【正文】 。 ? 提高設(shè)計標準化程度 設(shè)計標準化是工藝標準化的前提 。 成組技術(shù) 20 綜合零件 實際零件 【 例 】 成組技術(shù) 21 特征矩陣 綜合零件 成組工藝過程卡 車間 零件組代號 頁 工序號 工 序 名 稱 及 內(nèi) 容 機 床 適 用 零 件 車右端面 ,打中心孔 ,車外圓 (留磨量 ) 車螺紋 ,倒角 ,切槽 ,切斷 1 C6132 A B C D E 2 車左端面 ,打中心孔 ,倒角 銑鍵槽（銑橫槽 ,銑扁） 3 C6132 X51W 4 調(diào)質(zhì) 5 研中心孔 C6132 6 磨外圓 M121 ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 01 2 3 4 5 6 7 8 9 成組技術(shù) 22 1） 加工單元組織形式 ① 成組單機 ② 成組單元 ③ 成組流水線 ④ 成組柔性制造系統(tǒng) 成組單元布置形式 加工單元設(shè)計 a）機群式布局 G G G D D M M 進出料口 L L L L L L A A M M b）成組單元布局 L L L M M D D G G A 出料口 進料口 成組技術(shù) FMS 自動倉庫 工廠計算機 中央計算機 物流控制計算機 信 息 傳 輸 網(wǎng) 絡(luò) 加工單元1 加工單元2 加工單元n AGV 工夾具站 成組技術(shù) 24 2） 確定機床數(shù)量 式中 [Qj]—— 計算的機床臺數(shù) Ni —— 第 i 種零件年需求量 tij —— 第 i 種零件在第 j 種機床上的單件工時 F —— 機床年臺時基數(shù) FtNQniijij??? 1][F = 250 M 8 K 式中 M —— 班次 K —— 開機系數(shù)，常取 ～ ◆ 計算 機床臺數(shù) ： 成組技術(shù) 25 ◆ 一般要求 ： η≥ 關(guān)鍵、稀少設(shè)備允許 η=～ 簡單設(shè)備 η值可適當(dāng)減小 ◆ 負荷調(diào)整與平衡： ① 負荷過低，可幾個單元共用一臺機床 ② 也可擴大單元內(nèi)零件組數(shù)或組內(nèi)零件數(shù) ◆ 機床負荷率 ： ][ jj??◆ 實際機床臺數(shù) ： Qj ≥[Qj] 成組技術(shù) 26 成組技術(shù)在設(shè)計中的應(yīng)用 ? 利用零件編碼 ， 檢索相似零件 ， 減小重復(fù)設(shè)計工作量（ 據(jù)統(tǒng)計 ， 一項新產(chǎn)品中有 70%以上的零件設(shè)計可以借鑒或直接引用原有的設(shè)計 ） 。 成組工藝過程設(shè)計 2）綜合路線法 —— ★ 將零件組內(nèi)所有零件的工藝內(nèi)容綜合在一起，形成成組工藝。 ★ 按綜合零件編制工藝規(guī)程，則該工藝規(guī)程包含了零件組內(nèi)所有零件的工藝內(nèi)容。 成組技術(shù) 13 零件分類編碼系統(tǒng) ? 基本概念 —— 零件分類編碼系統(tǒng)是用字符 （ 數(shù)字 、字母或符號 ） 對零件有關(guān)特征進行描述和識別的一套特定的規(guī)則和依據(jù) 。 ★ 20世紀 70末 、 80初 ， 文革以后 ， 自上而下推行 ， 機械部推出 4 個試點單位 ， 并組織制定了兩個編碼系統(tǒng) （ JCBM1， JLBM1） ， 對 GT 發(fā)展起到了推動作用 。 ★ GT發(fā)展過程： 成組加工 → 成組工藝 → 成組技術(shù) → 成組生產(chǎn)系統(tǒng) 成組技術(shù) 12 我國 GT 發(fā)展簡況 ★ 20世紀 50末 、 60初學(xué)習(xí)蘇聯(lián) ， 首先在紡織機械行業(yè)試點實行 ， 有清華大學(xué) 、 西安交大等高校參與 。 ★ 20世紀 70年代 ， 美國 、 日本接受成組技術(shù) ， 并迅速與計算機技術(shù)聯(lián)系在一起 ， 使其得到更好的應(yīng)用 。 GT工作原理 成組技術(shù) 11 GT 發(fā)展簡況 ★ 20世紀 50年代 ， 前蘇聯(lián)院士 Митрофанов 在其著作“ 成組工藝科學(xué)原理 ” 中首次提出 “ 成組技術(shù) ” 。 ? GT 被認為是一種 “制造哲理” — 是現(xiàn)代制造技術(shù)的一個重要理論基礎(chǔ)。 成組技術(shù) 參考圖 318 8 結(jié)構(gòu)相似零件組 工藝相似零件組 成組技術(shù) 9 GT定義 ? 一般性定義： GT是一門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué) ， 研究和發(fā)掘生產(chǎn)活動中有關(guān)事物的相似性 ， 并充分利用它 ， 即把相似的問題分類成組 ， 尋求解決這一組問題的相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案 ， 以取得最佳效果 。 解決多品種 、 中小批量生產(chǎn)的有效途徑是采用 GT（ Group Technology） 。 ? 