可移动模块化实验室设计

移动实验室 模块化设计指南

1　范围

本标准规定了移动实验室模块化术语和定义、设计原则、内容、程序及评审要求。

本标准适用于各类移动实验室的模块化设计使用。

2　规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 29475-2012 移动实验室设计原则及基本要求

GB/T 29479-2012 移动实验室通用要求

SJ/T10466.7-93  设计评审指南

3　术语和定义

3.1　 模块 Modul

具有独立功能的硬、软件标准功能单元，可通过不同形式接口与其他单元组成产品，且可分、可合、可互换。

3.2　 通用化 Generalization

在互相独立的系统中，选择和确定具有功能互换性或尺寸互换性的子系统或功能单元的标准化形式。

3.3　 模块化 Modularization

以模块为基础，综合通用化、系列化、组合化特点，解决产品系统快速应变的标准化形式。

3.4　 移动实验室模块化 Modularization ofmobile laboratory

在移动实验室的不同预定应用范围内，划分有效功能单元，并采用各类模块和特制件相组合的方法，使移动实验室功能大化、空间小化、成本低化的过程。

3.5　 功能模块  Function modul

按照移动实验室功能分析方法，将系统划分为具有不同功能的单元，执行这些功能的模块称为功能模块。

3.6　 结构模块 Structure modul

依据模块在移动实验室系统中所处的地位和模块之间的关系，进行分级划分，执行这些结构层次的模块称为结构模块。

4　设计原则

4.1　一般原则

实施移动实验室模块化应有利于移动实验室的技术发展，符合用户要求；有利于缩短研制周期，增加产品系列，提高质量，降低成本，快速应对市场变化；有利于产品升级，提高性能，延长使用寿命；有利于提高维修性和减低寿命周期费用；应减少或消除对环境的不利影响，方便再利用、升级和产品废弃后的拆卸、回收和处理。

