制造業(yè)及發(fā)展研究培訓(xùn)課件

第1章制造業(yè)制造業(yè)是指對(duì)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(duì)零部件裝配工業(yè)的總稱(chēng)；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(guó)家大約1/4的人口從事制造業(yè)，70%～80%的物質(zhì)財(cái)富來(lái)自于制造業(yè)。2024/10/191中南大學(xué)1.1物質(zhì)生產(chǎn)貫穿人類(lèi)歷史材料、能源和信息是人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的三大重要支柱。人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史，就是人類(lèi)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2024/10/192中南大學(xué)1.2傳統(tǒng)制造業(yè)制造業(yè)創(chuàng)造了人類(lèi)人與猿相分離，是由于人學(xué)會(huì)了雙足行走和用手制造并使用工具，這是人類(lèi)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(lèi)越來(lái)越多，出現(xiàn)了有組織的石料開(kāi)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(lèi)分離，變成堂堂直立的人類(lèi)。原始的工具制造是人類(lèi)社會(huì)制造業(yè)的最早萌芽。2024/10/193中南大學(xué)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(chǎng)波瀾壯闊的工業(yè)革命使人類(lèi)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(shí)代是以1948年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁、布拉頓和肖克利發(fā)明晶體管，1958年制成第一臺(tái)固體元件計(jì)算機(jī)為開(kāi)端，晶體管的發(fā)明和微電子制造技術(shù)的飛速發(fā)展，開(kāi)創(chuàng)了全新的計(jì)算機(jī)及信息時(shí)代。2024/10/194中南大學(xué)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(dòng)，催生了工業(yè)革命，使人類(lèi)社會(huì)通過(guò)工業(yè)化從農(nóng)業(yè)社會(huì)發(fā)展到工業(yè)社會(huì)。以計(jì)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(dòng)，引發(fā)了新的工業(yè)革命，使人類(lèi)社會(huì)通過(guò)信息化從工業(yè)社會(huì)發(fā)展到信息社會(huì)，信息化是信息時(shí)代的工業(yè)革命。農(nóng)業(yè)社會(huì)工業(yè)社會(huì)信息社會(huì)工業(yè)化工業(yè)革命信息化新的工業(yè)革命2024/10/195中南大學(xué)1.3人類(lèi)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(kāi)工業(yè)化革命序幕；1901年發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)入工業(yè)化革命；1948年——晶體管發(fā)明；1952年——第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床；1958年——第一臺(tái)固體元件計(jì)算機(jī)；1959年——第一塊集成電路；1960年——ALGOL計(jì)算機(jī)語(yǔ)言；1964年——大型電子計(jì)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(gè)人計(jì)算機(jī)及PC機(jī)；1989年——萬(wàn)維網(wǎng)（WWW）誕生；在短短的40年時(shí)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(shí)代。2024/10/196中南大學(xué)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)；第二階段－－機(jī)器單件生產(chǎn)；第三階段－－自動(dòng)化生產(chǎn)線；第四階段－－現(xiàn)代集成制造。2024/10/197中南大學(xué)□手工生產(chǎn)（第1階段）用手工勞動(dòng)或運(yùn)用簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工具從事生產(chǎn)活動(dòng)。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(yàn)活動(dòng)等。手工生產(chǎn)是工業(yè)生產(chǎn)的最初形式，開(kāi)始從屬于農(nóng)業(yè)，習(xí)稱(chēng)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(chǎng)手工業(yè)。2024/10/198中南大學(xué)□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(gè)工作地點(diǎn)的加工對(duì)象經(jīng)常改變，且很少重復(fù)的生產(chǎn)類(lèi)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?jī)H一臺(tái)（件）或少數(shù)幾臺(tái)（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(huì)重復(fù)生產(chǎn)，但是沒(méi)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。

