制造業(yè)及發(fā)展概論

02四月2024制造業(yè)及發(fā)展概論01四月2024制造業(yè)及發(fā)展概論1第1章制造業(yè)制造業(yè)是指對原材料(采掘業(yè)的產(chǎn)品和農(nóng)產(chǎn)品)進(jìn)行加工或再加工，以及對零部件裝配工業(yè)的總稱；制造業(yè)一般有消費(fèi)品制造業(yè)、輕工業(yè)品制造業(yè)和重工業(yè)品型制造業(yè)、民用產(chǎn)品制造業(yè)和軍工產(chǎn)品制造業(yè)以及傳統(tǒng)制造業(yè)和現(xiàn)代制造業(yè)之分；工業(yè)化發(fā)達(dá)國家大約1/4的人口從事制造業(yè)，70%～80%的物質(zhì)財富來自于制造業(yè)。第1章制造業(yè)制造業(yè)是指對原材料(采掘業(yè)的產(chǎn)品和農(nóng)產(chǎn)品)進(jìn)行21.1物質(zhì)生產(chǎn)貫穿人類歷史材料、能源和信息是人類社會經(jīng)濟(jì)的三大重要支柱。人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史，就是人類利用材料、能源和信息進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的歷史；材料、能源和信息領(lǐng)域的任何技術(shù)革命，必然導(dǎo)致生產(chǎn)方式的革命和生產(chǎn)力發(fā)展的飛躍。物質(zhì)生產(chǎn)材料產(chǎn)品信息能源1.1物質(zhì)生產(chǎn)貫穿人類歷史材料、能源和信息是人類社會經(jīng)濟(jì)的31.2傳統(tǒng)制造業(yè)制造業(yè)創(chuàng)造了人類人與猿相分離，是由于人學(xué)會了雙足行走和用手制造并使用工具，這是人類進(jìn)化的關(guān)鍵一步。隨著狩獵和采集技術(shù)的改進(jìn)，人們制造的工具日趨精細(xì)，種類越來越多，出現(xiàn)了有組織的石料開采和加工，形成了原始制造業(yè)。使用工具、制造工具，即原始的制造技術(shù)和生產(chǎn)方式的改變引發(fā)了古猿進(jìn)化的改轍，驅(qū)引他們用腦思維，腦容量逐漸增大，經(jīng)選擇遺傳而與猿類分離，變成堂堂直立的人類。原始的工具制造是人類社會制造業(yè)的最早萌芽。1.2傳統(tǒng)制造業(yè)制造業(yè)創(chuàng)造了人類4制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍

