課程簡介學(xué)習(xí)方式

課堂講授——講授重點、難點；自學(xué)——課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、作業(yè)、答疑；實踐環(huán)節(jié)——作業(yè)練習(xí)、實驗、生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計。考核方法

期末考試——70％；作業(yè)、平時——20％，實驗——10％。課程特點與學(xué)習(xí)方法

綜合性——注意聯(lián)系和綜合應(yīng)用以往所學(xué)知識；實踐性——注意理論聯(lián)系生產(chǎn)實際，重視實踐性環(huán)節(jié)；靈活性——掌握基本原理，活學(xué)活用。課程簡介學(xué)習(xí)方式課堂講授——講授重點、難點；考核方法期末教材與參考文獻(xiàn)教材主要參考文獻(xiàn)[1]張冠偉等，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題集，2004；[2]

MikellP.Groover.FundamentalsofModernManufacturing.JOHNWILEY&SONS,INC.2002.張世昌主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社.2007教材與參考文獻(xiàn)教材主要參考文獻(xiàn)[1]張冠偉等，機(jī)械制造技

機(jī)械制造過程基礎(chǔ)知識

切削與磨削原理

機(jī)械加工質(zhì)量

機(jī)械加工工藝過程設(shè)計

機(jī)械制造技術(shù)新發(fā)展

機(jī)器的裝配工藝課程導(dǎo)航

機(jī)械制造技術(shù)概論機(jī)械制造過程基礎(chǔ)知識切削與磨削原理機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加第1章機(jī)械制造技術(shù)概論本章要點大、小制造概念制造系統(tǒng)先進(jìn)制造哲理第1章機(jī)械制造技術(shù)概論本章要點大、小制造概念制造系統(tǒng)先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第1章

機(jī)械制造技術(shù)概論1.1

制造與制造技術(shù)ManufacturingandManufacturingTechnology機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第1章機(jī)械制造技術(shù)概論1.1制造與制造輸入輸出+-生產(chǎn)過程效益生產(chǎn)定義從系統(tǒng)的觀點，生產(chǎn)可以定義為將生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)財富并創(chuàng)造效益的輸入輸出系統(tǒng)，見圖1-1。

生產(chǎn)財富有形（產(chǎn)品）無形（服務(wù)）圖1-1

生產(chǎn)的定義轉(zhuǎn)變效率：生產(chǎn)率

=

輸出/輸入

生產(chǎn)要素生產(chǎn)對象（原材料）生產(chǎn)資料（直接、間接）能源勞動力信息（知識、技能、情報…）資金生產(chǎn)與制造輸入輸出+-生產(chǎn)過程效益生產(chǎn)定義

狹義理解：生產(chǎn)過程從原材料→成品直接起作用的那部分工作內(nèi)容，包括毛坯制造、零件加工、產(chǎn)品裝配、檢驗、包裝等具體操作（物質(zhì)流）。[小制造]

廣義理解：制造=生產(chǎn)將機(jī)械、電子、輕工、紡織、冶金、化工等行業(yè)列為制造業(yè)。屬于三種生產(chǎn)企業(yè)中的第二產(chǎn)業(yè)CIRP定義：制造包括制造企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、材料選擇、制造生產(chǎn)、質(zhì)量保證、管理和營銷一系列有內(nèi)在聯(lián)系的運作和活動。[大制造、廣義理解]生產(chǎn)與制造

制造

制造業(yè)狹義理解：生產(chǎn)過程從原材料→成品直接起作用的那部分工作內(nèi)容第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)林業(yè)漁業(yè)畜牧業(yè)礦業(yè)采石業(yè)石油業(yè)第二產(chǎn)業(yè)航天航空紡織、服裝汽車、裝備、重型機(jī)械冶金、鋼鐵、金屬制品食品、飲料化工、石油精煉計算機(jī)、半導(dǎo)體、電器建筑、建材日用消費品玻璃、陶瓷、造紙制藥橡膠、塑料制品能源、電力出版第三產(chǎn)業(yè)銀行、金融服務(wù)、保險通訊、資訊教育、醫(yī)療、保健娛樂、旅館、餐飲、旅游政府法律機(jī)構(gòu)房地產(chǎn)修理與維護(hù)商業(yè)（零售、批發(fā)）交通、運輸

表1-1

第一、二、三產(chǎn)業(yè)的劃分生產(chǎn)與制造第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)第二產(chǎn)業(yè)航天航空第三產(chǎn)業(yè)銀行、金融服務(wù)、保險表1制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1-2制造系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)經(jīng)營管理信息流生產(chǎn)管理信息流技術(shù)信息流物質(zhì)流用戶、市場與外部環(huán)境經(jīng)營管理市場與銷售研究與開發(fā)資源管理財務(wù)生產(chǎn)管理工程設(shè)計采購車間制造（加工、裝配、檢驗、輸送、存儲…

）質(zhì)量控制制造系統(tǒng)制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1-2制造系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)經(jīng)營管理信息流生產(chǎn)制造系統(tǒng)特性軟件硬件圖1-3制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性

結(jié)構(gòu)特性制造系統(tǒng)可視為若干硬件的集合體。為使硬件充分發(fā)揮效能，必須有軟件支持。制造系統(tǒng)制造系統(tǒng)特性軟件硬件圖1-3制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性結(jié)構(gòu)特性制

轉(zhuǎn)變特性主要從技術(shù)角度出發(fā)，如何使轉(zhuǎn)變過程更有效進(jìn)行。獲取階段轉(zhuǎn)變階段分配階段圖1-4制造系統(tǒng)的物質(zhì)流原材料供應(yīng)者原材料庫存零件加工零件庫存裝配成品庫存最終用戶制造系統(tǒng)轉(zhuǎn)變特性主要從技術(shù)角度出發(fā)，如何使轉(zhuǎn)變過程更有效進(jìn)行。獲取壓力加工油漆車身裝配內(nèi)部裝飾驅(qū)動橋裝配變速箱裝配輪胎裝配底盤裝配

車身安裝最后試驗發(fā)動機(jī)裝配發(fā)動機(jī)試驗機(jī)械加工熱處理鍛造熔化造型澆鑄壓鑄油漆機(jī)械加工自動線熱處理圖1-5汽車生產(chǎn)物流示意圖制造系統(tǒng)壓力加工油漆車身裝配內(nèi)部裝飾驅(qū)動橋裝配變速箱裝配輪胎裝配底盤需求訂貨信息生產(chǎn)計劃信息進(jìn)度計劃信息作業(yè)計劃信息生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)生產(chǎn)控制信息生產(chǎn)技術(shù)信息產(chǎn)品設(shè)計信息綜合生產(chǎn)計劃生產(chǎn)進(jìn)度計劃作業(yè)計劃生產(chǎn)實施生產(chǎn)控制產(chǎn)品設(shè)計工藝過程計劃工藝過程信息計劃階段實施階段控制階段圖1-6制造系統(tǒng)的程序特性

