第22卷第4期河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)Vol.22No.4.2004年12月JOURNA OF HEBEI INSTITUTE OF ARCHITECTURAL ENCINEERINCDecember 2004成組技術(shù)孫冰心'龐永俊'柏永清'高 振玲21河北建筑工程學(xué)院;2華北航天工業(yè)學(xué)院摘要通過對成組技術(shù)概念的介紹,使大家了解到基于成組技術(shù)得到的工件加工工藝方法相比過去傳統(tǒng)的加工工藝方法具有無法比擬的優(yōu)越性.從而為成組技術(shù)的推廣創(chuàng)造了條件.關(guān)鍵詞機(jī)械加工;工 藝路線;新思路;成組技術(shù);對比.中圖號TP20引言成組技術(shù)是制造業(yè)的一個(gè)新技術(shù),它涉及到具有相似或相關(guān)屬性零件的標(biāo)識和分組，應(yīng)用成組技術(shù)可使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造變的更容易更經(jīng)濟(jì).這種新的生產(chǎn)技術(shù)在1920年形成于美國,一個(gè)叫FrederickTaylor的人提出了這種需要特殊操作的分組零件的想法.他的這-觀點(diǎn)在20世紀(jì)早期就得到了JonesandLamson機(jī)加工公司的認(rèn)同,他們利用了原始的成組技術(shù)形式來布置機(jī)械加工設(shè)備.他們使用成組技術(shù)的方法就是以產(chǎn)品來劃分加工部門，而不是以工藝或縮短路徑來劃分加工部門.今天,通過優(yōu)化構(gòu)造分類、編碼系統(tǒng)、軟件支持的應(yīng)用,利用工件的相似性使成組技術(shù)得到了實(shí)現(xiàn).1適應(yīng)成組技術(shù)發(fā)展的原因由于日益增長的國際競爭和快速變化的市場需求使現(xiàn)代制造工業(yè)正面臨著許多挑戰(zhàn).在下面例舉的這些挑戰(zhàn)只有在成組技術(shù)中才能解決.(1)工業(yè)生產(chǎn)傾向于產(chǎn)品品種更加楚多樣而每種產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)量減少,以此來滿足當(dāng)今社會不斷增長的個(gè)性化需求.換句話說,工廠中分批式生產(chǎn)的產(chǎn)品占有率越來越高,預(yù)計(jì)將來占全部產(chǎn)品的75%是小批量的.(2)介于以上原因,傳統(tǒng)意義上的加工部門(以加工工藝分類的部門) ,生產(chǎn)效率變得非常的低.因?yàn)樵诟鱾€(gè)機(jī)械加工部門間產(chǎn)生產(chǎn)品加工路徑的浪費(fèi).(3)為了縮短非加工時(shí)間,整合設(shè)計(jì)和制造階段加工路徑就顯得十分必要,以便于在國際市場競爭中占據(jù)有利形勢.2成組技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)(1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的優(yōu)勢從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度,成組技術(shù)主要的優(yōu)點(diǎn)是它能夠使產(chǎn)品設(shè)計(jì)者避免“重新發(fā)明輪子”的重復(fù)工作。換句話說,由于成組技術(shù)設(shè)計(jì)的易保存和易調(diào)用性使得它消除了重復(fù)設(shè)計(jì)同一個(gè)產(chǎn)品的可能性.一旦要求設(shè)計(jì)的某個(gè)零件被確定,該零件首先被編碼,然后檢索存儲于計(jì)算機(jī)存貯器中的該公司的設(shè)計(jì)庫,找出與這個(gè)碼相匹配的已有設(shè)計(jì),這樣便可以節(jié)省設(shè)計(jì)工作的大量時(shí)間.如果工件的設(shè)計(jì)未包括在公司的計(jì)算機(jī)存儲文件中,與需求接近的設(shè)計(jì)就會被調(diào)出并被放大以滿足要求.成組技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它促進(jìn)了設(shè)計(jì)特征的標(biāo)準(zhǔn)化,這樣使得加工設(shè)備和工件夾具標(biāo)準(zhǔn)化程度大大提高.(2)刀具和裝置的標(biāo)準(zhǔn)化中國煤化工有相關(guān)性的工件稱為-族,這使得為每一族工件設(shè)計(jì)YHCNMHG個(gè)工件使用.這樣收稿日期:2004 -05-10作者簡介:女,1972年,講師,張家口市,075024第4期孫冰心龐永俊柏永清高振玲成組技術(shù)103通過減少夾具的數(shù)量從而減少了夾具的花費(fèi).