成組技術

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　　成組技術(GT-group technology)揭示和利用事物間的相似性，按照一定的準則分類成組，同組事物能夠採用同一方法進行處理，以便提高效益的技術，稱為成組技術。它已涉及各類工程技術、電腦技術、系統工程、管理科學、心理學、社會學等學科的前沿領域。日本、美國、蘇聯和聯邦德國等許多國家把成組技術與電腦技術、自動化技術結合起來發展成柔性製造系統，使多品種、中小批量生產實現高度自動化。全面採用成組技術會從根本上影響企業內部的管理體制和工作方式，提高標準化、專業化和自動化程度。在機械製造工程中，成組技術是電腦輔助製造的基礎，將成組哲理用於設計、製造和管理等整個生產系統，改變多品種小批量生產方式，以獲得最大的經濟效益。

　　成組技術的核心是成組工藝，它是把結構、材料、工藝相近似的零件組成一個零件族（組），按零件族制定工藝進行加工，從而擴大了批量、減少了品種、便於採用高效方法、提高了勞動生產率。零件的相似性是廣義的，在幾何形狀、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性為基本相似性，以基本相似性為基礎，在製造、裝配等生產、經營、管理等方面所導出的相似性，稱為二次相似性或派生相似性。

　　成組工藝實施的步驟為：

　　①零件分類成組；

　　②制訂零件的成組加工工藝；

　　③設計成組工藝裝備；

　　④組織成組加工生產線

　　目前發展的成組技術是應用系統工程學的觀點，把中、小批生產中的設計製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、製造及生產管理等方面簡述成組技術的應用。

　　由於用成組技術指導設計，賦予各類零件以更大的相似類，這就為在製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，由於新產品具有繼承性，使往年累積並經過考驗的有關設計和製造的經驗再次應用，這有利於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電腦輔助設計（ CAD ）奠定良好的基礎；為設計信息最大程度地重覆使用，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覆性勞動，也可以減少工藝準備工作和降低製造費用。

　　成組技術在製造工藝方面最先得到廣泛應用。開始是用於成組工序，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，設計出適用於全組零件加工的成組工序。成組工序允許採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，就可以大大減少由於零件品種更換所需要的機床調整時間。此外，由於零件組內諸零件的安裝方式和尺寸相近；可設計出應用於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，成組夾具就可適用於全組零件的工序安裝。成組技術亦可應用於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，然後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採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，成組加工允許採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，不難實現電腦輔助工藝進程設計（ CAPP ）及電腦輔助成組夾具設計。

　　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，即採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，生產一個或若幹個相近的加工族，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。成組技術是電腦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，並使之規格化、標準化，這將有助於建立結構合理的生產系統公用資料庫，可大量壓縮信息的儲存量；由於不再是分別針對一個工程問題和任務設計程式，可使程式設計優化。此外採用編碼技術是電腦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。

　　成組技術從 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電腦輔助設計、電腦輔助工藝過程設計、電腦輔助製造（ CAM ）和柔性製造系統等方面的技術基礎。我國早在 60 年代初就在紡織機械、飛機、機床及工程機械等機械製造業中推廣應用成組技術，並初見成效。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製的全國機械零件分類編碼系統 JLBMI ，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電腦輔助編碼、分類、工藝設計、零件設計、生產管理的軟體系統等方面都開展了許多研究工作，並取得了不少成果。可以相信，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製造技術和生產管理水平將日益發揮其重要的作用。