第三章 標準化原理和方法

第三章標準化原理和方法第二節(jié)標準化原理研究一、標準化方法原理1．簡化原理（predigestingprinciples）具有同種功能的標準化對象，當多樣性的發(fā)展規(guī)模超出了必要的范圍時，即消除其中多余的、可替換的、低功能的環(huán)節(jié)，保證其構成的精煉、合理，并使整體功能最佳。（1）簡化是社會生產(chǎn)的客觀需要通過簡化這種自我調節(jié)、自我控制的標準化方式來抑制產(chǎn)品的過度膨脹是客觀的需要。（2）簡化的一般原則①對客觀事物進行簡化時，既要對不必要的多樣性加以壓縮，又要防止過分壓縮。②對簡化方案的論證應以確定的時間、空間范圍為前提。2．統(tǒng)一原理（unifyingprinciples）統(tǒng)一原理是指在一定范圍、一定時期和一定條件下，對標準化對象的形式、功能或其他技術特性所確定的一致性，應與被取代的事物功能等效。③簡化的結果必須保證在既定的時間內滿足一般需要，不能因簡化而損害用戶和消費者的利益。④對產(chǎn)品的簡化要形成系列，其參數(shù)組合應盡量符合標準數(shù)值分級規(guī)定。統(tǒng)一性的一般原理是：（1）等效是統(tǒng)一的前提條件，只有統(tǒng)一后的標準與被統(tǒng)一的對象具有功能上的等效性，才能替代。（2）統(tǒng)一要先進、科學、合理，也就是說要有度。（3）統(tǒng)一要適時進行，過早統(tǒng)一，有可能將尚不完善、不穩(wěn)定、不成熟的類型以標準的形式固定下來，這不利于科學技術的發(fā)展和更優(yōu)秀的類型出現(xiàn)；過遲統(tǒng)一，當?shù)托茴愋痛罅砍霈F(xiàn)并形成定局時，要統(tǒng)一就比較困難，而且要付出一定的經(jīng)濟代價。（4）統(tǒng)一又分為絕對統(tǒng)一和相對統(tǒng)一。

絕對統(tǒng)一不允許有靈活性，如編碼、代號、標志、名稱、單位等。相對統(tǒng)一是出發(fā)點和總趨勢統(tǒng)一，這種統(tǒng)一具有靈活性，可以根據(jù)情況區(qū)別對待。3．協(xié)調原理（harmonyprinciples）

在一定的時間和空間內，使標準化對象內外相關因素達到平衡和相對穩(wěn)定的原理。協(xié)調性的一般原理是：（1）標準內部系統(tǒng)之間的協(xié)調。（2）相關標準之間的協(xié)調。（3）標準之間的協(xié)調。4．優(yōu)化原理（optimizingprinciples）優(yōu)化原理是指按照特定的目標，在一定的限制條件下，對標準系統(tǒng)的構成因素及其相互關系進行選擇、設計或調整，使之達到最理想的效果。優(yōu)化原理包括以下具體內容：（1）標準化對象應在能獲得效益的問題（或項目）中確定，沒有標準化效益問題（或項目），就沒有必要實行標準化。（2）在能獲得標準化效益的問題中，首先應考慮能獲得最大效益的問題。（3）在考慮標準化效益時，不只是考慮對象的局部標準化效益，而應該考慮對象所在依存主體系統(tǒng)即全局的最佳效益，包括經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。二、標準化活動的基本原則1．超前預防的原則2．協(xié)商一致的原則3．統(tǒng)一有度的原則4．動變有序的原則國家標準一般每5年修訂一次，企業(yè)標準一般每3年修訂一次。

5．互相兼容的原則6．系列優(yōu)化的原則7．階梯發(fā)展的原則8．滯阻即廢的原則

第三節(jié)標準化形式1、標準化形式的定義

標準化內容的存在方式、標準化過程的表現(xiàn)形態(tài)。2、標準化形式的作用

表現(xiàn)不同的標準化內容、針對不同的標準化任務、達到不同的標準化目的。3、標準化形式的內容

簡化、統(tǒng)一化、系列化、通用化、組合化、模塊化。一、簡化1定義：在一定范圍內縮減對象（事物）的類型數(shù)目，使之在既定時間內足以滿足一般需要的標準化形式。2簡化的必要性——有意識地自我控制；——消除了低功能和不必要的類型；——自我調節(jié)、自我控制。3簡化一般原則——簡化后總體性能最佳；——貫徹全局利益原則；——既定時間內足以滿足一般需要；——符號數(shù)值分級制度。二、統(tǒng)一化1定義