第一次工業(yè)革命———從1765年瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)算起已延續(xù)了247年。這場波瀾壯闊的工業(yè)革命使人類的生產(chǎn)和生活方式發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的偉大變化；第二次工業(yè)革命———電氣化發(fā)生在19世紀(jì)后半葉和20世紀(jì)初；信息時代是以1948年美國貝爾實驗室的巴丁、布拉頓和肖克利發(fā)明晶體管，1958年制成第一臺固體元件計算機(jī)為開端，晶體管的發(fā)明和微電子制造技術(shù)的飛速發(fā)展，開創(chuàng)了全新的計算機(jī)及信息時代。制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍5制造業(yè)發(fā)展史的啟示蒸汽機(jī)和電機(jī)的應(yīng)用，延伸了人的體力勞動，催生了工業(yè)革命，使人類社會通過工業(yè)化從農(nóng)業(yè)社會發(fā)展到工業(yè)社會。以計算機(jī)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，則延伸了人的腦力勞動，引發(fā)了新的工業(yè)革命，使人類社會通過信息化從工業(yè)社會發(fā)展到信息社會，信息化是信息時代的工業(yè)革命。農(nóng)業(yè)社會工業(yè)社會信息社會工業(yè)化工業(yè)革命信息化新的工業(yè)革命農(nóng)業(yè)社會工業(yè)社會信息社會工業(yè)化工業(yè)革命信息化新的工業(yè)革命61.3人類從工業(yè)化到信息化的里程碑1765年——蒸汽機(jī)的發(fā)明拉開工業(yè)化革命序幕；1901年發(fā)達(dá)國家進(jìn)入工業(yè)化革命；1948年——晶體管發(fā)明；1952年——第一臺數(shù)控機(jī)床；1958年——第一臺固體元件計算機(jī)；1959年——第一塊集成電路；1960年——ALGOL計算機(jī)語言；1964年——大型電子計算機(jī)IBM360系列；1969年——互聯(lián)網(wǎng)誕生；1971年——用大規(guī)模集成電路組成的微處理機(jī)；1977年——個人計算機(jī)及PC機(jī)；1989年——萬維網(wǎng)（WWW）誕生；在短短的40年時間內(nèi)，信息技術(shù)使我們的生活發(fā)生了質(zhì)的變化，世界全面轉(zhuǎn)向信息化時代。1.3人類從工業(yè)化到信息化的里程碑1765年——蒸汽機(jī)的發(fā)71.4制造業(yè)發(fā)展的重要階段第一階段－－手工單件生產(chǎn)；第二階段－－機(jī)器單件生產(chǎn)；第三階段－－自動化生產(chǎn)線；第四階段－－現(xiàn)代集成制造。1.4制造業(yè)發(fā)展的重要階段第一階段－－手工單件生產(chǎn)；8□手工生產(chǎn)（第1階段）用手工勞動或運(yùn)用簡單的生產(chǎn)工具從事生產(chǎn)活動。包括完全用手工或使用手工工具進(jìn)行的生產(chǎn)，利用人力或畜力從事運(yùn)輸或裝卸工作，憑眼力或各種手工量具進(jìn)行檢查檢驗活動等。手工生產(chǎn)是工業(yè)生產(chǎn)的最初形式，開始從屬于農(nóng)業(yè)，習(xí)稱家庭手工業(yè)，逐步發(fā)展成為協(xié)作生產(chǎn)的手工業(yè)作坊和工場手工業(yè)。□手工生產(chǎn)（第1階段）用手工勞動或運(yùn)用簡單的生產(chǎn)工具從事生產(chǎn)9□單件生產(chǎn)（第2階段）單件生產(chǎn)是指產(chǎn)品品種多，而每一種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、尺寸不同，且產(chǎn)量很少，各個工作地點(diǎn)的加工對象經(jīng)常改變，且很少重復(fù)的生產(chǎn)類型。單件生產(chǎn)的特點(diǎn)

1、產(chǎn)品品種繁多，而每一種產(chǎn)品的產(chǎn)量僅一臺（件）或少數(shù)幾臺（件）。2、大部分產(chǎn)品一次生產(chǎn)就不再重復(fù)生產(chǎn)，有的雖會重復(fù)生產(chǎn)，但是沒有固定的重復(fù)期。3、生產(chǎn)穩(wěn)定性差，工藝化程度低，大多數(shù)工作地要承擔(dān)很多道工序。