顯然,一個(gè)夾具為整個(gè)族的零件只制造-次, 而不是為每一個(gè)工件制造一個(gè)夾具.(3)提高了材料運(yùn)輸效率當(dāng)工廠的布局是基于成組原理時(shí),即把工廠分為單元,每個(gè)單元由一組用于生產(chǎn)同-族零件的各種機(jī)床組成,這時(shí)原材料的運(yùn)輸是很有效的,因?yàn)檫@種情況下零件在機(jī)床間的移動路徑最短.這與以工藝劃分來布局的傳統(tǒng)意義上的加工路線形成對比.(4)分批式生產(chǎn)提高了經(jīng)濟(jì)效益通常,批量式生產(chǎn)是指大范圍的表面上看起來沒有什么共同之處的各種非標(biāo)準(zhǔn)的工件的生產(chǎn).因此,應(yīng)用成組技術(shù)生產(chǎn)的工件可以獲得只有大批量生產(chǎn)才能夠獲得的很高的經(jīng)濟(jì)效益.(5)輕松一覽表把工件分成族并編制目錄,同族下再編制子目錄,由于這項(xiàng)工作是為每一族而不是為每-個(gè)工件作的,大大減少了工作量.(6)加工過程和非加工時(shí)間的減少由于夾具和材料等非加工時(shí)間的減少,使得加工過程和非加工時(shí)間相應(yīng)地減少.換句話說，由于材料傳遞在每-一個(gè)單元內(nèi)有效地進(jìn)行,工件在機(jī)加工部門間有效地傳送.這與典型的以工藝布局的工廠形成對比,加工時(shí)間大大縮短.后一種情況需要較多的在制品,使得庫存換新率及現(xiàn)金周轉(zhuǎn)產(chǎn)生不好的影響.這樣，以成組技術(shù)原理設(shè)計(jì)的工廠的生產(chǎn)非加工時(shí)間相比以工藝布局的工廠要短的多.(7)更加快捷、合理的加工方案成組技術(shù)是趨于自動化的加工方法.可通過合理的工件分類和編碼系統(tǒng)來獲得,在這里,對于每一個(gè)工件,通過它的編碼,可以很容易地從計(jì)算機(jī)中調(diào)出有關(guān)該工件的詳細(xì)加工方案.3阻礙成組技術(shù)廣泛應(yīng)用的因素(1)重新排放加工設(shè)備成組技術(shù)是與單元制造加工的概念有關(guān).這就需要重排放現(xiàn)存物理設(shè)備(加工工具)才能組成一個(gè)新的加工單元.事實(shí)上,這是一項(xiàng)令人厭倦的并且是代價(jià)昂貴的工作,有時(shí)甚至讓我們考慮這樣做是否值得可行.(2)大量的前期工作為應(yīng)用成組技術(shù),每一個(gè)存人工業(yè)倉庫的工件必須被編碼從而建成零件族.這顯然是一個(gè)大任務(wù)，從而為應(yīng)用成組技術(shù)造成了阻礙.然而，由于加工工廠或生產(chǎn)線的研究領(lǐng)域(如產(chǎn)品范圍)的原故,任何工廠實(shí)際上是處理有序的和類似的成組工件.相應(yīng)地,解決準(zhǔn)備工作問題的適合的方法是逐漸地去做工作.通過編碼把圖紙送入工廠.結(jié)果是大量新的未被編碼的工件送人工廠以圖短期達(dá)到平衡狀態(tài).(3)人對新鮮事物的認(rèn)同性人類本能地對未知的冒險(xiǎn)的事物具有抵觸情緒.這一原因使得管理者和行政人員很難認(rèn)同新的概念和原理,比如說成組技術(shù).4工件的分類和編碼為成功實(shí)現(xiàn)基于成組技術(shù)原理的分類和編碼,工件必須根據(jù)本身的特征來分類,編碼同時(shí)也反映這些特征.由于工件相似的特征,工件的調(diào)用或分組過程變成簡單的一件事.事實(shí).上,基于ZIP編碼分類和編碼方法的基本特征.實(shí)際上,獲得一族相似工件的信息是基于編碼而非基于檢查工件或工件的圖紙.雖然分類和編碼系統(tǒng)在全世界已經(jīng)得到發(fā)展,還沒有形成-一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn).這主要是由于系統(tǒng)必須滿足機(jī)構(gòu)特殊的需求.因此,發(fā)展成組技術(shù)分類和編碼方案白中國煤化工需求或調(diào)整現(xiàn)存的系統(tǒng)來滿足這些需求.TYHCN MH G,像前面提到的，成組技術(shù)有許多優(yōu)點(diǎn);主要應(yīng)用于兩個(gè)方m,xrmm電.出杰取關(guān)的目的是把成組104河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)第22卷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)溶人這兩個(gè)領(lǐng)域中,但是這很難做到,其結(jié)果是要么面向設(shè)計(jì)的要么面向制造的系統(tǒng).編碼系統(tǒng)的建立編碼系統(tǒng)可能僅僅是基于數(shù)字或字母的或字母和數(shù)字結(jié)合的形式.