制造周期 在多品種 、 中小批量生產(chǎn)中 ， 加工時間僅占生產(chǎn)時間的約 5％ ，其余 95％ 均為周轉(zhuǎn)等待時間；加工時間中真正進行切削的時間不足 30% 。HUST 1 先 進 制 造 系 統(tǒng) 華中科技大學(xué) 朱海平 2 Introduction: Global Manufacturing Mfg: China Mfg: China, Ireland Mfg: Malaysia Mfg: Thailand, Singapore, Hungary, Philippines Mfg: Japan, Thailand, Germany, Philippines Mfg: Mexico, China, Taiwan, Philippines Mfg: Singapore, Thailand Mfg: China, Ireland 3 1 2 3 成組技術(shù) 設(shè)備布局技術(shù) 虛擬制造技術(shù) 4 快速原型技術(shù) 先進制造技術(shù) 5 6 QFD技術(shù) 快速產(chǎn)品切換 4 ? 批量法則 在大批量生產(chǎn)中 ， 由于采用專用 、 高效和自動化的生產(chǎn)設(shè)備 ， 可以獲得高的生產(chǎn)率 ， 低的生產(chǎn)成本 ， 短的生產(chǎn)周期；而多品種 、 小批量生產(chǎn)則相反 。 ? 機床利用率 例： CA6140 車床 ， 最大加工直徑 φ400 ， 實際加工 90％ 以上工件直徑不足 100mm， 機床利用率極低 。 多品種、中小批量生產(chǎn)中存在的問題 5 ◆ 目前 ， 單件小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品占機械產(chǎn)品總數(shù)的 70％ 以上 ， 并有繼續(xù)增大的趨勢 。 5％ 95％ 調(diào)整 、 裝夾 、 對刀 、 檢測等 切削 30％ 70％ 加工時間 運輸與等待時間 制造周期 加工時間 多品種、中小批量生產(chǎn)的時間分配 多品種、中小批量生產(chǎn)中存在的問題 6 GT的客觀基礎(chǔ) 二次相似性 結(jié)構(gòu)（形狀、尺寸、精度 … ） 材料（材質(zhì)、毛坯、熱處理 … ） 工藝（加工方法、加工設(shè)備 … ） 一次相似性 ? 機械零件之間存在相似性 這種相似性主要表現(xiàn)在三個方面： 成組技術(shù) 7 標準件 復(fù)雜件 相似件 20～25% 70% 5～ 10% 零件復(fù)雜程度 零件出現(xiàn)頻數(shù) ? 機械產(chǎn)品中各類零件出現(xiàn)有明顯的規(guī)律性 正是由于 70%左右的零件屬于相似件，構(gòu)成實施成組技術(shù)的客觀基礎(chǔ)。 ? 機械制造領(lǐng)域中定義：將多種零件 （ 部件或產(chǎn)品 ）按其相似性分類成組 ， 并以這些零件組 （ 部件組或產(chǎn)品組 ） 為基礎(chǔ)組織生產(chǎn) ， 實現(xiàn)多品種 、 中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計 、 制造工藝和生產(chǎn)管理的合理化 。 成組技術(shù) 10 成組技術(shù)基本原理 產(chǎn)品 部件 零件 零件組 A B C A1 A2 A3 B1 B2 C1 C2 C3 C4 ? 將多種零件按其相似性分類成組，人為擴大生產(chǎn)批量 ? 重復(fù)使用原則： ◆ 資源重復(fù)使用，降低生產(chǎn)成本； ◆ 作業(yè)熟練程度增加，提高生產(chǎn)率。 ★ 20世紀 60年代西歐研究 GT 形成高潮 ， 代表人物首推阿亨工業(yè)大學(xué) Opitz 教授 ， 他所領(lǐng)導(dǎo)的小組進行了大量的調(diào)查研究工作 ， 為成組技術(shù)提供了重要的理論依據(jù) 。 ★ 20世紀 80、 90年代 ， GT 與各種新的制造方式相結(jié)合 ，成為現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ) 。 ★ 20世紀 60年代中期以后 ， 由于文化大革命 ， 國民經(jīng)濟陷入混亂狀態(tài) ， GT 無從談起 。 ★ 20世紀 80年代中期后 ， 計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)軌 ， 采用 GT 成為企業(yè)自發(fā)的行為 。 ★ Opitz 分類編碼系統(tǒng) ★ JLBM1 分類編碼系統(tǒng) ? 分類編碼系統(tǒng)簡介 特點： 1）結(jié)構(gòu)簡單，使用方便 2）對零件形狀（特別是回轉(zhuǎn)類零件）描述較完善 3）適用范圍較廣（設(shè)計、工藝、管理 … ） 4）工藝信息反映不夠充分 5）對非回轉(zhuǎn)類零件描述較粗糙 成組技術(shù) 14 Opitz 分類編碼系統(tǒng) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9