阀门制造通过模块化实现通用性和可持续性

模块化产品平台并不是一个新的概念，但它在传统行业的许多领域仍然没有得到有效的利用。在软件开发中，模块化已经是一种被广泛使用的方法，因为将执行特定功能的不同子程序组合到主程序中已经是几十年来的一种常见工作方式。虽然在软件方面，模块化是日常生活的一部分，但在传统机械行业，它仍然很容易带有试图仅通过简单的标准化操作来提高给定产品的成本效率的目的。然而，正如本文将演示的那样，如果目标只是为了降低成本，那么模块化就太复杂和耗时了。此外，模块化平台的真正好处不在于成本，而在于通用性和可持续性。

阀门模块化介绍

简单地说，模块化就是识别标准构建块以及它们之间的接口。这些构建块被称为模块。一个模块可以等于一个部分，但通常它包含几个部分，共同形成一个特性或功能。模块化的基本规则是，要创建不同的产品变体，可以更改其中一个模块，并保持相邻模块不变。改变整个模块化产品的功能通常包括改变一个或几个模块，这取决于所要求的改变的性质。例如，将阀门的使用温度从200˚C延长到300˚C可以通过更换阀座进行处理，但如果温度上升到600˚C，则必须考虑轴和轴承等其他部件。

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图1 Neles模块化蝶阀（一个通用的模块化平台涵盖了从低温应用到其他服务过程如磨料或脏介质的所有需求）

模块化背后的驱动力

创建一个模块化的产品平台并不是一项简单和廉价的工作，因为它需要仔细研究客户需求、全球工程标准和安全法规。需要从市场(不同的行业细分和应用)收集数据，密切关注国际和国家的权威和法规，注意到全球大趋势带来的变化。此外，这些产品总是继承了前几代模型的遗留问题，因此必须对已安装的基础和所需的功能进行广泛的研究。尽管将上述所有要求都整合到一个新平台中并非易事，但从可持续性和有效性的角度来看，采用模块化是至关重要的。

所有技术飞跃背后的驱动力几乎都是提高效率，模块化是实现这一目标的一个很好的工具——不仅对阀门制造商，而且对工厂所有者和操作人员都是如此。

所有技术飞跃背后的驱动力几乎都是提高效率，模块化是实现这一目标的一个很好的工具——不仅对阀门制造商，而且对工厂所有者和操作人员都是如此。如果没有零部件的互换性和建筑的可升级性，满足日益严格的法规的需求、提高效率和盈利目标是无法持续实现的。

多功能性，满足不同客户需求

如上所述，与模块化相关的一个典型思想是降低成本。使用大量生产的标准部件的想法可能很诱人，但这并不是一个成功的模块化平台的良好起点。一个广泛的产品平台最成功的基础是客户的需求。客户需求，如目标产品功能、要求的性能水平和强加的过程条件，为模块的识别和分类设置界限。

使阀门模块化成为一项具有挑战性和复杂的工作的一个因素是它所使用的过程的多样性。这种阀门可以安装在相对容易的供水系统中，其中唯一的关键性能标准与由自动化系统控制的阀门开启和关闭有关。另外，阀门可以看到高温，研磨颗粒，或需要处理有毒介质，同时保持工厂操作人员和环境的健康和安全。对于一个服务于不同需求的平台，在竞争力、性能需求和高质量之间找到一个智能平衡，需要系统地映射功能。另一方面，它为工厂所有者提供了从同一产品系列中选择阀门的可能性，以满足工厂中各种工艺的不同需求，并在服务和可能的升级过程中获得模块化的好处。

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图2 阀门处于低温试验中（设计一个可靠的阀门平台需要使用现代软件进行详细的模拟和数百小时的严格测试）

为制造和服务而设计

当成功的模块化平台从客户需求开始时，它就会紧跟着为制造而设计(DFM)。DFM作为一个概念已经使用了几十年，其基本思想是使制造和装配尽可能的简单和标准。DFM可以为制造商和最终用户带来好处，只要考虑到可持续性和阀门不被认为是一次性产品。

制造时容易组装的阀门也容易、快速地进行维修

制造时容易组装的阀门也容易、快速地进行维修。这样的阀门拆卸效率更高，重新组装速度更快，因此它将更快地回到生产过程中，并可以减少工厂的停机时间。在DFM过程中，还特别注意安全的产品处理，零件的装配友好公差，以及在装配过程中最大限度地减少人为错误。这也有利于维护操作。通过仔细的服务和备件策略，可以减少库存中不同备件集的数量，并有利于阀门维护的简单性。

利于产品和成本效益的升级

使用模块化产品可以极大地帮助实现可持续发展议程，因为这是对未来的投资，浪费更少。当健康、安全和环境(HSE)法规变得更加严格时，由于部件的互换性，模块化阀门可以很容易地进行升级。

使用模块化产品可以极大地帮助实现可持续发展议程，因为这是对未来的投资，浪费更少。当健康、安全和环境(HSE)法规变得更加严格时，由于部件的互换性，模块化阀门可以很容易地进行升级。例如，考虑短期排放控制。几十年前，环保法规还不是很严格，但全球变暖已经改变了人们的态度。如今，很明显，要实现一个碳中和的世界，就必须将排放降至最低。

目前，对排放的严密性要求最高的等级是ISO 15848-1 B级，但未来的严密性要求很可能是ISO 15848-1 A级，这是标准的10倍。例如，对于模块化产品，可以构造设计来支持这种类型的升级。它将可能简单地改变一个或两个模块，而不是整个阀门。此外，流程效率的提高，如提高流速或转换流程以处理较少的纯输入流体，通常可以通过简单地升级某些关键部件来解决。此外，对于一些关键的工艺难题，如降低噪声或控制气蚀，解决方案可能只需要改变阀门阀内件。通过这些简单的例子，很明显，模块化扩展了单个产品的生命周期，因此直接支持可持续性和减少浪费。

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图3 Neles下一代蝶阀

新的通用蝶阀产品系列使阀门配置简单，适用于所有过程工业的广泛应用。

为未来的需求敞开大门

减少温室气体排放，并将工艺转化为可再生原材料，将产生单位工艺的变化。这将导致未开发区域的出现，并对零部件制造商提出新的要求。模块化产品更容易定制，以满足新客户的需求，因为主要结构可以保持不变，只有某些部分需要重新设计和测试新功能。这**提高了产品的成功调试，甚至在完全新的应用程序。产品具有坚实的基础和经过现场验证的某些功能，然后与新的功能结合起来，这些功能可以通过有限元分析(FEA)和计算流体动力学(CFD)分别进行模拟，并在实验室中作为单独的功能进行测试。

模块化产品的开发周期通常比非模块化产品的开发周期短，因为工程不是从零开始的，而是可以基于预定义的总体设计原则。这就是数字化与传统产品设计: 例如，如果一个全球阀门标准最低法兰厚度增加。我们可以根据产品的管理规则非常迅速地实现这种改进,从而生成所需的制造图纸指导生产。对于新产品的变体，从第一天起就可以期待更高的质量，因为早期的问题已经在以前的版本中解决了。生产流程、供应链和零件公差已经在许多其他结构和过程中得到了验证，因此针对特定应用的一次性产品可以像完善的设计一样稳定。

结论

在当今世界，关注的焦点正在转向可持续发展和全球整体利润，而不仅仅是优化下个季度的业绩。因此，能够经受时间考验并适应未来未知工艺需求的模块化阀门平台是一项宝贵的资产。

谢谢分享资料

想法很好。