下载文档原格式
揭示和利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组事物能够采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术，称为成组技术。
在机械创造工程中，成组技术是计算机辅助创造的基础，将成组哲理用于设计、创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。
模块化是指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把系统划分成若干模块的过程，有多种属性，分别反映其内部特性。
相同种类的模块在产品族中可以重用和互换，相关模块的罗列组合就可以形成最终的产品。
通过模块的组合配置，就可以创建不同需求的产品，满足客户的定制需求；相似性的重用，可以使整个产品生命周期中的采购、物流、制造和服务资源简化。
面向创造的设计是指在保证产品功能、性能的前提下，考虑高生产率、稳定的高质量、低得成本、良好的安全性、低得劳动强度、清洁的创造环境，从原料采购、毛坯创造到加工的全过程。
面向装配的设计是指在产品设计阶段设计产品使得产品具有良好的可装配性，确保装配工序简单、装配效率高、装配质量高、装配不良率低和装配成本低。
面向装配的设计通过一系列有利于装配的设计指南例如简化产品设计、减少零件数量等，并同装配工程师一起合作，简化产品结构，使其便于装配，为提高产品质量、缩短产品开辟周期和降低产品成本奠定基础。
并行工程是对产品及其相关过程(包括创造过程和支持过程)进行并行、集成化处理的系统方法和综合技术。
它要求产品开辟人员从一开始就考虑到产品全生命周期(从概念形成到产品报废)内各阶段的因素，并强调各部门的协同工作，通过建立各决策者之间的有效的信息交流与通讯机制，综合考虑各相关因素的影响，使后续环节中可能浮现的问题在设计的早期阶段就被发现，并得到解决，从而使产品在设计阶段便具有良好的可创造性、可装配性、可维护性及回收再生等方面的特性，最大限度地减少设计反复，缩短设计、生产准备和创造时间)精益生产是通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革，使生产系统能很快适应用户需求不断变化，并能使生产过程中一切无用、多余的东西被精简，最终达到包括市场供销在内的生产的各方面最好结果的一种生产管理方式。
武汉理工大学武汉理工大学机电工程学院罗丹成组技术(Group Technology)专业、重用、全局有一个人作了一个梦，梦中他来到一间二层楼的屋子。
进到第一层楼时，发现一张长长的大桌子，桌旁都坐着人，而桌子上摆满了丰盛的佳肴，可是没有一个人能吃得到，因为大家的手臂受到魔法师咒诅，全都变成直的，手肘不能弯曲，而桌上的美食，夹不到口中，所以个个愁苦满面。
但是他听到楼上却充满了欢愉的笑声，他好奇的上楼一看，同样的也有一群人，手肘也是不能弯曲，但是大家却吃得兴高彩烈。
原来每个人的手臂虽然不能伸直，但是因为对面的人彼此协助，互相帮助夹菜喂食，结果大家吃得很尽兴。
没有一个人可以不依靠别人而独立生活，这本是一个需要互相扶持的社会，先主动伸出友谊的手，你会发现原来四周有这么多的朋友。
在生命的道路上我们更需要和其它的肢体互相扶持，一起共同成长。
不能弯曲的手肘温馨提示：先主动伸出友谊的手，你会发现原来四周有这么多的朋友。
