成組技術(shù)

第22卷第4期河北建筑工程學(xué)院學(xué)報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(guò)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(guò)去傳統的加工工藝方法具有無(wú)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)鍵詞機械加工;工 藝路線(xiàn);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)屬性零件的標識和分組，應用成組技術(shù)可使產(chǎn)品的設計和制造變的更容易更經(jīng)濟.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(guān)點(diǎn)在20世紀早期就得到了JonesandLamson機加工公司的認同,他們利用了原始的成組技術(shù)形式來(lái)布置機械加工設備.他們使用成組技術(shù)的方法就是以產(chǎn)品來(lái)劃分加工部門(mén)，而不是以工藝或縮短路徑來(lái)劃分加工部門(mén).今天,通過(guò)優(yōu)化構造分類(lèi)、編碼系統、軟件支持的應用,利用工件的相似性使成組技術(shù)得到了實(shí)現.1適應成組技術(shù)發(fā)展的原因由于日益增長(cháng)的國際競爭和快速變化的市場(chǎng)需求使現代制造工業(yè)正面臨著(zhù)許多挑戰.在下面例舉的這些挑戰只有在成組技術(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)的數量減少,以此來(lái)滿(mǎn)足當今社會(huì )不斷增長(cháng)的個(gè)性化需求.換句話(huà)說(shuō),工廠(chǎng)中分批式生產(chǎn)的產(chǎn)品占有率越來(lái)越高,預計將來(lái)占全部產(chǎn)品的75%是小批量的.(2)介于以上原因,傳統意義上的加工部門(mén)(以加工工藝分類(lèi)的部門(mén)) ,生產(chǎn)效率變得非常的低.因為在各個(gè)機械加工部門(mén)間產(chǎn)生產(chǎn)品加工路徑的浪費.(3)為了縮短非加工時(shí)間,整合設計和制造階段加工路徑就顯得十分必要,以便于在國際市場(chǎng)競爭中占據有利形勢.2成組技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)(1)產(chǎn)品設計的優(yōu)勢從產(chǎn)品設計的角度,成組技術(shù)主要的優(yōu)點(diǎn)是它能夠使產(chǎn)品設計者避免“重新發(fā)明輪子”的重復工作。換句話(huà)說(shuō),由于成組技術(shù)設計的易保存和易調用性使得它消除了重復設計同一個(gè)產(chǎn)品的可能性.一旦要求設計的某個(gè)零件被確定,該零件首先被編碼,然后檢索存儲于計算機存貯器中的該公司的設計庫,找出與這個(gè)碼相匹配的已有設計,這樣便可以節省設計工作的大量時(shí)間.如果工件的設計未包括在公司的計算機存儲文件中,與需求接近的設計就會(huì )被調出并被放大以滿(mǎn)足要求.成組技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它促進(jìn)了設計特征的標準化,這樣使得加工設備和工件夾具標準化程度大大提高.(2)刀具和裝置的標準化中國煤化工有相關(guān)性的工件稱(chēng)為-族,這使得為每一族工件設計YHCNMHG個(gè)工件使用.這樣收稿日期:2004 -05-10作者簡(jiǎn)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(guò)減少夾具的數量從而減少了夾具的花費.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)提高了材料運輸效率當工廠(chǎng)的布局是基于成組原理時(shí),即把工廠(chǎng)分為單元,每個(gè)單元由一組用于生產(chǎn)同-族零件的各種機床組成,這時(shí)原材料的運輸是很有效的,因為這種情況下零件在機床間的移動(dòng)路徑最短.這與以工藝劃分來(lái)布局的傳統意義上的加工路線(xiàn)形成對比.(4)分批式生產(chǎn)提高了經(jīng)濟效益通常,批量式生產(chǎn)是指大范圍的表面上看起來(lái)沒(méi)有什么共同之處的各種非標準的工件的生產(chǎn).因此,應用成組技術(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(guò)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(guò)程和非加工時(shí)間相應地減少.換句話(huà)說(shuō)，由于材料傳遞在每-一個(gè)單元內有效地進(jìn)行,工件在機加工部門(mén)間有效地傳送.這與典型的以工藝布局的工廠(chǎng)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金周轉產(chǎn)生不好的影響.這樣，以成組技術(shù)原理設計的工廠(chǎng)的生產(chǎn)非加工時(shí)間相比以工藝布局的工廠(chǎng)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(dòng)化的加工方法.