第五章 制造系统1

一 编码分类法
1 步骤 a 制定或选择一个适用的零件分类和编码 系统； b 对需使用GT生产的零件编码； c 确定分类标准； d 分类； 目前开发了各种计算机辅助编码系统的 软件对零件进行自动编码，出错率一般为 2%，最高不超过5%。
2 计算机辅助编码方式
① 问答式：计算机根据预先提供的程序软件， 在显示屏幕上提出问题，编码人员通过键盘回答 “是”或“否”，直至计算机认为回答满意为止。 ② 选择式：计算机在屏幕上用菜单方式显示出 一组提示，要求操作人员从中挑选一顶，并将选 定的项号输入计算机。因此，只要顺次逐个码位 提问，即能编出零件代码。 ③ 组合式：这是一种将上述两种方式结合的人 机对话方式。
第五章 制造系统
5.1 成组技术 成组技术(GT)
5.1.1 概述
一 定义： 成组技术是研究如何识别和发掘生产活动中 有关事物的相似性，并充分利用它，即把相似的 事物归类成组，寻找解决这一组事物相对统一的 最优方案，以取得所期望的经济效益的一门工程 技术科学。 二应用 1 在产品设计方面 ： A大大减少了设计人员的重复劳动； 通过对企业中已有的零件编码和分组，可以 建立起设计图纸的检索系统。当设计一个新零件 时，设计人员将设计零件的构思转化成相应的分 类代码，然后按此代码对其所属零件组的零件设
三 成组技术的核心 成组技术的核心问题就是充分揭示和利用生 产系统中出现的各种相似性信息，使工厂企业以 最有效的工作方式得到统一的数据和信息，从而 为企业建成集成信息系统打下基础，以获得最大 的经济效益。 四 零件的相似特征： 结构形状及其要素 尺寸 精度 相似特征 材料 毛坯形式 加工工艺
机械工业部于1982年9月参照OPITZ系 统组织制定了JCBM－1 (JB/Z190-83) 分类 编码系统，85年修订为JLBM—1(JB/Z25185)分类编码系统，并已作为指导性技术文 件公布试行。 JLBM－1系统是为机械工业制订的一 套零件分类编码系统，它适用于机械制造 工厂在设计、工艺、制造和生产管理部门 推行成组技术。
它的第1、2码位构成功能名称矩阵。第3～9 位表示零件的形状与加工特征，用来说明零件外 部形状及加工、内部形状及加工、平面、端面加 工和辅助加工。辅码用6个码位（第10～15）， 表示零件的材料、毛坯、热处理、主要尺寸和精 度等有关信息。主要尺寸码（第13，14位）制定 了三个尺寸组，分别供仪表、通用、重型等企业 参照使用。第15位精度码主要反映不加工、低精 度、高精度和超精度四挡，目的是便于提供分组 信息。 该系统设计时，在主码中为了表示出零件在 同一码位上具有多种特征，采用了“三要素”全 组合排列和“三要素”部分组合排列方式，以便 减少高特征项掩盖低特征项的缺点。
（3）考虑了各机械工业的共性内容，力求简单明 白，有规律性，便于各种机械制造企业、部门在 使用时理解和记忆，有利于全国各机械行业零件 分类编码系统的制订与使用。 （4）采用主、辅码分段的混合式结构。JLBM－ 1结构如图3－2所示。它采用15个码位表示，由 名称矩阵、形状与加工和辅码部分组成。它提供 了零件的功能、几何形状、形状要素、尺寸、材 料、毛坯、热处理、精度和一部分加工信息。
2
JLBM－1系统结构图
3 JLBM－1系统概况
JLBM－1 系统结构 15位 功能名称矩阵 （1～2位） 主码 9位 形状与加工 （3～9位） 外形及加工 内形及加工 平面、曲面加工 辅助加工 10 11 12 13、14 15 3、4 5、6 7、8 9
辅码 6位
材料 毛坯 热处理 主要尺寸 精度
GT的关键工作就是将零件分类归并成 上述各种零件族和零件组，并具有统一的 数据结构和接口。由于各企业的产品特点 和生产条件是不同的，因此，在对产品零 件进行分类时，可能有多种方法，通常归 纳为视检法、编码分类法和生产流程分析 法三种。
零件分类方法
视检法 零件分类方法 编码分类法 生产流程分析法 视检法： 直接依靠人工目测零件的相似性，进行零件分 组。一般只适用于零件品种较少、生产批量较大 的企业。
从制造的角度来着，则常根据零件间 的加工过程相似性级别来划分，其目的是 减少工艺设计的多样性，促进工艺设计的 典型化和标准化。 对于生产计划人员来说，由于市场需 求的变化，在计划期内的投产零件的品种 是多变的。因此，经常考虑到计划期内采 用合并投料加工的零件集合。这样，既可 以充分利用成组技术的相似性，又能使生 产中在制品的数量和库存量减少至最低限 度。由于并组工作较复杂，这就更有必要 用计算机辅助进行。
2 在制造工艺方面 A 按零件组进行工艺准备和加工，选择 机床设备和组织制造单元（制造岛）； B 采用成组工艺装备以取代通用或专用 工艺装备； C 实现工艺过程的柔性自动化； D 是CAPP、CAM、FMS、CIMS的重要 基础。