学习前的3个问题1) “成组”应用有效果吗？能起到作用吗？2) 什么是成组？生活中有“成组”的应用吗？3) 现代产品生产制造的批量情况是什么状况？前言0.1 学习本课程的目的0.2 课程的性质0.3 课程的重点0.4 教材与参考书0.1 学习本课程的目的1) 解决、寻求多品种、中小批量生产的优化方法2) 了解现代产品设计与制造工艺的途径——CAD/CAPP/CAE/CAM、制造网络3) 探求如何解决机械工业整个生产过程的问题（系统工程与生产工程结合）使设计、制造、管理最优化生产的实例Motorola（美）传真机2亿9千万种组合变化 松下（日）自行车1亿1千万种组合Raleigh（英）山地车15000种组合Benz（德）轿车Levi（意）牛仔裤Benetton（意）毛衣DELL（美）PC机Barbie（美）洋娃娃Acumins（美）维生素Hershey（美）巧克力0.2 课程的性质1) 综合性专业技术课——生产过程的优化如下：设计、制造、管理一体化用计算机为手段、采用系统工程的方法2) CIM、FMS的基础GT——PDM、ERP、CAM的基础——CAD/CAPP/CAM知识分类、建库需要GT原理CAD/CAPP/CAM、CIM、FMC/S、GT3) GT作为战略决策手段(“七五”重点推广项目，十六种现代管理方法)国际：适应性、竞争性，做到：“四化”——投入小、见效快产品设计模块化工艺准备规范化生产体制专业化(专业协作)制造技术柔性化(FMC/S)——适应性、竞争性4) 实践性强的应用科学技术适应性——应用的灵活性——科研的长期性——推广艰巨性分类编码系统零件分组GT在产品、工艺、夹具设计和加工车间布置上的应用0.4 教材与参考书▪许香穗, 蔡建国主编. 成组技术. 机械工业出版社,1997▪中国机械工程学会成组技术会情报网编. 国内外成组技术分类编码系统(上、下册). 中国机械工程学会生产工程学会成组技术研究会情报网, 1987▪(英) 加拉格尔, (英) 奈特著. 成组工艺. 机械工业出版社, 1981▪咸仁英等译著. 成组技术在生产管理中的应用(美). 经济科学出版社,1988第1章总论1.1 对现代生产组织和生产准备的要求1.1.1 竞争对现代生产组织和生产准备的要求1.1.2 改善生产指标的主要途径1.2 成组技术的基本概念及其发展过程1.2.1 成组技术的基本概念1.2.2 机械工业的生产类型与批量法则1.2.3 GT产生与发展过程1.3 成组技术的基本原理1.3.1 分类成组的客观基础1.3.2 零件的相似性1.3.3 零件的相似原理1.4 实施GT的技术经济效果1.4.1 GT的应用1.4.2 技术经济效益1.5 实施GT的方法步骤思考题1.1 对现代生产组织和生产准备的要求1.1.1 竞争对现代生产组织和生产准备的要求1.1.2 改善生产指标的主要途径1.1.1 竞争对现代生产组织和生产准备的要求1) 提高劳动生产率、降低成本——效益型企业2) 解决产品的多样性、生产的复杂性，适应多变的市场需求3) 研究发展生产、组织形式，管理方法理论增加固定、流动资金的利用率提高干部的技术水平，改善劳动环境1) 提高生产率的主要途径采用先进设计、制造、管理技术，工艺水平 实现机械化、自动化技术合理劳动组织、技术定额合理的工资和奖金2) 降低成本的主要途径成本分析：生产过程(工艺)：节能、减排(环保) 劳动生产率指标：人均产量/企业现状 设备利用率材料利用率资金效益在制品库存量3) 生产规模在不增加投资，满足产品多样性的情况下，缩短生产周期、提高产量（大规模批量定制）1.2 成组技术的基本概念及其发展过程1.2.1 成组技术的基本概念1.2.2 机械工业的生产类型与批量法则1.2.3 GT产生与发展过程1.2.1 成组技术的基本概念成组加工、成组工艺、成组技术、成组生产——成组技术GT (Group Technology)广义定义：成组技术是以相似性原理为基础，运用系统工程学的方法，采用统计学、计算机技术等为手段，将生产工程和管理工程有机结合起来以提高多品种、中小批生产水平，从而实现设计、制造、管理合理化和科学化的一门综合性技术。
