成组技术第5章
物流工程课程第五章设施布置设计5.7 第五章 设施布置设计
车床组
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铣床组
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M
M
M
钻床组
Z
Z
Z
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磨床组
G
G
G
G
工艺原则示意图
其他
滚齿机 焊接 焊接
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图 钻削加工工段
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图 车削加工工段
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工艺原则布置的优缺点
工艺原则布置方式具有较高的柔性，无论是对产品品种、数 量的变化，还是对于加工设备的故障响应，由于批量加工及 闲置设备的存在，个别设备的故障或人员的缺勤不会对生产 系统造成大的影响；
将零件分类。一系列相似工艺要求的零件组成零 件族。针对一个零件族的设备要求所形成的一系 列机器，称作机器组。这些机器组即制造单元。
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成组原则布置可以认为是产品原则布置的缩 影，是将工艺原则布置系统转化为接近产品 原则布置系统。
相比于工艺布置，由于经过分组，其加工时 间较短、物流效率较高、在制品较低、准备 时间较短，同时又具有工艺原则原则布置的 柔性特点，因而是一种具有发展潜力的布置 方式。
车间布置设计应解决各生产工段（工作站）、辅助 服务部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、 通道、管线之间相互位置，同时，应解决物料搬运 的流程及运输方式。
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最早的设施规划与设计是工厂设计经验的总结，难 以满足生产经营的要求。
随着工厂和服务设施布置设计的发展和研究的深入， 加上系统工程、运筹学、计算机技术的发展应用， 出现一些先进的设计方法。
第5章 设施布置设计 Facility Layout Design
1
5.1 设施布置概述
设施布置与设计是决定企业长期运营效率重要的决策。 设施布置设计对生产系统极为重要，据测算，物料搬运和布
物流工程第五章
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产品原则布置的优缺点
优点： 产品产出率高，单位产品
成本低，专用设备投资也 因产量大而摊薄； 每一产品都按自己的工艺 流程布置设备，因此加工 件经过的路程最直接、最 短，无用的停滞时间也最 少； 由于操作人员只做一种产 品的一个工序，效率高且 所需培训少； 生产管理和采购、库存控 制等工作也因变化少而相 对简单。
工艺原则布置在服务业中也很常见，此时称为过 程原则布置。
例如综合医院的布置一般是将功能相似的检查设 备，如牙齿的X射线检查仪、内脏的X射线检查仪 等及相应的医护人员组成放射科，或将服务功能 相似的医生，如外科医生、精神科医生等分别组 成外科、精神科。
此外，汽车修理间、航空公司和公共图书馆都属 于这一类。
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作业单位的层次
设施
部门 部门 部门
工厂总平 面布置图
块 状 布 置
部门 图
工作中心 工作中心 工作中心
车间布 宏观
置图
详 细 布 置 图
工作地 工作地 工作地
宏观--微观的多次轮回
工作地布置 微观 设备布置图
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5.1.2 设施布置的原则
设施布置的好坏直接影响整个系统的物流、信息 流、生产经营能力、工艺过程、灵活性、效率、 成本和安全等方面，并反映一个组织的工作质量、 顾客印象和企业形象等内涵。
缺点： 主要在于但它要求较多的