程序特性

程序

——

一系列按時間和邏輯安排的步驟

制造系統(tǒng)可視為生產(chǎn)離散型產(chǎn)品的工作程序（圖1-6）

研究制造系統(tǒng)程序特性，主要從管理角度出發(fā)如何使生產(chǎn)活動達(dá)到最佳化。制造系統(tǒng)需求訂貨信息生產(chǎn)計劃信息進(jìn)度計劃信息作業(yè)計劃信息生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)制造系統(tǒng)的物質(zhì)流與信息流誤差流物流資金流規(guī)劃控制需求信息流實施（車間或現(xiàn)場）原材料產(chǎn)品與服務(wù)能源能量流圖1-x制造系統(tǒng)的五種流制造系統(tǒng)制造系統(tǒng)的物質(zhì)流與信息流誤差流物流資金流規(guī)劃控制需求信息流實制造技術(shù)

在產(chǎn)品生產(chǎn)中，使原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品過程所施行的各種手段的總和，稱為制造技術(shù)。運用一定的知識、技能操縱可以利用的物質(zhì)、工具采取有效的方法……

手段包括

與大、小制造概念相對應(yīng)，對于制造技術(shù)的理解也有廣義和狹義之分。廣義理解制造技術(shù)涉及生產(chǎn)活動的各個方面和生產(chǎn)的全過程，制造技術(shù)被認(rèn)為是一個從產(chǎn)品概念到最終產(chǎn)品的集成活動，是一個功能體系和信息處理系統(tǒng)。制造技術(shù)制造技術(shù)在產(chǎn)品生產(chǎn)中，使原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品過程所施行的各種手

在商品經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的今天，科學(xué)與技術(shù)的界限開始變得模糊，純粹的科學(xué)研究不斷萎縮,原因是得不到足夠的經(jīng)費支持，許多科學(xué)研究從一開始就有明確的應(yīng)用前景（例如:超導(dǎo)技術(shù)、克隆技術(shù)等）。科學(xué)與技術(shù)

科學(xué)

——

認(rèn)識世界，基本方法是“分析”，基本形式為“發(fā)現(xiàn)、揭示”。

技術(shù)

——

改造世界，基本方法是“綜合”，基本形式為“發(fā)明、創(chuàng)造、改進(jìn)”。制造技術(shù)在商品經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的今天，科學(xué)與技術(shù)的界限開始變得模糊，純機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)1.2制造業(yè)的發(fā)展及其在國民經(jīng)濟(jì)中的地位DevelopmentofManufacturingIndustryandit’sPositioninNationalEconomy第1章

機(jī)械制造技術(shù)概論機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)1.2制造業(yè)的發(fā)展及其第1章機(jī)械制造制造業(yè)的發(fā)展

17世紀(jì)60年代，瓦特改進(jìn)蒸汽機(jī)，標(biāo)志第一次工業(yè)革命興起，工業(yè)化大生產(chǎn)從此開始

18世紀(jì)中，麥克斯韋爾建立電磁場理論，電氣化時代開始

20世紀(jì)初，福特汽車生產(chǎn)線，泰勒科學(xué)管理方法，標(biāo)志自動化時代到來（以大量生產(chǎn)為特征—MassProduction）二戰(zhàn)后，計算機(jī)、微電子技術(shù)，信息技術(shù)及軟科學(xué)的發(fā)展，以及市場競爭的加劇和市場需求多樣性的趨勢，使中小批量生產(chǎn)自動化成為可能，并產(chǎn)生了綜合自動化和許多新的制造哲理與生產(chǎn)模式。進(jìn)入21世紀(jì)，制造技術(shù)向自動化、柔性化、集成化、智能化、精密化和清潔化的方向發(fā)展。制造業(yè)的發(fā)展17世紀(jì)60年代，瓦特改進(jìn)蒸汽機(jī)，標(biāo)志第一次制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位

國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，國民經(jīng)濟(jì)總收入的60%以上來自制造業(yè)，世界發(fā)達(dá)國家無不具有強(qiáng)大的制造業(yè)。：約1/4人口直接從事制造業(yè)，其余人口中又有約半數(shù)人所做工作與制造業(yè)有關(guān)。由于重視制造業(yè)，二次大戰(zhàn)后30年時間，發(fā)展成為世界經(jīng)濟(jì)大國。機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的基礎(chǔ),是重中之重。與此相反，美國在一段相當(dāng)長時間內(nèi)忽視了制造技術(shù)的發(fā)展，結(jié)果導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)衰退，競爭力下降，出現(xiàn)在家電、汽車等行業(yè)不敵日本的局面。直至上世紀(jì)80年代初，美國才開始清醒，重新關(guān)注制造業(yè)的發(fā)展，至1994年美國汽車產(chǎn)量重新超過日本。制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，國民經(jīng)濟(jì)總收制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位

紡織機(jī)械動力機(jī)械家用電器通訊設(shè)備出版印刷網(wǎng)絡(luò)媒體文化娛樂冶金機(jī)械建筑機(jī)械交通工具環(huán)保設(shè)備軍事裝備醫(yī)療設(shè)備機(jī)器制造農(nóng)業(yè)機(jī)械化工設(shè)備制造業(yè)圖1-7

當(dāng)今制造業(yè)的社會功能◆

圖1-7顯示了當(dāng)今制造業(yè)的社會功能。制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位紡織機(jī)械動力機(jī)械家用電器通訊設(shè)備出制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位

1963年1983年美日兩國汽車產(chǎn)量在世界市場所占份額圖1-X

美日兩國汽車產(chǎn)量變化制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位1963年1983年美日兩國汽車產(chǎn)制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位

東芝事件圖1-X

多軸數(shù)控機(jī)床改進(jìn)核潛艇性能制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位東芝事件圖1-X多軸數(shù)控機(jī)床改進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)我國機(jī)械制造業(yè)與世界發(fā)達(dá)國家的差距

困難：技術(shù)上落后，資金不足，資源短缺，管理體制、周邊環(huán)境還存在諸多問題（地方保護(hù)，信用危機(jī)…）

機(jī)遇：中國已加入WTO；制造業(yè)的世界格局已經(jīng)和正在發(fā)生重大變化，歐、亞、美三分天下局面正在形成，世界經(jīng)濟(jì)重心開始向亞洲轉(zhuǎn)移已出現(xiàn)征兆，制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)模式也在迅速變革之中

機(jī)遇與挑戰(zhàn)