浅谈成组技术在工艺设计中的应用作者：栾虔勇于蕾蕾来源：《职业·下旬》2011年第03期成组技术（GT）是近年来在国内外机械制造领域内得到快速发展的一种新的作业方式，它以相似理论为指导，以产品零件为对象，把同类归并在一起，用相同或相似的方法成组地进行处理，以消除多品种生产中的大量重复性作业，它能使产品多品种、中小批量生产达到大批量生产的效果。
一、齿座的特征及工艺性分析图1为行星传动减速机齿座的零件图。
从图中看出其加工精度要求高的是2—φAH7孔和止口φdH7，其尺寸精度为7级，并都以φdH7轴心线为基准，具有同轴度、端面跳动等技术要求。
F面和φAH7孔为电机定位尺寸，4—M6—6H是夹紧电机用螺纹孔；G面和止口φdH7为减速机输出端定位尺寸，φB圆周上的4—φ9孔用于紧固减速机。
在保证传递一定功率并满足客户接口尺寸的前提下，止口定位尺寸φdH7最大为φ95-0.035 最小为φ85-0.035 。
4—Φ9孔均布在最大为φ128，最小为φ108圆周上，电机用4—M6—6H均布在最大为φ108，最小为φ103圆周上。
轴向长度尺寸最大为55，最小为47。
经试验得知：针对减速机齿座加工精度分析，减速机输出过程中产生爬行运动的主要因素是2—φA孔对止口φd 的同轴度误差及止口端面的跳动误差。
使减速机行星传动部件转动精度超差的主要因素是2—φA孔的孔径及齿圈厚度10 -0.1的尺寸误差。
因此，对它们的加工是齿座加工的关键问题，工艺过程中需采取特别措施进行控制。
二、成组工艺设计根据齿座的技术要求和生产中的设备条件，零件在精车前已经过粗加工—正火处理—半精加工，其中外沟槽加工达到图样尺寸，不需要进行精加工。
考虑精加工后，零件既要保证尺寸精度，又要符合形位精度，故半精加工后预留的加工余量均为2mm。
精加工时，根据减速机齿座的特征及工艺性分析，本文选择以零件F面和φf外圆为定位基准，采用三爪卡盘装夹定位，精车止口φdH7及G面所在的内、外圆表面。
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。
零件统计学是实施成组技术过程中充分认识和利用有关事物相似性的有用的科学方法，为成组技术的创立提供了可以信赖的科学依据。
成组技术基本原理要求充分认识和利用客观存在着的有关事物的相似性，按一定的相似标准将有关事物归类成组。
二、成组技术的分类方法目前，将零件分类成组常用的方法有：1、视检法视检法是由有生产经验的人员通过对零件图纸仔细阅读和判断，把具有某些特征属性的一些零件归结为一类。
它的效果主要取决于个人的生产经验，多少带有主观性和片面性。
2、生产流程分析法生产流程分析法PFA（Production Flow Analysis）是以零件生产流程及生产设备明细表等技术文件，通过对零件生产流程的分析，可以把工艺过程相近的，即使用同一组机床进行加工的零件归结为一类。
生产流程分析法的有效性与所依据的工厂技术资料有关。
采用此法可以按工艺相似性将零件分类，以形成加工族。
3、编码分类法按编码分类，首先制定零件分类编码系统，将零件的有关设计、制造等方面的信息转译为代码（代码可以是数字或数字、字母兼用），把分类的零件进行编码，待零件有关信息代码化后，就可以根据代码对零件进行分类，零件有关生产信息代码化将有助于应用计算机辅助成组技术的实施。
三、成组技术的应用目前发展的成组技术是应用系统工程学的观点，把中、小批生产中的设计制造作为一个生产系统整体，统一协调生产活动的各个方面，全面实施成组技术以提高综合经济效益。
以下将从产品设计、制造及生产管理等方面简述成组技术的应用。
