一、成組技術的基本原理

　　隨著人類生活水平的提高和社會的進步，人們追求個性化、特色化的思想日益普遍。作為提供人的日常生活所需各種產品的制造業中，大批量的產品越來越少，單件小批量的產品生產模式越來越多，約占各類機器生產的（76～85）％。 隨著我國經濟的高速發展，社會對機械產品需求多樣化的趨勢也越來越明顯。傳統的針對小批量生產的組織模式會存在一些矛盾：
　　1. 生產計劃、組織管理復雜化；
　　2. 零件從投料到加工完成的總生產時間較長；
　　3. 生產準備工作量大。
　　4. 產量小，使得先進制造技術的應用受到限制 為此，制造技術的研究者提出了成組技術的科學理論及實踐方法，它能從根本上解決生產由于品種多，產量小帶來的矛盾。成組技術GT（Group Technology）是一門生產技術科學，它研究如何識別和發掘生產活動中有關事務的相似性，并對其進行充分利用。即把相似的問題歸類成組，尋求解決這一組問題相對統一的最優方案，以取得所期望的經濟效益。成組技術應用與機械加工方面，乃是將多種零件按其工藝的相似性分類成組以形成零件族，把同一零件族中零件分散的小生產量匯集成較大的成組生產量，從而使小批量生產能獲得接近于大批量生產的經濟效果。成組技術將品種眾多的零件按其相似性分類以形成為數不是很多的零件族，把同一零件族中諸零件分散的小生產量匯集成較大的成組生產量。這樣，成組技術就巧妙地把品種多轉化為"少"，把生產量小轉化為"大"，由于主要矛盾有條件地轉化，這就為提高多品種、小批量生產的經濟效益提供了一種有效的方法。 成組技術的基本原理是符合辯證法的，所以它可以作為指導生產的一般性方法。實際上，人們很早以來就在應用成組技術的哲理指導生產實踐，諸如生產專業化、零部件標準化等皆可以認為是成組技術在機械工業中的應用�，F代發展了的成組技術已廣泛應用于設計、制造和管理等各個方面，并取得了顯著的效益。與生產事務的相關性是客觀存在的，這不僅為人的一般常識所認可，而且也為統計學所證實。用統計學的方法統計事物某些特征屬性出現的頻率，可以從總體上定量地說明事物客觀存在的相似性。從對捷克和德國機床產品各類零件的統計資料表明，零件間的相似性已超越國界，它確實是客觀存在的，且遵循一定的分布規律。
　　從對英國機床業不同時期內幾種主要加工設備需要量的資料表明：相對穩定的各類零件構成比例要適應各類機床數量。由此可以認為，根據一定生產任務配備以相適應的各類機床數量，在較長的一段時間內是能夠滿足產品不斷更新換代的生產要求的，這就科學地證明了成組技術實施的延續性，即產品（同類型或相近類型）的更新換代將不會影響成組技術的繼續實施。零件統計學不僅為成組技術的創立提供了可以信賴的科學依據，也是實施成組技術過程中充分認識和利用有關事物相似性的有用的科學方法。成組技術基本原理要求充分認識和利用客觀存在著的有關事物的相似性，所以按一定的相似標準將有關事物歸類成組是實施成組技術的基礎。
　　目前，將零件分類成組常用的方法有：
　　1. 視檢法； 視檢法是由有生產經驗的人員通過對零件圖紙仔細閱讀和判斷，把具有某些特征屬性的一些零件歸結為一類。它的效果主要取決于個人的生產經驗，多少帶有主觀性和片面性。
　　2. 生產流程分析法； 生產流程分析法PFA（Production Flow Analysis）是以零件生產流程及生產設備明細表等技術文件，通過對零件生產流程的分析，可以把工藝過程相近的，即使用同一組機床進行加工的零件歸結為一類。采用此法分類的正確性與分析方法和所依據的工廠技術資料有關。采用此法可以按工藝相似性將零件分類，以形成加工族。

圖1是JLBM-1系統的基本結構圖。

    3. 編碼分類法。 圖1 JLBM-1系統的基本結構 按編碼分類，首先需將待分類的諸零件進行編碼，即將零件的有關設計、制造等方面的信息轉譯為代碼（代碼可以是數字或數字、字母兼用）。為此，需選用或制定零件分類編碼系統。由于零件有關信息的代碼化，就可以根據代碼對零件進行分類。應指出，采用零件分類編碼系統便零件有關生產信息代碼化，將有助于應用計算機輔助成組技術的實施。 JLBM-1系統是我國機械工業部門為機械加工中推行成組技術而開發的一種零件分類編碼系統。這一系統經過先后四次修訂，已于1984年正式為我國機械工業部的技術指導資料。JLBM-l系統的結構可以說是OPITZ系統和KK-3系統的結合。