专用设备； 对产品种类及产量变化、
设备故障等情况的响应较 差； 线上工作重复单调乏味， 缺乏提升机会，可能会导 致工人的心理问题或职业 伤害； 为了避免停产，设备备用 件的库存可能比较大。
《现代设计方法》课件第5章
第5章 相似设计与模块化设计
（7）同类相似：同一类事物之间的相似特性。例如， 不同型号汽车外形特征、内部结构等特性相似。对于同类相 似特性，因遵从相同自然规律，故可用相同数学方程式来描 述。
（8）异类相似：不同类之间的相似。例如，温度场、 电势场和重力场是不同类型的场，但都可用同一个微分方程 来描述。
相似设计法以定律分析法、方程分析法或因次（量纲）分析 法为基础，根据事件之间的联系导出相似准则，根据相似原理建 立起对应的模型并推广到产品实物上，从而得到表征实际产品工 作规律的模型，以此开始产品的整体和局部设计。
第5章 相似设计与模块化设计
由前述已知，在进行产品结构设计时，把功能和原理相 同，结构相同或相似，而结构尺寸和主要规格参数按照一定 比例关系变化的纵系列产品称为相似系列产品。它是在基型 产品的基础上，按照相似原理通过一定的计算而求出的，所 以采用相似设计可缩短产品设计周期，提高设计效率，降低 设计成本。
在进行产品性能设计时，采用相似设计方法可快速、准 确建立模型并进行模型分析与试验。
第5章 相似设计与模块化设计
5．2．2 相似的基本理论 1.相似的概念及类型 相似、相像是自然界普遍存在的现象，一般可将相似分
为以下几种类型。 （1）一般相似：广义上的事物间普遍存在的相似。它
包括自然科学、社会科学、工程技术中各种系统特性相似， 例如，社会分工的相似性，社会发展的相似性，机械工程中 组合设计、成组技术等。
第5章 相似设计与模块化设计
3．优先数系列及优先数的选用 优先数系列的选用原则及方法如下所述。 （1）在满足技术与经济要求的前提下，遵循“先疏后 密”的原则，尽可能采用基本系列并按照R5、R10、R20、 R40的顺序选择。 （2）当基本系列不能满足要求时，可选用公比较大和 延伸项中包含有项值为1的派生系列。 （3）在产品系列范围很宽，不同区间内需要量和功能 价值相差很大时，可分段选用基本系列和派生系列而组成复 合系列。
机械CADCAM课后习题答案 第四版
第一章概述1. CAD、CAPP、CAM 技术各具有哪些功能？为什么要进行CAD/CAM 技术的集成？2. 分析应用CAD/CAM 系统进行产品开发设计的作业过程及其特征。
3. 简述CAD/CAM 系统硬件的组成，并分析各自在系统中的作用。
4. 简述CAD/CAM 系统软件的组成，并分析各自在系统中的作用。
5. 概述CAD/CAM 技术的发展过程及其应用领域。
6. 分析CAD/CAM 技术的未来发展趋势。
第二章CAD/CAM 支撑技术1. 阐述数据结构的概念。
何谓数据的逻辑结构?何谓存储结构?2. 阐述栈与队列数据结构的概念及其特点。
3. 简述数据的文件管理与数据库管理的区别。
4. 何谓层次模型、网状模型和关系模型数据库?为什么当前所使用的数据库系统大多为关系型数据库?5. 什么是工程数据库?与一般商用数据库比较，工程数据库有哪些特点?6. 什么是产品数据管理（PDM）？它有哪些功能作用？并说明PDM 的实施对CAD/CAM 系统集成的意义和作用。
7. 简述计算机局域网的组成和常用的拓扑结构。
8. 阐述常用的网络CAD/CAM 系统结构模式和作业原理。
9. 描述可视化技术的含义及其基本流程。
10. 常用的知识表示方法有哪些？分别阐述产生式表示法和框架表示法是如何进行知识表示的。
11. 什么是正向推理？什么是反向推理？各自有何特点？12. 专家系统的基本组成有哪几部分？各部分的功能作用如何？简要描述专家系统的工作原理。
第三章数据处理技术1. 在CAD/CAM 作业中如何对数表和线图进行计算机处理?2. 分析函数插值与函数拟合的不同点和共同点。
第四章图形处理技术1. 何为窗口？何为视区？如何将窗口内的图形在视区内显示？2. 闸述Cohen-Sutherland 直线段的剪裁方法与处理步骤。
3. 描述多边形剪裁的基本思想。
4. 有一任意平面直线段，试求将之变换到与X 轴重合的复合变换矩阵。
5. 分析计算机辅助绘图的各种方式特点以及应用场合。
操作系统第三版第5章习题解答
第5章习题解答一、填空1．一个文件的文件名是在创建该文件时给出的。