發(fā)展迅速，成績矚目存在階段性的差距:產(chǎn)品質(zhì)量和水平不高，技術(shù)開發(fā)能力不強(qiáng)，基礎(chǔ)元器件和基礎(chǔ)工藝不過關(guān)，生產(chǎn)率低下，科技投入嚴(yán)重不足。

機(jī)械制造業(yè)人均產(chǎn)值僅為發(fā)達(dá)國家的幾十分之一。挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。

我國機(jī)械制造業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)我國機(jī)械制造業(yè)與世界發(fā)達(dá)國家的我國機(jī)械制造業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)圖1-X

神州9號宇宙飛船圖1-X

神州9號宇宙飛船神州9號我國機(jī)械制造業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)圖1-X神州9號宇宙飛船圖1機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)1.3先進(jìn)制造哲理與先進(jìn)生產(chǎn)模式AdvancedManufacturingPhilosophyandProductionModel

第1章

機(jī)械制造技術(shù)概論機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)1.3先進(jìn)制造哲理與第1章機(jī)械制造技大批量生產(chǎn)方式的產(chǎn)生

“技藝”型生產(chǎn)時代——工業(yè)革命開始至20世紀(jì)初，機(jī)器代替人力成為生產(chǎn)主要方式，但仍以作坊式的單件生產(chǎn)為主，由于機(jī)器精度不高，產(chǎn)品質(zhì)量主要靠從業(yè)人員的技藝來保證大批量生產(chǎn)方式（MassProduction）——20世紀(jì)初，福特汽車公司在底特律建立了世界上第一條自動生產(chǎn)線，標(biāo)志大批量生產(chǎn)時代的開始技藝不再重要——由于機(jī)器精度的提高，加上互換性原理的推行，加工和裝配工作變得簡單大批量生產(chǎn)方式特點——生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好批量法則（BatchRule）

大批量生產(chǎn)方式的產(chǎn)生“技藝”型生產(chǎn)時代——工業(yè)革命開始至2批量法則（BatchRule）

批量法則當(dāng)市場競爭以產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本為決定因素時，大批量生產(chǎn)方式顯示了巨大的優(yōu)越性。與中小批量生產(chǎn)相比，大批量生產(chǎn)可取得明顯的經(jīng)濟(jì)效果，這就是所謂的“批量法則”（BatchRule）。

批量法則以成本分析為基礎(chǔ)。產(chǎn)品在其全生命周期內(nèi)的總生產(chǎn)成本可近似表達(dá)為：式中CA——產(chǎn)品全生命周期總生產(chǎn)成本；

CF——固定成本；

CV——生產(chǎn)單位產(chǎn)品可變成本；

Q——生產(chǎn)產(chǎn)品總數(shù)量；

k

——大于1的指數(shù)。

（1-1）批量法則（BatchRule）批量法則當(dāng)市場競爭以產(chǎn)品質(zhì)

單件產(chǎn)品平均生產(chǎn)成本CS為：

（1-2）

對式（1-2）求導(dǎo)，并令其導(dǎo)數(shù)為0，可得到最低單件成本對應(yīng)的產(chǎn)量Q0：（1-3）Q0稱為最優(yōu)生產(chǎn)規(guī)模。這一現(xiàn)象首先在汽車工業(yè)生產(chǎn)中被發(fā)現(xiàn)。圖1-8表示了總生產(chǎn)成本和單件生產(chǎn)成本與生產(chǎn)規(guī)模之間的關(guān)系。批量法則（BatchRule）

單件產(chǎn)品平均生產(chǎn)成本CS為：（1-2）對式（1-2）求批量法則（BatchRule）

生產(chǎn)量x生產(chǎn)成本x0圖1-8生產(chǎn)成本與生產(chǎn)量的關(guān)系CACSCF批量法則（BatchRule）生產(chǎn)量x生產(chǎn)成本x0圖1專業(yè)化協(xié)作與擴(kuò)散生產(chǎn)

根據(jù)批量法則，為了取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，除合理地擴(kuò)大產(chǎn)品的產(chǎn)量外，組織專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)是一種行之有效的方法。專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)形式

基礎(chǔ)零部件專業(yè)化生產(chǎn)毛坯專業(yè)化生產(chǎn)中小零件專業(yè)化生產(chǎn)工藝專業(yè)化協(xié)作生活服務(wù)社會化批量法則（BatchRule）

專業(yè)化協(xié)作與擴(kuò)散生產(chǎn)根據(jù)批量法則，為了取得良好的經(jīng)濟(jì)效益成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

批量法則在大批量生產(chǎn)中，由于采用專用、高效和自動化的生產(chǎn)設(shè)備，可以獲得高的生產(chǎn)率，低的生產(chǎn)成本，短的生產(chǎn)周期；而多品種、小批量生產(chǎn)則相反。機(jī)床利用率例：CA6140車床，最大加工直徑φ400，實際加工90％以上工件直徑不足100mm，機(jī)床利用率極低。制造周期在多品種、中小批量生產(chǎn)中，加工時間僅占生產(chǎn)時間的約5％，其余95％均為周轉(zhuǎn)等待時間；加工時間中真正進(jìn)行切削的時間不足30%。多品種、中小批量生產(chǎn)中存在的問題成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）批量法成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

◆目前，單件小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品占機(jī)械產(chǎn)品總數(shù)的70％以上，并有繼續(xù)增大的趨勢。解決多品種、中小批量生產(chǎn)的有效途徑是采用GT。5％

95％調(diào)整、裝夾、對刀、檢測等切削30％

70％加工時間

運輸與等待時間制造周期加工時間圖1-9多品種、中小批量生產(chǎn)的時間分配成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）◆目前，GT的客觀基礎(chǔ)二次相似性結(jié)構(gòu)（形狀、尺寸、精度…）材料（材質(zhì)、毛坯、熱處理…）工藝（加工方法、加工設(shè)備…）一次相似性

機(jī)械零件之間存在相似性這種相似性主要表現(xiàn)在三個方面：成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

機(jī)械產(chǎn)品中各類零件出現(xiàn)有明顯的規(guī)律性（圖1-11）正是由于70%左右的零件屬于相似件，構(gòu)成實施成組技術(shù)的客觀基礎(chǔ)。GT的客觀基礎(chǔ)二次相似性結(jié)構(gòu)（形狀、尺寸、精度…）一次相似性成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

標(biāo)準(zhǔn)件復(fù)雜件相似件20～25%70%5～10%零件復(fù)雜程度零件出現(xiàn)頻數(shù)圖1-11機(jī)械產(chǎn)品中不同復(fù)雜程度零件分布規(guī)律成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）標(biāo)準(zhǔn)件復(fù)成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

圖1-1X結(jié)構(gòu)相似零件組圖1-1X工藝相似零件組成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）圖1-1GT定義

一般性定義：GT是一門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)，研究和發(fā)掘生產(chǎn)活動中有關(guān)事物的相似性，并充分利用它，即把相似的問題分類成組，尋求解決這一組問題的相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案，以取得最佳效果。

