1、目的
模块指作为一个单元设计而成的具有相对独立功能的零（元）件、分组件、组件或部件，对于我司的插框式产品，一块单板一般对应一个模块。对非电设备常称为模件。以下统一称为“模块”。模块一般具有下述特点：
a. 在功能上是独立的，可脱离接口设备对其进行测试和检查；
b. 更换后不需做维修调试工作；
c. 拆卸安装时不需使用专用工具；
d. 更换时间短。
所谓模块化就是在产品设计过程中尽量采用模块来构成系统。模块化设计有以下作用：
a. 模块化是提高产品维修性的有效途径。模块化使产品构造简化，能迅速、准确地进行故障检测、隔离和修复。特别是在现场运行时可实现广泛的换件修理；
b. 模块化设计可简化新产品的设计工作。通过利用现成的标准模块，缩短设计时间；
c.模块化产品便于组织生产、装配和供应，节约采购与保障费用；
d. 模块化有利于产品的改进。一旦有了更新、更好的模块可供采用，只要不影响输入——输出特性，便可对模块化的现有装备加以改进。
模块失效后，有的是可修复的，有的是不可修复的。对不可修复的模块或因经济原因（修复费用较高）不修复的模块应予废弃，用可用的模块替换；对可修复模块应在规定维修级别上加以修复。前者是弃件式模块，后者是非弃件式模块。采用弃件式模块、进行弃件维修是减少装备维修时间、降低维修技能和保障设备要求的有效途径。但废弃模块可能带来较高的费用。因此，应当合理确定弃件式模块的产品层次和报废与修复的维修级别。
2、定义
维修级别：Maintenance level ，按产品维修时所处场所划分的等级，国军标中划分为基层级、中继级和基地级，对应我司的实际情况是：不存在中继级，基层级维修相当于现场运行时的维修，基地级维修相当于单板维修部。
模块（件）：Module ，将一个单元体组件、部件或零部件设计成一个可以单独处理的单元，使其便于供应和安装、使用、维修。
模块（件）化：Modularization ，广泛采用模块结构的一种设计，可以增进测试能力和方便维修。
3、设计原则
3.1 采用模块设计的一般准则
产品设计中在何处采用模块设计，何处采用非模块化设计，一般应考虑可行性、费用、后勤保障等几个问题分别处理。
如下情况可采用模块设计：
a. 过去研制的标准模块的可靠性及输入输出特性均符合新产品要求，并且可简化目前的设计工作，则应考虑优先采用模块设计；
b. 若用更新、更好的功能单元替换老式组件能改进现有设备，则应考虑模块化；
c. 若模块设计利于采用自动化的制造方法，则应优先采用模块设计；
d. 若模块可直接从市场购置，则应优先采用；
e. 若模块化能更有效地简化各维修级别的维修任务，则应考虑实现模块化；
f. 若模块化后有利于故障的识别、隔离和排队，则应考虑模块化；
g. 若模块化设计可以降低对维修人员的数量和技能的要求、减少培训工作量，则应考虑模块化；
h. 若模块化便于故障自动诊断，则应予以模块化。
3.2 模块的一般设计准则
模块设计，则应遵循以下准则：
a. 应尽量使产品中的模块可用产品自身或携带的检测装置来进行故障隔离；
b. 每个模块本身应具有尽可能高的故障自检和隔离 能力；
c. 模块的分解、更换、结合、连接等活动应不需使用专用工具；
d. 模块本身的调校工作应尽可能的少；
e. 一般应对模块进行封装设计，以提高其环境适应能力。
3.3 弃件式模块设计准则
设计弃件式模块应遵循以下准则：
a. 不能因价格低廉的零（元）件故障而使模块中价格昂贵的零（元）件报废； #p#分页标题#e#
b. 不能因可靠性差的零（元）件故障而使模块中可靠性高的零（元）件报废；
c. 费用低、非关键件且容易得到的产品应首先考虑设计成弃件式模块；
d. 弃件式模块一般应封装，以便在储存、运输中起保护作用，但应保持与性能及可靠性要求一致；
e. 弃件式模块的报废标准应明确并易于鉴别；
f. 弃件式模块应有明显的标记指明其是弃件式的，并在有关资料中有相应说明；
g. 有关报废的细则应在使用手册、维修手册、产品目录等有关资料中说明；
h. 弃件式模块中的贵重零件应 设计得利于回收；
i. 对那些可能受污染的零件应规定相应的保护措施；
j. 对带有密级的模块应加以标明，以便提供适当的处理方法。
4、设计技术
4.1 模块化的功能分组方法
模块化设计首先是将产品划分单元，组成一个个模块。利用功能关系来划分有利于故障隔离和维修保障，故在设计中按配套功能单元来安排和组装各元器件、零部件。这就是功能分组。常用的功能分组方法有：逻辑流分组法、回路分组法、元件分组化、产品结构分组法及维修频率分组法。
4.2 逻辑流分组法
逻辑流分组法是把全系统的单元按照它们与整个系统的功能关系进行分组，以便与各组件或分组件输入相匹配的方法。此方法在产品设计中普遍采用。逻辑流分组法应遵循的准则为：
a. 按照由功能流程图所确定单元的功能关系来定位和组装各单元，如图 1 所示；
b. 选择适当的方法和分组件，以便只需单一的输入检测和单一的输出检测便能隔离产品内的一个故障。
图1 按功能流程划分模块
4.3 回路分组法
回路分组法就是按特定功能对回路进行分组的方法。回路可以是电回路、动力回路等，如电视接收机、录相机的音频和视频回路。分组时应遵循的准则如下：