□單件生產(chǎn)（第2階段）單件生產(chǎn)是指產(chǎn)品品種多，而每一種產(chǎn)品的10□自動化生產(chǎn)線（第3階段）自動化生產(chǎn)線是產(chǎn)品生產(chǎn)過程所經(jīng)過的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場開始，經(jīng)過加工、運(yùn)送、裝配、檢驗等一系列生產(chǎn)活動所構(gòu)成的路線。狹義的生產(chǎn)線是按對象原則組織起來的，完成產(chǎn)品工藝過程的一種生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專業(yè)化原則，配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要的各種設(shè)備和各工種的工人，負(fù)責(zé)完成某種產(chǎn)品（零、部件）的全部制造工作，對相同的勞動對象進(jìn)行不同工藝的加工。自動化生產(chǎn)線是在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動進(jìn)行操作或控制的過程，其目標(biāo)是“穩(wěn)，準(zhǔn)，快”。采用自動生產(chǎn)線不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類認(rèn)識世界和改造世界的能力?！踝詣踊a(chǎn)線（第3階段）自動化生產(chǎn)線是產(chǎn)品生產(chǎn)過程所經(jīng)過的11□現(xiàn)代集成制造（第4階段）柔性制造系統(tǒng)（FMS）(FlexibleManufactureSystem)，是一組數(shù)控機(jī)床和其他自動化的工藝設(shè)備，由計算機(jī)信息控制系統(tǒng)和物料自動儲運(yùn)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的整體。柔性制造系統(tǒng)由加工、物流、信息三個子系統(tǒng)組成，在加工自動化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)物料流和信息流的自動化。柔性制造技術(shù)是集自動化技術(shù)、信息技術(shù)和制作加工技術(shù)于一體，把以往工廠企業(yè)中相互孤立的工程設(shè)計、制造、經(jīng)營管理等過程，在計算機(jī)及其軟件和數(shù)據(jù)庫的支持下，構(gòu)成一個覆蓋整個企業(yè)的有機(jī)系統(tǒng)。所謂“柔性”，即靈活性，主要表現(xiàn)在：①生產(chǎn)設(shè)備的零件、部件可根據(jù)所加工產(chǎn)品的需要變換；②對加工產(chǎn)品的批量可根據(jù)需要迅速調(diào)整；③對加工產(chǎn)品的性能參數(shù)可迅速改變并及時投入生產(chǎn)；④可迅速而有效地綜合應(yīng)用新技術(shù)；⑤對用戶、貿(mào)易伙伴和供應(yīng)商的需求變化及特殊要求能迅速做出反應(yīng)。采用柔性制造技術(shù)的企業(yè)，平時能滿足品種多變而批量很小的生產(chǎn)需求，戰(zhàn)時能迅速擴(kuò)大生產(chǎn)能力?！醅F(xiàn)代集成制造（第4階段）柔性制造系統(tǒng)（FMS）12計算機(jī)集成制造CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystems）

CIMS是通過計算機(jī)硬軟件綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)將企業(yè)生產(chǎn)的全部過程中有關(guān)的人、技術(shù)、經(jīng)營管理三要素及其信息與物流有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行的復(fù)雜的大系統(tǒng)。

計算機(jī)集成制造CIMS（ComputerIntegrat13第2章成組技術(shù)

2.1成組技術(shù)的基本原理

2.2零件分類編碼系統(tǒng)

2.3零件的分組方法

