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1计算机辅助工艺设计—— CAPP系统设计主 讲：周学良E-mail：zhou_xueliang@2第二章 成组技术2.1 成组技术概述2.2 零件分类编码技术2.3 零件分类成组方法2.4 零件分类方法的新发展32.1 成组技术概述引言机械制造的传统观点：制造方法和制造手 段必须与加工类型相适应。
ü大批量生产：工作场地集中化和专业化，大量使用 自动化专用加工设备以及流水生产线，效率高ü单件、小批量生产：车间按机群式布置加工设备并 组织生产。
零件按各自的工艺流程交叉、往返于各生 产班组之间，采用通用设备，效率低、成本高、管理 困难42.1 成组技术概述2.1.1 机械类产品中零件的统计规律ü第一类（A类）：复杂件或特殊件 零件量少，约占 总数的5%-15%，但结构复杂，价值高，如机床床身、 主轴箱、飞机和发动机中的大件等ü第二类（B类）：相似件 数量大，品种多，约占 70%，相似度高，多为中等复杂程度，如轴、套筒、 法兰、齿轮等ü第三类（C类）：简单件或标准件 结构简单，再用 性高，多为低值件，一般已组织大量生产，如螺钉、 螺母、垫圈等52.1 成组技术概述Ø结论：ü每类产品中各类零件的比例大体上一定ü占大多数的相似件之间存在大量的相似性充分利用这些特征，采取适当的技术和组织 措施，有可能使多品种、小批量生产的水平大幅 提高——成组技术的任务和目标62.1 成组技术概述2.1.2 成组技术的概念和实质Ø成组技术的概念成组技术（GT）是一门生产技术科学和 管理科学，它研究如何识别和发展生产活动中 有关事物的相似性，并充分利用它把各种问题 按它们之间的相似性归类成组，并寻求解决每 一组问题相对统一的最优方案，以取得所期望 的经济效益。
72.1 成组技术概述零件的相似性是指零件所具有的特征的相似性， 可分为结构、材料和工艺等方面的相似性。
图7-2 零件族具有相似的加工工艺
零件族对加工方法也有作用，如图7-3和图7-4所示。
图7-3所示是一个传统小批量加工车间布局图。
按机床类型将车间布置为车床、铣床、钻床和磨床等若干个工段。
在对一个零件进行加工时，工件必须在各个工段间来回运送，有时同一个零件需要多次进入同一个工段。
这样势必增加工件的搬运工作量和库存量，导致制造周期延长，成本提高。
图7-4所示是按照成组工艺改造后的车间布局图。
把机床划分为一些单元，每个单元只承担一个特定零件族的生产。
这样不仅避免了图7-3所示车间布局的缺点，而且实现了流水线或自动线作业。
图7-3 传统小批量加工车间布局图
图7-4 按照成组工艺改造后的车间布局图
怎样将零件组合成组的问题是成
组技术要解决关键问题之一。
解决这个问题通常有三种方法：
1）人工识别分组法（也称视检法）。
这是一种最简单、最经济的方法，它通过人工识别各种零件的实物或图样、照片等，将它们划分成相似的零件族。
这种方法往往需要有实际经验的工程技术人员进行，而且分类粗糙、不准确。
2）零件分类和编码分组法。
这是三种方法中最复杂、最常用、最有效的一种方法。
它通过分类编码系统对零件的各设计特征或制造特征进行编码，然后利用所得编码确定零件得相似性，从而将零件分组。
3）生产流程分析（Production flow analysis，简称PFA）分组法。
PFA法通过对零件现有加工工艺流程的分析，把具有相似或相同加工工序和加工工艺流程的零件作为一个零件族。
成组技术基本介绍及应用成组技术基本介绍及应用成组技术基本介绍及应用xx-9-23：中国机床商务网一、成组技术的基本概念在现代机械制造领域中，由于新工艺新技术的飞速发展，社会需求的多样化，产品更新周期的日益缩短，使得多品种小批量生产的企业大量增加。