a. 把一个给定回路的所有零件或逻辑上有关的一组零件，全部安装在一个壳体中；
b. 把一组回路中的每一个回路设计成一个独立的模块。
4.4 元件分组法
元件分组法就是将具有类似功能或共同特性的元器件划分为一组的方法。分组时所应遵循的准则如下：
a. 将执行类似功能的产品放在一起。如放大电路放在一起；
b. 尽量将电子元器件集中放置；
c. 把低价格的元器件集中安装成一个模块，以便发生故障后报废；
d. 将那些控制或监控某一功能的仪表和仪器安装在一个仪表板上，以便操作人员监控；
e. 根据所要求进行的维修工作来分隔元器件。
4.5 产品结构分组法
产品结构没有什么预先制定的规则，是通过权衡多种因素（如热损失、元件尺寸、成品尺寸、质量大小以及外观要求等），最终实现某种兼顾情况而得到的产品，例如用标准机芯制成的收音机可有头戴式的、手提式的、钟表式的等多种产品。置于这种结构中的产品（如机芯）自然构成了一个组。
4.6 维修频率分组法
维修频率分组法就是把那些维修频率相近的零部件、元器件划分成组。这种方法特别适用于产品故障模式为耗损型、疲劳型的产品。
上述几种分组方法，就提高维修性而言，以逻辑流分组法最好，产品结构分组法最差。但这几种方法使用中并不相互排斥，往往采用某一种方法来增强这种分组方法的效果，因此在使用中应根据具体情况而定。
4.7 模块化设计的具体要求
（1）在现场维修的产品应尽量全部实现模件化，以提高系统可用度。
（2）在满足安装空间要求的情况下，只要在电气上和机械上可行，应尽可能将设备分成模块。
（3）为达到较好的费效要求，应在模块的原材料、设计、使用、维修等方面综合考虑。
（4）将设备按实体划分为模块，并与功能设计一致，从而使各模块之间相互影响最小。
（5）尽量减少相邻模块间的连接。 #p#分页标题#e#
（6）使模块和组合件在基本尺寸、形状上大致相同，以达到最佳的组装效果。
（7）所有可修复模块应设计成单板维修部维修人员可迅速、方便地拆卸、更换故障的元（零）件。
（8）不应要求模块内的元件同时适合于多种功能需要，以免造成难以权衡各方面要求。
（9）如一主要组件由两个以上模块构成时，应将主要组件设计成拆卸一个模块时不必拆卸其他模块。
（10）使模块及其插座标准化，但应有严格的防差错措施。
（11）对插入式模块应设计有导销以防止安装差错。
（12）应采用快速解脱装置以便于模块的拆卸。
（13）有 BIT、BITE 或监控装置指示的模块，在BIT、BITE 或监控装置指示不可用时，应能在拆下来后用外部测试设备对模块进行测试，特别是对价格昂贵的模块，更应当加以考虑。
（14）只要结构上可行，就应把所有设备设计成由一名维修人员就能对故障件快速而简便地拆卸和更换。
（15）应根据安装部位来设计一个模块的质量和尺寸，并尽量使所有模块小而轻，一个人就可搬动。一般要求可拆卸单元的质量应小于 16kg，当质量超过 4kg 时应设有把手。
（16）应使每个模块能被单独测试；若需调整的话，应可独立于其他模块来进行。
4.8 模块弃件层次与修理级别的确定
选择或确定弃件式模块所处的层次，如器件级更换（丢弃）还是单板级更换，抑或框一级更换，是很重要的。从理论上说可将其选定于任一产品层次上，并且其所属层次越高，装备维修性越好，但相应的弃件式模块费用亦越高。因此，应在维修性与费用之间进行权衡，选择合理的产品层次为弃件式模块。
4.9 选择较高弃件层次的优点
在产品设计中选择较高的弃件层次，其优点在于：
a. 可降低备件的保管、回收等费用；
b. 减少备件品种有利于简化备件管理；
c. 由于不必深入弃件式模块内部，提供封装的可能性会更大，这样可提高集成度减少体积；
d. 提高了更换效率；
e. 由于生产批量的增加以及不需考虑弃件式模块的维修，可大大降低单件制造的成本；
f. 很多改进性设计可在弃件式模块处进行，不必更改产品其他部件，减少相关的设计、制造与维修问题；
g. 由于维修不再针对细小部分，减少了维修文件资料；
h. 可降低对维修人员技能、测试设备等的要求。
4.10 选择较高弃件层次的缺点及改进措施
选择较高弃件层次的缺点及改进措施如下：
a. 由于模块层次高，频繁故障后报废使维修费用增加。对这种情况应加以分析，因为模块化之后经常忽视或掩饰了内部故障原因，应特别注意以下两种情况：
·模块内各组成单元的可靠性水平不平衡，由于其中可靠性低的单元频频发生故障，而造成模块失效。这种情况下，若将其更换为一个更可靠的单元，则模块寿命将大为提高，因此应使模块内各单元的可靠性水平大致相同；
·模块本身并未失效，而是因为虚警造成的。因此，应注意监测与诊断设备的性能。
b. 模块层次高，其采购供应时间往往比单元的采购供应时间长，可能导致装备长时间因缺件而停机。因此，应强调在现场储备足够数量的关键模块。
4.11 修复和弃件的确定
应当根据经济因素和非经济因素，合理确定模块失效后是修复还是弃件；如果修复，应在哪一个维修级别修复；如果弃件，应在哪一个维修级别确定弃件。
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