當(dāng)運(yùn)用字母編碼時(shí),每一個(gè)位置可能有26個(gè)不同的選擇,而使用數(shù)字編碼時(shí),每--個(gè)位置可能有10個(gè)不同的選擇.結(jié)果是,字母被使用來擴(kuò)大編碼方案的范圍并且使用也更靈活.有兩種編碼結(jié)構(gòu),即單-編碼和多編碼.單--編碼與分層、等級或樹狀有關(guān),編碼相鄰的每--個(gè)數(shù)字的含義擴(kuò)大了在它前面給定的數(shù)字的信息，因此,很明顯每一個(gè)數(shù)字的含義是根據(jù)前一個(gè)數(shù)字來的.單一編碼是短小的并且是面向輪廓的.由于它們的分層結(jié)構(gòu)的原故,它們不直接表示零件的屬性.它們通常被用于設(shè)計(jì)存儲和調(diào)用中,而在加工制造應(yīng)用中還不很成功.相反,在多編碼系統(tǒng)中每一個(gè)數(shù)字的含義完全依靠于其他數(shù)字并且通過編碼可以直接辨認(rèn)出工件的信息.基于這一原因,多編碼有時(shí)是指屬性碼.顯然,多編碼是面向加工制造的，由于這種較易辨認(rèn)的特征幫助工程師確定工件需要的加工過程.而且多編碼是--串特征串,它非常適應(yīng)于計(jì)算機(jī)的分析.然而,不管某一碼位所有的特征是否適用于正在編碼零件族中的某一零件,這一碼位必須被保留下來,使得多編碼很長.因此,工業(yè)實(shí)踐中,使用以上兩種編碼的混合結(jié)構(gòu),混合結(jié)構(gòu)中提取兩者的優(yōu)點(diǎn)去除兩者的缺點(diǎn).在混合結(jié)構(gòu)類型中,第-一個(gè)字母把整個(gè)工件族分成子族,從而可以使多編碼變短.為了完全消除編碼時(shí)可能發(fā)生的錯(cuò)誤,使用了--種互動式對話計(jì)算機(jī)程序,計(jì)算機(jī)可以提出問題,基于用戶在計(jì)算機(jī).終端的回答自動安排一個(gè)編碼給工件.自動編碼的例子是MICLASS系統(tǒng)( Metal Institute ClassificationSystem)(金屬工業(yè)分類系統(tǒng)),該系統(tǒng)由荷蘭的一個(gè)組織發(fā)起以便于科學(xué)研究,并且在美國近10年內(nèi)已經(jīng)在工業(yè)應(yīng)用上且有收獲.5加工場地的設(shè)計(jì)現(xiàn)在讓我們看看象這樣一個(gè)生產(chǎn)車間是如何設(shè)計(jì)的.在說明之前,我們需要了解一個(gè)新名詞,即復(fù)合工件.它是一個(gè)假定的具有一族零件中的所有零件所具有的特征,從而制造這一族零件所要求的各種工藝方法全被用于生產(chǎn)表示該族零件的“復(fù)合零件”中.屬于這一族的任何一個(gè)工件可以通過刪除的方法來獲得加工工藝.下一步工作是設(shè)計(jì)提供能夠加工代表一族零件的“復(fù)合工件”的加工設(shè)備和工作空間.每一種機(jī)器數(shù)量多少的確定是根據(jù)需要的機(jī)加工操作的使用頻率來確定的.換句話說,在-一個(gè)加工單元里,每一種機(jī)器的數(shù)量不一定是相同的.在確定一個(gè)加工單元中機(jī)器的種類和數(shù)量以后，設(shè)計(jì)機(jī)器的布局來實(shí)現(xiàn)工件在單元內(nèi)的有效流動.當(dāng)然,單元中機(jī)器的布局也必須保證原材料能順利地送入單元里和成品從單元的運(yùn)出.參考文獻(xiàn)[1]陳統(tǒng)堅(jiān).機(jī)械工程英語.北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1997Group TechnologySun Bingxin'Pang Yongjun'Bo Yongqing' Gao Zhenling21. Hebei Institute of Architecture and Civil Engineering2. North China Institute of Astronautic EngineeringAbstract This paper introduces the concept of group technology. Compared with traditional machining process ,he benefits of the machining process based group techno中國煤化工' must be developedin the future.THCNMHGKey words mechanical pocessing; technique; the new way for macrunung process meunoa; group technology ; comparison