機(jī)械制造領(lǐng)域中定義：將多種零件（部件或產(chǎn)品）按其相似性分類成組，并以這些零件組（部件組或產(chǎn)品組）為基礎(chǔ)組織生產(chǎn)，實現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝和生產(chǎn)管理的合理化。GT

被認(rèn)為是一種“制造哲理”—（ManufacturingPhilosophy），是現(xiàn)代制造技術(shù)的一個重要理論基礎(chǔ)。成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

GT定義一般性定義：GT是一門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)，研究和發(fā)掘生產(chǎn)成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

圖1-10成組技術(shù)基本原理產(chǎn)品部件零件零件組ABCA1A2A3B1B2C1C2C3C4

將多種零件按其相似性分類成組，人為擴(kuò)大生產(chǎn)批量

重復(fù)使用原則：◆資源重復(fù)使用，降低生產(chǎn)成本；

◆作業(yè)熟練程度增加，提高生產(chǎn)率。GT工作原理成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）圖1-1成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

GT發(fā)展簡況★20世紀(jì)50年代，前蘇聯(lián)院士Митрофанов在其著作“成組工藝科學(xué)原理”中首次提出“成組技術(shù)”?！?0世紀(jì)60年代西歐研究GT形成高潮，代表人物首推阿亨工業(yè)大學(xué)Opitz教授，他所領(lǐng)導(dǎo)的小組進(jìn)行了大量的調(diào)查研究工作，為成組技術(shù)提供了重要的理論依據(jù)?！?0世紀(jì)70年代，、接受成組技術(shù)，并迅速與計算機(jī)技術(shù)聯(lián)系在一起，使其得到更好的應(yīng)用?！?0世紀(jì)80、90年代，GT與各種新的制造方式相結(jié)合，成為現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)?！颎T發(fā)展過程：成組加工→成組工藝→成組技術(shù)→成組生產(chǎn)系統(tǒng)成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）GT發(fā)成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

我國GT發(fā)展簡況★20世紀(jì)50末、60初學(xué)習(xí)蘇聯(lián)，首先在紡織機(jī)械行業(yè)試點實行，有清華大學(xué)、西安交大等高校參與。★20世紀(jì)60年代中期以后，由于文化大革命，國民經(jīng)濟(jì)陷入混亂狀態(tài)，GT無從談起?！?0世紀(jì)70末、80初，文革以后，自上而下推行，機(jī)械部推出4個試點單位，并組織制定了兩個編碼系統(tǒng)（JCBM-1，JLBM-1），對GT發(fā)展起到了推動作用?！?0世紀(jì)80年代中期后，計劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌，采用GT成為企業(yè)自發(fā)的行為。成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）我國GT成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

零件分類編碼系統(tǒng)

基本概念——零件分類編碼系統(tǒng)是用字符（數(shù)字、字母或符號）對零件有關(guān)特征進(jìn)行描述和識別的一套特定的規(guī)則和依據(jù)?！?/p>

Opitz分類編碼系統(tǒng)（如圖所示）★

JLBM-1分類編碼系統(tǒng)（圖1-12）

分類編碼系統(tǒng)簡介特點：1）結(jié)構(gòu)簡單，使用方便2）對零件形狀（特別是回轉(zhuǎn)類零件）描述較完善3）適用范圍較廣（設(shè)計、工藝、管理…）4）工藝信息反映不夠充分5）對非回轉(zhuǎn)類零件描述較粗糙成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）零件分類圖1-XOpitz分類編碼系統(tǒng)0123456789RotationalNonrotationalDigit1PartclassL/D≤0.5MainshapeExternalshapeelementMainshapeRotationalmachiningAccuracy0.5<L/D<3L/D≥3WithdeviationL/D≤2WithdeviationL/D>2SpecialL/W≤3L/H≥4L/W>3L/W≤3L/H<4SpecialMainshapeMainshapeMainshapeOriginalofrawmaterialsmaterialDimensions6789InternalshapeelementMachiningofplanesurfacesOtherholesandteethMachiningofplanesurfacesOtherholesandteethMachiningofplanesurfacesOtherholesteeth&formingRotationalmachiningMainboreRotationalmachiningPlanesurfacemachiningAdditionalholesteeth&formingDigit2Digit3Digit4Digit5FormcodeSupplementarycodeDigit成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

圖1-XOpitz分類編碼系統(tǒng)0123456789RDigit1Digit2Digit3Digit4Digit5NonrotationalPartclass0123456789RotationalL/D≤0.50.5<L/D<3L/D≥3Smooth,noshapeelements0123456789ThreadExternalshape,ExternalshapeelementsnoshapeelementsOrsmoothFunctionalgrooveSteppedtobothendnoshapeelementsThreadFunctionalgrooveFunctionalconeOperatingthreadAllothersSteppedoneendSteppedoneendSmooth,noshapeelements0123456789ThreadInternalshape,InternalshapeelementsnoshapeelementsOrsmoothFunctionalgrooveSteppedbothendnoshapeelementsThreadFunctionalgrooveFunctionalconeOperatingthreadAllothersPlanesurfacemachining0123456789Surfaceplaneand/orcurvedinonedirection,externalNosurfacemachiningExternalplanesurfacerelatedbygraduationaroundcircleExternalgrooveand/orslotExternalspline(polygon)Externalplanesurfaceand/orslot,externalsplineInternalplanesurfaceand/orslotInternalspline(polygon)Internal/externalpolygon,grooveand/orslotAllothersAuxiliaryholesandgearteethNoauxiliaryholeAxial,notonpitchcirclediameter0123567894Axial,onpitchcirclediameterNogearteethWithgearteethRadial,notonpitchcirclediameterAxial/radial,and/orotherdirectionAxial/radial,onPCDand/orotherdirectionAllothersSpurgearteethBevelgearteethOthergearteeth圖1-XOpitz分類編碼系統(tǒng)回轉(zhuǎn)體零件形狀碼成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

Digit1Digit2Digit3Digit4Digit5圖1-XOpitz分類編碼系統(tǒng)輔助碼（6～9位）Steel,Heattreatment0123456789012345678901234567890123456789Diameter(Length)MaterialAccuracyOriginalshapeofrawmaterial≤2020～5050～100100～160160～250250～400400～600600～10001000～2000＞2000NodularironAlloysteel(Heattreatment)NonferrousmetalLightalloyAllothersCastironPipeMachinedworkpieceCastingandforgingsL,U,Tetc.sectionsteelBar(heatrolling)Bar(coldrollingordrawing)△,□,etc.barSheetStickplateWeldmentUndefined23452+32+42+53+42+3+4+5Digit6Digit8Digit9Digit7AlloysteelSteelSteel成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

