3计算机辅助成组技术

早期方法，人工分析
– 根据零件的加工工艺路线，分析其关键机床而进行 分组。 – 步骤：
1. 2. 3. 4. 列出各零件的工艺路线，形成工艺路线表； 分析关键机床（使用较多的机床），找出基本零件； 将基本零件合并成零件组，同时形成机床组； 检查各机床负荷率。
– 特点：
• 关键机床的定义； • 只关心是否使用某机床，不关心顺序； • 情况复杂时不适用（如表3-15的例子）。
3.3.1编码结构
2.
码域信息排列方式
全组合排列：列出所有情况 选择组合排列：选出信息中不可能同时出现的再进行 分类信息全，含义明确；受环节数限制，安排信息量有限 组合排列
若有N种单一信息，则纵向环节数至少 不会出现多义性，但信息种数少于选择排列法
原理 无形状要素 A A+D A+D+E B B+D B+D+E 实例（基本内形） 无孔 直径无变化 有通 直径 无功能槽 孔 变化 有功能槽 轴 一 直径无变化 端 盲 直径 无功能槽 向 孔 变化 有功能槽 两 直径无变化 端 孔 盲 直径 无功能槽 孔 变化 有功能槽
0 1 2 3 4 5 6
7C 8 C+D 9 C+D+E
3.3.2 对零件编码系统的基本要求
明确、无“多义性”，简单； 永久性，可延续性； 满足企业使用要求，并具有可扩展性； 便于计算机处理； 尽量采用标准，不满足时建立本企业、部门 的特定编码系统。
3.3.3 常用编码系统
VUOSO系统
– 最早的编码系统，捷克斯洛伐克 – 多级系统：十进位的4位代码系统 – I<II-III-IV – 系统特点：
3.3.3 常用编码系统
VUOSO系统
思考下图中零件的分类编码
5314
3.3.3 常用编码系统
OPITZ系统
– 德国 – 十进制9位代码的组合结构系统 – 横向分类环节分主、辅码
• 主码5位，描述基本形状要素 • 辅码4位，描述零件与工艺有关的信息
– 表１：OPITZ系统的基本结构（P42 表3-9）
实例(同心螺纹) 无螺纹 等距螺纹 变距螺纹 锥形螺纹 1+2 1+3 2+3 1+2+3 其他同心螺纹 (1~7)+8
3.3.1编码结构
2.
码域信息排列方式
全组合排列：列出所有情况 选择排列：根据零件信息特点和出现频率，有选择性 分类信息全，含义明确；受环节数限制，安排信息量有限 地组合、排列
若有N种单一信息，则纵向环节数至少 信息数量较多，但易出现多义性 后项包括前项
i =0
• 混合式：链式＋树式
3.3 零件的分类编码系统
3.3 零件的分类编码系统
编码方法的优点：
– 客观反映零件固有特性，不受企业经验约束 – 有利于采用计算机处理零件特征信息 SULZER: (10+10+9)位码
工件 工序 设备 工件形状：3位 唯一 起识别作用 – 零件的识别码：件号或图号 工件子系统 工件成形、加工方式：5位 – 零件的分类码：成组技术中使用 可重复 代表相似 工件尺寸范围：2位 1. 总体结构 P36 工序子系统 工序编码：5位 工序辅助编码：5位 整体式 无明显功能分隔 设备子系统 设备编码：4位 主辅码组合式 主码：设计性特征 辅码：工艺特征 设备辅助编码：5位 子系统式 分若干主要要素的相似性标准
6 O O O O
3 8 5 2 7 4 O O O O O O O O O O O O O O O O O O
1 2 4 8 3 6 7 5 9 10
1 O O O O
6 8 3 2 5 7 4 O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O
调整表格中行列 的位置，使“O” 排列尽量归组。
3.4 零件的分类成组方法
1.
视检法
– 具有丰富生产实践经验的工程技术人员进行 – 分类依据：结构形状、尺寸、工艺特征、生产批 量 – 适用于结构、工艺特征较简单、数量较少的场合
2.