2024/10/199中南大學(xué)□自動(dòng)化生產(chǎn)線（第3階段）自動(dòng)化生產(chǎn)線是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程所經(jīng)過(guò)的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)加工、運(yùn)送、裝配、檢驗(yàn)等一系列生產(chǎn)活動(dòng)所構(gòu)成的路線。狹義的生產(chǎn)線是按對(duì)象原則組織起來(lái)的，完成產(chǎn)品工藝過(guò)程的一種生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專(zhuān)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(duì)相同的勞動(dòng)對(duì)象進(jìn)行不同工藝的加工。自動(dòng)化生產(chǎn)線是在無(wú)人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或控制的過(guò)程，其目標(biāo)是“穩(wěn)，準(zhǔn)，快”。采用自動(dòng)生產(chǎn)線不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。2024/10/1910中南大學(xué)□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(dòng)化的工藝設(shè)備，由計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)和物料自動(dòng)儲(chǔ)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(gè)子系統(tǒng)組成，在加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動(dòng)化。柔性制造技術(shù)是集自動(dòng)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(jì)、制造、經(jīng)營(yíng)管理等過(guò)程，在計(jì)算機(jī)及其軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)的支持下，構(gòu)成一個(gè)覆蓋整個(gè)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(duì)加工產(chǎn)品的批量可根據(jù)需要迅速調(diào)整；③對(duì)加工產(chǎn)品的性能參數(shù)可迅速改變并及時(shí)投入生產(chǎn)；④可迅速而有效地綜合應(yīng)用新技術(shù)；⑤對(duì)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(shí)能滿足品種多變而批量很小的生產(chǎn)需求，戰(zhàn)時(shí)能迅速擴(kuò)大生產(chǎn)能力。2024/10/1911中南大學(xué)計(jì)算機(jī)集成制造CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystems）

CIMS是通過(guò)計(jì)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(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)將企業(yè)生產(chǎn)的全部過(guò)程中有關(guān)的人、技術(shù)、經(jīng)營(yíng)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)。

2024/10/1912中南大學(xué)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(lèi)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2024/10/1913中南大學(xué)（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(zhǎng)，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(jì)劃、組織管理復(fù)雜化2.1成組技術(shù)的基本原理2024/10/1914中南大學(xué)零件的相似性原理和成組技術(shù)的誕生大量統(tǒng)計(jì)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(lèi)編組，并以這些組為基礎(chǔ)，組織生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、管理的合理化2024/10/1915中南大學(xué)2024/10/1916中南大學(xué)成組技術(shù)的實(shí)質(zhì)復(fù)雜而多樣的事物或信息中，有許多問(wèn)題具有相似性，把相似問(wèn)題分組，就能使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)化，從而找出解決這一組問(wèn)題的同一方法或答案，并節(jié)省時(shí)間和精力2024/10/1917中南大學(xué)實(shí)質(zhì)：按零件的形狀、尺寸、制造工藝的相似性，將零件分類(lèi)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(lèi)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)2024/10/1918中南大學(xué)Moretolearn2024/10/1919中南大學(xué)成組技術(shù)能對(duì)同類(lèi)問(wèn)題給出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)解決辦法;避免產(chǎn)生解決同類(lèi)問(wèn)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(lèi)問(wèn)題已有的信息與資源正因?yàn)槌山M技術(shù)具有這些特點(diǎn)，所以它可以：簡(jiǎn)化生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，加快新產(chǎn)品的開(kāi)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(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)2024/10/1920中南大學(xué)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(guó)）得到推廣應(yīng)用及至上世紀(jì)60年代，在西歐（德、法、英等國(guó)）和中國(guó)、日本傳播應(yīng)用美國(guó)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(guò)程2024/10/1921中南大學(xué)2.2零件分類(lèi)編碼系統(tǒng)（1）概念分類(lèi)——把事物劃分成不同組的過(guò)程編碼——對(duì)不同組的事物給予不同的代碼零件分類(lèi)編碼——抽象地反映零件名稱(chēng)、功能、結(jié)構(gòu)、形狀、工藝特性、精度等信息的代碼（符號(hào)）編碼法則——對(duì)代碼代表的意義所作出的明確規(guī)定和說(shuō)明2024/10/1922中南大學(xué)（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(lèi)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2024/10/1923中南大學(xué)