圖1-XOpitz分類編碼系統(tǒng)輔助碼（6～9位）Ste名稱類別粗分類0123456789回轉(zhuǎn)類零件非回轉(zhuǎn)類零件輪盤類環(huán)套類銷桿軸齒輪類異形件專用件桿條類板塊類座架類箱體類名稱類別細(xì)分類0123456789盤蓋防護(hù)蓋法蘭盤帶輪手輪離合器分度盤滾輪活塞其它回轉(zhuǎn)類零件的形狀及加工碼外部形狀加工基本形狀功能要素內(nèi)部形狀加工基本形狀功能要素平面曲面加工外平面內(nèi)平面輔助孔成形刻線輔助碼

材料

毛坯原始形狀

熱處理主要尺寸

精度

直徑或?qū)挾?/p>

長度非回轉(zhuǎn)類零件形狀及加工碼圖1-12JLBM-1分類編碼系統(tǒng)成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

名稱類別粗分類0123456789非輪盤類環(huán)套類銷桿軸齒輪類成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

圖1-13壓蓋零件編碼（0736)φ240700.80.8其余3.2成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）圖1-1成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

1）綜合零件法

——

★

綜合零件包含了零件組內(nèi)所有零件的結(jié)構(gòu)要素，它可以是一個實際零件，但更多情況是一個假想零件。

★

按綜合零件編制工藝規(guī)程，則該工藝規(guī)程包含了零件組內(nèi)所有零件的工藝內(nèi)容?！?/p>

綜合零件法多用于回轉(zhuǎn)體零件的成組工藝過程設(shè)計。成組工藝過程設(shè)計

2）綜合路線法——

★

將零件組內(nèi)所有零件的工藝內(nèi)容綜合在一起，形成成組工藝。

★多用于非回轉(zhuǎn)體零件的成組工藝過程設(shè)計。成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）1）綜合成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

綜合零件圖1-X綜合零件實際零件【例】成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）綜合零件成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

特征矩陣綜合零件成組工藝過程卡車間零件組代號頁工序號工序名稱及內(nèi)容機(jī)床適用零件車右端面,打中心孔,車外圓(留磨量)車螺紋,倒角,切槽,切斷1C6132

ABCDE2車左端面,打中心孔,倒角銑鍵槽（銑橫槽,銑扁）3C6132X51W4調(diào)質(zhì)5研中心孔C61326磨外圓M121∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨1234567890123456789成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）特征矩陣1）加工單元組織形式①成組單機(jī)②成組單元③成組流水線④成組柔性制造系統(tǒng)圖1-14成組單元布置形式加工單元設(shè)計a）機(jī)群式布局

G

G

GDDMM進(jìn)出料口

L

L

L

L

L

LAAMMb）成組單元布局LLLMMDDGGA出料口進(jìn)料口成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

1）加工單元組織形式圖1-14成組單元布置形式加工單元設(shè)成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

圖1-XFMS自動倉庫工廠計算機(jī)中央計算機(jī)物流控制計算機(jī)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)加工單元1加工單元2加工單元n運輸小車工夾具站成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）圖1-X2）確定機(jī)床數(shù)量式中[Qj]——計算的機(jī)床臺數(shù)

Ni

——第i種零件年需求量

tij

——第i種零件在第j種機(jī)床上的單件工時

F

——機(jī)床年臺時基數(shù)（1-4）（1-4a）F

=

250×M×8×K式中M——班次

K

——開機(jī)系數(shù)，常取0.9～0.95◆計算機(jī)床臺數(shù)：成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

2）確定機(jī)床數(shù)量式中[Qj]——計算的機(jī)床臺數(shù)（1-4成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

◆一般要求：η≥0.85關(guān)鍵、稀少設(shè)備允許

η=1.1～1.2簡單設(shè)備η值可適當(dāng)減小◆負(fù)荷調(diào)整與平衡：①負(fù)荷過低，可幾個單元共用一臺機(jī)床②也可擴(kuò)大單元內(nèi)零件組數(shù)或組內(nèi)零件數(shù)◆機(jī)床負(fù)荷率：（1-6）◆實際機(jī)床臺數(shù)：Qj≥[Qj]（1-5）成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）◆一般成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

成組技術(shù)在設(shè)計中的應(yīng)用

利用零件編碼，檢索相似零件，減小重復(fù)設(shè)計工作量（據(jù)統(tǒng)計，一項新產(chǎn)品中有70%以上的零件設(shè)計可以借鑒或直接引用原有的設(shè)計）。同樣利用產(chǎn)品和部件的繼承性，對產(chǎn)品及部件進(jìn)行編碼，通過檢索、調(diào)出和利用已有相類似設(shè)計，可顯著減少新設(shè)計的工作量（參數(shù)化設(shè)計技術(shù)的發(fā)展使這一效果更加顯著）?！?/p>

零件標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容零件名稱標(biāo)準(zhǔn)化零件結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化零件標(biāo)準(zhǔn)化

提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化程度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化是工藝標(biāo)準(zhǔn)化的前提。成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）成組技術(shù)成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

◎

零件結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化等級與標(biāo)準(zhǔn)化要素之間的關(guān)系：標(biāo)準(zhǔn)化等級簡單標(biāo)準(zhǔn)化基本標(biāo)準(zhǔn)化主要標(biāo)準(zhǔn)化完全標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化要素功能要素基本形狀功能要素配置主要尺寸◎設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化與工藝標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)系：

基本形狀標(biāo)準(zhǔn)化主要工藝過程（工藝路線）標(biāo)準(zhǔn)化功能要素標(biāo)準(zhǔn)化工序、工步標(biāo)準(zhǔn)化功能要素配置標(biāo)準(zhǔn)化次要工序及工藝順序標(biāo)準(zhǔn)化主要尺寸標(biāo)準(zhǔn)化工藝裝備標(biāo)準(zhǔn)化

設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化工藝標(biāo)準(zhǔn)化成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）◎零件成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

◆成組生產(chǎn)單元是一種先進(jìn)的生產(chǎn)組織形式，在成組生產(chǎn)單元內(nèi)，零件加工過程被封閉起來，責(zé)、權(quán)、利集中在一起，生產(chǎn)人員不僅負(fù)責(zé)加工，而且共同參與生產(chǎn)管理與生產(chǎn)決策活動，使其積極性能夠得到充分發(fā)揮。

◆按成組工藝進(jìn)行加工，可使零件加工流向相同，這不僅有利于減少工件運動距離，在安排作業(yè)計劃時，也有規(guī)則可循。成組技術(shù)在管理中的應(yīng)用◆要求按工藝相似零件組（而非按產(chǎn)品）安排生產(chǎn)計劃，需要打破舊的生產(chǎn)計劃方式，而代之以按零件組安排生產(chǎn)進(jìn)度計劃。除了要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念以外，采用計算機(jī)輔助生產(chǎn)管理方法也是必要的。