2.4成組技術(shù)的應(yīng)用及其經(jīng)濟(jì)效益第2章成組技術(shù)

2.1成組技術(shù)的基本原理

2.2零件分14（1）成組技術(shù)的基本概念傳統(tǒng)小批量生產(chǎn)方式的缺點(diǎn)產(chǎn)量小，生產(chǎn)周期長，限制了先進(jìn)技術(shù)的采用，生產(chǎn)效率低生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大生產(chǎn)計劃、組織管理復(fù)雜化2.1成組技術(shù)的基本原理（1）成組技術(shù)的基本概念2.1成組技術(shù)的基本原理15零件的相似性原理和成組技術(shù)的誕生大量統(tǒng)計資料表明，機(jī)械產(chǎn)品中相似件占70%（結(jié)構(gòu)形狀和加工工藝等相似）成組技術(shù)正是研究和利用了有關(guān)事物的相似性，將企業(yè)的各種產(chǎn)品、部件和零件，按一定的相似性準(zhǔn)則分類編組，并以這些組為基礎(chǔ)，組織生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計、制造、管理的合理化零件的相似性原理和成組技術(shù)的誕生16制造業(yè)及發(fā)展概論17成組技術(shù)的實質(zhì)復(fù)雜而多樣的事物或信息中，有許多問題具有相似性，把相似問題分組，就能使復(fù)雜問題簡化，從而找出解決這一組問題的同一方法或答案，并節(jié)省時間和精力成組技術(shù)的實質(zhì)18實質(zhì)：按零件的形狀、尺寸、制造工藝的相似性，將零件分類歸并成組（族），擴(kuò)大零件的工藝批量，以便采用高效率的工藝方法和設(shè)備，使中小批量生產(chǎn)也能獲得類似大批量流水生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。成組技術(shù)成了CAD、CAPP、CAM、FMS等的技術(shù)基礎(chǔ)實質(zhì)：按零件的形狀、尺寸、制造工藝的相似性，將零件分類歸并成19MoretolearnMoretolearn20成組技術(shù)能對同類問題給出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)解決辦法;避免產(chǎn)生解決同類問題方法的不統(tǒng)一與不必要的多樣化;可重復(fù)利用解決同類問題已有的信息與資源正因為成組技術(shù)具有這些特點(diǎn)，所以它可以：簡化生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，加快新產(chǎn)品的開發(fā)和上市速度有效擴(kuò)大批量，以利經(jīng)濟(jì)合理地采用先進(jìn)制造技術(shù)可以方便地組織專業(yè)化生產(chǎn)成組技術(shù)能對同類問題給出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)解決辦法;21上世紀(jì)50年代，前蘇聯(lián)學(xué)者M(jìn)itrofanov首先提出成組技術(shù)原理，然后迅即在東歐（捷克等國）得到推廣應(yīng)用及至上世紀(jì)60年代，在西歐（德、法、英等國）和中國、日本傳播應(yīng)用美國則在上世紀(jì)80年代才接受GTGT經(jīng)歷了：成組加工成組工藝成組技術(shù)的發(fā)展過程上世紀(jì)50年代，前蘇聯(lián)學(xué)者M(jìn)itrofanov首先提出成組技222.2零件分類編碼系統(tǒng)（1）概念分類——把事物劃分成不同組的過程編碼——對不同組的事物給予不同的代碼零件分類編碼——抽象地反映零件名稱、功能、結(jié)構(gòu)、形狀、工藝特性、精度等信息的代碼（符號）編碼法則——對代碼代表的意義所作出的明確規(guī)定和說明2.2零件分類編碼系統(tǒng)（1）概念23（2）原理成組技術(shù)的編碼，必須充分反映機(jī)械零件的各種特征，這些特征包括：零件的結(jié)構(gòu)和形狀、各組成表面的類別及配置關(guān)系、零件材料及熱處理、幾何尺寸、加工精度和表面質(zhì)量代碼必須能唯一地區(qū)分產(chǎn)品零件族（2）原理24