對(duì)零件分類(lèi)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(jì)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2024/10/1924中南大學(xué)VUOSO分類(lèi)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(gè)系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)屬于10進(jìn)制4位碼。（3）零件分類(lèi)編碼系統(tǒng)的示例2024/10/1925中南大學(xué)回轉(zhuǎn)體零件軸線上有有齒形、花鍵軸線上有無(wú)孔盲孔通孔無(wú)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(lèi)編碼系統(tǒng)類(lèi)級(jí)2024/10/1926中南大學(xué)VUOSO分類(lèi)編碼系統(tǒng)（續(xù)）012340光滑或臺(tái)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2024/10/1927中南大學(xué)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)類(lèi)：描述零件基本輪廓形狀。它決定了零件的主要工藝過(guò)程和主要表面的加工。級(jí)：很巧妙地用兩個(gè)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(shí)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(guò)粗或半精加工后方可加工。2024/10/1928中南大學(xué)VUOSO分類(lèi)編碼系統(tǒng)中名詞解釋光滑或臺(tái)階軸線上有螺紋軸線外有孔2024/10/1929中南大學(xué)零件分類(lèi)編碼的圖例2322圖2–1軸承端蓋50

75材料：QT400–17分類(lèi)編碼結(jié)果分類(lèi)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(lèi)編碼結(jié)果46062024/10/1930中南大學(xué)（4）代碼結(jié)構(gòu)的類(lèi)型

層次式（又稱(chēng)單元碼）：每一代碼的含義都由前一級(jí)代碼限定（各分支都必須定義）鏈?zhǔn)剑ň仃囀剑ㄓ址Q(chēng)多元碼）：碼位上每一個(gè)數(shù)字都代表不同的信息，與前面的碼位無(wú)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(zhǎng)處2024/10/1931中南大學(xué)（5）零件的編碼系統(tǒng)常用的分類(lèi)編碼系統(tǒng)有如下兩種：奧匹茲（Opitz）分類(lèi)編碼系統(tǒng)德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)的H·奧匹茲教授領(lǐng)導(dǎo)研制成功2024/10/1932中南大學(xué)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(chēng)主碼），分別代表零件的種類(lèi)、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(zhǎng)）、材料類(lèi)型、毛坯形狀、加工精度；每一個(gè)碼位有10個(gè)特征碼.2024/10/1933中南大學(xué)2024/10/1934中南大學(xué)

