第三章 標(biāo)準(zhǔn)化原理和方法

第三章標(biāo)準(zhǔn)化原理和方法第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化原理研究一、標(biāo)準(zhǔn)化方法原理1．簡化原理（predigestingprinciples）具有同種功能的標(biāo)準(zhǔn)化對象，當(dāng)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(gòu)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(diào)節(jié)、自我控制的標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化對象的形式、功能或其他技術(shù)特性所確定的一致性，應(yīng)與被取代的事物功能等效。③簡化的結(jié)果必須保證在既定的時間內(nèi)滿足一般需要，不能因簡化而損害用戶和消費(fèi)者的利益。④對產(chǎn)品的簡化要形成系列，其參數(shù)組合應(yīng)盡量符合標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)、科學(xué)、合理，也就是說要有度。（3）統(tǒng)一要適時進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)的形式固定下來，這不利于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和更優(yōu)秀的類型出現(xiàn)；過遲統(tǒng)一，當(dāng)?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(jì)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(biāo)志、名稱、單位等。相對統(tǒng)一是出發(fā)點(diǎn)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(diào)原理（harmonyprinciples）

在一定的時間和空間內(nèi)，使標(biāo)準(zhǔn)化對象內(nèi)外相關(guān)因素達(dá)到平衡和相對穩(wěn)定的原理。協(xié)調(diào)性的一般原理是：（1）標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)。（2）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)調(diào)。（3）標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)調(diào)。4．優(yōu)化原理（optimizingprinciples）優(yōu)化原理是指按照特定的目標(biāo)，在一定的限制條件下，對標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的構(gòu)成因素及其相互關(guān)系進(jìn)行選擇、設(shè)計(jì)或調(diào)整，使之達(dá)到最理想的效果。優(yōu)化原理包括以下具體內(nèi)容：（1）標(biāo)準(zhǔn)化對象應(yīng)在能獲得效益的問題（或項(xiàng)目）中確定，沒有標(biāo)準(zhǔn)化效益問題（或項(xiàng)目），就沒有必要實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化。（2）在能獲得標(biāo)準(zhǔn)化效益的問題中，首先應(yīng)考慮能獲得最大效益的問題。（3）在考慮標(biāo)準(zhǔn)化效益時，不只是考慮對象的局部標(biāo)準(zhǔn)化效益，而應(yīng)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(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。二、標(biāo)準(zhǔn)化活動的基本原則1．超前預(yù)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(biāo)準(zhǔn)一般每5年修訂一次，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化形式1、標(biāo)準(zhǔn)化形式的定義

標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容的存在方式、標(biāo)準(zhǔn)化過程的表現(xiàn)形態(tài)。2、標(biāo)準(zhǔn)化形式的作用

表現(xiàn)不同的標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容、針對不同的標(biāo)準(zhǔn)化任務(wù)、達(dá)到不同的標(biāo)準(zhǔn)化目的。3、標(biāo)準(zhǔn)化形式的內(nèi)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(nèi)縮減對象（事物）的類型數(shù)目，使之在既定時間內(nèi)足以滿足一般需要的標(biāo)準(zhǔn)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(diào)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(nèi)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(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化形式。

2實(shí)質(zhì)

——

使對象的形式、功能或其他技術(shù)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?。3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(jìn)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(xué)排列使產(chǎn)品的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)容

——制定產(chǎn)品基本參數(shù)系列；——編制產(chǎn)品系列型譜；——進(jìn)行產(chǎn)品系列設(shè)計(jì)。

（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(chǔ)——優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系；——模數(shù)制及組合尺寸標(biāo)準(zhǔn)化；——通用化作為基礎(chǔ)。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(jié)構(gòu)型式。6系列化設(shè)計(jì)

根據(jù)系列型譜，在基型產(chǎn)品基礎(chǔ)上運(yùn)用結(jié)構(gòu)典型化、零部件標(biāo)準(zhǔn)化、元器件通用化的方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(bǔ)充空白規(guī)格；——分析基型產(chǎn)品，綜合優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)新的產(chǎn)品系列；——橫向：設(shè)計(jì)全系列規(guī)格；——縱向：設(shè)計(jì)變型系列或變型產(chǎn)品。8系列化概念A(yù)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(jié)構(gòu)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(diǎn)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(gòu)成科學(xué)合理，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度高，能有效應(yīng)付市場挑戰(zhàn)——周期短、交貨及時、快速響應(yīng)市場；——投資高、風(fēng)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(chǔ)、培育核心產(chǎn)品；——以基型產(chǎn)品為核心，橫向擴(kuò)展形成基本系列，縱向擴(kuò)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(dú)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(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)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(shí)用的性能。2目的

