模块化设计是一个非常久远的梦想,但实现模块化设计须具备三个基本条件:可复用的产品公用模块;对公用模块进行有序管理的模块库;将公用模块组装成产品的设计工具或平台。从上世纪开始,工程界对模块化设计思想进行了广泛的研究,但由于实现模块化设计的三个基本条件不具备,模块化设计思想未能在设计中得到很好应用。随着三维CAD和PDM技术的成熟,可采用三维CAD建立可复用的模块,采用PDM管理模块的入库、查询和调用,采用三维CAD把公用模块组装产品。所以,目前进行模块化设计的“使能”技术已经具备,探讨基于三维CAD和PDM的模块化设计模式具有重要的商业价值和社会价值。在本论文的撰写过程中,阅读了大量产品研发和模块化设计方面的文献,并分析总结了产品生命周期及每个阶段对应的产品研发战略,研究了数字化产品研发平台的构成要素及运作模式,同时深入多家制造企业学习,参与了多家企业的标准化、规范化、模块化设计项目。本论文的主要研究内容包括:对产品历史数据挖掘和产品平台的规划策略进行了研究:对企业多年来积累的产品数据进行统计和分析的方法进行研究。首先研究数据采样的科学性,确保所分析的数据能反映产品的结构特征和组合特点;然后建立一套科学的分析方法,对产品进行ABC分析,研究零部件之间的关系,确定模块划分策略,规划企业的产品平台。对产品平台的库结构规划及建库策略进行了研究:根据特定产品平台的模块划分方案,进行产品库结构的规划,对零部件的特性进行抽象分析,确定模块之间的接口和设计意图,分析模块的主参数和关键尺寸,对系列零部件进行尺寸系列优化。研究基于三维CAD产品平台的建模流程和建模技巧,研究设计库的建模、测试、入库和修改的流程以及权限设置。开展了基于设计库的模块化设计模式的研究:探讨基于布局草图的“自顶向下”的模块组装设计方法,研究基于三维CAD和PDM环境的文件管理策略。形成一套系统的理论,制定可以推广应用的标准作业流程。