2．所谓“文件系统”，由与文件管理有关的那部分软件、被管理的文件以及管理所需要的数据结构三部分组成。
3．块是辅助存储器与内存之间进行信息传输的单位。
4．在用位示图管理磁盘存储空间时，位示图的尺寸由磁盘的总块数决定。
5．采用空闲区表法管理磁盘存储空间，类似于存储管理中采用可变分区存储管理方法管理内存储器。
6．操作系统是通过文件控制块（FCB）感知一个文件的存在的。
7．按用户对文件的存取权限将用户分成若干组，规定每一组用户对文件的访问权限。
这样，所有用户组存取权限的集合称为该文件的存取控制表。
8．根据在辅存上的不同存储方式，文件可以有顺序、链接和索引三种不同的物理结构。
9．如果把文件视为有序的字符集合，在其内部不再对信息进行组织划分，那么这种文件的逻辑结构被称为“流式文件”。
10．如果用户把文件信息划分成一个个记录，存取时以记录为单位进行，那么这种文件的逻辑结构称为“记录式文件”。
二、选择1．下面的 B 不是文件的存储结构。
A．索引文件B．记录式文件C．串联文件D．连续文件2．有一磁盘，共有10个柱面，每个柱面20个磁道，每个盘面分成16个扇区。
采用位示图对其存储空间进行管理。
如果字长是16个二进制位，那么位示图共需A字。
A．200 B．128 C．256 D．1003．操作系统为每一个文件开辟一个存储区，在它的里面记录着该文件的有关信息。
这就是所谓的 B 。
A．进程控制块B．文件控制块C．设备控制块D．作业控制块4．文件控制块的英文缩写符号是 C 。
A．PCB B．DCB C．FCB D．JCB5．一个文件的绝对路径名总是以 C 打头。
A．磁盘名B．字符串C．分隔符D．文件名6．一个文件的绝对路径名是从 B 开始，逐步沿着每一级子目录向下，最后到达指定文件的整个通路上所有子目录名组成的一个字符串。
A．当前目录B．根目录C．多级目录D．二级目录7．从用户的角度看，引入文件系统的主要目的是D 。
先进制造系统习题答案
第一章先进制造系统总论1、理解制造的概念？从“制造过程”上来看，制造的含义有狭义与广义之分。
（1）狭义制造。
又称为“小制造”，是指产品的制作过程。
或者说，制造是使原材料在物理性质和化学性质上发生变化而转化为产品的过程。
（2）广义制造。
又称为“大制造”或“现代制造”，它是指产品的全生命周期过程。
广义制造包含了4个过程：1)概念过程（产品设计、工艺设计、生产计划等）；2）物理过程（加工、装配等）；3）物质（原材料、毛坯和产品等）的转移过程；4)产品报废与再制造过程。
2、简述制造业的发展历程。
制造业的发展可以分为3个时代：古代制造业的发展、近代制造业的发展、现代制造业的发展3、制造业是“夕阳产业”吗为什么制造业是发展现代物质文明的基础，是国防安全的保障；是国民经济的主体和支柱，是国家工业化、现代化建设的动力源；是技术进步的主要舞台，是在国际竞争中取胜的法宝。
那种人为“现在已进入新的经济时期，制造业已经成为夕阳产业可不予重视”的观点和“非物质经济已成为主导”的提法是完全错误的。
从整体上说，只有“夕阳产品”、“夕阳技术”，而没有“夕阳产业”。
制造业是“永远不落的太阳”。
4、产品生命周期的概念。
产品全生命周期是指一个产品从构思到出生从报废到再生的全过程。
5、中国制造业面临的最主要的问题是什么？试剖析其原因。
有以下三种问题：（1）制造系统的问题。
1）劳动生产率及工业增加值率低；2）我国制造业处于全球产业链的低端；3）技术创新能力十分薄弱。
4）制造业的结构不尽合理。
（2）制造模式的问题.。
1）企业体制的不适应；2）经营理念的不适应；3)生产管理手段的不适应；4)企业组织结构的不适应。
（3）制造技术问题。
1)设计技术；2）制造工艺与装备；3）制造过程自动化。
原因：1、资源和环境的约束；2、缺乏自主知识产权的技术和品牌以及面向全球市场的销售渠道；3、原材料和劳动力价格的上涨，使得中国制造业的成本急剧上升；4、人民币汇率大幅升值，导致外贸出口成本上涨。
第五章--设施布置设计(工厂布局设计)
工厂布局设计
机械与运载工程学院
场（厂址） 选择 设施规划 与设计 设施设计
布置设计 物料搬运系统设计 建筑设计 公用工程设计 信息系统设计
工厂布局设计
机械与运载工程学院
引导案例
36700道工 序
367元
12600多 个零件
工厂布局设计
12.6公里
机械与运载工程学院
引导案例