4.2　科学性

在论证、设计和选择设备、设施过程中，应明确移动实验室使用要求和任务剖面，充分论证和科学选取。

4.3　完整性

模块应具有一定完整性，能够完成或辅助完成某项作业指标，并可进行试验验证。

4.4　特殊装备

具有特殊要求的移动实验室装备，可根据其特点和使用要求进行合理剪裁。

4.5　接口

移动实验室的所有接口应标准化、通用化。

4.6　模块划分

模块划分必须着眼于对移动实验室发展和现有产品改造的需求，按分系统以及分系统中的功能和结构层次，逐层分解，可分为功能模块和结构模块。

4.7　模块产品

4.7.1　模块的性能指标应保证有模块组合的分系统和设备的性能指标，使之符合移动实验室和分系统指标的分配要求；

4.7.2　模块技术性能的一致性和稳定性应保证由模块组合的分系统和设备性能一致性和稳定性，使之符合移动实验室和分系统相应的一致性和稳定性分配要求；

4.7.3　各相关模块之间，以及模块与安装基础之间，应具有标准接口和联接尺寸，以确保互换性；

4.7.4　同一类模块的长度、宽度和高度尺寸、尺寸系列、联结部位或联结件的尺寸应协调有序，以保证移动实验室整体协调、节省空间和美观实用。

4.7.5　对新技术和新材料、外购件，应综合权衡其经济型、实用性和风险等因素后，确定取舍。在特殊需要采用时，应使移动实验室的性能、可靠性等方面取得明显受益。

4.7.6　模块采用的材料、外购件等应符合优选系列；所用新研制产品应经过定型或鉴定，以利于批量生产；必要的进口产品应确保货源。

4.8　模块更新

为保证移动实验室具有性，模块更新应分阶段、有计划更新，更新后的模块在性能和功能等方面应有显著进步；充分协调新老模块的性能指标和接口安装要求，以取得良好兼容性。

4.9　模块特征

4.9.1　相对独立性：可以对模块单独进行设计、制造、调试、修改和存储，这便于由不同的专业化企业分别进行生产；

4.9.2　互换性：模块接口部位的结构、尺寸和参数标准化，容易实现模块间的互换，从而使模块满足更大数量的不同产品的需要；

4.9.3　通用性：有利于实现横系列、纵系列产品间的模块的通用，实现跨系列产品间的模块的通用。

5　设计程序

5.1　在调研和论证的基础上，明确移动实验室的目标要求。

5.2　确定移动实验室产品种类和规格范围。

5.3　进行产品设计，提出高层模块总体要求。

5.4　进行分系统设计，确定分系统的结构和功能，提出低层模块要求。

5.5　进行模块设计，确定模块的结构和功能，提出构成模块的元器件单元要求。

5.6　进行元器件单元设计，并按标准化要求形成系列。

6　设计内容

6.1　运载平台模块化设计

移动实验室运载平台的设计应满足GB/T 29475-2012中6.2的移动符合性要求，并且相互之间有系列化的通用接口，能够进行模块化快速组合。

6.2　实验舱模块化设计

移动实验室实验舱设计应满足GB/T 29475-2012中6.3的实验舱要求，能为实验工作、人员以及设备提供有效的工作环境和空间，同时应具备通用化的功能接口和功能扩展特性，可实现区域划分和功能组建；舱体、附件应成系列化，通用化，便于维修和更换。

6.3　仪器和设备模块化设计

6.3.1　移动实验室仪器和设备选择和设计在满足固定实验室基本要求同时应满足移动要求，应具备完整移动安装模式和工作接口；

6.3.2　移动实验室仪器和设备模块应具有独立使用功能，能够整体搬运和使用，附件连接可靠，其尺寸、重量及操作应满足人机工效学要求。

6.4　实验家具和设施模块化设计

移动实验室家具和设施应具备独立的工作模式和安装接口，能够快速组装和拆卸，还应能为仪器和设备模块提供通用安装平台和使用接口。

6.5　水、电、气等能源供给模块化设计

6.5.1　移动实验室设计能源供给模块化设计应满足GB/T29475-2012中的相关要求，对内、外接口应标准化、通用化，并具备防误操作功能。

6.5.2　能源供给模块应具有相互独立性和快速组装性能，应有明确的原理和技术指标标识。

6.5.3　能源供给模块设计、使用应考虑维修、操作空间。

6.6　温湿度系统控制模块设计

移动实验室温湿度系统控制模块设计应能满足实验室在指定区域工作的使用，并提供准确的参考数据。

6.7　智能系统模块设计

移动实验室智能系统模块设计应满足GB/T 29475-2012中的智能化条款要求。各单元设备选择应具有兼容性，能够在移动环境下工作。

6.8　实验区域模块的设计

移动实验室内部可根据实验需求划分为理化区模块、生物区模块、化学区模块等，各区域可独立存在并以一定方式接合存在。各区域设计要求能够独立完成相关工作，同时不对其它区域造成影响。

6.9　安全模块设计

6.9.1　移动实验室应配备有效的电力保护功能，防止在意外情况下对人员和仪器设备造成伤害。

6.9.2　移动实验室应配备有效的危险品隔离、回收功能模块，不应对人员和环境造成伤害和污染。

6.9.3　移动实验室应配备醒目的警示标识和操作说明，防止误操作。

6.9.4　移动实验室应配备移动安全保护措施。

7　设计评审

7.1　评审要求

7.1.1　移动实验室模块化设计评审可独立进行也可随产品的各阶段评审同时进行，各模块也可单独进行评审，评审程序及判定参照SJ/T10466.7-93相关条款执行。

7.1.2　评审由研制组织承担实施，该组织的质量管理部门以及上级用户负责监督。评审的参加者应包括与所评审的模块的设计有关的职能代表，非直接参与设计的同行专家。必要时，应邀请顾客代表参加。

7.1.3　评审作为研制程序的重要组成部分，应列入研制计划，并在整个过程中予以保障。

7.1.4　评审应有完整记录，并形成文件、归档。

7.1.5　产品未按计划进行评审或评审未通过，不得转入下阶段工作。评审中确认问题及改进措施建议应制定改进计划，并跟踪管理，形成闭环记录。

7.2　模块化设计评审主要内容

7.2.1　市场需求分析以及根据目标要求而制定的各种方案以及优选依据和结果；

7.2.2　产品模块设计与移动实验室产品功能、专业特性（如理化、生物）满足程度；

7.2.3　各分系统、模块以及设备、元器件之间的协调性，重点评审相互兼容性、接口标准化和通用性等内容；

7.2.4　模块的可靠性、安全性、维修性、保障性执行情况；

7.2.5　模块的设计、安装、布局在实现移动实验室功能大化、空间小化、成本低化的实现情况分析。

7.2.6　模块的移动特性和可扩展性情况；

7.2.7　模块化设计的科技能力和经济性分析；

7.2.8　前一次评审问题解决情况，质量问题归零情况。