西南石油大学开题报告

本科毕业设计（论文）开题报告
题目：计算机辅助成组技术
学生姓名学号
教学院系机电工程学院
专业年级机械工程及自动化08级
指导教师职称教授
单位西南石油大学
1 研究设计选题的意义、目的及国内外研究现状综述
1.1 研究设计选题的意义、目的
1.1.1 研究设计选题的意义：
成组技术（GT-group technology）揭示和利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组事物能够采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术，称为成组技术。

成组技术所研究的问题就是如何改善多品种、小批量生产的组织管理，以获得如同大批量那样高的经济效果。

成组技术的基本原则是根据零件的结构形状特点、工艺过程和加工方法的相似性，打破多品种界限，对所有产品零件进行系统的分组，将类似的零件合并、汇集成一组，再针对不同零件的特点组织相应的机床形成不同的加工单元，对其进行加工，经过这样的重新组合可以使不同零件在同一机床上用同一个夹具和同一组刀具，稍加调整就能加工，从而变小批量生产为大批量生产，提高生产效率。

成组技术的核心是成组工艺，它是把结构、材料、工艺相似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺进行加工，从而扩大了批量、减少了品种、便于采用高效方法、提高了劳动生产率。

1.1.2 设计选题的目的：
成组技术在现代工业生产广泛应用并具有良好的经济效果。

在产品设计方面，运用成组技术指导产品在设计中代替传统的设计方法后，可以使设计合理化，扩大化，标准化和工作标准深化；在制造工艺方面，成组技术是最先得到广泛运用的，在用于成组工序，即把加工方法、安装方式和机床调整相近零件归结为零件组，设计出适用于全组零件加工的成组工序；在生产组织管理方面，是计算机辅助管理系统技术基础之一，因为运用成组技术基本原理将大量信息分类成组，并使之规格化、标准化，这将有助于建立结构合理的生产系统公用数据库，可大量压缩信息的储存量，而且可使程序设计优化。

成组技术与计算机编码系统相结合，可从各种类型的零件中准确而迅速地按相似类型对零件进行分类。

设计部门可根据零件形状特征把图纸集
中分类，通过标准化方法减少零件种类，缩短设计时间；加工部门根据零件的形状、尺寸、加工技术的相似性进行分类,组成加工组，各加工组还可采用专用机床和工夹具，进一步提高机床的专业化自动化程度。

本次设计要求基于成组技术，用计算机辅助按JLBM-1系统对零件进行设计族编码，并按聚类分析法进行零件分类，完成计算机辅助成组编码及零件的编码分类法程序编写。

本次课题研究的主要意义就在于，了解当代工业生产中，将成组技术与计算机技术、自动化技术结合起来发展成柔性制造系统，使多品种、中小批量生产实现高度自动化基本技术方法。

实现对全面采用成组技术会从根本上影响企业内部的管理体制和工作方式，提高标准化、专业化和自动化程度的进一步认知。

并练习在机械制造工程中，使成组技术作为计算机辅助制造的基础，将成组原理用于设计、制造和管理等整个生产系统，改变多品种小批量生产方式，以获得最大的经济效益。

1.2 国内外研究设计发展及现状
在传统体制下形成的机构臃肿、分工严细、经营粗放的大气候造成产品开发“人为多样化”。

同时还有两影响因素：一是基于传统设计环境的陈旧观念、机制、政策的误导，例如，以绘新图数量作为评定设计师业绩的主要依据，按出图多少发放产品设计补贴金等这种“以绘图量计酬”的传统作法，客观上鼓励以量代质的重复劳动而限制了设计师的创造性；二是传统图样标识方法不便继承自己已有的成熟设计资料。

传统产品设计中普遍存在的弊病，但国外已成功地予以解决。

瑞士苏尔泽公司基于成组技术(GT)的“零件族”、“设计族”和“相似设计”的理论和方法；德国西门子公司近几年实施的产品设计“合理化工程”(Ratio engineering)与智能型机械设计软件(SIGRAPH-DESIGN)等。

而计算机辅助成组设计(GTCAD)是基于我国机械工业的具体情况，将成组技术与CAD技术有机结合而创建出的一种适合国情、经济有效的新型设计方法遵循成组技术(相似)原理的产品设计方式称为成组设计，按照设计过程的自动化程度，成组设计分为初级(有不用计算机)、中级(GTCAD)和高级(智能设计)三种类型。