而单件、小批量生产的生产率低、成本高、制造周期长、工艺手段落后、管理也复杂。
能改变多品种小批量生产企业的落后状况，提高生产率，又能充分利用设备，降低产品成本的有效办法，就是利用成组技术。
成组技术就是将企业的多种产品、部件或零件，按一定的相似性准则，分类编组，并以这些组为基础，组织生产各个环节，实现多品种小批量生产的产品设计、制造和管理的合理化。
从而克服了传统小批量生产方式的缺点，使小批量生产能获得接近大批量生产的技术经济效果。
对于零件第一文库网有相似的形状，那些相似的零件可以归并成设计族。
一个新零件可以通过修改一个现有的同族零件而形成。
应用这个概念，可以确定出复合零件。
复合零件是包含一个设计族的所有特征的零件。
它由设计族内零件所有几何要素组合而成。
图10-9所示是一综合零件例子。
对机械制造工艺而言，成组技术的应用显得比零件设计更重要。
不仅结构特征相似的零件可归并成组，结构不同的零件仍可能有类似的制造过程。
例如，大多数箱体零件都具有不同的形状和功能，但它们都要求镗孔、铣端面、钻孔等。
因此，可以得出它们都相似的结论。
这样可以把具有相似加工特点的零件也归并成族。
由此出发，工艺过程设计工作便可得到简化。
由于同族零件要求类似的工艺过程，于是可建立一个加工单元来制造同族零件。
而对每个加工单元只需考虑具有类似加工特点的零件加工，于是可使生产计划、工艺准备、生产组织和管理等项工作的水平得以提高。
另外，随着计算机技术和数控技术的应用和发展，成组技术也已成为计算机辅助工艺设计、柔性制造系统、计算机集成制造系统的基础。
二、成组技术中的零件编码（一）零件分类编码的基本原理分类是一种根据特征属性的有无，把事物划分成不同组的过程。
第4章成组技术本章导读多品种、中小批生产方式在目前和未来的机械制造业中占有重要的地位，成组技术是一门特别适用于这种生产方式的工程技术科学。
实践证明应用成组技术对提高中小工厂的技术水平和经济效益十分显著。
因此，学习成组技术的科学原理及其应用方法，使学生能够理解成组技术的基本概念及原理、基本方法，正确掌握基本类型零件的描述、对零件进行分类编码，为学生学习后继课程打下坚实的基础。
本章重点：成组技术的基本概念及原理，基本方法，基本类型零件的描述本章难点：进行零件分类编码教学建议：本章只是介绍成组技术中一些必要的基本概念，为后续课程进一步学习成组技术打下理论基础。
鼓励学生查阅成组技术的发展案例及发展趋势，在教师的指导下进行一些零件的分类编码，并建议配有多媒体或录像教学资源，并提供一定量的教学实物教具。
讲授课程1学时。
4.1 成组技术概述成组技术（Group Technology，GT）并不是自动生产的技术策略，而是一种理念，一种适合于中小批量生产方式的制造理念。
市场竞争日趋激烈，产品更新换代越来越快，产品品种增多，而每种产品的生产数量却并不很多。
世界上75％～80％的机械产品是以这种中小批生产方式制造的，中小批生产在机械工业的地位日益重要，而且，现代的制造环境还将面临一系列的问题和挑战，它包括：•为满足不同用户的需要，要求产品具有不同的规格和选项；•要求产品具有高可靠性，以及零件具有高精度；•需要处理极为广泛的工件材料，包括不同的金属材料、塑性材料、陶瓷材料以及复合材料；•要求将产品的设计与制造紧密地结合起来。
与大量生产企业相比，中小批生产企业的劳动生产率低，生产周期长，产品成本高，管理困难，市场竞争能力差。
能否把大批量生产的先进工艺和高效设备以及生产方式用于组织中小批量产品的生产，一直是国际生产工程界广为关注的重大研究课题。
针对生产中的这种需求，需要一种生产和管理相结合的科学，它就是成组技术。
成组技术的基本原理是充分利用事物之间构成要素的相似性，将许多具有相似信息的研究对象归并成组，并用大致相同的方法来解决这一组研究对象的生产技术问题，这样就可以发挥规模生产的优势，达到提高生产效率、降低生产成本的目的。
