成组技术概述

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1、第2章 CAPP 的使能技术成组技术一、制造企业存在的问题及解决对策问题：1. 开发新产品的生产技术准备 只针对一种产品2. 生产管理落后的全能型企业3. 零部件专业化和工艺专业化程度低解决对策：产品设计模块化 工艺准备标准化 生产体制专业化 制造系统柔性 化成组技术概述二、成组技术原理 要实现生产技术和生产组织的统一，需要利用产品(零部件)之间的继承 性和相似性，通过分类，归并成组。通过合理化和标准化，制定统一的原则和方 法，达到期望的生产效率。设计标准化-结构工艺继承性工艺标准化-结构工艺相似性分类编码系统优越性：简化生产准备 有效扩大批量 同组零件专业化生产 成组技术概述三、成组技术的发

2、展2 成组技术的实质 从广义上讲，成组技术就是将许多各不相同，但又具有相似性的事物， 按照一定的准则分类成组，使若干种事物能够采用同一解决方法，从而达到节省 人力、时间和费用之目的。长久以来，人们从经验中认识到，把相似的事物集中 起来加以处理，可以减少重复性劳动和提高效率。这一类的例子几乎可以在各类 工作和生活领域看到。所以，成组技术并不是一个全新的概念。然而，要在工作 中自觉建立和应用这一概念，并使之科学化、系统化和形成一整套具有完整体系 而又行之有效的技术，则是近 30余年来新的发展。3 成组技术的定义成组技术(GT一Group Technology)是机械制造过程中一种先进的科学的 生产

3、和组织管理方法，它旨在识别和开发机械制造过程中各环节诸种信息间的相 似性，采用适当的组织形式和先进技术，实现其工作的合理化、科学化，使多品 种、中小批和单件生产的企业获得较好的经济和社会效益。成组技术概述四、成组技术的实施首先制定适合本企业的编码系统 设计部门：检索同类零件图纸和其他信息 工艺部门：结合生产流程，建立工艺相似零件组，制定标准工艺和生产单元 劳资部门：制定检索相似零件标准工时定额 财务部门：制定检索相似零件标准成本 成组技术-零件分类编码系统一、概述视检法 生产流程分析 分选相似零件族 建立零件分类编码系统二、零件分类编码的作用1. 零件频谱反映某些零件的结构工艺特征 2.设计-

4、工艺标准化 3.信息有效检索和存取 4.实现专业化生产成组技术-零件分类编码系统三、分类与编码1 分类环节1）横向环节码位 2）纵向环节特征项或特征信息2 分类标志 分类标志是用来表示各分类环节的具体含义，如结构形状、尺寸、材料等。分类系统层次： 分类环节横向环节（粗分）纵向环节（细分） 即：每个横向环节都有自己的一串纵向环节成组技术-零件分类编码系统3.分类系统 供设计检索用 标志偏重零件结构特征 零件功能 名称 形状 种类 尺寸 精度供工艺标准化 标志偏重零件工艺特征 被加工表面形状 加工方法 加工顺序 装夹方式 材料 毛坯形状 热处理 尺寸 精度设计工艺兼顾4.编码 以数代形，描述复杂特

5、征属性 便于信息存取检索 相同编码信息避免重复存储 共用数据库三、零件分类编码系统 随着成组技术应用领域的不断扩大和计算机技术的发展，零件分类编码 系统（Classing and Coding Systems）在成组技术研究和应用中起着重要的作用，并 成为实施成组技术的一个重要工具。所谓零件分类编码系统就是用符号 （数字、字母）等对产品零件的有关特 征，如功能、几何形状、尺寸、精度、材料以及某些工艺特征等进行描述和标识 的一套特定的规则和依据。1 零件分类编码系统的结构 （一）、零件分类编码系统的总体结构 从总体结构来看，零件分类编码系统有整体式和分段式两种结构形式：（1）整体式结构 整个系统