成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）◆成組計算機(jī)集成制造（CIM）

CIM提出CIM一詞首先由Dr.J.Harrington于1973年提出，其兩個基本觀點：CIM概念提出后，未被立即接受，因條件不成熟。直至20世紀(jì)80年代初，各項單元技術(shù)（CAD、CNC、CAPP、MIS、FMC、FMS…）得到充分發(fā)展，并形成一個個自動化“孤島”。在這種形勢下，為取得更大的經(jīng)濟(jì)效果，需要將這些“孤島”集成起來，CIM概念受到重視并被實施。2）整個生產(chǎn)過程可以視為一個數(shù)據(jù)采集、傳遞和加工處理的過程，最終產(chǎn)品可視為數(shù)據(jù)的物化表現(xiàn)。1）企業(yè)生產(chǎn)活動的各個環(huán)節(jié)，從市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、經(jīng)營管理到售后服務(wù)是一個統(tǒng)一的不可分割的整體。計算機(jī)集成制造（CIM）CIM提出CIM一詞首先由Dr.計算機(jī)集成制造（CIM）

20世紀(jì)80年代中、后期，CIM逐漸開始實施，并顯示出明顯的效益——提高企業(yè)的生產(chǎn)率和市場競爭能力。以往，競爭力主要取決于生產(chǎn)率，現(xiàn)今更重要的是對市場的響應(yīng)能力。

信息時代的到來,使世界正在“變小”。世界大市場的發(fā)展，使競爭更加激烈，這一方面極大地促進(jìn)了社會的發(fā)展，另一方面也給企業(yè)造成了嚴(yán)酷的“生存環(huán)境”。企業(yè)為求得生存和發(fā)展，必須在

TQCSE

五要素上下工夫。T（Time）——時間，加速新產(chǎn)品研制周期，縮短交貨期Q（Quality）——質(zhì)量C（Cost）

——成本S（Service）——服務(wù)E（Environment）——環(huán)保為實現(xiàn)這一目標(biāo)，CIM是一種強(qiáng)有力的形式。計算機(jī)集成制造（CIM）20世紀(jì)80年代中、后期，CIM計算機(jī)集成制造（CIM）

CIM定義CIM是將人及其經(jīng)營知識和能力與信息技術(shù)和制造技術(shù)綜合應(yīng)用，以提高制造型企業(yè)的生產(chǎn)率和響應(yīng)能力。企業(yè)所有人員、功能、信息、組織管理等方面都是集成起來的整體的各個部分。

歐共體CIM-OSA（開放體系結(jié)構(gòu)）課題委員會：◆

CIM是一種哲理、思想、方法；◆

CIMS是CIM哲理的具體體現(xiàn)；◆

CIMS是一個計算機(jī)控制的閉環(huán)反饋系統(tǒng)，其輸入是產(chǎn)品的需求和概念，輸出的是合格的產(chǎn)品。CIM與CIMS計算機(jī)集成制造（CIM）CIM定義CIM是將人及其經(jīng)營知計算機(jī)集成制造（CIM）

討論◆

整體優(yōu)化是CIM的目標(biāo)（相對于自動化孤島）?！?/p>

CIM

的核心是集成，而集成的本質(zhì)是信息集成?！?/p>

3M（人、機(jī)器、管理）集成，其中人是核心。普渡大學(xué)教授提出CIMS參考模型的兩個概念：

★

Automability（可自動化性）——指生產(chǎn)活動中可用數(shù)學(xué)形式或計算機(jī)程序描述的部分，生產(chǎn)活動中的這一部分內(nèi)容可用計算機(jī)來進(jìn)行處理。

★

Innovation（創(chuàng)新）——生產(chǎn)活動中無法用數(shù)學(xué)形式或計算機(jī)程序描述的部分，這一部分內(nèi)容仍需人來完成。

他認(rèn)為工業(yè)革命使人變成了機(jī)器的奴隸，新技術(shù)革命則要“恢復(fù)人格”（Humanlization）。計算機(jī)集成制造（CIM）討論◆整體優(yōu)化是CIM的目標(biāo)（計算機(jī)集成制造（CIM）

◆

CIM往往和人們經(jīng)常提到的“三無工廠”（無圖紙、無庫存、無人化),“3J”（Justintime，Justincase，Justinsupply）等概念相聯(lián)系?！?/p>

搞CIM是非常復(fù)雜的事情，是一項高投入、高風(fēng)險項目，必須審慎行事（20世紀(jì)80年代只有少數(shù)公司獲得成功）。圖1-X無圖紙生產(chǎn)實例—波音777客機(jī)◆CIMS的實現(xiàn)程度受企業(yè)經(jīng)營環(huán)境的制約，與企業(yè)的技術(shù)水平、能力、經(jīng)營戰(zhàn)略等相聯(lián)系，決定了CIMS是一個多層次、多模式、動態(tài)發(fā)展、逐漸向理想狀態(tài)趨近的系統(tǒng)?！?/p>

限定“制造型企業(yè)”。

計算機(jī)集成制造（CIM）◆CIM往往和人們經(jīng)常提到的“NetworkDB市場信息生產(chǎn)過程信息技術(shù)信息原材料，能源產(chǎn)品MIS，BM，PMMM，LM，F(xiàn)M…EISCADCAECAPPNCPCATD∶QISCAICATCAQCCMM∶MASCNC,MC,FMC,FMS,ROBOT,AA…圖1-28CIMS功能模型CIMS的體系結(jié)構(gòu)指以信息的觀點建立的企業(yè)模型框架（或功能模型）。CIMS

功能模型通常由5

個分系統(tǒng)組成（圖1-28）。計算機(jī)集成制造（CIM）

NetworkDB市場信息生產(chǎn)過程信息技術(shù)信息原材料，能計算機(jī)集成制造（CIM）

CIMS發(fā)展簡況（國外）

歐共體——1984年開始實施ESPRIT（歐洲信息技術(shù)研究戰(zhàn)略計劃），在130個合作項目中，關(guān)于CIM項目占28項——CNC、DNC、FMS已處于世界領(lǐng)先地位，1985年通產(chǎn)省主持開發(fā)“筑波綜合實驗工廠”，相當(dāng)于CIMS實驗基地?！粌H企業(yè)重視，國家也極為重視，認(rèn)為CIM是奪回失去市場、取得競爭成功的關(guān)鍵技術(shù)，并將不可逆轉(zhuǎn)地成為21世紀(jì)占主導(dǎo)地位的新的生產(chǎn)方式。20世紀(jì)80年代初，國家標(biāo)準(zhǔn)局（NBA）所屬AMRF（自動化研究實驗基地）建立了世界上第一個CIMS實驗系統(tǒng)（見圖1-29）