JLBM-1分類(lèi)編碼系統(tǒng)這是“機(jī)械工業(yè)成組技術(shù)零件分類(lèi)編碼系統(tǒng)”的漢語(yǔ)拼音縮寫(xiě)1985年由我國(guó)機(jī)械電子工業(yè)部設(shè)計(jì)研究總院負(fù)責(zé)制訂2024/10/1935中南大學(xué)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(chēng)類(lèi)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(gè)碼位有10個(gè)特征碼2024/10/1936中南大學(xué)2024/10/1937中南大學(xué)2024/10/1938中南大學(xué)2024/10/1939中南大學(xué)2024/10/1940中南大學(xué)2024/10/1941中南大學(xué)2.3.1編碼分組法目的：減少現(xiàn)有零件工藝過(guò)程的多樣性擴(kuò)大零件的工藝批量提高工藝設(shè)計(jì)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2024/10/1942中南大學(xué)（1）方法：視檢法：由有經(jīng)驗(yàn)的工藝師根據(jù)零件圖樣或?qū)嶋H零件及其制造過(guò)程，直觀地憑經(jīng)驗(yàn)判斷零件的相似性，對(duì)零件進(jìn)行分類(lèi)成組；生產(chǎn)流程分析法：按工藝特征相似性分類(lèi)，先根據(jù)零件的工藝路線卡列出工藝路線表，再對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行分析、歸納、整理編碼分類(lèi)法：采用特征碼位法和碼域法，擴(kuò)大工藝批量；2024/10/1943中南大學(xué)特征碼位法：在分類(lèi)編碼系統(tǒng)的各碼位中，選取一些特征較強(qiáng)、對(duì)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。2024/10/1944中南大學(xué)碼域法：對(duì)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。ⅠⅡⅢⅣ01234567892024/10/1945中南大學(xué)（2）制訂成組工藝過(guò)程復(fù)合零件法（又稱(chēng)為主樣件法）：按照零件族中的復(fù)合零件來(lái)設(shè)計(jì)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(gè)零件。Moretolearn2024/10/1946中南大學(xué)1:010612:0136233:013644:012651:C-C2:C-C-XJ3:C-C-XJ-X4:C-C-Z12345復(fù)合零件2024/10/1947中南大學(xué)（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(tái)機(jī)床上加工特點(diǎn)：針對(duì)從毛坯到成品多數(shù)工序可以在同一類(lèi)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(shí)間，有一定經(jīng)濟(jì)效果2024/10/1948中南大學(xué)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(guò)程，由相應(yīng)的一組機(jī)床完成，該組機(jī)床即構(gòu)成車(chē)間的一個(gè)封閉生產(chǎn)單元特點(diǎn)：把幾種類(lèi)型機(jī)床組成一個(gè)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(guò)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(jiǎn)化了生產(chǎn)管理2024/10/1949中南大學(xué)機(jī)群制的平面布置CCCCCCXXXXZZZZZZWMWMPMPM2024/10/1950中南大學(xué)GT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(shí)可按運(yùn)輸批量轉(zhuǎn)移。零件的運(yùn)輸距離縮短，在制時(shí)間縮短，因此生產(chǎn)周期短?？蓪?shí)現(xiàn)一專(zhuān)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(shí)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。CXZWMPM2024/10/1951中南大學(xué)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Moretolearn2024/10/1952中南大學(xué)2024/10/1953中南大學(xué)2.4成組技術(shù)的應(yīng)用及其經(jīng)濟(jì)效益（1）設(shè)計(jì)檢索；（2）成組工藝過(guò)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(jì)劃和生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。2024/10/1954中南大學(xué)計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)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(lèi)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2024/10/1955中南大學(xué)生產(chǎn)中有不少較簡(jiǎn)單的零件，其工藝是相對(duì)固定的，長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)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(hào)表示，用時(shí)只要標(biāo)明其工藝代號(hào)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(dòng)，提高效率。在計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)時(shí)，利用檢索式系統(tǒng)即可查出相應(yīng)工藝。

(1)標(biāo)準(zhǔn)工藝2024/10/1956中南大學(xué)機(jī)械零件種類(lèi)多，數(shù)量大，但可利用成組技術(shù)將其分組、分類(lèi)，形成零件族或零件組。同一零件族的零件工藝過(guò)程雖有差異，但基本上是類(lèi)似的。因此對(duì)每個(gè)零件族可以設(shè)計(jì)出一個(gè)代表零件及其工藝，稱(chēng)為典型工藝。一個(gè)零件根據(jù)其分類(lèi)編碼號(hào)，首先查出屬于那個(gè)零件族，再找出該零件族的典型工藝，然后根據(jù)這個(gè)零件的具體結(jié)構(gòu)對(duì)典型工藝進(jìn)行修訂，最后即得到該零件的加工工藝過(guò)程。在計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中，可利用派生式系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)輸入零件成組技術(shù)代碼，判別屬于哪個(gè)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(guò)程文件。(2)典型工藝2024/10/1957中南大學(xué)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(jì)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(xún)，也不像典型工藝可以參考。生成工藝包含某類(lèi)零件的全部。計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)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2024/10/1958中南大學(xué)零件信息輸入是計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的第一步。零件信息的描述則是計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