對零件分類編碼系統(tǒng)的要求：充分、全面、準(zhǔn)確地描述零件信息系統(tǒng)邏輯層次分明，結(jié)構(gòu)合理容易被計算機(jī)理解和處理考慮與CAD、CAM的鏈接和企業(yè)的應(yīng)用要求易于被工程人員理解，易于編程對零件分類編碼系統(tǒng)的要求：25VUOSO分類編碼系統(tǒng)原捷克斯洛伐克金屬切削機(jī)床研究所為機(jī)床行業(yè)制訂的一個系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)屬于10進(jìn)制4位碼。（3）零件分類編碼系統(tǒng)的示例VUOSO分類編碼系統(tǒng)（3）零件分類編碼系統(tǒng)的示例26回轉(zhuǎn)體零件軸線上有有齒形、花鍵軸線上有無孔盲孔通孔無孔通孔01234Dmax(L/D)max0<40<111~62>6341~80<141~45>4681~200<37>80>38>200<39其它>30VUOSO分類編碼系統(tǒng)類級回轉(zhuǎn)體零件軸線上有有齒形、花鍵軸線上有無孔盲孔通孔無孔通孔027VUOSO分類編碼系統(tǒng)（續(xù)）012340光滑或臺階圓柱齒有花鍵非金屬1軸線上有螺紋其它鑄件灰鑄鐵2軸線外有孔圓錐齒有花鍵球鐵或鑄鋼3有槽或平面其它有色金屬41+2蝸輪有花鍵各種型板線材和鍛件普通探鋼51+3其它優(yōu)質(zhì)和合金鋼滲炭鋼62+3多聯(lián)齒有花鍵淬硬鋼71+2+3其它熱處理鋼8錐面其它有花鍵其它合金鋼9異形其它有色金屬組型VUOSO分類編碼系統(tǒng)（續(xù)）012340光滑或臺階圓柱齒有花28系統(tǒng)的基本特點(diǎn)類：描述零件基本輪廓形狀。它決定了零件的主要工藝過程和主要表面的加工。級：很巧妙地用兩個尺寸參數(shù)（D與L/D）進(jìn)一步描述了零件的幾何形狀，同時也確定了零件的安裝方法和所應(yīng)選用的機(jī)床。型：描述次要的結(jié)構(gòu)要素。它們是依附于主要輪廓形狀上。因此，它們必須在主要輪廓形狀經(jīng)過粗或半精加工后方可加工。系統(tǒng)的基本特點(diǎn)類：描述零件基本輪廓形狀。它決定了零件的主29VUOSO分類編碼系統(tǒng)中名詞解釋光滑或臺階軸線上有螺紋軸線外有孔VUOSO分類編碼系統(tǒng)中名詞解釋光滑或臺階30零件分類編碼的圖例2322圖2–1軸承端蓋50