新加坡、以色列、韓國、巴西、南非等——也在積極跟蹤和發(fā)展CIM技術(shù)。計算機(jī)集成制造（CIM）CIMS發(fā)展簡況（國外）歐共體—計算機(jī)集成制造（CIM）

CIMS發(fā)展簡況（國內(nèi)）◆

863計劃

◎目標(biāo)：跟蹤世界高技術(shù)最新發(fā)展

◎自動化領(lǐng)域兩個主題：1）CIM；2）工業(yè)機(jī)器人

◎組織與領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)（圖1-X）自動化領(lǐng)域總體戰(zhàn)略、分階段戰(zhàn)略部署，對外合作，總經(jīng)費、年度經(jīng)費分配，學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)具體領(lǐng)導(dǎo)各項工作開展專題學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)，組長由主題專家組成員擔(dān)任圖1-X863自動化領(lǐng)域組織結(jié)構(gòu)自動化領(lǐng)域?qū)＜椅瘑T會CIM主題專家組CIM專題專家小組計算機(jī)集成制造（CIM）CIMS發(fā)展簡況（國內(nèi)）◆863計算機(jī)集成制造（CIM）

◆

CIMS實驗工程（CIMS-ERC）

技術(shù)原則：

1）包括實際工廠主要功能遞推結(jié)構(gòu)；

2）最小配置實際制造環(huán)境；

3）采用開放系統(tǒng)概念，多廠家設(shè)備（軟、硬件）集成；

4）以信息集成為主，不追求機(jī)械設(shè)備完善；

5）自頂向下設(shè)計與自下而上實現(xiàn)相結(jié)合。1987.6——可行性論證1988.3——通過國家評審1988.5～1989.5——總體設(shè)計1989.6～1992.12——開發(fā)實施1993.3——國家驗收1994年獲CASA/SME（機(jī)械工程師協(xié)會計算機(jī)與自動化系統(tǒng)分會）“UniversityLEADAward”（大學(xué)領(lǐng)先獎）計算機(jī)集成制造（CIM）◆CIMS實驗工程（CIMS-工人要求是多面手，可以互相頂替。作業(yè)、平時——20％，實驗——10％?！蛟O(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化與工藝標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)系：批量法則（BatchRule）noshapeelements綜合性——注意聯(lián)系和綜合應(yīng)用以往所學(xué)知識；用戶關(guān)系靠產(chǎn)品質(zhì)量、成本取勝用戶滿意，需求驅(qū)動，主動銷售圖1-1X工藝相似零件組Externalshape★GT發(fā)展過程：成組加工→成組工藝→成組技術(shù)→成組生產(chǎn)系統(tǒng)Castingand表1-1第一、二、三產(chǎn)業(yè)的劃分計算機(jī)集成制造（CIM）

注重研究→注重應(yīng)用

大型企業(yè)→中小型企業(yè)“技術(shù)推動”→“需求牽動”

強(qiáng)調(diào)技術(shù)支撐→強(qiáng)調(diào)人、技術(shù)、經(jīng)營集成

CIM應(yīng)用模式越來越多

CIM實施過程中不斷吸收新技術(shù)、新思想、新概念CIMS發(fā)展趨勢

工人要求是多面手，可以互相頂替。計算機(jī)集成制造（CIM）并行工程（CE）

并行工程（

ConcurrentEngineering——CE）定義1988年，國防部防衛(wèi)分析研究所（IDA）發(fā)表R338報告：并行工程（CE）是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程（包括制造過程和支持過程）進(jìn)行并行、一體化設(shè)計的一種系統(tǒng)化的工作模式。這種工作模式力圖使開發(fā)者從一開始就考慮到產(chǎn)品全生命周期（從概念形成到產(chǎn)品報廢）中所有的因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度與用戶需求。注：支持過程——

包括對制造過程的支持（原材料的獲取,中間產(chǎn)品的庫存，工藝過程設(shè)計，生產(chǎn)計劃制定…）和使用過程的支持（產(chǎn)品銷售，使用維護(hù)，售后服務(wù)，產(chǎn)品報廢后的處理…）并行工程（CE）并行工程（ConcurrentEng并行工程（CE）

CE與CIM的目標(biāo)都是為了贏得市場競爭，著眼點均為“TQCSE”。隨著市場競爭的日趨激烈，“TQCSE”五要素中“T”變的越來越重要，減小新產(chǎn)品開發(fā)周期成為“TQCSE”的“瓶頸”。CIM著眼于信息集成與信息共享，通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫將自動化孤島集成起來。但生產(chǎn)過程的組織結(jié)構(gòu)與管理仍是傳統(tǒng)的，獨立、順序進(jìn)行。生產(chǎn)管理者在信息集成的基礎(chǔ)上，對整個生產(chǎn)進(jìn)程有清楚的了解，從而可以進(jìn)行有效的控制，并最終在

TQCSE

上取得成功。CE與CIM具有相同的背景并行工程（CE）CE與CIM的目標(biāo)都是為了贏得市場并行工程（CE）

圖1-X順序方法開發(fā)產(chǎn)品的弊端產(chǎn)品設(shè)計工藝規(guī)劃加工裝配市場需求無法加工裝配困難◆當(dāng)新產(chǎn)品開發(fā)成為贏得競爭的主要手段后，單純集成已不夠。按順序方法開發(fā)產(chǎn)品常需要多次反復(fù)，不僅延誤了時間，而且在資金上也造成巨大浪費。并行工程（CE）圖1-X順序方法開發(fā)產(chǎn)品的弊端產(chǎn)品設(shè)計并行工程（CE）

圖1-20串行與并行方法需求分析產(chǎn)品設(shè)計過程設(shè)計原型產(chǎn)品a）串行方法需求分析產(chǎn)品設(shè)計過程設(shè)計原型產(chǎn)品b）并行方法順序方法與并行方法（圖1-20）并行工程（CE）圖1-20串行與并行方法需求分析產(chǎn)品設(shè)并行工程（CE）

◆

CE依賴于產(chǎn)品開發(fā)中各學(xué)科、各職能部門人員相互合作，相互信任和共享信息，通過彼此間有效地通訊和交流，盡早考慮產(chǎn)品全生命周期中的各種因素，盡早發(fā)現(xiàn)和解決問題，以達(dá)到各項工作協(xié)調(diào)一致?！?/p>

CE方法有別于傳統(tǒng)的強(qiáng)調(diào)“分工”的管理方式，是一種在更深層次上的集成（人、技術(shù)、管理的集成；產(chǎn)品設(shè)計及其相關(guān)過程設(shè)計的集成）?！?/p>