把同類事物兩種以上的表現(xiàn)形態(tài)歸并為一種或限定在一個范圍內的標準化形式。

2實質

——

使對象的形式、功能或其他技術特征具有一致性；——著眼于一致性，從個性中提煉共性；——消除不必要的多樣化而造成的混——為正?；顒咏⒐餐裱闹刃颉?類型——絕對統(tǒng)一：——相對統(tǒng)一：4目的消除不必要的多樣化5原則——適時原則；——適度原則；——等效原則；——先進原則。三、系列化1定義

將同一品種或同一型式產(chǎn)品的規(guī)格，按最佳數(shù)列科學排列使產(chǎn)品的系統(tǒng)結構優(yōu)化、功能最佳，以最少品種滿足最廣泛需求（解決制造和批量生產(chǎn)矛盾）的標準化形式。2作用

——合理地簡化品種，提高零部件通用和化程度；——相對增大產(chǎn)品批量，便于專業(yè)化生產(chǎn)；——提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。3內容

——制定產(chǎn)品基本參數(shù)系列；——編制產(chǎn)品系列型譜；——進行產(chǎn)品系列設計。

（基本產(chǎn)品和基本系列、變形產(chǎn)品和變形系列、派生系列）。4理論基礎——優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系；——模數(shù)制及組合尺寸標準化；——通用化作為基礎。5系列化型譜

——同一規(guī)格產(chǎn)品不同型式的組合（產(chǎn)品的家譜）；——型譜中橫的是產(chǎn)品的參數(shù)系列；——型譜中豎的是產(chǎn)品的結構型式。6系列化設計

根據(jù)系列型譜，在基型產(chǎn)品基礎上運用結構典型化、零部件標準化、元器件通用化的方法進行產(chǎn)品設計的一種方法。7系列化方法

——分析現(xiàn)有產(chǎn)品，選出基型產(chǎn)品，補充空白規(guī)格；——分析基型產(chǎn)品，綜合優(yōu)點，設計新的產(chǎn)品系列；——橫向：設計全系列規(guī)格；——縱向：設計變型系列或變型產(chǎn)品。8系列化概念A型B型C型D型E型F型G型H型I型II型IV型III型9

系列化型譜序號系列主要參數(shù)發(fā)展情況結構型式壓力通徑流量已有研制發(fā)展1

二

位

二

通

常

閉

式

B-1直接作用式

1.6Mpa3mm1.6△

4

△

28mm10

25

△

320mm63

163△

4

B-2直接作用式

10Mpa4mm16

△

25

56mm40

63△

68mm

100

7

B-3直接作用式二級隨動式

63Mpa4mm100

160△

86mm250

400△

98630

10系列化的特點和意義a）能較好地滿足市場需求——按尺寸或功能參數(shù)形成的系（滿足不同范圍的需求）；——按豪華程度形成的系列（滿足不同層次的需求）；——變形系列（滿足變化的、個性化需求）。

（國外：新產(chǎn)品開發(fā)的成功率一般不到20％）b）產(chǎn)品系列的構成科學合理，產(chǎn)品標準化程度高，能有效應付市場挑戰(zhàn)——周期短、交貨及時、快速響應市場；——投資高、風險小、成功率高；——制造方便、成本低；——產(chǎn)品繼續(xù)性好、可靠性程度高。

c）產(chǎn)品系列開發(fā)是培育企業(yè)競爭力的途徑——培育基礎、培育核心產(chǎn)品；——以基型產(chǎn)品為核心，橫向擴展形成基本系列，縱向擴展形成變形系列（優(yōu)勢延伸策略）。四、通用化1定義

是指在相互獨立的系統(tǒng)中，選擇和確定具有功能互換性和尺寸互換性的子系統(tǒng)或功能單元的標準化形式。通用化是以互換性為前提的。所謂互換性，是指在不同時間、地點制造出來的產(chǎn)品或零件，在裝配、維修時，不必經(jīng)過修整就能任意地替換實用的性能。2目的

——最大限度地減少零部件在設計和制造過程中的重復勞動；——提高產(chǎn)品通用化水平；——防止不必要的多樣化；——組織專業(yè)化生產(chǎn)和提高經(jīng)濟效益。

3方法——分析、選擇基型系列或變型系列中的共性零部件為通用件；——盡量采用已有的通用件；——新設計零部件充分考慮為以后的產(chǎn)品所采用，發(fā)展為通用件；——將可通用的零部件經(jīng)過分析、試驗后達到通用；——編成圖冊工藝，提升為標準件。4通用化在工藝工作中的應用

