王 乾

（華榮科技股份有限公司，上海 201808）

0 引言

模塊化設(shè)計(jì)，簡單地說就是將產(chǎn)品的某些相關(guān)要素（結(jié)構(gòu)、功能）組合在一起，構(gòu)成一個(gè)具有特定功能的模塊，將這個(gè)模塊作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品要素進(jìn)行多種組合，構(gòu)成不同顧客定制的產(chǎn)品，以滿足市場的不同需求。

模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)從理念轉(zhuǎn)變?yōu)檩^成熟的設(shè)計(jì)方法，可以滿足產(chǎn)品的不同功能屬性，一方面可以縮短產(chǎn)品研發(fā)與制造周期，增加產(chǎn)品系列，提高產(chǎn)品質(zhì)量，快速應(yīng)對市場變化；另一方面可以方便重用、升級、維修和產(chǎn)品廢棄后的拆卸、回收和處理。

由于模塊具有相對獨(dú)立性、互換性以及通用性的特點(diǎn)，可以方便企業(yè)批量化生產(chǎn)、采購，這就意味著按照模塊化設(shè)計(jì)生產(chǎn)的產(chǎn)品符合批量化生產(chǎn)的實(shí)際情況。

1 模塊化設(shè)計(jì)的發(fā)展

模塊化設(shè)計(jì)已成大勢所趨，現(xiàn)在市面上有大量的模塊化產(chǎn)品，比如國際上主要廠家（以zhaga 聯(lián)盟為代表）在實(shí)踐中提出了LED 光引擎的模塊化方式，由光源與驅(qū)動(dòng)結(jié)合的模塊集成，以及大功率投光燈、大功率工礦燈和大功率路燈。華榮科技股份有限公司現(xiàn)也向著模塊化的道路探索，已成功開發(fā)并推行了多款模塊化產(chǎn)品，通過對模組的不同排列，以及配光方式的不同選擇，形成了高頂燈、投光燈等系列產(chǎn)品。

2 如何進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)

以LED 模組為例進(jìn)行實(shí)例分析，解析在模塊設(shè)計(jì)過程中該如何考慮設(shè)計(jì)方案。現(xiàn)階段的LED 燈具屬于原有傳統(tǒng)光源燈具的改造，因此LED 燈具的照度需要與原先的燈具照度保持一致。在確定模塊時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

（1）確定合適的光通量基數(shù)，由于LED 的技術(shù)日新月異，發(fā)光效率一直在提高，選定合適的光通量作為基數(shù)將非常重要，比選用功率作為基數(shù)更加合理，其中光通量的基數(shù)選擇應(yīng)參考傳統(tǒng)光源，可通過兩種燈具的效率進(jìn)行換算。

（2）模塊選用的LED 顆粒需要選擇通用性的規(guī)格，不能局限于某一家的規(guī)格，應(yīng)考慮到替換性，便于今后生產(chǎn)安排。應(yīng)將目前市場上的主流廠家產(chǎn)品考慮在內(nèi)，比如科銳公司、歐司朗、流明公司、三星公司等，便于滿足用戶的多種需求。

（3）模組的尺寸大小也需要考慮，這將關(guān)系到產(chǎn)品的散熱效果，直接影響LED 的使用壽命。在散熱設(shè)計(jì)時(shí)，需充分留有余量，應(yīng)避免燈具組合后出現(xiàn)散熱不佳，從而降低燈具使用壽命的情況。

（4）LED 模組中的LED 排列方式也應(yīng)該考慮，不同的排列方式可以配不同的LED 模塊，增加了模塊選擇的可能。當(dāng)然在排列時(shí)還應(yīng)考慮同驅(qū)動(dòng)電源的匹配性，如果可選擇的驅(qū)動(dòng)電源規(guī)格太多，也將影響產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化。

（5）模塊的防護(hù)等級也應(yīng)在考慮之中，選擇合適的防護(hù)等級可以適用于不同防護(hù)等級要求的場所。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合工業(yè)照明的現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)行考慮，防護(hù)等級不宜過高，過高的防護(hù)等級容易加劇燈具的呼吸效應(yīng)，易造成燈具內(nèi)凝露現(xiàn)象。

（6）模塊的配光也應(yīng)考慮多種，以應(yīng)對不同的場合的要求。

（7）模塊的安裝方式不能忽略，這將關(guān)系到模塊的現(xiàn)場維修等多方面因素。

3 模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢

模塊化設(shè)計(jì)可以縮短新產(chǎn)品、同系列產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計(jì)周期。利用已有模塊可縮短采購周期、物流周期和生產(chǎn)制造周期，從而提高交貨速度，滿足用戶需求。此外，企業(yè)還應(yīng)不斷進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新，使產(chǎn)品具有個(gè)性化，滿足客戶的定制需求。由于配件的標(biāo)準(zhǔn)化，用戶的備品比較少，降低后期的維護(hù)成本。采用標(biāo)準(zhǔn)化的接口，便于后期產(chǎn)品的升級。

4 現(xiàn)階段模塊化存在的不足

在商業(yè)照明中，筒燈、射燈以及部分格柵燈，采用模塊化的組件進(jìn)行燈具組合已非常普及，但在工業(yè)照明范圍推廣存在一定難度，具體有以下幾點(diǎn):

（1）采用模塊化生產(chǎn)，單個(gè)產(chǎn)品的外形不夠美觀，與傳統(tǒng)燈具差距較大，用戶難以接受。

（2）同一體式產(chǎn)品相比較，產(chǎn)品的成本偏高，市場難以接受。

（3）部分特殊場所，難以解決安裝問題。

（4）各企業(yè)的模塊沒有標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械接口及電氣接口，造成無法替換的情況，不能如傳統(tǒng)光源那般有標(biāo)準(zhǔn)接口，便于替換，因此普及較難。

5 小 結(jié)

總而言之，借鑒模塊化產(chǎn)品在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展，工業(yè)燈具的模塊化將是符合市場要求的選擇。文章重點(diǎn)探討了如何進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)的方案選擇，希望以此對工業(yè)燈具中模塊化設(shè)計(jì)發(fā)展提供參考，并且在今后的大規(guī)模應(yīng)用中獲得更加良好的效果。

［1］LED 模塊化制造的多維視角［EB/OL］.新營銷www.sina.com.cn，2010-01-12

［2］江程，等.LED 路燈燈具的模塊化設(shè)計(jì)研究［J］.中國照明電器，2010（5）:1～5

［3］模塊化LED 路燈［EB/OL］.勤加緣網(wǎng)社區(qū)，2012-10-29

［4］LED 模組化—LED 發(fā)展新趨勢［EB/OL］.真明麗集團(tuán)封裝研發(fā)中心中國LED 網(wǎng)，2012-07-31