第三章 标准化原理和方法

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第三章 标准化原理和方法
第二节 标准化原理研究
一、标准化方法原理 1.简化原理(predigesting principles) 具有同种功能的标准化对象,当多 样性的发展规模超出了必要的范围时, 即消除其中多余的、可替换的、低功能 的环节,保证其构成的精炼、合理,并 使整体功能最佳。
(1)简化是社会生产的客观需要 通过简化这种自我调节、自我控制的标 准化方式来抑制产品的过度膨胀是客观的需 要。 (2)简化的一般原则 ①对客观事物进行简化时,既要对不必要的 多样性加以压缩,又要防止过分压缩。 ② 对简化方案的论证应以确定的时间、空间范 围为前提。
1 定义
组合化是按照标准化的原则,设 计并制造出一系列通用性很强且能多次 重复应用的单元,根据需要拼合成不同 用途的产品的一种标准化形式。
2 特征
—— 通过统一化的单元组合成物体,又能重新拆装组合成 新的结构,并可以
多次重复利用,少要求多变化、以不变应万变 ; —— 建立在分解与组合的理论基础上和多次重复使用统一 单元的基础上; —— 分解:分离出来可以通用互换以标准单元或通用单元 形式独立存在功能 单元的 过程。
3
三、系列化
1 定义
将同一品种或同一型式产品的规格,按最佳数列科学排列使产品 的系统结构优化、功能最佳,以最少品种满足最广泛需求(解决制造和批量生 产矛盾)的标准化形式。
2 作用
—— 合理地简化品种,提高零部件通用和化程度; —— 相对增大产品批量,便于专业化生产; —— 提高生产率,降低生产成本。
3 内容
—— 制定产品基本参数系列; —— 编制产品系列型谱; —— 进行产品系列设计。
(基本产品和基本系列、变形产品和变形系列、派生系列)。
4 理论基础
—— 优先数和优先数系;
—— 模数制及组合尺寸标准化;
—— 通用化作为基础。
5 系列化型谱
—— 同一规格产品不同型式的组合(产品的家谱); —— 型谱中横的是产品的参数系列; —— 型谱中竖的是产品的结构型式。
—— 划分组合元(种类、结构形式、尺寸系列);
—— 编排组合型谱(可能组成的产品或结构型式);
—— 检验目标实现的程度(能否完成预定组合);
—— 设计组合单元(标准单元和通用单元)并制定标准;
—— 制造并存储一定数量的组合元;
—— 组合设计。
5 方式
—— 一般组合:要求单元尺寸符合系 列化,对组合尺寸不作限制。
常 闭 式
B-2

20
mm
△ △
5
6 7
直 接 作 用 式
4
10
Mpa
mm
6
mm
16 25 40 63
100 100 160 250 400
△ห้องสมุดไป่ตู้
8
mm
B-3
直 接作 用式
二级 随 动 式
4
63
Mpa
mm

8
6
mm

10 系列化的特点和意义
a)能较好地满足市场需求 —— 按尺寸或功能参数形成的系(满足不同范围的需求); —— 按豪华程度形成的系列 —— 变形系列
b)功能模块 —— 执行产品不同单元功能的模块称为功能模块。
功能模块分为:基本功能模块、辅助功能模块、特殊功能模块等; c)结构模块 —— 按模块在产品中的地位和模块之间的关系划分为不同
等级,
通常包括高层模块、分(子)模块、通用模块、专用模块等;
d)高层模块 —— 通常由低层模块、元件或分元件组成,元件
③简化的结果必须保证在既定的时间内满足一般需 要,不能因简化而损害用户和消费者的利益。 ④ 对产品的简化要形成系列,其参数组合应尽量符合 标准数值分级规定。 2.统一原理(unifying principles) 统一原理是指在一定范围、一定时期和一定 条件下,对标准化对象的形式、功能或其他技术 特性所确定的一致性,应与被取代的事物功能等 效。
—— 模数化组合:对组合单元和整体
尺寸均有模数系列化要求。
6 意义
—— 可多次重复利用一个单元,最大限度地减少新单元和重复劳动; —— 以较少的种类单元组合成功能各异的制品,有效控制了零部件种 类和数 量,满足了产品多样化、个性化的需要,实现了生产的经济性; —— 易改变产品结构和功能,快速响应市场,为企业制造经营活力; —— 更新产品时,只须更换某些单元,能及时地更换老产品; —— 标准单元的积累,提升企业的开发效率和竞争力;
(满足不同层次的需求); (满足变化的、个性化需求)。
(国外:新产品开发的成功率一般不到20 % )
b)产品系列的构成科学合理,产品标准化程度高,能有效应付市场挑战
—— 周期短、交货及时、快速响应市场; —— 投资高、风险小、成功率高; —— 制造方便、成本低; —— 产品继续性好、可靠性程度高。
c)产品系列开发是培育企业竞争力的途径
—— 模块化的对象是复杂系统,这个系统是结构复杂、功能多变、类
型多 变的产品、工程或一项活动;
—— 模块化的基础是模块,由模块(而不是由零件)组合成产品或工程。
8.3 概念
a)模块 —— 具有独立功能、可成系列单独制造,通过不同形式的接口
与其他 单元可分、可合、可互换地组成产品具备独立功能的标准单元;

