，并将简化后的单元进行归类。

(2)将通用模块重新组合，生成新的产品。概括来说，模块化是从总体的角度考虑，详细分析产品的结构和功能，根据产品自身特性进行分解和重新组合，生成过心得产品系列。

2.2 产品模块化设计

现在所研究产品的模块化设计，是一产品的功能和结构为基础，分解出一系列模块单元，在进一步设计过程中通过模块的替换和重组行成新的产品，在这个过程中，就有大量存在的能够重复使用单元。采用模块化设计的过程，就是尽可能的使用模块化的单元过程，这样以比较低的设计成本和较高的质量快速生产出新产品。及时满足不同行业不断变化的市场需求。

在设计过程中影响产品模块化程度的因素有两点：产品功能与产品物理结构间的对应关系；产品物理结构之间的紧密程度。也就是说在将产品分解的过程中，要兼顾产品的功能和结构两点因素，找到两个因素的平衡点，使产品功能和结构之间影响最小，只有这样才能更好地完成模块化设计。以便于我们利用模块化设计手段更好的设计制造产品。

2.3 模块划分理论

在模块化设计中，最重要的工作是模块的划分。模块划分和设计一样，都属于源头工序，一旦模块划分不合理，将直接影响后续的一系列工序，甚至产生的不良影响会一直延续至产品生产完成。模块划分的过程就是将产品按照模块化设计的要求，在符合产品本身结构特点、保证产品功能的前提下，分解为多个模块的过程。实质上是分析产品的功能和结构，将产品解构为单元的过程。

根据动车组的整个寿命周期，大致可以划分为设计模块、工艺模块、生产模块、检修模块、采购模块和质量模块等。以各模块的合作实现产品的高质量、高品质。针对一些业主对产品有了新的功能需求时，设计模块划可把产品中功能需求可能发生变化的部分独立出来修改，尽可能的避免对其他系统的影响，从而使得业主的需求变化时，我们只对需要改动的部位更改而不涉及其它模块，这样一来就可以最大限度地沿用前面的设计方案，从而减少设计师的工作量，缩短设计周期。

3 动车组内装间壁模块化分析

动车组内装设计模块化主要按部位不同进行划分，大致划分为顶板模块、地板模块、间壁模块、防寒材模块、端墙模块、平顶板模块、设备模块等。这些模块基本是提前组装好，上车后通过连接件与车体连接。而且，各部位仍可以向下分解。如防寒材模块，可以再分解为车顶、底架、端墙、侧墙、前端模块。

间壁模块按照模块化的实施过程，可以按结构分解为一位端间壁模块、二位端间壁模块和司机室间壁模块。

按功能可分解为电气柜间壁模块、大件行李柜间壁模块、开水炉间壁模块、灭火器间壁模块等。由于内装不但要考虑功能性、美观性等特性，还要根据其它系统对内装产生的影响导致的方案调整，所以内装不可能达到完全模块化。为了达到快速设计要求，就允许我们可以在一定程度上实现模块化、标准化。

综合内装间壁的这些特点，考虑到间壁的固定方式主要有和地板的连接、车顶的连接和侧墙的连接等。总结出间壁可标准化的项点如下：

(1)间壁与侧墙连接的高度统一；

(2)同一类型间壁与地板固定角铁布置规范；

(3)同一类型间壁车顶吊的位置及数量也趋于标准化；

(4)不同车型上开水炉间壁的大小统一；

(5)不同车型上灭火器间壁的大小与在间壁上的定位统一；

(6)相同车型电气柜间壁上为电气柜开检查门或观察窗的大小、数量统一。

由于内装设计与其他系统关系紧密，所以上面个别项点可能会根据不同的实际情况无法完全实现标准化，但我们方案设计和详细设计阶段，可以在保证内装各部位功能性要求和美工要求的前提下，最大限度的实现标准化、模块化。以解决人力资源的紧张的问题，更可进一步降低设计成本及减少设计周期。

4 结束语

在轨道交通行业，模块化设计已经有了很高的实践水平，在动车组总体方案设计中，各个系统及其子系统的分类，就是模块化设计的体现。但是，在详细设计各部位过程中，由于各接口关系的多变与复杂，导致内装系统设计更改率大，使内装设计师工作量偏多，频繁的方案变更又使错误率上升，对设计高品质、高质量产品有不利影响。所以，对动车组内装各部位更详尽的模块化工作具有深远意义。本文只是对内装间壁模块化设计做了简要分析，其它如地板、顶板、侧墙等内装部位的模块化工作，也具有一定的现实意义。

[1]李铮.车体快速设计系统中模块化技术的研究[D].大连：大连交通大学，2012.

[2]张永华.模块化技术在动车组的运用[J].中国铁路，2014(1)：74-78.