——最大限度地減少零部件在設(shè)計(jì)和制造過程中的重復(fù)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(jì)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(shè)計(jì)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(yàn)后達(dá)到通用；——編成圖冊工藝，提升為標(biāo)準(zhǔn)件。4通用化在工藝工作中的應(yīng)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(nèi)容相似為基礎(chǔ)。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(biāo)準(zhǔn)化的原則，設(shè)計(jì)并制造出一系列通用性很強(qiáng)且能多次重復(fù)應(yīng)用的單元，根據(jù)需要拼合成不同用途的產(chǎn)品的一種標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)，并可以多次重復(fù)利用，少要求多變化、以不變應(yīng)萬變；——建立在分解與組合的理論基礎(chǔ)上和多次重復(fù)使用統(tǒng)一單元的基礎(chǔ)上；——分解：分離出來可以通用互換以標(biāo)準(zhǔn)單元或通用單元形式獨(dú)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(nèi)的基型產(chǎn)品基礎(chǔ)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(jìn)行組合設(shè)計(jì)；——綜合型：在派生型基礎(chǔ)上兼顧系列型，形成既有派生又有系列的組合化。4過程（內(nèi)容）——確定目標(biāo)（組合的對象和范圍）；——劃分組合元（種類、結(jié)構(gòu)形式、尺寸系列）；——編排組合型譜（可能組成的產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)型式）；——檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)實(shí)現(xiàn)的程度（能否完成預(yù)定組合）；——設(shè)計(jì)組合單元（標(biāo)準(zhǔn)單元和通用單元）并制定標(biāo)準(zhǔn)；——制造并存儲一定數(shù)量的組合元；——組合設(shè)計(jì)。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(fù)利用一個單元，最大限度地減少新單元和重復(fù)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(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性；——易改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能，快速響應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)多種組裝條件，能滿足多種要求盡量少增加新的結(jié)構(gòu)單元；——可以成組加工和組織專業(yè)化集中生產(chǎn)；——可以實(shí)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)復(fù)雜、研制周期長、性能變化快的科研設(shè)備、儀器儀表的設(shè)計(jì)和制造具有特殊意義。六、模塊化1定義以模塊為基礎(chǔ)，綜合了通用化、系列化、組合化的特點(diǎn)，解決復(fù)雜系統(tǒng)類型多樣化、功能多變的一種標(biāo)準(zhǔn)化形式。2基礎(chǔ)——是在綜合了標(biāo)準(zhǔn)化其它形式特點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的標(biāo)準(zhǔn)化高級形式；——模塊化的對象是復(fù)雜系統(tǒng)，這個系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多變、類型多變的產(chǎn)品、工程或一項(xiàng)活動；——模塊化的基礎(chǔ)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(dú)立功能、可成系列單獨(dú)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(dú)立功能的標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)模塊——按模塊在產(chǎn)品中的地位和模塊之間的關(guān)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(yīng)用面廣、生命周期長、經(jīng)濟(jì)效益好；

f）專用模塊——是為某種產(chǎn)品或某項(xiàng)用途專門設(shè)計(jì)制造的，一般需單獨(dú)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(shè)計(jì)的模塊。4特征

——模塊不同于一般產(chǎn)品的部件，是具有獨(dú)立功能，可單獨(dú)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(gòu)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(shí)現(xiàn)模塊間的連接與組合；——模塊是標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，可成系列設(shè)計(jì)和制造。5設(shè)計(jì)——模塊組合法：根據(jù)產(chǎn)品或工程的功能要求，設(shè)計(jì)和選擇相應(yīng)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(jìn)行功能分析后，從中提煉出共性較強(qiáng)的功能，據(jù)此設(shè)計(jì)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(nèi)通用。6設(shè)計(jì)方法——在調(diào)查的基礎(chǔ)上明確產(chǎn)品性能、結(jié)構(gòu)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(jìn)行基型產(chǎn)品設(shè)計(jì)（在基型產(chǎn)品基礎(chǔ)上，提出高層模塊的要求）；——進(jìn)行分系統(tǒng)設(shè)計(jì)（在分系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對分系統(tǒng)的模塊提出要求）；——模塊設(shè)計(jì)（依據(jù)功能要求選擇近似模塊，設(shè)計(jì)專用模塊和變形模塊）；——元器件設(shè)計(jì)（按模塊要求，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上根據(jù)需要發(fā)展變型（變型設(shè)計(jì)應(yīng)以基型為基礎(chǔ)，盡量通用，不能脫離功能分析），開發(fā)新模塊；——完成設(shè)計(jì)的各級、各類模塊設(shè)計(jì)后要建立編碼系統(tǒng)，將其按功能、品種、結(jié)構(gòu)、尺寸等特點(diǎn)分類編碼，進(jìn)行管理；——模塊化設(shè)計(jì)，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(shù)（GT）；——計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)（CAM）；——柔性制造技術(shù)（FMS）；——計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)（CIM）。8模塊化的技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(shí)現(xiàn)（適應(yīng)需求變化快，技術(shù)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(shè)計(jì)和制造是以最少要素組合最多產(chǎn)品的方法（易于實(shí)行大規(guī)模定制生產(chǎn)）；——產(chǎn)品由模塊集成，使復(fù)雜系統(tǒng)簡化，設(shè)計(jì)和組裝難度降低，質(zhì)量易控制，維修和售后服務(wù)方便（易查出問題，易拆裝、易替換）；——被市場認(rèn)可的模塊，就是事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)（獨(dú)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)是重新洗牌的機(jī)會。我們不能按常規(guī)走路，要實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)主要應(yīng)用對象曾用術(shù)語通用化最大限度地擴(kuò)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(shè)備、部組件、零件、原材料元器件，品種規(guī)格，結(jié)構(gòu)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