75材料：QT400–17分類編碼結(jié)果分類編碼結(jié)果0176M18

25115材料：45圖2–2軸圖2–3齒輪9040材料：40Cr分類編碼結(jié)果4606零件分類編碼的圖例2322圖2–1軸承端蓋50731（4）代碼結(jié)構(gòu)的類型

層次式（又稱單元碼）：每一代碼的含義都由前一級代碼限定（各分支都必須定義）鏈?zhǔn)剑ň仃囀剑ㄓ址Q多元碼）：碼位上每一個數(shù)字都代表不同的信息，與前面的碼位無關(guān)混合式（層次式和鏈?zhǔn)交旌希壕C合層次式和混合式代碼的長處（4）代碼結(jié)構(gòu)的類型層次式（又稱單元碼）：每一代碼的含義都32（5）零件的編碼系統(tǒng)常用的分類編碼系統(tǒng)有如下兩種：奧匹茲（Opitz）分類編碼系統(tǒng)德國亞琛工業(yè)大學(xué)的H·奧匹茲教授領(lǐng)導(dǎo)研制成功（5）零件的編碼系統(tǒng)33基本結(jié)構(gòu)奧匹茲代碼采用混合式代碼結(jié)構(gòu)；由9位代碼組成，前5位為幾何碼（又稱主碼），分別代表零件的種類、基本形狀、回轉(zhuǎn)表面加工、平面加工、輔助孔、輪齒、型面加工；后4位為輔助碼，分別代表主要尺寸（直徑或邊長）、材料類型、毛坯形狀、加工精度；每一個碼位有10個特征碼.基本結(jié)構(gòu)34制造業(yè)及發(fā)展概論35

JLBM-1分類編碼系統(tǒng)這是“機(jī)械工業(yè)成組技術(shù)零件分類編碼系統(tǒng)”的漢語拼音縮寫1985年由我國機(jī)械電子工業(yè)部設(shè)計研究總院負(fù)責(zé)制訂JLBM-1分類編碼系統(tǒng)36采用混合式代碼結(jié)構(gòu)；由15位代碼組成，第1、2位代碼代表零件名稱類別；第3~9位是形狀與加工碼（為主碼）；第10~15位代碼為輔助碼，分別代表材料、毛坯原始形狀、熱處理、主要尺寸、加工精度；每一個碼位有10個特征碼采用混合式代碼結(jié)構(gòu)；由15位代碼組成，第1、2位代碼代表零件37制造業(yè)及發(fā)展概論38制造業(yè)及發(fā)展概論39制造業(yè)及發(fā)展概論40制造業(yè)及發(fā)展概論41制造業(yè)及發(fā)展概論422.3.1編碼分組法目的：減少現(xiàn)有零件工藝過程的多樣性擴(kuò)大零件的工藝批量提高工藝設(shè)計的質(zhì)量依據(jù)：根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征和工藝特征的相似性2.3零件的分組方法2.3.1編碼分組法2.3零件的分組方法43（1）方法：視檢法：由有經(jīng)驗的工藝師根據(jù)零件圖樣或?qū)嶋H零件及其制造過程，直觀地憑經(jīng)驗判斷零件的相似性，對零件進(jìn)行分類成組；生產(chǎn)流程分析法：按工藝特征相似性分類，先根據(jù)零件的工藝路線卡列出工藝路線表，再對生產(chǎn)流程進(jìn)行分析、歸納、整理編碼分類法：采用特征碼位法和碼域法，擴(kuò)大工藝批量；（1）方法：44特征碼位法：在分類編碼系統(tǒng)的各碼位中，選取一些特征較強(qiáng)、對劃分零件族影響較大的碼位作為零件分組的主要依據(jù)，而其余碼位則予以忽略。特征碼位法：在分類編碼系統(tǒng)的各碼位中，選取一些特征較強(qiáng)、對劃45碼域法：對特征碼位上的數(shù)據(jù)規(guī)定某一范圍，而不是要求特征碼位上的數(shù)據(jù)完全相同。ⅠⅡⅢⅣ0123456789碼域法：對特征碼位上的數(shù)據(jù)規(guī)定某一范圍，而不是要求特征碼位上46（2）制訂成組工藝過程復(fù)合零件法（又稱為主樣件法）：按照零件族中的復(fù)合零件來設(shè)計工藝規(guī)程的方法；復(fù)合零件即擁有同組零件的全部特征加工表面要素的一個零件。Moretolearn（2）制訂成組工藝過程Moretolearn471:010612:0136233:013644:012651:C-C2:C-C-XJ3:C-C-XJ-X4:C-C-Z12345復(fù)合零件1:010612:0136233:013644:48（3）成組生產(chǎn)的組織形式成組單機(jī)把一組工序相同或相似的零件族集中在一臺機(jī)床上加工特點(diǎn)：針對從毛坯到成品多數(shù)工序可以在同一類型的設(shè)備上完成的工件；也可以只完成其中某幾道工序功用：成組技術(shù)的最初形式，是成組技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)；減少機(jī)床調(diào)整時間，有一定經(jīng)濟(jì)效果（3）成組生產(chǎn)的組織形式成組單機(jī)49成組生產(chǎn)單元