东风汽车公司前身是70年代开始建设的第二汽车制造厂， 位于湖北省十堰市。 22个专业厂分布于十堰市各山坳内，布 局十分分散，东西距离近30公里。 没有考虑大物流量生产所必需遵循的“移动距离最小原则 ”，在生产系统规划与设计中没有进行正确的物流分析，工 厂布置分散，22专业厂分散在山坳。 由于零件工艺线路长，专业厂相互之间复杂的协作关系， 加上厂房车间地域上的分散，东风公司的生产组织极其复杂 ，物流始终是压在企业肩上的一个重担。
人的心理问题或职业伤害； 为了避免停产，设备备用件的库存可能比较大。
工厂布局设计
机械与运载工程学院
（2）工艺布置原则（机群式）
把同类型的设备和人员集中布置在一个地方。
工厂布局设计
图4 工艺原则布置示意图
机械与运载工程学院
图5 钻削加工工段 工厂布局设计 机械与运载工程学院
图5 车削加工工段 工厂布局设计 机械与运载工程学院
工序同期化的措施有：
提高设备的生产效率。可以通过改装设备、改变设备型号同
时加工几个制件来提高生产效率； 改进工艺装备。采用快速安装卡具、模具，减少装夹零件的 辅助时间； 改进工作地布置与操作方法，减少辅助作业时间；提高工人 的工作熟练程度和效率； 详细地进行工序的合并与分解。
工厂布局设计
机械与运载工程学院
CAPP考试资料
第一章 现代制造系统P1 ✧ 机械工业的分类 P10 ✧ 现代集成制造系统的发展趋势包括哪些方面？ P2 ✧ 机械工业行业的特点 ✧ 敏捷制造的基本思想是什么？有何特征？ P3 ✧ 机械制造系统的概念P11 ✧ 虚拟制造P4 ✧ 机械自动化的概念✧ 机械制造自动化系统的特点、分类 ✧ 精益生产的基本思想是什么？有何特征？ P12✧ 智能制造的概念P5 ✧ CAM 的概念（广义、狭义） P14 ✧ 网络化制造的概念、内容与关键技术 P6 ✧ 计算机集成制造系统的含义✧ 并行工程的概念、特点P7✧ 计算机集成制造系统有哪些部分组成第二章 成组技术与CAPP 的原理P18✧ 机械类产品零件的分布规律 ✧ 成组技术的实质✧ 成组技术的概念（广义、狭义）P30 ✧ 常用零件分类成组的方法有哪些?编码分类法的原理 P34✧ 工艺设计工作主要包括P35 ✧ 传统设计方法对工艺人员提出的要求 P19 ✧ 成组技术的任务和目标 ✧ 成组技术的应用 ✧ 手工编制工艺的步骤✧ 传统工艺设计方法阻碍设计效率的表现 P20 ✧ 成组技术的发展P36 ✧ CAPP 的含义、优点 P21 ✧ 什么是零件分类编码系统✧ 建立零件分类编码系统时要考虑的因素 P37 ✧ CAPP 系统的工作原理P22 ✧ 零件分类编码系统的结构形式P37 ✧ CAPP 系统的分类（从基本工作原理、实现方式、适用平台、功能） P23 ✧ Opitz 、JLBM-1、KK-3分类编码系统的结构特点P42 ✧ 企业信息化的概念、层次、阶段 P27 ✧ 刚性编码系统的优缺点P46 ✧ CAPP 系统的发展趋势如何P28✧ 什么是柔性分类编码系统？与刚性编码系统相比有何特点？P48 ✧ 应用CAPP 技术能为企业带来哪些方面的效益工艺设计的主要任务及作用。
任务：为被加工零件选择合适的加工方法和加工顺序，以便能按设计要求生产出合格的零件。
作用：产品制造过程中一项重要的技术准备工作，是连接产品设计与车间生产的纽带，它所生成的工艺文件是指导生产的重要文件及制订生产计划与调度的依据。
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成组夹具与组合夹具
成为许多加工中心的一部分
a）基础件
b）支承件
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成组夹具与组合夹具
BIUCO孔系组合夹具组装示意图
LOGOቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
成组夹具与组合夹具
组合夹具：加工对象不大确定，通用范围大， 结构更复杂； 成组夹具：加工对象明确，调整范围限于本 组零件，属专业化可调夹具。 很多成组夹具的基础部件采用类似”组 合夹具”的标准零部件(基础件和支撑件)。
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机械制造自动化现代技术
成组技术(GT)
主讲: 潘旭东
2014-1-10