——工藝規(guī)程典型化：典型工藝→通用工藝；——成組工藝：以工序內容相似為基礎。5通用化系數(shù)

∑tpKp=————×100％∑p

式中：Kp——通用化系數(shù)（即通用件品種數(shù)）；∑tp——通用零件的品種數(shù)；∑p——自制零件的品種數(shù)。五、組合化1定義

組合化是按照標準化的原則，設計并制造出一系列通用性很強且能多次重復應用的單元，根據(jù)需要拼合成不同用途的產(chǎn)品的一種標準化形式。2特征

——通過統(tǒng)一化的單元組合成物體，又能重新拆裝組合成新的結構，并可以多次重復利用，少要求多變化、以不變應萬變；——建立在分解與組合的理論基礎上和多次重復使用統(tǒng)一單元的基礎上；——分解：分離出來可以通用互換以標準單元或通用單元形式獨立存在功能單元的過程。3形式——派生型：在同規(guī)格一定范圍內的基型產(chǎn)品基礎上，通過增加或減少某些特定模塊，形成所需變型的產(chǎn)品；——系列型：在同一類型中對不同規(guī)格的基型產(chǎn)品進行組合設計；——綜合型：在派生型基礎上兼顧系列型，形成既有派生又有系列的組合化。4過程（內容）——確定目標（組合的對象和范圍）；——劃分組合元（種類、結構形式、尺寸系列）；——編排組合型譜（可能組成的產(chǎn)品或結構型式）；——檢驗目標實現(xiàn)的程度（能否完成預定組合）；——設計組合單元（標準單元和通用單元）并制定標準；——制造并存儲一定數(shù)量的組合元；——組合設計。5方式——一般組合：要求單元尺寸符合系列化，對組合尺寸不作限制?！?shù)化組合：對組合單元和整體尺寸均有模數(shù)系列化要求。6意義

——可多次重復利用一個單元，最大限度地減少新單元和重復勞動；——以較少的種類單元組合成功能各異的制品，有效控制了零部件種類和數(shù)量，滿足了產(chǎn)品多樣化、個性化的需要，實現(xiàn)了生產(chǎn)的經(jīng)濟性；——易改變產(chǎn)品結構和功能，快速響應市場，為企業(yè)制造經(jīng)營活力；——更新產(chǎn)品時，只須更換某些單元，能及時地更換老產(chǎn)品；——標準單元的積累，提升企業(yè)的開發(fā)效率和競爭力；

——可小批量定貨，單件生產(chǎn)，無須經(jīng)常改變生產(chǎn)流程；適應多種組裝條件，能滿足多種要求盡量少增加新的結構單元；——可以成組加工和組織專業(yè)化集中生產(chǎn)；——可以實現(xiàn)多品種、小批量、產(chǎn)品性能多變的生產(chǎn)方式。滿足市場需求時又保證零部件結構相對穩(wěn)定；——為單一品種大批量生產(chǎn)企業(yè)向多品種小批量生產(chǎn)轉變找到出路，并給加工裝配型企業(yè)帶來根本性變化；——對批量小、結構復雜、研制周期長、性能變化快的科研設備、儀器儀表的設計和制造具有特殊意義。六、模塊化1定義以模塊為基礎，綜合了通用化、系列化、組合化的特點，解決復雜系統(tǒng)類型多樣化、功能多變的一種標準化形式。2基礎——是在綜合了標準化其它形式特點的基礎上發(fā)展起來的標準化高級形式；——模塊化的對象是復雜系統(tǒng)，這個系統(tǒng)是結構復雜、功能多變、類型多變的產(chǎn)品、工程或一項活動；——模塊化的基礎是模塊，由模塊（而不是由零件）組合成產(chǎn)品或工程。8.3概念a）模塊——具有獨立功能、可成系列單獨制造，通過不同形式的接口與其他單元可分、可合、可互換地組成產(chǎn)品具備獨立功能的標準單元；b）功能模塊——執(zhí)行產(chǎn)品不同單元功能的模塊稱為功能模塊。功能模塊分為：基本功能模塊、輔助功能模塊、特殊功能模塊等；c）結構模塊——按模塊在產(chǎn)品中的地位和模塊之間的關系劃分為不同等級，通常包括高層模塊、分（子）模塊、通用模塊、專用模塊等；

d）高層模塊——通常由低層模塊、元件或分元件組成，元件或分元件是分級體系中最基本的模塊元件；e）通用模塊——模塊的通用化程度高，不僅用于某一種產(chǎn)品，而且能在該類產(chǎn)品系列中通用，甚至能跨系列、跨大類產(chǎn)品通用。這種模塊通常是成系列開發(fā)、成批制造，不斷產(chǎn)生派生、變型產(chǎn)品，其應用面廣、生命周期長、經(jīng)濟效益好；

f）專用模塊——是為某種產(chǎn)品或某項用途專門設計制造的，一般需單獨研制;g)特別模塊——是根據(jù)產(chǎn)品和系統(tǒng)的特殊要求而特殊設計的模塊。4特征