第四讲成组技术成组技术，又称群组技术，是一种生产管理技术，旨在提高生产效率，降低生产成本。
成组技术将相似的生产任务组合在一起，形成生产单元，从而实现规模经济，提高生产效率。
成组技术的主要内容包括：生产任务分组、生产单元构建、生产流程优化、生产设备选择等。
生产任务分组是成组技术的核心。
生产任务分组就是将相似的生产任务组合在一起，形成生产单元。
相似的生产任务具有相同或相似的生产工艺、生产设备和生产条件，因此可以共享生产资源，提高生产效率。
生产任务分组的方法有很多，如工艺相似性分组、设备相似性分组、生产条件相似性分组等。
生产单元构建是成组技术的重要组成部分。
生产单元是指由相似的生产任务组成的生产单位，它可以是一个生产线、一个车间或一个工厂。
生产单元的构建需要考虑生产任务的相似性、生产设备的兼容性、生产流程的连续性等因素。
生产单元的构建可以提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量。
生产流程优化是成组技术的关键环节。
生产流程优化就是通过对生产流程的分析和改进，提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量。
生产流程优化的方法有很多，如生产线平衡、生产布局优化、生产流程再造等。
生产设备选择是成组技术的重要环节。
生产设备选择就是根据生产任务和生产单元的特点，选择合适的生产设备。
生产设备选择需要考虑生产设备的性能、生产设备的成本、生产设备的兼容性等因素。
合适的生产设备可以提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量。
成组技术，作为一种提高生产效率和生产质量的管理方法，已经在制造业中得到了广泛应用。
它的核心思想是将相似的生产任务和工艺流程组合在一起，形成具有规模效应的生产单元，从而减少生产准备时间、降低生产成本、提高生产效率和产品质量。
成组技术需要对企业现有的生产任务进行细致的分析，识别出哪些任务是相似的，可以合并在一起进行生产。
这通常涉及到对生产工艺、产品特性和生产设备的深入理解。
通过对生产任务的分析，企业可以更有效地分配生产资源，减少不必要的浪费。
成组技术分析以及运用随着人类生活水平的提高和社会的进步，人们追求个性化、特色化的思想日益普遍。
作为提供人们日常生活所需各种产品的制造业，大批量的产品越来越少，社会对机械产品需求多样化的趋势也越来越明显，单件小批量的产品生产模式越来越多，约占各类机器生产的（76～85）％，传统的针对小批量生产的组织模式会存在一些矛盾：生产计划、组织管理复杂化；零件从投料到加工完成的总生产时间较长；生产准备工作量大；产量小，使得先进制造技术的应用受到限制。
为此，制造技术的研究者提出了成组技术的科学理论及实践方法，它能从根本上解决生产由于品种多，产量小带来的主要矛盾。
一、成组技术定义成组技术GT（Group Technology）是一门生产技术科学，它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性，并对其进行充分利用。
即把相似的问题归类成组，寻求解决这一组问题相对统一的最优方案，以取得所期望的经济效益。
成组技术应用与机械加工方面，乃是将多种零件按其工艺的相似性分类成组以形成零件族，把同一零件族中零件分散的小生产量汇集成较大的成组生产量，从而使小批量生产能获得接近于大批量生产的经济效果。
成组技术将品种众多的零件按其相似性分类以形成为数不是很多的零件族，把同一零件族中诸零件分散的小生产量汇集成较大的成组生产量。
