可移動模塊實驗室設計

可移動模塊化實驗室設計

移動實驗室 模塊化設計指南

1　范圍

本標準規定了移動實驗室模塊化術語和定義、設計原則、內容、程序及評審要求。

本標準適用于各類移動實驗室的模塊化設計使用。

2　規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T 29475-2012 移動實驗室設計原則及基本要求

GB/T 29479-2012 移動實驗室通用要求

SJ/T10466.7-93  設計評審指南

3　術語和定義

3.1　 模塊 Modul

具有獨立功能的硬、軟件標準功能單元，可通過不同形式接口與其他單元組成產品，且可分、可合、可互換。

3.2　 通用化 Generalization

在互相獨立的系統中，選擇和確定具有功能互換性或尺寸互換性的子系統或功能單元的標準化形式。

3.3　 模塊化 Modularization

以模塊為基礎，綜合通用化、系列化、組合化特點，解決產品系統快速應變的標準化形式。

3.4　 移動實驗室模塊化 Modularization ofmobile laboratory

在移動實驗室的不同預定應用范圍內，劃分有效功能單元，并采用各類模塊和特制件相組合的方法，使移動實驗室功能大化、空間小化、成本低化的過程。

3.5　 功能模塊  Function modul

按照移動實驗室功能分析方法，將系統劃分為具有不同功能的單元，執行這些功能的模塊稱為功能模塊。

3.6　 結構模塊 Structure modul

依據模塊在移動實驗室系統中所處的地位和模塊之間的關系，進行分級劃分，執行這些結構層次的模塊稱為結構模塊。

4　設計原則

4.1　一般原則

實施移動實驗室模塊化應有利于移動實驗室的技術發展，符合用戶要求；有利于縮短研制周期，增加產品系列，提高質量，降低成本，快速應對市場變化；有利于產品升級，提高性能，延長使用壽命；有利于提高維修性和減低壽命周期費用；應減少或消除對環境的不利影響，方便再利用、升級和產品廢棄后的拆卸、回收和處理。