8 系列化概念
A 型
B 型
C 型
D 型
E 型
F 型
G 型
H 型
I

II 型
III 型
IV 型

9 系列化型谱
系 列 主要参数 发展情况
序 号
结构型式
直 接 作 用 式
压 力
通 径
流 量
已 有

研 制

发 展
1
B-1
3
1.6
Mpa
1.6 4 10 25 63
163
mm
2 3 4
二 位 二 通
8
mm
二、统一化
1 定义
把同类事物两种以上的表现形态归并为一种或限定在 一个范围内的标准化形式。
2 实质
—— 使对象的形式、功能或其他技术特征具 有一致性; —— 着眼于一致性,从个性中提炼共性; —— 消除不必要的多样化而造成的混 —— 为正常活动建立共同遵循的秩序。

类型 —— 绝对统一: —— 相对统一: 4 目的 消除不必要的多样化 5 原则 —— 适时原则;—— 适度原则;—— 等 效原则;—— 先进原则。
(4)统一又分为绝对统一和相对统一。 绝对统一不允许有灵活性,如编码、代 号、标志、名称、单位等。 相对统一 是出发点和总趋势统一,这种统一具有灵活 性,可以根据情况区别对待。
3.协调原理(harmony principles)
在一定的时间和空间内,使标准化对象内 外相关因素达到平衡和相对稳定的原理。协调 性的一般原理是: (1)标准内部系统之间的协调。 (2)相关标准之间的协调。 (3)标准之间的协调。
4 通用化在工艺工作中的应用
——工艺规程典型化: 典型工艺→通用 工艺; —— 成组工艺: 为基础。 以工序内容相似
5 通用化系数
∑tp Kp = ———— × 100 % ∑p 式中: Kp ——通用化系数(即通用件品种数); ∑tp ——通用零件的品种数; ∑p ——自制零件的品种数。
五、组合化
一、简化
1 定义:在一定范围内缩减对象(事物)的类型数目,使之在既定时间内 足以满足一般需要的标准化形式。
2 简化的必要性 —— 有意识地自我控制; —— 消除了低功能和不必要的类型; —— 自我调节、自我控制。 3 简化一般原则 —— 简化后总体性能最佳; —— 贯彻全局利益原则; —— 既定时间内足以满足一般需要; —— 符号数值分级制度。
—— 可小批量定货,单件生产,无须经常改变生产流程;适应多种组装条 件,能满足多种要求尽量少增加新的结构单元; —— 可以成组加工和组织专业化集中生产; —— 可以实现多品种、小批量、产品性能多变的生产方式。满足市场需 求时
又保证零部件结构相对稳定;
—— 为单一品种大批量生产企业向多品种小批量生产转变找到出路,并 给加
6 系列化设计
根据系列型谱,在基型产品基础上运用结构典型化、 零部件标准化、元器件通用化的方法进行产品设计的一种方 法。
7 系列化方法
—— 分析现有产品,选出基型产品,补充空白规格; —— 分析基型产品,综合优点,设计新的产品系列; —— 横向:设计全系列规格;
—— 纵向:设计变型系列或变型产品。
3 形式
—— 派生型:在同规格一定范围内的基型 产品基础上,通过增加或减少某些 特定模块,形成所需变型的产品; —— 系列型:在同一类型中对不同规格的 基型产品进行组合设计;
—— 综合型: 在派生型基础上兼顾系列型, 形成既有派生又有系列的组合化。
4 过程(内容)
—— 确定目标(组合的对象和范围);
(3)在考虑标准化效益时,不只是考虑 对象的局部标准化效益,而应该考虑对 象所在依存主体系统即全局的最佳效益, 包括经济效益、社会效益和生态效益。
二、标准化活动的基本原则
1.超前预防的原则 2.协商一致的原则 3.统一有度的原则 4.动变有序的原则
国家标准一般每5年修订一次,企业标准一般每
