成组技术的发展及应用

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。随着我国经济的高速发展，社会对机械产品需求多样化的趋势也越来越明显。传统的针对小批最生产的组织模式存在很多矛盾。对单件、中小批最生产的工厂，一般按机群式布置车间的加工设备并组织生产，由于零件的加工按各自的工艺流程交叉、往返于各生产经典成组技术理论班组之间，为满足不同零件的加工就要采用所谓万能性的生产设备，势必造成这一生产类型的生产周期长、效率低、成木高、管理困难等缺点。 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，它能从根木上解决生产由于品种多、产最小而带来的矛盾。成组技术GT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。这就为提高多品种、小批最生产的经济效益提供了一种有效的方法。零件的相似性，包括零件在产品中的作用相似性和与其相对应的结构相似性。其作用相似性可从零件间的装配关系及零件图纸的某些信息来推断，而零件的结构相似性则可根据零件图的信息来确定，它又可划分为结构、材料和工艺3个类别。成组技术不仅用于零件加工、装配等制造工艺方ICI而且还用于产品零件设计、工艺设计、工厂设计、市场预测、劳动最测定、生产管理和工资管理等各个领域，成为企业生产全过程的综合性技术。三、零件分类成组方法及作用1、 零件分类标准 零件的分类是将在若干特征方面具有相似性的零件归结在一起。零件分类的困难在于制定适宜的相似性标准。如果相似性标准太高，要求过严，就会使零件不易汇集成组，导致不重要的特征差别掩盖了实际存在的并可利用的相似性。在极端情况下，会把对零件的分类转变为对零件的识别。然而相似性标准也不能太低，过于粗略，以致归属于同一组的零件总数太多，使组内零件间的差异太大，从而妨碍了很好地利用零件的相似性。2、编码分类法2（1） 特征码位法 按编码分类时，如果把编码完全相同的零件归属为一个零件组，这就要求同组零件有更多的特征属性相似，即标准太严，使零件组数过多，而每组零件种数却很少，这时可能出现的组数最大值。实际上，根据分类的目的，往往只需若干特征属性相似即可，这样只需在编码中选用若干特征码位来制定分类的相似性标准，只要特征码位的代码相同的零件皆可归属于同一零件组，此时可能出现的零件组数可以大大减少，而使零件组内有较多的零件种数。虽然这些零件仅在某些属性方面有共性，但却满足了分类目的的要求。（2） 码域法 适当放宽每一码位相似特征方面的范围，这样就允许编码虽不同，但具有一定零件特征相似性的零件仍可归属于同一零件组，即适当地扩大了成组的零件种数。为此，采用相似性特征矩阵，在矩阵内规定了每一码位的码域，当零件编码的每一码位代码都包括在相应的码域内，则称该零件与此特征矩阵相匹配，符合相似性标准，归属于一个零件族。（3) 特征位码域法 这是上述两种方法的综合，既抓住零件分类的主要特征方面，又能适当放宽其相似性要求，以期得到满意的结果，允许有更多的零件种数进入零件组。3、 零件分类编码的作用（1） 利用零件分类编码结果可以获得企业的零件频谱。 （2） 零件分类编码的结果是实现设计、工艺标准化的基础 。（3） 零件分类编码的结果提供了有效的检索手段。 （4） 零件分类编码系统的应用有利于实现专业化生产 。（5） 零件分类编码系统的应用有助于新的管理和制造模式的推广和应用。四、成组技术的应用 1、成组技术在产品设计中的应用 产品设计不仅是企业生产准备和成本预算的重要依据，而且还影响产品投放市场后的经济效益。在产品设计中应用成组技术首先要对企业中已设计、制造过的零部件编码成组，建立起设计图纸和资料的检索系统。当为新产品设计零件图纸时，设计人员将设计零件的构思如零件的结构形状、尺寸、大小等，转化成相应的分类代码，然后按该代码对其所属零件组的设计图纸和资料进行检索，从中选择可直接采用或者稍加修改便可采用的零件图。 产品中大量零部件的重复使用有利于降低成本，因此实现大规模定制的企业应该将对产品成本影响较大的零部件进行标准化、规范化对零件进行分析，将企业中相似零件进行合并、分解，提高零件的使用频率，减少企业内部的零件数，从而降低零件管理费用。 2 、成组技术在工艺规程设计中的应用 工艺规程是规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，是指导工人进行生产和技术性操作的基本文件，也是企业编制生产计划和作业计划，进行生产调度确定劳动组织，组织技术检查，安排原材料与毛坯供应等生产管理工作的重要技术依据。在工艺管理工作中，工艺规程占有重要地位，对产品的质量、成本、整个系统的优化都有极重要的影响。利用成组技术的计算机辅助工艺规程设计就可有效地避免上述弊端，采用成组工艺后，利用产品零件编码系统来识别产品的工艺特征，将特征类似的零部件进行工艺过程的统一和优化。工艺规程标准化经历了一个由按零件编码进行分类分组，到编制标准加工工艺规程的过程，然后将已编好的通用、专用工序卡及各类零件的标准工艺规程，按工艺编码系统的规定进行编码处理，以便重复使用、检索与保管3。在为加工工艺规程基本相同的工序编写工艺规程时，把它们分类成组，使工艺文件标准化，在生产中使用标准化工艺文件，可缩减生产技术准备的工作量和期限，减少工艺的种类及工艺装备，提高零件的生产率和加工质量，降低生产成本。3，成组技术在生产管理中的应用 目前企业的生产管理多是按产品进行分工，按型号进行管理。每个型号都有自己的一套生产计划，生产任务紧张时，矛盾就非常突出，重复性工作量大，生产效率低。不仅使计划目标难以实现，而且在人力、物力、财力各方而都造成了很多浪费。生产管理部门如果按专业进行成组生产系统管理，做出的计划就会比较科学并符合客观规律就能提高企业生产力负荷的均衡性，使生产过程有序化，确保生产调度的有效和及时使生产计划能按期、按质、按量地完成。五、 成组技术的发展趋势在企业和国家的需求驱动下，在新技术特别是信息技术的拉动下，成组技术的理论和方法在发生变化4，主要有： （1)大批量定制理论和方法，包括模块化设计理论、产品和过程集成优化方法、QFD(质量功能配置)理论、产品配置设计理论、产品变型设计理论等。针对具体行业，有相应的大批量定制理论和方法。 (2)系统集成理论，成组技术是系统集成的重要内容。现在系统集成越来越重要，如在分布化环境中的集成、在网络环境中的集成等等。 (3)网络环境中的成组技术:如大成组技术，跨企业大范围的成组技术、网络环境中的知识和信息的发现技术。 (4)知识经济背景下的成组技术:如知识的条理化、知识库的建立和管理、知识的重用等。参考文献：1庄品，周更然，张明宝.现代制造系统M.北京科学出版社2005 2王志博.分类成组方法J.工厂建设与设计19913 王秀伦.现代工艺管理技术M.北京中国铁道出版社20044祁国宁，顾新建.21世纪成组技术的发展方向初探J.成组技术与生产现代化2005