(1)零件信息描述在計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中，零件信息應(yīng)包括2個(gè)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(lái)看，有分類(lèi)法、型面法、形體法等；從所用描述工具來(lái)看，有編碼描述、語(yǔ)言描述、數(shù)學(xué)描述等。在同一個(gè)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2024/10/1959中南大學(xué)1)人機(jī)交互式信息輸入計(jì)算機(jī)能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地接受零件的信息并能描述、檢索、存儲(chǔ)和處理這些信息。通過(guò)手工或人機(jī)對(duì)話方式，將零件的信息完整地輸入到計(jì)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(jì)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(shí)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(jì)信息直接從CAD系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出來(lái)，用到零件工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中去，而不必通過(guò)零件信息描述模塊。(2)零件信息輸入2024/10/1960中南大學(xué)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(jì)。如果零件的結(jié)構(gòu)形狀相似，則其工藝也有相似性。對(duì)于每個(gè)零件族，可以通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐和工作經(jīng)驗(yàn)制訂出一個(gè)典型工藝。當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)新零件的工藝時(shí)，通過(guò)檢索相似零件的典型工藝，經(jīng)過(guò)編輯和修改而派生出一個(gè)該零件的工藝過(guò)程。3.2派生式CAPP系統(tǒng)2024/10/1961中南大學(xué)①對(duì)設(shè)計(jì)零件按所選分類(lèi)編碼系統(tǒng)進(jìn)行編碼，完成對(duì)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(guò)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(duì)典型工藝進(jìn)行修改和編輯，生成零件的工藝規(guī)程；⑥對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)或輸出。零件工藝規(guī)程生成過(guò)程如下：2024/10/1962中南大學(xué)創(chuàng)成式又叫生成式。它與派生式不同，不以對(duì)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(dòng)生成零件的工藝過(guò)程的系統(tǒng)。根據(jù)具體零件，系統(tǒng)能自動(dòng)產(chǎn)生零件加工所需的各個(gè)工序和加工順序，自動(dòng)提取制造知識(shí)，自動(dòng)完成機(jī)床選擇、工夾量具選擇和加工過(guò)程最優(yōu)化；通過(guò)應(yīng)用工藝決策邏輯，可以模擬工藝設(shè)計(jì)人員的決策過(guò)程。3.3創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)2024/10/1963中南大學(xué)工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的多層次、多任務(wù)的決策過(guò)程。工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中的決策方式有多種型式，介紹3類(lèi)決策方式，即數(shù)學(xué)模型(公式計(jì)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(lèi)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2024/10/1964中南大學(xué)在工藝過(guò)程設(shè)計(jì)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(shù)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(lái)表示“如果(條件)、那么(動(dòng)作)”的決策關(guān)系。1)決策樹(shù)決策樹(shù)又叫判定樹(shù)，它是用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)來(lái)描述和處理“條件”和“動(dòng)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(lái)描述和處理“條件”和“動(dòng)作”之間的關(guān)系和方法。(2)邏輯推理決策2024/10/1965中南大學(xué)工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中，有些決策往往依賴(lài)于工藝人員的經(jīng)驗(yàn)和能力，因此需要人工智能。人工智能是設(shè)計(jì)智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)分支，這些系統(tǒng)呈現(xiàn)出與人類(lèi)的智能行為如理解語(yǔ)言、學(xué)習(xí)、推理、聯(lián)想和解決問(wèn)題等有關(guān)的特性。智能思維決策有專(zhuān)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2024/10/1966中南大學(xué)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(kāi)始由軟件系統(tǒng)根據(jù)零件信息直接生成一個(gè)新的工藝規(guī)程。(1)切削表面加工方法的選擇(2)加工順序的安排(3)機(jī)床及工藝裝備的選擇(4)加工