这样，成组技术就巧妙地把品种多转化为“少”，把生产量小转化为“大”，由于主要矛盾有条件的转化，这就为提高多品种、小批量生产的经济效益提供了一种有效的方法。
成组技术的基本原理是符合辩证法的，所以它可以作为指导生产的一般性方法。
实际上，人们很早以来就在应用成组技术的哲理指导生产实践，诸如生产专业化、零部件标准化等皆可以认为是成组技术在机械工业中的应用。
现代发展的成组技术已广泛应用于设计、制造和管理等各个方面，并取得了显著的效益。
与生产事务的相关性是客观存在的，这不仅为人的一般常识所认可，而且也为统计学所证实。
国外通过对机床零件的统计分析，发现产品（同类型或相近类型）的更新换代将不会影响成组技术的继续实施，这就科学的证明了成组技术实施的延续性。
成组技术的发展及应用摘要 在知识经济时代，个性化产品必将成为市场需求的主流，在这个前提下，介绍了成组技术的基本内容，分析了成组技术的技术经济效益和应用前景，提出应用成组技术用来降低生产成本和缩短产品的制造周期，提高生产能力及生产率，从而提高企业生产效率和经济效益，进而提高企业竞争力的有效措施。
关键词 成组技术 机械制造 应用一、成组技术概述成组技术是一门先进生产技术科学是一项综合性的现代组织管理技术。
成组技术的广义定义是将许多不相同、但又具有相似信息的事物，按一定准则分类成组，使若干种事物能采用同一或相似解决办法，以达到节省精力、时间和费用之目的[1]。
成组技术在机械零件加工方面的应用，是将多种零件按其工艺的相似性分类，以形成零件族把同一零件族中生产量小的零件汇集成生产量大的组，从而使小批量生产能获得接近大批量生产的经济效益。
二、成组技术的产生20世纪初，企业生产主要是以福特制为代表的大量生产方式，这种生产方式所创立的生产标准化原理作业单纯化原理以及移动装配法原理等奠定了现代化社会大生产的基础，至今仍是制造企业的主要生产方式之一。
我国传统生产管理模式是以产品为中心组织生产，以调度为中心控制进程的管理方式，是与少品种大量生产方式相适的。
但是时代进展到今天，一方面在市场需求多样化而前，这种生产方式逐渐显露出其缺乏柔性，不能灵活适应市场需求变化的弱点；另一方面飞速发展的电子技术、自动化技术以及计算机技术等，从生产工艺技术以及生产管理方法两方面，使大量生产方式向多品种、中小批量生产方式的转换成为可能。
生产管理面临着多品种、中小批量生产与降低成本之间相矛盾的新挑战，从而给生产管理带来了从管理组织结构到管理方法上的一系列新变化，也提出了一系列新的问题。
传统的机械制造技术，即无论是大批最生产，还是单件小批最生产，工厂所采用的制造方法和制造手段必须与加工类型相适应。
这导致在设计和制造过程中出现许多不合理的现象。
《成组技术》自学指导书讲解《成组技术》自学指导书一、课程编码及适用专业课程编码：适用于专业：机械设计生产及其自动化（函授本科）二、课程性质成组技术是一门工程技术，它将客观世界普遍存在的事物相似性的哲理应用在机械制造中，以获得最佳的综合效益。
适应市场需要，多品种、中小批量生产方式是当前机械制造业发展的趋势，而成组技术可作为指导该生产方式的基本法则。
它也是先进制造技术的重要技术基础。
三、本课程的地位和作用成组技术做为一门工程技术科学在理论和体系上的日臻完善，在生产工程方面的应用领域日益表明其关键价值，自学成组技术关于工程技术事务中有关共性与个性的分析和处置方法，有助于提升工程技术人员的素质；鉴于数控机床的高度自动化和柔性化，它在机械制造业中赢得了广为的应用领域，运用成组技术基本原理设计数控程序将为合理的和有效率的采用数控机床开拓代莱途径；因此成组技术日益受工程教育界和工程技术界的尊重和注重，对于提升产品性能、改良产品质量、提升设计效率，都就是具备关键促进作用的。
四、学习目的和要求本门课程的教学目的和任务就是：通过对成组技术的教学并使学生研究如何辨识和挖掘生产活动中有关事物的相似性，并充分利用它，即为把性似性的问题归类成组，谋求化解这一组问题的相对统一的最优方案，已获得所希望的经济效益。