3年修订一次。
统一性的一般原理是: (1)等效是统一的前提条件,只有统一后的标准 与被统一的对象具有功能上的等效性,才能替代。 (2)统一要先进、科学、合理,也就是说要有度。 (3)统一要适时进行,过早统一,有可能将尚不 完善、不稳定、不成熟的类型以标准的形式固定下 来,这不利于科学技术的发展和更优秀的类型出现; 过迟统一,当低效能类型大量出现并形成定局时, 要统一就比较困难,而且要付出一定的经济代价。
或分元件是分级
体系中最基本的模块元件; e)通用模块 —— 模块的通用化程度高,不仅用于某一种产 品,而且能在该类 产品系列中通用,甚至能跨系列、跨大类产品通用。这 种模块通常是成系 列开发、成批制造,不断产生派生、变型产品,其应用 面广、生命周期长、
经济效益好;
f )专用模块 —— 是为某种产品或某
5.互相兼容的原则 6.系列优化的原则 7.阶梯发展的原则 8.滞阻即废的原则
第三节 标准化形式
1、标准化形式的定义
标准化内容的存在方式、标准化过程的表现形态 。
2、标准化形式的作用
表现不同的标准化内容、针对不同的标准化任务、达到不 同的标准化目的。
3、标准化形式的内容
简化、统一化、系列化、通用化、组合化、模块化 。
2 目的
—— 最大限度地减少零部件在设计和制造过程中 的重复劳动; —— 提高产品通用化水平; —— 防止不必要的多样化; —— 组织专业化生产和提高经济效益。
3 方法
—— 分析、选择基型系列或变型系列中的共性零部件为通 用件; —— 尽量采用已有的通用件; —— 新设计零部件充分考虑为以后的产品所采用,发展 为通用件; —— 将可通用的零部件经过分析、试验后达到通用; —— 编成图册工艺,提升为标准件。
工装配型企业带来根本性变化;
—— 对批量小、结构复杂、研制周期长、性能变化快的科研设备、仪 器仪表 的设计和制造具有特殊意义。
六、模块化
1 定义
以模块为基础,综合了通用化、系列 化、组合化的特点,解决复杂系统类型多样 化、功能多变的一种标准化形式。
2 基础
—— 是在综合了标准化其它形式特点的基础上发展起来的标准化高级 形式;
—— 培育基础、培育核心产品;
—— 以基型产品为核心,横向扩展形成基
本系列,纵向扩展形成变形系列 (优势延伸策略) 。
四、通用化
1 定义
是指在相互独立的系统中,选择和确 定具有功能互换性和尺寸互换性的子系统或 功能单元的标准化形式。
通用化是以互换性为前提的。所谓互换性,
是指在不同时间、地点制造出来的产品或零 件,在装配、维修时,不必经过修整就能任 意地替换实用的性能。
4.优化原理(optimizing principles) 优化原理是指按照特定的目标,在一定的限制 条件下,对标准系统的构成因素及其相互关系进 行选择、设计或调整,使之达到最理想的效果。 优化原理包括以下具体内容: (1)标准化对象应在能获得效益的问题(或项 目)中确定,没有标准化效益问题(或项目), 就没有必要实行标准化。 (2)在能获得标准化效益的问题中,首先应考 虑能获得最大效益的问题。
项用途专门设计制造的,一般需单 独研制;
g) 特别模块 —— 是根据产品和系统
的特殊要求而特殊设计的模块。
4 特征
—— 模块不同于一般产品的部件,是具有独立功能,可单 独制造、销售的产品; —— 模块通常由各种元器件组合而成,高层模块还可包含 低层模块(即由模块组成模块); —— 是构成产品系统的完整单元(要素),与产品系统其 它要素可分、可合、可互换; —— 模块通过各种形式的接口(刚性、柔性)和连接方式
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