1、产品设计方面由于用成组技术指导设计，赋予各类零件更大的相似类，这就为在制造管理方面实施成组技术奠定了良好的基础，使之取得更好的效果。
此外，由于新产品具有继承性，使往年累积并经过考验的有关设计和制造的经验再次应用，这有利于保证产品质量的稳定。
以成组技术为指导的设计合理化和标准化工作将为实现计算机辅助设计（CAD）奠定良好的基础，为设计信息最大程度的重复使用，加快设计速度，节约时间做出贡献。
据统计，当设计一种新产品时，往往有3/4以上的零件设计可参考借鉴或直接引用原有的产品图纸，从而减少新设计的零件，这不仅可免除设计人员的重复性劳动，也可以减少工艺准备工作和降低制造费用。
2、制造工艺方面成组技术在制造工艺方面最先得到广泛应用。
开始是用于成组工序，即把加工方法、安装方式和机床调整相近的零件归结为零件组，设计出适用于全组零件加工的成组工序。
成组工序允许采用同一设备和工艺装置，以及相同或相近的机床调整加工全组零件，这样，只要能按零件组安排生产调度计划，就可以大大减少由于零件品种更换所需要的机床调整时间。
此外，由于零件组内诸多零件的安装方式和尺寸相近，可设计出应用于成组工序的公用夹具――成组夹具，只要进行少量的调整或更换某些零件，成组夹具就可适用于全组零件的工序安装。
成组技术亦可应用于零件加工的全工艺过程。
为此，应将零件按工艺过程相似性分类以形成加工族，然后针对加工族设计成组工艺过程。
成组工艺过程是成组工序的集合，能保证按标准化的工艺路线采用同一组机床加工全加工族的诸零件。
设计成组工艺过程、成组工序和成组夹具皆应以成组年产量为依据，成组加工允许采用先进的生产工艺技术，以成组技术指导的工艺设计合理化和标准化为基础，可以轻松实现计算机辅助工艺进程设计（CAPP）及计算机辅助成组夹具设计。
3、生产组织管理方面成组加工要求将零件按工艺相似性分类形成加工族，加工同一加工族有其相应的一组机床设备。
因此，很自然成组生产系统要求按模块化原理组织生产，即采取成组生产单元的生产组织形式，在一个生产单元内有一组工人操作一组设备，生产一个或若干个相近的加工族，在此生产单元内可完成诸零件全部或部分的生产加工。
因此可以认为成组生产单元是以加工族为生产对象的产品专业化或工艺专业化（如热处理等）的生产基层单位。
成组技术是计算机辅助管理系统技术基础之一。
这是因为运用成组技术基本原理将大量信息分类成组，并使之规格化、标准化，这将有助于建立结构合理的生产系统公用数据库，可大量压缩信息的储存量，由于不再是分别针对一个工程问题和任务设计程序，可使程序设计优化。
此外，采用编码技术是计算机辅助管理系统得以顺利实施的关键性基础技术工作，成组技术恰好能满足相似类产品及分类的编码。
第二节成组技术市场竞争日趋激烈，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％的机械产品是以中小批生产方式制造的。
与大量生产企业相比，中小批生产企业的设备工装多、劳动生产率低，生产周期长，产品成本高、生产管理复杂，市场竞争能力差。
大批大量生产相比，小批量生产方式无论在技术水平上还是经济效益方面都不能适应生产发展和低成本的需要。
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。
成组技术（Group Technology－GT）便是为了解决这一矛盾应运而生的一门新的生产技术。
也是针对生产中的这种需求发展起来的一种生产和管理相结合的科学。
成组技术已渗透到企业生产活动的各个环节，如产品设计、生产准备和计划管理等，并成为现代数控技术、柔性制造系统和高度自动化的集成制造系统的技术基础。
一、成组技术的基本原理充分利用事物之间的相似性，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，这种技术统称为成组技术（Group Technology 简称GT）。