第五章 成组技术在产品工艺设计中的应用
几个概念
生产过程：由原材料到成品之间各个相互关联 的劳动过程的总和。 机械加工工艺过程：直接改变毛坯形状尺寸和 材料性能，使之变成成品的过程。 机械加工工艺规程：把机械加工工艺过程的有 关内容以文字表格形式确定下来的技术文件。 工艺设计包括：1)编制工艺规程、2)设计和选 择工装(工夹量具、专用设备和机床)、3)完成 车间的平面设计。
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§3 成组夹具设计
基础部件——夹具体、夹紧机构、 传动装置 可调部分——定位、夹紧、导向和 对刀等元件的可调换件。
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§3 成组夹具设计
2．成组夹具的分类及调整 1）更换式 P93图5-7 针对可调部分 钻套或是定位件 2）调节式 有级 无级 P103图 5-20 3）综合调节式 更换+调节 P104图5-22 定位元件或钻孔位置 4）配置多套定位元件 P106图5-23
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§3成组夹具设计
3．成组夹具的设计步骤 1）收集原始资料； 2）分析同组零件结构特征； 3）分析同组零件及所使用的机床、刀具对 夹具的要求； 4）确定定位和夹紧方案； 5）确定调整方法、按尺寸划分调整组； 6）夹具总装图设计，包括必要的计算（定 位精度、强度、夹紧力等）。
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§2 成组工艺规程的设计
成组工艺规程 的设计包括 工艺路线设计----工艺过程卡 工序设计--------工序卡 综合零件法(主样件法) 综合路线法(复合路线法) 样件法(派生法) CAPP 创成法
成组工艺规程 的编制方法
综合法(半创成法)
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§3 成组夹具设计
定义：针对一组零件的某一道工序而专门设计的夹 具。与拼合夹具(组合夹具)不同。 特点：针对同一工序加工的一组零件，采用可调、 可换的夹具调整件来适应。 依据：同类零件的结构、轮廓尺寸、安装方式、加 工方法相似，必然存在夹具结构上的相似。
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成组夹具与通用夹具
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成组夹具与通用夹具 通用夹具：要求工件定位基准简单，是机 床附件，通用性强； 成组夹具：用于工件定位基准较复杂或组 合定位基准，适应一组或几组零件的加工
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成组夹具与专用夹具
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成组夹具与专用夹具 专用夹具：专供某一种零件工序之用， 不可调，适于大批量生产；
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§1在产品工艺设计中应用成组技术的意义
优越性
1.消除相似零件工艺过程不必要的多样性。 传统的工艺设计无论零件如何相似都必须 一个一个地编制工艺规程，而成组工艺设 计是编制一组零件的工艺规程。 2.可减少工艺装备的数量和种类。 3.便于采用先进的生产方式，如流水线或 自动线。 4.可提高生产管理水平。
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成组夹具：供一组零件工序之用，可调、 换
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成组夹具与组合夹具
组合夹具：由预先制造 好的通用标准零部件经 组装而成的专用夹具， 是一种标准化、系列化、 通用化程度高的工艺装 备。其特点是组装迅速、 周期短；通用性强，元 件和组件可反复使用； 产品变更时，夹具可拆 卸、清洗、重复再用； 一次性投资大，夹具标 准元件存放费用高；