可通過(guò)合理的工件分類(lèi)和編碼系統來(lái)獲得,在這里,對于每一個(gè)工件,通過(guò)它的編碼,可以很容易地從計算機中調出有關(guān)該工件的詳細加工方案.3阻礙成組技術(shù)廣泛應用的因素(1)重新排放加工設備成組技術(shù)是與單元制造加工的概念有關(guān).這就需要重排放現存物理設備(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)，從而為應用成組技術(shù)造成了阻礙.然而，由于加工工廠(chǎng)或生產(chǎn)線(xiàn)的研究領(lǐng)域(如產(chǎn)品范圍)的原故,任何工廠(chǎng)實(shí)際上是處理有序的和類(lèi)似的成組工件.相應地,解決準備工作問(wèn)題的適合的方法是逐漸地去做工作.通過(guò)編碼把圖紙送入工廠(chǎng).結果是大量新的未被編碼的工件送人工廠(chǎng)以圖短期達到平衡狀態(tài).(3)人對新鮮事物的認同性人類(lèi)本能地對未知的冒險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同新的概念和原理,比如說(shuō)成組技術(shù).4工件的分類(lèi)和編碼為成功實(shí)現基于成組技術(shù)原理的分類(lèi)和編碼,工件必須根據本身的特征來(lái)分類(lèi),編碼同時(shí)也反映這些特征.由于工件相似的特征,工件的調用或分組過(guò)程變成簡(jiǎn)單的一件事.事實(shí).上,基于ZIP編碼分類(lèi)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(lèi)和編碼系統在全世界已經(jīng)得到發(fā)展,還沒(méi)有形成-一個(gè)統一的標準.這主要是由于系統必須滿(mǎn)足機構特殊的需求.因此,發(fā)展成組技術(shù)分類(lèi)和編碼方案白中國煤化工需求或調整現存的系統來(lái)滿(mǎn)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,其結果是要么面向設計的要么面向制造的系統.編碼系統的建立編碼系統可能僅僅是基于數字或字母的或字母和數字結合的形式.當運用字母編碼時(shí),每一個(gè)位置可能有26個(gè)不同的選擇,而使用數字編碼時(shí),每--個(gè)位置可能有10個(gè)不同的選擇.結果是,字母被使用來(lái)擴大編碼方案的范圍并且使用也更靈活.有兩種編碼結構,即單-編碼和多編碼.單--編碼與分層、等級或樹(shù)狀有關(guān),編碼相鄰的每--個(gè)數字的含義擴大了在它前面給定的數字的信息，因此,很明顯每一個(gè)數字的含義是根據前一個(gè)數字來(lái)的.單一編碼是短小的并且是面向輪廓的.由于它們的分層結構的原故,它們不直接表示零件的屬性.它們通常被用于設計存儲和調用中,而在加工制造應用中還不很成功.相反,在多編碼系統中每一個(gè)數字的含義完全依靠于其他數字并且通過(guò)編碼可以直接辨認出工件的信息.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，由于這種較易辨認的特征幫助工程師確定工件需要的加工過(guò)程.而且多編碼是--串特征串,它非常適應于計算機的分析.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(lái),使得多編碼很長(cháng).因此,工業(yè)實(shí)踐中,使用以上兩種編碼的混合結構,混合結構中提取兩者的優(yōu)點(diǎn)去除兩者的缺點(diǎn).在混合結構類(lèi)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)生的錯誤,使用了--種互動(dòng)式對話(huà)計算機程序,計算機可以提出問(wèn)題,基于用戶(hù)在計算機.終端的回答自動(dòng)安排一個(gè)編碼給工件.自動(dòng)編碼的例子是MICLASS系統( Metal Institute ClassificationSystem)(金屬工業(yè)分類(lèi)系統),該系統由荷蘭的一個(gè)組織發(fā)起以便于科學(xué)研究,并且在美國近10年內已經(jīng)在工業(yè)應用上且有收獲.5加工場(chǎng)地的設計現在讓我們看看象這樣一個(gè)生產(chǎn)車(chē)間是如何設計的.在說(shuō)明之前,我們需要了解一個(gè)新名詞,即復合工件.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“復合零件”中.屬于這一族的任何一個(gè)工件可以通過(guò)刪除的方法來(lái)獲得加工工藝.下一步工作是設計提供能夠加工代表一族零件的“復合工件”的加工設備和工作空間.每一種機器數量多少的確定是根據需要的機加工操作的使用頻率來(lái)確定的.換句話(huà)說(shuō),在-一個(gè)加工單元里,每一種機器的數量不一定是相同的.在確定一個(gè)加工單元中機器的種類(lèi)和數量以后，設計機器的布局來(lái)實(shí)現工件在單元內的有效流動(dòng).當然,單元中機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出.參考文獻[1]陳統堅.機械工程英語(yǔ).北京:機械工業(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