4.2　科學性

在論證、設計和選擇設備、設施過程中，應明確移動實驗室使用要求和任務剖面，充分論證和科學選取。

4.3　完整性

模塊應具有一定完整性，能夠完成或輔助完成某項作業指標，并可進行試驗驗證。

4.4　特殊裝備

具有特殊要求的移動實驗室裝備，可根據其特點和使用要求進行合理剪裁。

4.5　接口

移動實驗室的所有接口應標準化、通用化。

4.6　模塊劃分

模塊劃分必須著眼于對移動實驗室發展和現有產品改造的需求，按分系統以及分系統中的功能和結構層次，逐層分解，可分為功能模塊和結構模塊。

4.7　模塊產品

4.7.1　模塊的性能指標應保證有模塊組合的分系統和設備的性能指標，使之符合移動實驗室和分系統指標的分配要求；

4.7.2　模塊技術性能的一致性和穩定性應保證由模塊組合的分系統和設備性能一致性和穩定性，使之符合移動實驗室和分系統相應的一致性和穩定性分配要求；

4.7.3　各相關模塊之間，以及模塊與安裝基礎之間，應具有標準接口和聯接尺寸，以確?；Q性；

4.7.4　同一類模塊的長度、寬度和高度尺寸、尺寸系列、聯結部位或聯結件的尺寸應協調有序，以保證移動實驗室整體協調、節省空間和美觀實用。

4.7.5　對新技術和新材料、外購件，應綜合權衡其經濟型、實用性和風險等因素后，確定取舍。在特殊需要采用時，應使移動實驗室的性能、可靠性等方面取得明顯受益。

4.7.6　模塊采用的材料、外購件等應符合優選系列；所用新研制產品應經過定型或鑒定，以利于批量生產；必要的進口產品應確保貨源。

4.8　模塊更新

為保證移動實驗室具有性，模塊更新應分階段、有計劃更新，更新后的模塊在性能和功能等方面應有顯著進步；充分協調新老模塊的性能指標和接口安裝要求，以取得良好兼容性。

4.9　模塊特征

4.9.1　相對獨立性：可以對模塊單獨進行設計、制造、調試、修改和存儲，這便于由不同的專業化企業分別進行生產；

4.9.2　互換性：模塊接口部位的結構、尺寸和參數標準化，容易實現模塊間的互換，從而使模塊滿足更大數量的不同產品的需要；

4.9.3　通用性：有利于實現橫系列、縱系列產品間的模塊的通用，實現跨系列產品間的模塊的通用。

5　設計程序

5.1　在調研和論證的基礎上，明確移動實驗室的目標要求。

5.2　確定移動實驗室產品種類和規格范圍。

5.3　進行產品設計，提出高層模塊總體要求。

5.4　進行分系統設計，確定分系統的結構和功能，提出低層模塊要求。

5.5　進行模塊設計，確定模塊的結構和功能，提出構成模塊的元器件單元要求。

5.6　進行元器件單元設計，并按標準化要求形成系列。

6　設計內容

6.1　運載平臺模塊化設計

移動實驗室運載平臺的設計應滿足GB/T 29475-2012中6.2的移動符合性要求，并且相互之間有系列化的通用接口，能夠進行模塊化快速組合。

6.2　實驗艙模塊化設計

移動實驗室實驗艙設計應滿足GB/T 29475-2012中6.3的實驗艙要求，能為實驗工作、人員以及設備提供有效的工作環境和空間，同時應具備通用化的功能接口和功能擴展特性，可實現區域劃分和功能組建；艙體、附件應成系列化，通用化，便于維修和更換。

6.3　儀器和設備模塊化設計

6.3.1　移動實驗室儀器和設備選擇和設計在滿足固定實驗室基本要求同時應滿足移動要求，應具備完整移動安裝模式和工作接口；

6.3.2　移動實驗室儀器和設備模塊應具有獨立使用功能，能夠整體搬運和使用，附件連接可靠，其尺寸、重量及操作應滿足人機工效學要求。

6.4　實驗家具和設施模塊化設計

移動實驗室家具和設施應具備獨立的工作模式和安裝接口，能夠快速組裝和拆卸，還應能為儀器和設備模塊提供通用安裝平臺和使用接口。

6.5　水、電、氣等能源供給模塊化設計

6.5.1　移動實驗室設計能源供給模塊化設計應滿足GB/T29475-2012中的相關要求，對內、外接口應標準化、通用化，并具備防誤操作功能。

6.5.2　能源供給模塊應具有相互獨立性和快速組裝性能，應有明確的原理和技術指標標識。

6.5.3　能源供給模塊設計、使用應考慮維修、操作空間。

6.6　溫濕度系統控制模塊設計

移動實驗室溫濕度系統控制模塊設計應能滿足實驗室在指定區域工作的使用，并提供準確的參考數據。

6.7　智能系統模塊設計

移動實驗室智能系統模塊設計應滿足GB/T 29475-2012中的智能化條款要求。各單元設備選擇應具有兼容性，能夠在移動環境下工作。

6.8　實驗區域模塊的設計

移動實驗室內部可根據實驗需求劃分為理化區模塊、生物區模塊、化學區模塊等，各區域可獨立存在并以一定方式接合存在。各區域設計要求能夠獨立完成相關工作，同時不對其它區域造成影響。

6.9　安全模塊設計

6.9.1　移動實驗室應配備有效的電力保護功能，防止在意外情況下對人員和儀器設備造成傷害。

6.9.2　移動實驗室應配備有效的危險品隔離、回收功能模塊，不應對人員和環境造成傷害和污染。

6.9.3　移動實驗室應配備醒目的警示標識和操作說明，防止誤操作。

6.9.4　移動實驗室應配備移動安全保護措施。

7　設計評審

7.1　評審要求

7.1.1　移動實驗室模塊化設計評審可獨立進行也可隨產品的各階段評審同時進行，各模塊也可單獨進行評審，評審程序及判定參照SJ/T10466.7-93相關條款執行。

7.1.2　評審由研制組織承擔實施，該組織的質量管理部門以及上級用戶負責監督。評審的參加者應包括與所評審的模塊的設計有關的職能代表，非直接參與設計的同行專家。必要時，應邀請顧客代表參加。

7.1.3　評審作為研制程序的重要組成部分，應列入研制計劃，并在整個過程中予以保障。

7.1.4　評審應有完整記錄，并形成文件、歸檔。

7.1.5　產品未按計劃進行評審或評審未通過，不得轉入下階段工作。評審中確認問題及改進措施建議應制定改進計劃，并跟蹤管理，形成閉環記錄。

7.2　模塊化設計評審主要內容

7.2.1　市場需求分析以及根據目標要求而制定的各種方案以及優選依據和結果；

7.2.2　產品模塊設計與移動實驗室產品功能、專業特性（如理化、生物）滿足程度；

7.2.3　各分系統、模塊以及設備、元器件之間的協調性，重點評審相互兼容性、接口標準化和通用性等內容；

7.2.4　模塊的可靠性、安全性、維修性、保障性執行情況；

7.2.5　模塊的設計、安裝、布局在實現移動實驗室功能大化、空間小化、成本低化的實現情況分析。

7.2.6　模塊的移動特性和可擴展性情況；

7.2.7　模塊化設計的科技能力和經濟性分析；

7.2.8　前一次評審問題解決情況，質量問題歸零情況。