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第46卷第2期大连交通大学学报Vol.46No.2

2025年4月JOURNALOFDALIANJIAOTONGUNIVERSITYApr.2025

文章编号：1673-9590(2025)02-0080-08

基于相似制造论的产品谱系分析及其应用

孙丽，王盈盈,乔文宣，王品烁,段居财,童小英

（大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028）

摘要：为了提高装备制造企业的生产效率，运用精益生产、成组技术、相似制造论等相关理论对企业内

部的零件进行分类成组。首先,针对结构相似性的特点,分析传统编码系统的不足,结合我国JLBM-1

零件编码系统对其进行改善，设计了一套适用于多品种、小批量制造企业的零件编码系统。其次，针对

工艺相似性的特点,结合粒子群算法和聚类分析法中的k-means算法进行零件分类成组，以解决零件成

组的问题。最后,以L公司生产的轴类零件为例进行聚类划分，比对试验结果,零件分组数量由5组降

低到3组，生产平衡率由原来的63%提高到86%。

关键词：相似制造论；成组技术；零件频谱；粒子群算法

文献标识码：AD0I:10.13291/j.cnki.djdxac.2025.02.011

进入工业4.0以来，我国的机械制造产业发基于以上研究,本文结合我国现有的零件编

展迅猛，传统机械行业面临前所未有的挑战。对码规则,提出一种柔性零件编码系统,并设计一种

传统制造行业加工的零件进行统计分析，找寻零基于粒子群算法的改进聚类算法，对零件工艺进

件之间的相似性，并运用成组技术进行大规模成行相似制造的分类。最后以L公司轴类零件为

组生产以确保生产过程精益化，是提高生产效率、例，对其零件的加工工艺进行设计改进，验证该方

提升产品质量、降低制造费用、提升公司竞争力的法的有效性与合理性。

有效手段。

1零件成组技术

国外学者Malakooti等[在一种基于元启发

式的群体技术中对零件族的形成问题进行了探1.1零件成组技术介绍

讨。Gupta等[2]基于k-means算法提出一种零件零件成组技术是一种将具有相似几何形状、

分组的新方法。Shaw等[3]提出了基于聚类算法、材料、工艺和功能的零件归为同一组的方法，旨在

聚类有效性指数和BP神经网络方法的新零件分提高生产效率和产品质量，该技术是制造业中广

组方法。Sangwan等[4]在细胞制造系统的模糊零泛采用的一种方法。

件族形成中,利用层次分析法和模糊数学法提出基于零件的相似性和相关性,成组技术将其

形成零件族的两个模型。国内学者徐利锋等[5]分为不同的组，并根据零件的形状、尺寸、材料或

从理论角度提出将成组技术从模块设计扩展到生功能等特征对其进行分类。将相似的零件放在一

产流程的诸多阶段，再配合部件预投以降低企业起处理，利用共享的工具和设备，可以减少切换和

库存，进而实现将小批量生产到大批量生产。苏调整时间,从而提高生产效率。同时将相似的零

春等[6]基于成组技术的多品种小批量产品工艺件组合在一起处理，也可以更容易地控制和调整

编码规则,以某种产品的生产工艺为例进行了剖生产过程，减少因零件变动而引起的生产误差。

析和研究,提出了一种以成组技术为核心的零件除此之外成组技术的优点还有：①通过在组

编码规则。内进行相互检查和测试，可以更早地发现和解决

收稿日期:2024-01-05

基金项目：辽宁省交通科技研究计划项目（202149）；辽宁省自然科学基金项目（2021-KF-15-02)

第一作者:孙丽（1972一）,女,教授。E-mail:sunli@

通信作者：王盈盈（2002一），女，硕士研究生。E-mail:3083432206@

第2期孙丽，等：基于相似制造论的产品谱系分析及其应用