初、中级成组设计在国内外已取得显著效果：
(1)国内某塑料机械厂1985～1987年完成了“成组设计”项目。

利用研制的SB1分类系统对6030种零件编码，建立了79个设计族，编制了60册成组设计图册(未建图库)。

效果：零件“三化”度提高30%～70%；零件种类减少10%～30%；设计工作量减少20%～50%；设计周期缩短20%～40%。

为有效实施CAD奠定了合理化基础。

(2)美国奥瓦都那(Ovatonna)工具公司，生产6500项系列产品，批量3～2000件，从70年代末即应用GT，采用MDBI零件分类代码系统(主码8位16进制、混合字符)对31000种零件进行了编码，利用75位“分类编码卡”和“代码数据检索卡”进行图纸检索。

设计师设计新零件时，先确定其代码，并据此检索已有图库，当既无“适用”零件又无“经修改后适用”的零件时，才能进行新零件的创成设计。

实施GT两年半就节约93.3万美元，其中成组设计占56.2万美元。

因缩短产品开发周期，提高了市场占有率和公司竞争能力的综合，整体效益更为巨大。

(3)国内经纬纺织机械厂“八五”期间，按照成组技术方法和并行工程思想开发、实施了纺机零件的GTCAD系统。

利用三位线性分类代码与“事物特性表”相结合的零件标识方法，在图形工作站上储存了三种机型的108类13000张已规范化的工程图。

借助交互式GTCAD软件，按照查寻、借用、修改、设计的顺序进行系列产品的开发设计。

更新传统设计观念，制定了借用已有图纸节约费用的算法(平均每种2000元)和对继承性设计的奖励办法，拿出专项资金奖励借用同系列或跨系列产品图库中规格化图纸的设计师。

调动了设计师的积极性、创造性，取得了事半功倍的显著效果，使系列产品的开发周期缩短了30%～50%；因实施GTCAD限制人为多样化而使新设计零件减少，每年仅工装费用就节省200万元。

GTCAD在简化管理、增强竞争力诸方面带来的多种综合效益是不言而喻的。

(4)国内某汽轮机厂，根据成组技术的“合理化技术管理工程”。

对产品零件进行分类归组、简化结构、规范化、标准化处理，建立面向零件的产品模型。

在简化产品结构、减少零件品种上成效卓著，如某汽轮机经上述合理化处理后，零件总品种规格数减少了40%。

2 主要研究设计内容
成组技术GT(Group Technology)是利用相似性对产品进行分类编码实现产品的设计、制造和装配的一种制造哲理。

从广义上讲,成组技术就是将许多各不相同,但又具有相似性的事物,按照一定的准则分类成组,使若干事物能采用同一解决方法,从而达到节省人力、时间和费用之目的。

本次设计研究的主要内容就是查阅国内外现有研究文献，然后对其相关信息进行综述、归纳、分析、与总结；而后再基于足够的理论认知后，再以JLBM-1系统为基准，利用计算机进行辅助零件编码程序编写；以零件编码为对象，对零件库进行分类成组编码，完成整个过程的程序编写。

主要任务:
1.对国内外现有研究文献进行综述、归纳、分析与总结；
2.以JLBM-1为依据，完成计算机辅助零件分类编码；
3.基于零件编码，对零件进行分类成组编码。

3 拟采用的研究设计思路和方法
3.1 理论研究
查阅相关资料后，对成组技术的基本原理进行认识了解后，对其进行理论归纳、总结、分类和分析。

其在理论研究部分主要包括成组技术的发展过程，成组原理，生产分类，经济价值等相关方面。

3.1程序设计思路
成组技术直接运用于零件成组分类。

对于各种零件，基于JLBM-1分类系统，利用VB 编程语言进行零件成组分类过程编码，要求在编码过程中采用设计族作为编码标准；整个编码系统程序编写过程完成后，再利用零件编码，对零件运用进行分类成组编码，在整个分类过程中可采用零件分类成组方法中的聚类分析法。

4 设计论文的预期结果：
完成总结分析论文及成组分类程序编写。

总结论文中应明确阐述成组技术原理与计算机在成组技术中的实践运用，并且能够运用所编写的程序对常用零件进行设计族编码，对相关零件库进行成组分类。

5 工作进度安排：
设计（论文）的进程安排如下表：
6 参考文献：
［1］许香穗，蔡建国. 成组技术［M］.北京：机械工业出版社，1997.10 1957.15-18.
［2］李学新.成组技术与现代化生产［M］.北京：机械工业出版社，2004. 4
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[7] 徐立平. 成组技术及其分类编码系统[J]. 广西工学院学报, 1996, (02) .
[8] 孙梽刚,殷国富. 成组技术在现代制造业中的应用研究[J]. 机械研究与应用, 2006,(06)。