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第4章 成组技术 本章导读 多品种、中小批生产方式在目前和未来的机械制造业中占有重要的地位，成组技术是一门特别适用于这种生产方式的工程技术科学。实践证明应用成组技术对提高中小工厂的技术水平和经济效益十分显著。因此，学习成组技术的科学原理及其应用方法，使学生能够理解成组技术的基本概念及原理、基本方法，正确掌握基本类型零件的描述、对零件进行分类编码，为学生学习后继课程打下坚实的基础。 本章重点：成组技术的基本概念及原理，基本方法，基本类型零件的描述 本章难点：进行零件分类编码 教学建议：本章只是介绍成组技术中一些必要的基本概念，为后续课程进一步学习成组技术打下理论基础。鼓励学生查阅成组技术的发展案例及发展趋势，在教师的指导下进行一些零件的分类编码，并建议配有多媒体或录像教学资源，并提供一定量的教学实物教具。 讲授课程1学时。 4.1 成组技术概述 成组技术（Group Technology，GT）并不是自动生产的技术策略，而是一种理念，一种适合于中小批量生产方式的制造理念。 市场竞争日趋激烈，产品更新换代越来越快，产品品种增多，而每种产品的生产数量却并不很多。世界上75％～80％的机械产品是以这种中小批生产方式制造的，中小批生产在机械工业的地位日益重要，而且，现代的制造环境还将面临一系列的问题和挑战，它包括： 为满足不同用户的需要，要求产品具有不同的规格和选项； 要求产品具有高可靠性，以及零件具有高精度； 需要处理极为广泛的工件材料，包括不同的金属材料、塑性材料、陶瓷材料以及复合材料； 要求将产品的设计与制造紧密地结合起来。 与大量生产企业相比，中小批生产企业的劳动生产率低，生产周期长，产品成本高，管理困难，市场竞争能力差。能否把大批量生产的先进工艺和高效设备以及生产方式用于组织中小批量产品的生产，一直是国际生产工程界广为关注的重大研究课题。针对生产中的这种需求，需要一种生产和管理相结合的科学，它就是成组技术。 成组技术的基本原理是充分利用事物之间构成要素的相似性，将许多具有相似信息的研究对象归并成组，并用大致相同的方法来解决这一组研究对象的生产技术问题，这样就可以发挥规模生产的优势，达到提高生产效率、降低生产成本的目的。 在机械制造工程中，成组技术是计算机辅助制造的基础，将成组哲理用于设计、制造和管理整个生产系统，改变多品种小批量生产方式获得最大的经济效益为提高经济效益开辟了一条途径。成组技术是一门涉及多种学科的综合性技术，其理论基础是相似性，核心是成组工艺。零件的分类编码就是按照一定的规则，用字符（数值、字母或符号），对零件有关特征进行描述和标别。这些编码规则称为零件编码法则，所编制出的零件代码又叫GT码在实施成组技术进行零件分类编码系统时，不但要解决零件有关特征的识别和检索问题，也要解决相似零件的分类问题。因此， 零件编码系统以下基本要求： 建立编码系统的目标和使用部门（设计、工艺和管理等）描述的信息应尽可能包括企业所有产品零件的各有关CAPP特征描述的特征应具有一定的永久性和扩充性，以适应产品更换和生产条件的改变，使满足企业的不断发展每个代码的含义要保证唯一性分类编码系统结构应尽量简单，便于使用。 2.树式结构（分级结构） 码位之间是隶属关系，即除第一码位内的特征码外，其它各码位的确切含义都要根据前一码位来确定，如图4-1所示。树形结构的分类编码系统所包含的特征信息量较多，能对零件特征进行较详细的描述，但其结构复杂，编码和识别代码不太方便。VUOSO为10进4位的树式结构编码系统。 链式结构 也称为并列结构或矩阵结构，每个码位内的特征码具有独立的含义，与前后位无关，如图4-2所示。链式结构所包含的特征信息量比树式结构少，但结构简单，编码和识别也比较方便。OPITZ系统的辅助码就属于链式结构形式。 混合式结构 编码系统中同时存在以上所说的两种结构，而大多数分类编码系统都用混合式结构，如图4-3所示。例如OPITZ系统、KK系统等。 图4-2分类编码系统的结构形式（链式结构） 图4-3分类编码系统的结构形式（混合式） 4.2.2 分类编码系统实例 到目前为止，人们已研制出了各种各样的零件分类编码系统百余种，其中有以零件形状结构特征为基础的编码系统；有同时以零件形状结构和加工工艺为基础的编码系统。有代表性的VUOSO系统、德国的OPITZ系统、日本的KK-3系统和我国的JLBM-1系统。VUOSO零件分类编码系统 VUOSO零件分类编码系统是成组技术中最早出现的零件分类编码系统。它是原捷克斯洛伐克金属切削机床研究所为机床行业制订的，10进制4位码结构的系统（它的基本结构如图4-4所示）。目前现有的零件分类编码系统一般都继承了VUOSO的一些特点。 VUOSO系统有四个分类环节，第一个横向分类环节称为“类”