加工零件虽然千变万化，但客观上存在着大量的相似性。
有许多零件在形状，尺寸、精度、表面质量和材料等方面具有相似性，从而在加工工序、安装定位，机床设备以及工艺路线等各个方面都呈现出一定的相似性。
成组技术就是对零件的相似性进行标识、归类和应用的技术。
其基本原理是根据多种产品各种零件的结构形状特征和加工工艺特征，按规定的法则标识其相似性，按一定的相似程度将零件分类编组。
再对成组的零件制定统一的加工方案，实现生产过程的合理化，如图8-7所示。
成组技术基本原理是利用事物相似性的原理，进行相似性的处理，具体做法是通过找出一个代表性零件(代表零件也可以是假拟的)，即主样件。
通过主样件解决全组（族）零件的加工工艺问题，设计全组零件共同能采用的工艺装备，并对现有设备进行必要的改装等。
成组技术首先是从成组加工发展起来的。
划分为同一组的零件可以按相同的工艺路线在同一设备、生产单元或生产线上完成全部机械加工。
一般加工工件的改变就只需进行少量的调整工作。
图8-7 成组技术原理简图实践证明，在中小批量生产中采用成组技术，可以取得最佳的综合经济效益。
归纳起来，实施成组技术可以带来以下好处：1）将中小批量的生产纲领变为大批大量或近似于大批大量的生产，提高生产率，稳定产品质量和一致性；2）减少加工设备和专用工装夹具的数目，降低固定投入，降低生产成本；3）促进产品设计标准化和规格化，减少零件的规格品种，减轻产品设计和工艺规程编制工作量；4）利于采用先进的生产组织形式和先进制造技术，实现科学生产管理。
二、常见分类编码系统为了对机械产品的零件进行科学的分类，便于计算机贮存和识别，必须把各种零件的数据信息化。
用一串数字和英文字母来描述零件的设计和工艺基本特征信息，称为零件的编码。
它是标识相似性的手段，依据编码按一定的相似性和相似程度再将零件划分为加工组，因此它是成组技术的重要内容，其合理与否将会直接影响成组技术的经济效果。
为此各国在成组技术研究和实践中都首先致力于分类编码系统的研究和制定。
分类编码方法的制定应该同时从设计和工艺两个方面来考虑。
从设计角度考虑应使分类编码方法有利于零件的标准化，减少图纸数量，也就是减少零件品种，统一零件结构设计要素。
从工艺角度考虑则应使具有相同工艺过程和方法的零件归并成组，以扩大零件批量。
但是考虑到零件的工艺过程在很大程度上决定于零件的结构形状，而工艺方法又是在不断改进提高的，因此可以把编码数字分为以设计特征为基础的主码和以工艺特性为基础的辅码。
目前国外采用的常用分类方法有20多种，编码位数一般为4~9位。
也有多达26位数字和字母的，把零件特征分得很细，但实际使用比较复杂。
主要分类方法有西德的Opitz和ZAFO，英国的Brisch，日本的KK-3和丰田分类法，苏联的BEPTH和我国的JLBM-1机械零件编码法则、BLBM兵器零件编码法则。
1．Opitz分类编码系统由西德阿亨工业大学的H·奥匹兹（H·Opitz）教授领导制定的。
由于它对扩大零件通用化和组织成组加工都较适合，在国际上获得较为广泛应用。
奥匹兹分类法采用九位数字编码，前五位是基本代码。
第一位数字是表示零件属于回转体还是非回转体以及尺寸大小的特征，第二位数字表示结构上的区别，第三、四、五位数字表示不同表面形状和加工特征。
后四位是辅助代码，即第六位数字表示零件的基本尺寸，第七位数字表示零件材料，第八位数字表示毛坯形状，第九位数字表示被加工表面的精度。
图8-8 所示为奥匹兹编码系统结构简图。
图8-8 奥匹兹分类编码系统结构2．JLBM-1分类编码系统JCBM分类编码是以Opitz分类系统为基础，结合了我国机床行业具体情况编制的。