　　二、成組技術的應用

　　目前發展的成組技術是應用系統工程學的觀點，把中、小批生產中的設計制造和管理等方面作為一個生產系統整體，統一協調生產活動的各個方面，全面實施成組技術以提高綜合經濟效益。以下將從產品設計、制造及生產管理等方面簡述成組技術的應用。
　　1. 產品設計方面
　　由于用成組技術指導設計，賦予各類零件以更大的相似類，這就為在制造管理方面實施成組技術奠定了良好的基礎，使之取得更好的效果。此外，由于新產品具有繼承性，使往年累積并經過考驗的有關設計和制造的經驗再次應用，這有利于保證產品質量的穩定。以成組技術為指導的設計合理化和標準化工作將為實現計算機輔助設計（CAD）奠定良好的基礎；為設計信息最大程度地重復使用，加快設計速度，節約時間作出貢獻。據統計，當設計一種新產品時，往往有3/4以上的零件設計可參考借鑒或直接引用原有的產品圖紙，從而減少新設計的零件，這不僅可免除設計人員的重復性勞動，也可以減少工藝準備工作和降低制造費用。
　　2. 制造工藝方面
　　成組技術在制造工藝方面最先得到廣泛應用。開始是用于成組工序，即把加工方法、安裝方式和機床調整相近的零件歸結為零件組，設計出適用于全組零件加工的成組工序。成組工序允許采用同一設備和工藝裝置，以及相同或相近的機床調整加工全組零件，這樣，只要能按零件組安排生產調度計劃，就可以大大減少由于零件品種更換所需要的機床調整時間。此外，由于零件組內諸零件的安裝方式和尺寸相近；可設計出應用于成組工序的公用夾具--成組夾具。只要進行少量的調整或更換某些零件，成組夾具就可適用于全組零件的工序安裝。成組技術亦可應用于零件加工的全工藝過程。為此，應將零件按工藝過程相似性分類以形成加工族，然后針對加工族設計成組工藝過程。成組工藝過程是成組工序的集合，能保證按標準化的工藝路線采用同一組機床加工全加工族的諸零件。應指出，設計成組工藝過程、成組工序和成組夾具皆應以成組年產量為依據。因此，成組加工允許采用先進的生產工藝技術。以成組技術指導的工藝設計合理化和標準化為基礎，不難實現計算機輔助工藝進程設計（CAPP）及計算機輔助成組夾具設計。
　　3. 生產組織管理方面
　　成組加工要求將零件按工藝相似性分類形成加工族，加工同一加工族有其相應的一組機床設備。因此，很自然成組生產系統要求按模塊化原理組織生產，即采取成組生產單元的生產組織形式。在一個生產單元內有一組工人操作一組設備，生產一個或若干個相近的加工族，在此生產單元內可完成諸零件全部或部分的生產加工。因此可以認為，成組生產單元是以加工族為生產對象的產品專業化或工藝專業化（如熱處理等）的生產基層單位。成組技術是計算機輔助管理系統技術基礎之一。這是因為運用成組技術基本原理將大量信息分類成組，并使之規格化、標準化，這將有助于建立結構合理的生產系統公用數據庫，可大量壓縮信息的儲存量；由于不再是分別針對一個工程問題和任務設計程序，可使程序設計優化。此外采用編碼技術是計算機輔助管理系統得以順利實施的關鍵性基礎技術工作，成組技術恰好能滿足相似類產品及分類的編碼。

　　三、成組技術的發展現狀

　　成組技術從上個世紀50年代提出到如今已經歷了近50年的發展和應用。成組技術作為一門綜合性的生產技術科學是計算機輔助設計、計算機輔助工藝過程設計、計算機輔助制造（CAM）和柔性制造系統等方面的技術基礎。我國早在上個世紀60年代初就在紡織機械、飛機、機床及工程機械等機械制造業中推廣應用成組技術，并初見成效。近年來，為適應我國社會主義經濟建設的需要，要求機械工業加速技術改造的步伐，尤其是需要對占重要比例的中、小型企業引進生產技術和組織管理的革新工作；因此，成組技術再度受到國家有關部、局和工廠企業，研究所及高等院校的重視。目前，正積極開展這一方面的科學研究、人材培訓和推廣應用等工作。原機械部設計研究院負責組織研制的全國機械零件分類編碼系統JLBM-I，它將對我國推廣應用成組技術起到積極推進作用。近幾年來，一些工廠實踐經驗表明，應用成組技術的經濟效益是十分顯著的。我國不少高等工業院校結合教學和科研工作，在成組技術基本理論及其應用方面，如零件分類編碼系統、零件分類成組方法和計算機輔助編碼、分類、工藝設計、零件設計、生產管理的軟件系統等方面都開展了許多研究工作，并取得了不少成果�？梢韵嘈�，隨著應用推廣和科研工作的持續開展，成組技術對提高我國機械工業的制造技術和生產管理水平將日益發揮其重要的作用。

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