——模塊不同于一般產(chǎn)品的部件，是具有獨立功能，可單獨制造、銷售的產(chǎn)品；——模塊通常由各種元器件組合而成，高層模塊還可包含低層模塊（即由模塊組成模塊）；——是構成產(chǎn)品系統(tǒng)的完整單元（要素），與產(chǎn)品系統(tǒng)其它要素可分、可合、可互換；——模塊通過各種形式的接口（剛性、柔性）和連接方式（單向、雙向、多向）實現(xiàn)模塊間的連接與組合；——模塊是標準化產(chǎn)品，可成系列設計和制造。5設計——模塊組合法：根據(jù)產(chǎn)品或工程的功能要求，設計和選擇相應的模塊，確立它們的組合方式；——功能模塊化：對不同類型、不同用途、不同規(guī)格的產(chǎn)品進行功能分析后，從中提煉出共性較強的功能，據(jù)此設計功能模塊，不僅滿足某種產(chǎn)品的需要，要它在更廣的范圍內通用。6設計方法——在調查的基礎上明確產(chǎn)品性能、結構和模塊化要求；——確定擬覆蓋的產(chǎn)品種類、規(guī)格參數(shù)范圍和系列型譜；——進行基型產(chǎn)品設計（在基型產(chǎn)品基礎上，提出高層模塊的要求）；——進行分系統(tǒng)設計（在分系統(tǒng)基礎上，對分系統(tǒng)的模塊提出要求）；——模塊設計（依據(jù)功能要求選擇近似模塊，設計專用模塊和變形模塊）；——元器件設計（按模塊要求，設計或選用元器件，按尺寸、性能、精度、材料等形成系列化）；

——在基型設計的基礎上根據(jù)需要發(fā)展變型（變型設計應以基型為基礎，盡量通用，不能脫離功能分析），開發(fā)新模塊；——完成設計的各級、各類模塊設計后要建立編碼系統(tǒng)，將其按功能、品種、結構、尺寸等特點分類編碼，進行管理；——模塊化設計，既是模塊選用，又是新模塊的開發(fā)創(chuàng)新。7模塊化生產(chǎn)——成組技術（GT）；——計算機輔助制造技術（CAM）；——柔性制造技術（FMS）；——計算機集成制造技術（CIM）。8模塊化的技術經(jīng)濟意義——產(chǎn)品由模塊組合，產(chǎn)品變型和升級換代可通過變換模塊的方式輕易實現(xiàn)（適應需求變化快，技術更新周期短的市場趨勢）；——開發(fā)產(chǎn)品主要是集中力量研制新模塊和變形模塊（易滿足特殊用途和個性化要求，研制周期短、成本低）；——模塊化設計和制造是以最少要素組合最多產(chǎn)品的方法（易于實行大規(guī)模定制生產(chǎn)）；——產(chǎn)品由模塊集成，使復雜系統(tǒng)簡化，設計和組裝難度降低，質量易控制，維修和售后服務方便（易查出問題，易拆裝、易替換）；——被市場認可的模塊，就是事實上的標準（獨具競爭優(yōu)勢的核心產(chǎn)品）；——模塊的可分解性、兼容性、互換性、可回收再利用等屬綠色產(chǎn)品的特征（制造業(yè)的發(fā)展方向）；——工業(yè)化時代（標準化的功勞）；后工業(yè)化時代（模塊化的作用）?！覈w工業(yè)水平和發(fā)展水平落后美國100年，落后日本50年。21世紀是重新洗牌的機會。我們不能按常規(guī)走路，要實行跨越式發(fā)展，要走近道、走捷徑。模塊化不僅是產(chǎn)品開發(fā)的標準化方法，也是跨越式發(fā)展的新思維、新手段。

通用化、系列化、組合化（模塊化）概念方法存在的基礎主要應用對象曾用術語通用化最大限度地擴大同一單元的使用范圍，選定或研制具有互換性的通用單元用于新研制的系統(tǒng)。簡化繼承性互換性分系統(tǒng)、設備、部組件、零件、原材料元器件，品種規(guī)格，結構要素借用代用典型系列化將同一類產(chǎn)品的參數(shù)按一定數(shù)列作