3 在生产管理方面 A 将实行按零件组织生产，加工零件固定在一定 的制造单元（制造岛）内，计划部门就有可能打 破产品界限，改变传统的按产品组织生产的方式， 以零件的管理代替原来的工序管理。 B 质量管理由检验人员控制为主，改变为制造岛 内自控为主。 C 工人由专业工种固定分工劳动向一专多能转变， 从一人一机向多机床管理发展。 这一切不仅有利于编制生产计划、生产指令 和调度计划工作的简化，而且能促使整个生产管 理工作向着科学化和现代化的方向发展。
1 奥匹兹分类系统
2 奥匹兹分类系统概况
零件类别 OPITZ系统 9位 前5位（形状代码） 总体形状 主码 局部形状 尺寸 后4位（辅助代码） 材料 精度 毛坯
3 OPITZ零件编码举例
0 1 3 1 2 4 2 7 9
精度，内外圆与平面 毛坯，锻件 材料，钢σb<420MPa 最大直径：160mm<D<250mm 辅助加工：有分布要求的辅助孔 平面加工：外平面 内部形状：光滑或单向台阶、带槽 外部形状：单向台阶 零件类别：L/D<0.5 盘类
（1）确定特征矩阵表； （2) 将特征矩阵的每一列作为－个字符串来处理； （3）将这些字符串作为“文件”存入磁盘，每一组 字符串表示一组零件的相似要求 ； （4）将确定的全部特征矩阵表都形成这样的文件存 入磁盘供使用 ； （5）零件分组： a 先调用一个矩阵依次与所需分组的零件代 码进行比较，若零件的有关码位都符合该特征矩 阵，就说明该零件属于这个零件组； b 待全部零件与该矩阵比较后，就能将属于 这个零件组的全部零件打印输出； c比较全部零件和所有矩阵。
C 特征位码域法
将上述两种方法结合，即采用特征 位码域矩阵，既按要求确定相应的特征 码位，又确定这些码位上特征项允许变 动的范围。
特 征 位 码 域 矩 阵 例
零件码最大总数： 2X5X10X10X10X5X3X10X10=15X105 编码例：003862156
4 利用计算机进行自动分组步骤
(2)制订标准的方法
在确定了分类分组的相似性准则和特征信息 范围后，就可以根据所选用的零件分类编码系统， 设计出各类零件的相似特征矩阵表，并把这些特 征矩阵表作为数据文件存入数据库中，以供零件 分类分组时作为标准查用。 特征码位法 制订相似性标准的方法 码域法 特征位码域法
A 特征码位法
④ 光电图象识别式： 它是利用摄像机和计算机相结合的光 电识别法对零件图进行扫描，摄像机将摄 得的几何图形信号送入计算机进行处理和 编码。目前，系统还只能用于比较简单的 二维图形。
3 确定分类标准
（1）确定分类标准注意事项： a 相似性标准不能太高，要求过严，零 件不易汇集成组； b 相似性标准不能太低，要求过松，组 内零件差异太大，妨碍零件相似性的利用。
计图纸和资料进行检索，从中选择可直接 采用或稍加修改便可采用的原有零件图。 只有当原有零件图不能利用时，才重新设 计新的零件。这就大大减少了设计人员的 重复劳动。 B大幅度降低系统中的信息源 新产品设计中大量利用原有产品的零 件图，使企业生产的零件品种大为减少， 大幅度降低了系统中的信息源。一些零件 的批量将得到扩大，因而节省了工艺过程 设计、工装设计和制造的时间和费用 。
二 奥匹兹系统
奥匹兹系统是在德国阿亨工业大学奥 匹兹教授领导下在德国机床协会（VDW） 的资助下制定的一种通用的零件分类和编 码系统。这套系统不但在德国得到广泛的 应用，而且对世界各国的分类系统也有极 大的影响，如我国机床行业原采用的 JCBM-1系统，就是在奥匹兹系统的基础上 略加修改后建成的。
JLBM－1系统编码例
0 2 1 0 5 11 0 1 2 6 0 5 1 3
名 称 类 别 组 ： 盘 回 转 体 类 ： 轮 盘 类 孔 阶 、 通 台 阶 面 向 台 平 孔 单 向 一 向 ： 双 兰 状 无 ： 槽 单 布 轴 件 锻 ： D>160~400mm 法 形 ： 状 环 ： ： 本 素 形 ： 有 面 分 基 要 本 素 端 无 均 ： 细 部 外 能 基 要 与 ： 孔 通 钢 ： ） ） 面 L>50~120mm 形 状 功 部 内 能 平 面 面 线 功 外 平 同 轴 普 ： 始 ： 无 径 度 与 平 直（ （长 圆 内 非 料 坯 原 理 寸 寸 外 处 尺 尺 ： 内 材 毛 热 要 要 主 主 度 精
1 制订JLBM－1系统的基本原则 －
（1）JLBM－1系统是作为机械制造工厂在 推行成组技术进行零件分类编码时的一种 指导性技术文件。各单位既可以采用JLBM －1系统，也可以参照JLBM-1系统制定出 适合于本厂情况的专用编码系统。 （2）该系统主要针对中等和中等以上规模 的多品种、中小批量生产的机械制造工厂 （车间）。
4 OPITZ 编码系统特点
1 系统中每一位码都设有十个特征码。 2 在形状代码中，从第二码位开始，特征 码的数值越大，表示形状要素越复杂，加 工的难度越大。 3采用高特征码来包含低特征码 如果在同一码位上具有多个形状和工艺特 征，就选择形状要素最复杂和工艺难度最 大的特征编码。
二 JLBM－1分类编码系统 － 分类编码系统