指一組或幾組工藝上相似零件的全部工藝過程，由相應(yīng)的一組機(jī)床完成，該組機(jī)床即構(gòu)成車間的一個封閉生產(chǎn)單元特點(diǎn)：把幾種類型機(jī)床組成一個封閉的生產(chǎn)系統(tǒng)；完成一組或幾組相似零件的全部工藝過程；有一定的獨(dú)立性，并有明確的職責(zé)功用：設(shè)備利用率高；縮短了生產(chǎn)周期；簡化了生產(chǎn)管理成組生產(chǎn)單元50機(jī)群制的平面布置CCCCCCXXXXZZZZZZWMWMPMPM機(jī)群制的平面布置CCCCCCXXXXZZZZZZWMWMPM51GT生產(chǎn)單元

屬于流水型生產(chǎn)。零件的加工按工藝流程進(jìn)行。在制品的數(shù)量可以顯著減少。這時可按運(yùn)輸批量轉(zhuǎn)移。零件的運(yùn)輸距離縮短，在制時間縮短，因此生產(chǎn)周期短。可實現(xiàn)一專多能的多機(jī)床看管，有利于提高生產(chǎn)效率。生產(chǎn)單元可實現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)的承包制，便于管理。是現(xiàn)代先進(jìn)制造模式—柔性制造系統(tǒng)的雛形。CXZWMPMGT生產(chǎn)單元屬于流水型生產(chǎn)。零件的加工按工藝流程進(jìn)行。CX52復(fù)合路線法：以組內(nèi)最復(fù)雜零件的工藝路線為基礎(chǔ)，添不組內(nèi)其它零件需要的工序，最終形成滿足全組零件要求的成組工藝Moretolearn復(fù)合路線法：以組內(nèi)最復(fù)雜零件的工藝路線為基礎(chǔ)，添不組內(nèi)其它零53制造業(yè)及發(fā)展概論542.4成組技術(shù)的應(yīng)用及其經(jīng)濟(jì)效益（1）設(shè)計檢索；（2）成組工藝過程（3）成組夾具（4）成組技術(shù)在CAPP中的應(yīng)用（5）以零件族為基礎(chǔ)編制生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)作業(yè)計劃。2.4成組技術(shù)的應(yīng)用及其經(jīng)濟(jì)效益（1）設(shè)計檢索；55計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計系統(tǒng)按其工作原理主要可以分為3種型式，即檢索式、派生式和創(chuàng)成式。這3種型式的基礎(chǔ)分別是零件工藝的3種類型：標(biāo)準(zhǔn)工藝、典型工藝、生成工藝。本章將主要介紹派生式和創(chuàng)成式2種系統(tǒng)。3.CAPP工作原理計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計系統(tǒng)按其工作原理主要可以分為3種型式，56生產(chǎn)中有不少較簡單的零件，其工藝是相對固定的，長時間沒有變化，這樣就形成了標(biāo)準(zhǔn)工藝。標(biāo)準(zhǔn)工藝經(jīng)整理后以代號表示，用時只要標(biāo)明其工藝代號即可進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和制造。標(biāo)準(zhǔn)工藝可減輕工藝人員的重復(fù)勞動，提高效率。在計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計時，利用檢索式系統(tǒng)即可查出相應(yīng)工藝。(1)標(biāo)準(zhǔn)工藝生產(chǎn)中有不少較簡單的零件，其工藝是相對固定的，長時間沒有變化57機(jī)械零件種類多，數(shù)量大，但可利用成組技術(shù)將其分組、分類，形成零件族或零件組。同一零件族的零件工藝過程雖有差異，但基本上是類似的。因此對每個零件族可以設(shè)計出一個代表零件及其工藝，稱為典型工藝。一個零件根據(jù)其分類編碼號，首先查出屬于那個零件族，再找出該零件族的典型工藝，然后根據(jù)這個零件的具體結(jié)構(gòu)對典型工藝進(jìn)行修訂，最后即得到該零件的加工工藝過程。在計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計中，可利用派生式系統(tǒng)，利用計算機(jī)輸入零件成組技術(shù)代碼，判別屬于哪個零件族，檢索其典型工藝，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，最后輸出成形的工藝過程文件。(2)典型工藝機(jī)械零件種類多，數(shù)量大，但可利用成組技術(shù)將其分組、分類，形成58有些零件的工藝既不屬于標(biāo)準(zhǔn)工藝，又不屬于典型工藝，可直接利用計算機(jī)的工藝決策系統(tǒng)生成工藝。它既不像標(biāo)準(zhǔn)工藝可查詢，也不像典型工藝可以參考。生成工藝包含某類零件的全部。計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計中的創(chuàng)成式系統(tǒng)工作復(fù)雜；效率低。目前創(chuàng)成法原理尚不完善，大部分系統(tǒng)只能叫“半創(chuàng)成式”系統(tǒng)。(3)生成工藝有些零件的工藝既不屬于標(biāo)準(zhǔn)工藝，又不屬于典型工藝，可直接利用59零件信息輸入是計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計的第一步。零件信息的描述則是計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計的關(guān)鍵。(1)零件信息描述在計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計中，零件信息應(yīng)包括2個方面：一是幾何信息，即零件的幾何形狀、尺寸、表面間相互位置等；二是工藝信息，指零件材料、毛坯、加工精度、熱處理等及相應(yīng)的技術(shù)要求。