生产流程分析法
– 依据：加工工艺→ 加工族 – 方法：
• • • 关键机床法 顺序分枝法 聚类分析法
－－生产流程分析法 关键机床法
零件复杂程度
零件复杂性出现率分布图
C类：简单件（标准件）。如销、键、螺钉、螺母、垫圈 等。特点：结构简单；单件价格低；再用性高；出现率低 （5~20%）。 B类：相似件。如轴、齿轮、法兰等。特点：复杂程度、 再用性和单件价格均介于A、C类之间；出现率很高（70% 左右）。
3.1 基本原理
GT的核心：成组工艺
3.3 零件的分类编码系统
零件分类原理：按特征分类
～～～～～～～～～～～～～～ 用数字描述零件的各种特征（几何形状、尺寸、工艺等） 零件特征数字化
– 结构特征：几何形状、尺寸大小、结构功能、毛 坯类型等 – 工艺特征：毛坯形状、加工精度、表面粗糙度、 加工方法、材料、定位夹紧方法、选用机床等 – 生产组织与计划特征：加工批量，制造资源状 况，工艺过程跨车间、工段、厂际协作等
基本相似性：几何形状、尺寸、功能要素、精度、材料 二次相似性：以基本相似性为基础，在制造、装配等生 产、经营管理等方面导出的相似性
3.1 基本原理
按复杂程度将45000 种零件分为3类：
A类：复杂件（特殊件）。 如床身、机架、主轴箱 等，多是关键性零件。特 点：结构复杂；单件价格 高；再用性低、出现率低 （5~10%）。
组 零件 各级分枝组序号 2.并枝：从分枝级别最高一级开始→低级别，分 进入本分枝组的零件数 数 数 成若干加工族 1 2 3
－－生产流程分析法 聚类分析法
– 用数学方法定量确定零件间的相似程度，进行聚类 成组。 – 单链聚类分析法 P50 步骤：
1. 计算相似系数，填入原始相似系数矩阵
S ij =
• 结构简单、紧凑； • 采用（L、L/D；B、B/D）为尺寸标志，便于工艺设 计； • 横向分类环节数少，信息描述粗糙； • 有些环节未充分应用。
3.3.3 常用编码系统
3.3.3 常用编码系统
VUOSO系统
思考下图中零件的分类编码
3.3.3 常用编码系统
VUOSO系统
思考下图中零件的分类编码
1 0
2 0
0 8 7 8 23
族 序号 零件号 族 1245 1,17 124 7 – 步骤： 125 9 I II 12 5,19,20 1.分枝： 10 7
顺序分枝法
序号 零件号 族 序号 零件号 族 序号 零件号 1345 15,22,23 2345 3,18 1234 4 (特) P48 8 134 245 6 135 11,21 24 12 III IV 154 16 34 14(可) ３ １ 13 10 1)根据工艺过程代码决定最高分枝组级数＝最长代码 14 2 (可) 位数 15 13 (可) 2)分枝，作如表3-16的表格，将数据填入。
计算机辅助成组技术
GT: Group Technology
3.1 基本原理
单一品种、大批量生产：自动化专用设备和流水线 多品种、中小批量生产：成组技术
GT的理论基础：相似性
– 产品相似性 – 零件相似性 – ……
零 件 级
也称：派生相似性 产品设计、成本估算、 工艺设计、工时计算、 毛坯制造、材料处理、 加工方法、计划调度、 工具工装、程序软件、 装配
N ij N ij + N i + N j
=
N ij N I + N J − N ij
N ij : x i、x j 共同使用的机床 N I x i 使用的机床 : N i x i 单独使用的机床 :
即：xi、xj共同使用的机床/ xi、xj总共使用的机床 2. 单链聚类，画聚类树型图。按相似系数高→低进行
1 2 3 4 5 6 7 8 1 O O O O 2 O O 3 O O O 4 O O O 5 O O 6 O O O 7 O O 8 O O O 9 O O 10 O O 1 表3-13例子 1 O 4 O 8 O 2 O 3 6 7 10 5 9
按机床使用频 率顺序列出， 并将用到某台 机床的零件尽 可能列在一起。
3.3 零件的分类编码系统
零件分类系统
– 单级：类－组 – 多级：类－级－组－型 偏重于工艺因素 偏重于结构
• 链式：横向分类环节间无联系（并列关系），各自独 立，后项含义与前项无关 如：P41 IV与之前环节 环节间用符号“－”表示； 分类环节总数＝M ×N • 树式：横向分类环节间树式关系（隶属关系），后项 含义根据前项不同而不同如：P41 I、II环节 环节间用符号“<”表示； N 2 N 分类环节总数 = M + M + ...... + M = ∑ M i
如：苏尔泽系统
编码结构
3.3.1编码结构
2.
码域信息排列方式
全组合排列：列出所有情况
分类信息全，含义明确；受环节数限制，安排信息量有限 若有N种单一信息，则纵向环节数至少
2 N C 1 + C N + ... + C N N
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
原 理 无形状要素 A B C A+B A+C B+C A+B+C D (1~7)+D
相似零件
组成 制订
零件族（组）
零件族工艺
成组技术的优点：
1. 2. 3.
可以对零件族用同一工艺路线和方法 最大限度地使用原有设计 按流水方式作业，工艺标准化，保证质量
3.2 成组工艺实施方法
实施步骤
分类分组→制订工艺→设计装备→建造生产线
生产组织形式