在有条件的情况下，应当在课余时间指导学生参予课堂教学，提升学生单一制工作的能力，掌控实例用作化解工程实际问题。
（一）要抓主要矛盾，有条件地略去一些次要因素，找出问题的本质。
（二）要抓住重点，按一定的相似性标准将有关事物归成组。
（三）必须存有较好的自学方法，可以运用对照或比较的自学方法，找到零件分类编码系统并使零件有关信息代码化，将有利于应用领域计算机辅助成组技术的实行。
五、本课程的自学方法为了学好本课程，首先要具有正确的学习目的和态度。
在学习中要刻苦钻研、踏踏实实、虚心求教、持之以恒。
在学习时要抓住基本原理，常用方法，基本步骤这一主线；要理解问题是如何提出和引申的，又是怎样解决和应用的；要注意各部分内容之间的联系，前后是如何呼1应的。
成组技术发展及应用
摘要：成组技术是用系统分析方法将具有某些相似信息的事物集合成组来进行处理的一种高效率的生产技术和管理技术。
成组技术是一门生产技术科学,研究如何识别和发掘生产活动中有关事物的相似性,并充分利用这种相似性为生产服务。
其基本方法是把相似的问题归类成组后,寻求这一组问题的最优解决方法，以取得所期望的经济效益应用在机械加工制造方面,就是以零件结构和工艺相似性为基础,合理进行生产技术准备和产品制造加工的方法它是从零件的特性中找共性,以成组化为手段,进行分类编码,扩大零件的加工批量。
实成批大量的生产方式,以提高多品种、中小批量生产的经济效益。
应用成组技术已经成为各大企业和工厂的必要方向。
关键词：发展历史发展方向生产方式工艺应用工艺优势
1：成组技术的发展历程
目前,成组技术与计算机技术相结合,开辟了计算机辅助设计(CAD)，生产过程自动化和生产管理自动化相结合的新途径。
成组技术从年代提出到如今已经历了近50 年的发展和应用。
成组技术作为一门综合性的生产技术科学是计算机辅助设计、计算机辅助制造，计算机辅助设计工艺和柔性制造系统等方面的技术基础。
我国早在60 年代初就在纺织机械、飞机、机床及工程机械等机械制造业中推广应用成组技术，并初见成效。
近年来，为适应我国社会主义经济建设的需要，要求机械工业加速技术工艺的步伐，尤其是需要对占重要比例的中、小型企业引进生产技术和组织管理的革新工作；因此，成组技术再度受到国家有关部、局和工厂企业，研究所及高等院校的重视。
目前，正积极开展这一方面的科学研究、人材培训和推广应用等工作。
原机械部设计研究院负责组织研制的全国机械零件分类编码系统JLBMI ，它将对我国推广应用成组技术起到积极推进作用。
近几年来，一些工厂实践经验表明，应用成组技术的经济效益是十分显著的。
我国不少高等工业院校结合教学和科研工作，在成组技术基本理论及其应用方面，如零件分类编码系统、零件分类成组方法和计算机辅助编码、分类、工艺设计、零件设计、生产管理的软件系统等方面都开展了许多研究工作，并取得了不少成
果。
可以相信，随着应用推广和科研工作的持续开展，成组技术对提高我国机械工业的制造技术和生产管理水平将日益发挥其重要的作用。
2：成组技术的优势
成组技术的核心是成组工艺，其主要优势主要表现在如下几个方面；
1）产品设计的优势
从产品设计的角度，成组技术主要的优点是它能够使产品设计者避免重复的工作。
换名话说，由于成组技术设计的易保存和易调用性使得它消除了重复设计同一个产品的可能性。
成组技术的另一个优点是它促进了设计特征的标准化，这样使得加工设备和工件夹具标准化程度大大提高。
2）刀具和装置的标准化
有相关性的工件分为一族，这使得为每一族设计的夹具可以被该族中的每一个工件使用。
这样通过减少夹具的数量从而减少了夹具的花费。
显然，一个夹具为整个族的零件只制造一次，而不是为每一个工件制造一个夹具.
