第五章制造系统1
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第五章 制造系统
5.1 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；
• （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。
1 奥匹兹分类系统
2 奥匹兹分类系统概况
• • • OPITZ系统 • 9位 • • •
零件类别
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
• 013124279
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
• 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。
• 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
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）。
• 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 。
• 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）；
•
至今各国采用的系统约有70多种。现仅介
绍德国的奥匹兹系统和我国的JLBM-1系统。
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。
2 JLBM－1系统结构图
3 JLBM－1系统概况
• • • • • JLBM－1 • 系统结构 • 15位
主码 9位
辅码 6位
功能名称矩阵 （1～2位）
形状与加工 （3～9位）
外形及加工 3、4
内形及加工
5、6
平面、曲面加工 7、8
辅助加工
9
材料 毛坯 热处理 主要尺寸 精度
10 11 12 13、14 15
外部形状：单向台阶 零件类别：L/D<0.5 盘类
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
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。
5.1.2 零件的分类和编码系统
• 一概述
成组技术的基本思想
• 根据机械制造中的各种需要将零件按有关的 相似性准则分成各种零件族，以求用同一的方法 解决，达到提高效率的目的。
•
目前，各国都是采用分类编码的方法来描
源自文库
述零件的相似特征，它就是将零件特征数字化，
用数字来描述零件的几何形状、尺寸、材料、精
度和工艺特征。这样，就有可能采用计算机处理 信息，也能较客观地反映零件的固有特性，而不 受企业经验的约束。
•
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
• 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。
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
• 目前，成组技术中的许多工作都可以 借助计算机来完成。例如计算机辅助零件 编码和分类、计算机辅助工艺过程设计， 以及在成组技术准则下开发的计算机辅助 设计等。本章就着重介绍在零件的编码和 分类等方面的计算机辅助工作。
5.1 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；
• （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。
1 奥匹兹分类系统
2 奥匹兹分类系统概况
• • • OPITZ系统 • 9位 • • •
零件类别
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
• 013124279
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
• 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。
• 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
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）。
• 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 。
• 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）；
•
至今各国采用的系统约有70多种。现仅介
绍德国的奥匹兹系统和我国的JLBM-1系统。
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。
2 JLBM－1系统结构图
3 JLBM－1系统概况
• • • • • JLBM－1 • 系统结构 • 15位
主码 9位
辅码 6位
功能名称矩阵 （1～2位）
形状与加工 （3～9位）
外形及加工 3、4
内形及加工
5、6
平面、曲面加工 7、8
辅助加工
9
材料 毛坯 热处理 主要尺寸 精度
10 11 12 13、14 15
外部形状：单向台阶 零件类别：L/D<0.5 盘类
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
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。
5.1.2 零件的分类和编码系统
• 一概述
成组技术的基本思想
• 根据机械制造中的各种需要将零件按有关的 相似性准则分成各种零件族，以求用同一的方法 解决，达到提高效率的目的。
•
目前，各国都是采用分类编码的方法来描
源自文库
述零件的相似特征，它就是将零件特征数字化，
用数字来描述零件的几何形状、尺寸、材料、精
度和工艺特征。这样，就有可能采用计算机处理 信息，也能较客观地反映零件的固有特性，而不 受企业经验的约束。
•
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
• 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。
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
• 目前，成组技术中的许多工作都可以 借助计算机来完成。例如计算机辅助零件 编码和分类、计算机辅助工艺过程设计， 以及在成组技术准则下开发的计算机辅助 设计等。本章就着重介绍在零件的编码和 分类等方面的计算机辅助工作。