6、为一整体，中间不分段。通常功能单一，码位较 少的分类编码系统常用这种结构形式。（2）分段式结构整个系统按码位所表示的特征性质不同，分成23段，通 常有主辅码分段式和子系统分段式两种形式。分段式结构的分类编码系统在使用 上具有较发的灵活性，能适应不同的应用需要3、零件分类编码系统的信息容量所谓系统信息容量就是一个分类编码系统所容纳的零件特征信息总数量，它 是评定分类编码系统功能的重要参数。信息容量越大，零件特征就能描述得越详 细。系统信息容量取决于系统内码位数量、项数和结构。六、JLBM-1零件编码系统JLBM-1系统是我国为在机械加工中推行成组技术而开发的零件分类编码系 统，已于 1984 年

7、作为机械工业部的技术指导资料。JLBM-1 系统的结构可以说是 OPITZ 系统和 KK3 系统的结合，它克服了OPITZ 系统分类标志不全和 KK3 系统外节过多的缺点。它是一个十进制 15 位代码的混合结构分类编码系统七、kk3零件分类编码系统主要特点1. 横向环节先后顺序安排上考虑了各部加工顺序 2.与设计检索密切的 7 个环节 安排在最前面，便于设计部门使用 3.采用功能和名称作为标志，便与设计检 4. 缺点是环节多，但某些环节上零件出现率极低，只适合用计算机处理 七、kk3零件分类编码系统成组技术-柔性编码系统OPITZ、KK3、JLBM 都是刚性分类编码系统，有其明显的优点：(1)

8、 系统结构较简单，便于记忆和分类。(2) 便于检索和辨识。但其缺点是：(1)最致命的缺点是不能完整、详尽描述零 件结构特征和工艺特征(2)存在高代码掩盖低代码的问题(3)描述存在多义性。(4) 不能满足生产系统中不同层次、不同方面需要柔性码 是指分类编码系统横向码位长度可以根据描述对象的复杂程度变化，即没有固定 的码位设置和码位含义。柔性分类编码的概念是相对于传统的刚性分类编码概念提出来的，是指分类编码 系统横向码位长度可以根据描述对象的复杂程度而变化。柔性编码=固定码+柔性码 固定码用于描述零件的综合信息，如类别、总体尺寸、材料等；与传统 编码系统相似，柔性码主要描述零件各部分详细信息，如形

9、面的尺寸、精度、形 位公差等。成组技术-柔性编码系统柔性编码结构模型为柔性编码=固定码十柔性码固定码用于描述零件的综合信息，如类别、总体尺寸、材料等；与传统编码系统 相似，柔性码主要描述零件各部分详细信息，如形面的尺寸、精度、形位公差等。 成组技术-柔性编码系统一、意义零件分组是多品种小批量生产实现生产合理化的基础，根据零件结构-工艺相似 性，将零件归并成组，然后分别对同组零件标准化，分类成组是否合理，显著影 响成组技术推行的效果二、概念 零件的相似性包括以下几个方面：1. 功能相似信息量较少2. 结构相似从零件图中确定，信息量较大3. 材料相似包括零件材料牌号与性能等4. 工艺相似零件加工工

10、艺过程所谓零件分类成组，就是按照一定的相相似性准则，将品种繁多的产品 零件划分为若干个具有相似特征的零件族（组）。一个零件族（组）是某些特征相似 的零件的组合。零件分类成组时，正确地规定每一组零件的相似性程度是十分重 要的。相似性要求过高，则会出现零件组数过多，而每组内零件种数又很少的情 况；相反，如果每组内零件相似性要求过低，则难以取得良好的技术经济效果。零件分类成组的基本方法有下列三种。1目测法 该方法是由人直接观测零件图或实际零件以及零件的制造过程，并依靠 人的经验和判断，对零件进行分类成组。这种方法十分简单，在生产零件品种不 多的情况下，可取得成功。但当零件种数比较多时，由于受人的观测

11、和判断能力 的限制，往往难以获得满意的结果。据国外资料报导，当零件种数大于 200 时， 要取得完全成功是比较困难的。2 生产流程分析法 生产流程分析包括工厂流程分析、车间流程分析和单元流程分析等，生 产流程分析法主要是指车间流程分析。该方法是通过分析全部被加工零件的工艺 路线，识别出客观存在的零件工艺相似性，从而划分出零件族。这种方法仅适用 于成组工艺。生产流程分析法是英国的伯贝奇J.L.Burbidge）教授首先提出，并在 成组工艺的实践中获得成功应用的。生产流程分析是建立在分析工厂目前正在采用的零件工艺过程的基础上。 这种方法只涉及零件的制造方法，而不考虑零件设计特征的相似性。具体方法有