3）提高了材料运输效率
当工厂的布局是基于成组原理时，即把工厂分为单元，每个单元由一组用于生产同一族零件的各种机床组成，这时
原材料的运输是很有效的，因为这种情况下零件在机床间的移动路径最短，这与以工艺划分来布局的传统意义上的加工路线形成对比。
4）分批式生产提高了经济效益
通常，批量生产是指大范围的表面上看起来没有什么共同之外的各种非标准的工件的生产，因此，应用成组技术生产的工件可以获得只有在大批量生产才能够获得的很高的经济利益。
5）加工过程和非加工过程时间的减少
由于夹具和材料等非加工时间的减少，使得加工过程和非加工时间相应地减少。
换句话说，由于材料传递在每一个单元内有效地进行，工件在机加工部门间有效地传送。
这与典型的以工艺布局的工厂形成对比，加工时间大大缩短。
这样，以成组技术原理设计的工厂的生产非加工时间相比以工艺布局的工厂要短的多。
6）更加快捷、合理的加工方案
成组技术是趋于自动化的加工方法。
可通过合理的工件分类和编码系统来获得，在这里，对于每一个工件，通过它的编码，可以很容易地从计算机中调出有关该工件的详细加工方案。
2：成组技术的应用
近几年来，成组技术的概念不仅从开始的机械加工工艺扩充到产品设计与制造的全过程，而且与计算机技术、数控技术结合起来，在CAD，CAPP，CAM乃至FMS，CIMS等现代制造技术领域起到重要作用。
它已涉及各类工程技术、计算机技术、系统工程、管理科学、心理学、社会学等学科的前沿领域。
日本、美国、苏联和联邦德国等许多国家把成组技术与计算机技术、自动化技术结合起来发展成柔性制造系统，使多品种、中小批量生产实现高度自动化。
全面采用成组技术会从根本上影响企业内部的管理体制和工作方式，提高标准化、专业化和自动化程度。
在机械制造工程中，成组技术是计算机辅助制造的基础，将成组哲理用于设计、制造和管理等整个生产系统，改变多品种小批量生产方式，以获得最大的经济效益。
3：成组技术未来的发展方向
时代在发展，成组技术本身也在发展. 需要从企业需求出发,从国家发展战略出发,从学科发展方向来研究成组技术的发展方向.
1）基于企业需求的成组技术的发展方向
企业需求是成组技术发展的主要动力。
目前在国外发展很快的基于网络的零件库能促进企业专业化分工, 但这种具有几千万种零件的零件库需要成组技术帮助进行合理化和便捷的搜索。
另外，企业信息化也需要成组技术支持。
过
程和产品信息的合理化是企业信息化前应做好的工作，而成组技术可以有效支持该工作. 典型零件(复合零件、主零件、零件母图)和典型工艺(复合工艺、主工艺文档) 等都是成组技术的产物。
在生产过程中连续改善、精益生产等的实施,成组技术更可以大显神威. 如成组夹具成组加工等都可以帮助企业降低成本。
2）基于国家发展战略的成组技术的发展方向
越是复杂的环境和应用, 成组技术越能发挥较大的作用. 因为,成组技术本质上是一种简约化的技术。
例如，国家在建立各种知识创新平台,支持企业的创新。
知识库是知识创新平台中的重要内容.。
成组技术可以帮助知识的条理化和编码化。
参考文献：
1：《成组技术的发展和应用》张怀亮
2：《成组技术的发展及应用》高云芳
3：《21世纪成组技术的发展方向初探》祁国宁。