零件信息描述方法很多，從描述零件的組成結(jié)構(gòu)來看，有分類法、型面法、形體法等；從所用描述工具來看，有編碼描述、語言描述、數(shù)學(xué)描述等。在同一個零件的信息描述中可用多種描述方法。3.1CAPP的零件信息描述與輸入零件信息輸入是計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計的第一步。零件信息的描述601)人機(jī)交互式信息輸入計算機(jī)能夠準(zhǔn)確無誤地接受零件的信息并能描述、檢索、存儲和處理這些信息。通過手工或人機(jī)對話方式，將零件的信息完整地輸入到計算機(jī)中。2)從CAD系統(tǒng)中提取零件信息零件信息描述在計算機(jī)集成制造系統(tǒng)和并行工程中，需遵守統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)(STEP)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)等規(guī)定，數(shù)據(jù)格式和管理應(yīng)統(tǒng)一。在實現(xiàn)了CAD/CAPP/CAM一體化的情況下，可以利用中間接口或其它傳輸方式，將零件的設(shè)計信息直接從CAD系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中提取出來，用到零件工藝過程設(shè)計中去，而不必通過零件信息描述模塊。(2)零件信息輸入1)人機(jī)交互式信息輸入(2)零件信息輸入61派生式又叫變異式、樣件法等。它利用成組技術(shù)中的零件相似性原理進(jìn)行設(shè)計。如果零件的結(jié)構(gòu)形狀相似，則其工藝也有相似性。對于每個零件族，可以通過生產(chǎn)實踐和工作經(jīng)驗制訂出一個典型工藝。當(dāng)設(shè)計一個新零件的工藝時，通過檢索相似零件的典型工藝，經(jīng)過編輯和修改而派生出一個該零件的工藝過程。3.2派生式CAPP系統(tǒng)派生式又叫變異式、樣件法等。它利用成組技術(shù)中的零件相似性原理62①對設(shè)計零件按所選分類編碼系統(tǒng)進(jìn)行編碼，完成對零件的描述；②利用輸入模塊輸入零件的信息；③檢索及判斷新零件是否屬于某零件族，如屬于則調(diào)出；④調(diào)出該零件族的典型工藝過程，包括工藝路線和各工序內(nèi)容；⑤根據(jù)輸入的零件信息，對典型工藝進(jìn)行修改和編輯，生成零件的工藝規(guī)程；⑥對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行存儲或輸出。零件工藝規(guī)程生成過程如下：①對設(shè)計零件按所選分類編碼系統(tǒng)進(jìn)行編碼，完成對零件的描述；零63創(chuàng)成式又叫生成式。它與派生式不同，不以對典型工藝的檢索和修改為基礎(chǔ)。它是根據(jù)輸入的或者是直接從CAD系統(tǒng)獲得的零件信息，依靠系統(tǒng)中的工藝數(shù)據(jù)和決策方式自動生成零件的工藝過程的系統(tǒng)。根據(jù)具體零件，系統(tǒng)能自動產(chǎn)生零件加工所需的各個工序和加工順序，自動提取制造知識，自動完成機(jī)床選擇、工夾量具選擇和加工過程最優(yōu)化；通過應(yīng)用工藝決策邏輯，可以模擬工藝設(shè)計人員的決策過程。3.3創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)創(chuàng)成式又叫生成式。它與派生式不同，不以對典型工藝的檢索和修改64工藝設(shè)計是一項復(fù)雜的多層次、多任務(wù)的決策過程。工藝過程設(shè)計中的決策方式有多種型式，介紹3類決策方式，即數(shù)學(xué)模型(公式計算)決策、邏輯(推理)決策和智能思維(創(chuàng)造)決策。(1)數(shù)學(xué)模型決策這種決策是以建立數(shù)學(xué)模型并求解作為主要的決策方式。一般數(shù)學(xué)模型可分為3種類型。①系統(tǒng)性數(shù)學(xué)模型。②隨機(jī)性數(shù)學(xué)模型。③模糊性數(shù)學(xué)模型。1.工藝決策工藝設(shè)計是一項復(fù)雜的多層次、多任務(wù)的決策過程。工藝過程設(shè)計中65在工藝過程設(shè)計中，如加工方法的選擇、機(jī)床設(shè)備選擇、刀具選擇以及工序安排等都可以采用邏輯決策。決策樹和決策表是描述或規(guī)定條件與結(jié)果相關(guān)聯(lián)的方法，即用來表示“如果(條件)、那么(動作)”的決策關(guān)系。1)決策樹決策樹又叫判定樹，它是用樹狀結(jié)構(gòu)來描述和處理“條件”和“動作”之間的關(guān)系的方法。2)決策表決策表又叫判定表，它是用表格結(jié)構(gòu)來描述和處理“條件”和“動作”之間的關(guān)系和方法。(2)邏輯推理決策在工藝過程設(shè)計中，如加工方法的選擇、機(jī)床設(shè)備選擇、刀具選擇以66工藝過程設(shè)計中，有些決策往往依賴于工藝人員的經(jīng)驗和能力，因此需要人工智能。人工智能是設(shè)計智能計算機(jī)系統(tǒng)的一個分支，這些系統(tǒng)呈現(xiàn)出與人類的智能行為如理解語言、學(xué)習(xí)、推理、聯(lián)想和解決問題等有關(guān)的特性。智能思維決策有專家系統(tǒng)、模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法。(3)智能思維決策工藝過程設(shè)計中，有些決策往往依賴于工藝人員的經(jīng)驗和能力，因此67創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)不以標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程為基礎(chǔ)，而是從零開始由軟件