12、 关键机床法、聚类分析法（单链聚类分析法、排序聚类分析法、模糊聚类分析法） 等，其中用关键机床法划分零件族，通常按下列步骤进行： （1）整理和修订设备 清单、每种零件工艺路线卡、产品零件明细表等资料。 （2）求出基本零件组，具 体步骤包括形成机床使用表、选择关键机床（通常选择加工零件种数最少的机床 为关键机床）、形成基本组。 （3）将基本组合并成零件族和机床组，这项工作与人 的经验和判断有很大关系，存在一定的灵活性。 （4）检查机床负荷，进行机床负 荷平衡。生产流程分析法的主要特点： 分组依据的不是有关零件的代码，而是有关零件的主要工序及其设备，即体 现在工艺路线卡上的工序、机床和生产数据。

13、但问题是，它采用的数据来源于加工工艺过程，但加工工艺过程一般是由不同的 工艺设计师完成的，从而可能会导致分组的不合理。它可以将基本几何数据不相同而工艺路线相同或相似的零件归并到一个零 件组。3分类编码法该方法是利用零件分类编码系统对零件编码后，根据零件的代码，按照 一定的准则划分零件族。因为零件的代码表示零件的特征信息，所以代码相似的 零件具有某些特征的相似性。按照一定的相似性准则，可以将代码相似的零件归 并成族。零件分类编码可以在宏观上描述零件而不涉及零件的细节，零件节类编 码系统是进行零件分类编码的重要工具。采用分类编码法划分零件族时，首先考 虑的问题是如何着手建立一套适用于本企业的分类编

14、码系统。通常有两条途径： 一是从现有的系统中选择；二是重新研制新的系统。成组技术-零件分组 用分类编码系统划分工艺相似零件组 建立在代码提供的工艺信息基础上，多数企业采用 缺点： 工艺相同、结构不同的零件无法划分在同一组中，而工艺不同结构相似的零件却 归为一组零件分组和建立对应的机床单元需分两步完成零件分组的具体方法有特征位法、码域法和特征位码域法三种。1特征位法 特征位法是在分类编码系统的各码位中，选取一些特征性较强、对划分零件 族影响较大的码位作为零件分组的主要依据，而其余的码位则予以忽略。仅从零件整个分类代码中选择和划分出与工艺相似零件组密切相关的部分 代码作为分组依据 例如，为了有利于

15、实施成组工艺，零件分组时，要更多地考虑零件工艺特征的相 似性。在大多数情况下，零件的形状、材料等特征，对制造工艺的影响大小按下 列顺序排列：(1)零件类别：回转件和非回转件，加工工艺路线相差甚大。 (2)材料：黑色金属零件和有色金属零件，不但加工条件不同，而且切屑也 应分开。(3) 尺寸：加工尺寸不同的零件所选用的机床规格也不同。(4) 具体形状：零件具体形状的差别，不同程度地影响零件的加工工艺。(5) 精度：零件主要形状要素的精度不同，对零件的加工工艺可能会有较大 影响。2. 码域法码域法是对分类编码系统中各码位的特征项规定一定的允许范围，作为 零件分组的依据。分类步骤：1)按零件分类编码结果统计各分类标志出现的频数，2) 制订各种零件组的相似性标准，按标准得到各组码域(No.l, No. 2,)3) 比较每个零件编码的各位代码是否包括在某一码域内(如 No.1)3. 特征位码域法特征位码域法是由特征位数据法和码域法结合而成的一种分组方法。它既要选取某些特征性较强的特征码位，又对所选取的特征码位规定允许的特征数 据的变化范围，以此作为零件分组的依据。用特征位码域法分组，由于针对不同的具体情况，可以选取不同的特征 码位和规定不同的码域，因此分组的灵活性大，适用性广。特别当所使用的分类 编码系统的码位数较多