CE的核心是產(chǎn)品及其相關(guān)過程（加工工藝、裝配、檢測、質(zhì)量控制、銷售、售后服務(wù)…）設(shè)計的集成。CE基本方法與效益◆

CE效益——縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期40～60%；提高設(shè)計質(zhì)量（早期生產(chǎn)中工程變更次數(shù)減小一半以上，產(chǎn)品報廢及反復(fù)工作減小75%）；制造成本下降30～40%并行工程（CE）◆CE依賴于產(chǎn)品開發(fā)中各學(xué)科、各職能部門并行工程（CE）

◆據(jù)統(tǒng)計，新產(chǎn)品提案中只有約6.5％能夠制造出產(chǎn)品，其中能夠商品化的比例不到15％，商品化產(chǎn)品進(jìn)入市場后又有將近半數(shù)未能獲得成功。

◆原因：在產(chǎn)品設(shè)計時對影響產(chǎn)品的多種因素考慮不周全，或不充分和不深入，面向“X”設(shè)計應(yīng)運而生。

◆產(chǎn)品設(shè)計在產(chǎn)品壽命循環(huán)中占有重要的地位，它決定了產(chǎn)品制造成本的70～80％。

面向X的設(shè)計◆面向“X”的設(shè)計最初是以DFM（面向加工的設(shè)計）和DFA（面向裝配的設(shè)計）的形式出現(xiàn)，進(jìn)一步發(fā)展，便形成了DFX（面向“X”的設(shè)計）。

◆

X可以指經(jīng)營、銷售、加工、裝配、檢驗、使用、維護(hù)、質(zhì)量、成本等。并行工程（CE）◆據(jù)統(tǒng)計，新產(chǎn)品提案中只有約6.5％能夠并行工程（CE）

表1-6便于加工和裝配的設(shè)計規(guī)則設(shè)計規(guī)則包含內(nèi)容效益減少零件數(shù)量使產(chǎn)品或部件包含盡可能少的零件減小裝配工作量，降低在制品庫存，便于管理，提高可靠性，易于維護(hù)使用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件采用成組技術(shù)，建立生產(chǎn)單元減小設(shè)計、制造時間，降低設(shè)計制造成本，易于保證質(zhì)量，易于維護(hù)模塊化設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法，每個模塊包含的零件數(shù)不宜過多減小最終產(chǎn)品裝配時間，減小庫存，縮短交貨期，易于保證質(zhì)量，易于維護(hù)裝配結(jié)構(gòu)工藝性所有零件從一個方向進(jìn)行裝配盡量在垂直方向進(jìn)行裝配減少裝配工作面在外部進(jìn)行裝配零件進(jìn)入端設(shè)計倒角和錐度避免錯誤裝配減少裝配工作量，便于裝配，易于保證裝配質(zhì)量，降低裝配成本，易于維護(hù)并行工程（CE）表1-6便于加工和裝配的設(shè)計規(guī)則設(shè)計規(guī)則并行工程（CE）

表1-6便于加工和裝配的設(shè)計規(guī)則（續(xù)）設(shè)計規(guī)則包含內(nèi)容效益減少螺紋連接盡量少用螺紋連接采用卡扣、粘接等快速連接方法減少裝配工作量，便于實現(xiàn)自動裝配設(shè)計多功能零件如緊固件和密封件合二而一減少裝配工作量減少調(diào)整環(huán)節(jié)盡量減少裝配時的調(diào)整環(huán)節(jié)減少裝配工作量，便于裝配少用柔性零件盡量少用橡膠件、皮帶、電纜等在裝配中難于處理的柔性零件減少裝配工作量，便于裝配加工結(jié)構(gòu)工藝性采用凈成形和近凈成形技術(shù)零件結(jié)構(gòu)、形狀盡量簡單，便于加工減少加工面選用便于加工的材料制定合理的精度和表面粗糙度要求對規(guī)定的要求可以方便地進(jìn)行檢驗避免零件上出現(xiàn)不必要的特征充分考慮企業(yè)的加工能力減少機(jī)械加工工作量，便于加工，便于檢驗，降低加工成本，減少外協(xié)加工并行工程（CE）表1-6便于加工和裝配的設(shè)計規(guī)則（續(xù)）設(shè)并行工程（CE）

表1-7

零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例a）b）c）d）并行工程（CE）表1-7零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例a）并行工程（CE）

表1-7

零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）e）f）g）h）i）j）并行工程（CE）表1-7零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）e）并行工程（CE）

表1-7

零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）k）l）m）n）o）p）并行工程（CE）表1-7零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）k）并行工程（CE）

表1-7

零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）q）r）s）t）u）v）并行工程（CE）表1-7零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）q）并行工程（CE）

表1-7

零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）w）x）y）z）并行工程（CE）表1-7零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）w）精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）

精良生產(chǎn)（LeanProduction——LP）MIT國際汽車項目組的JamesWomack等三名經(jīng)理在“TheMachineThatChangedtheWorld”一書中，對豐田汽車公司生產(chǎn)方式的描述。MP（MassProduction）是舊時代工業(yè)化的象征——代表了高效率、低成本、高質(zhì)量。LP是新時代工業(yè)化的標(biāo)志——只需一半人的努力，一半生產(chǎn)空間，一半，一半設(shè)計、工藝編制時間，一半開發(fā)新產(chǎn)品時間和少的多的庫存。LP的精髓在于“Lean”——“沒有冗余”“精打細(xì)算”，沒有一個多余的人，沒有一樣多余的東西，沒有一點多余的時間；崗位設(shè)置必須是增值的，不增值崗位一律撤除；工人要求是多面手，可以互相頂替。精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）精良生產(chǎn)（LeanP精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）

豐田公司精良生產(chǎn)要點

組織管理權(quán)力下放，以TeamWork形式分段負(fù)責(zé)，把大量工作責(zé)任轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)線工人身上，建立一個能夠迅速追查出全部缺陷并找出其最終原因的檢測系統(tǒng)。

產(chǎn)品設(shè)計強(qiáng)調(diào)負(fù)責(zé)人的權(quán)力與責(zé)任，由項目負(fù)責(zé)人組織多個TeamWork

并行工作。

市場用戶

“需求驅(qū)動”與“主動銷售”；貫徹全面質(zhì)量管理（TQC），使顧客完全滿意（TCS）。

與協(xié)作廠關(guān)系“利益共享，風(fēng)險共擔(dān)”。精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）豐田公司精良生產(chǎn)要點精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）

表1-8LP與MP比較比較項目大量生產(chǎn)精良生產(chǎn)追求目標(biāo)高效率、高質(zhì)量、低成本完善生產(chǎn)，消除一切浪費工作方式專業(yè)分工，相互封閉責(zé)、權(quán)、利統(tǒng)一的工作小組，協(xié)同工作，團(tuán)隊精神組織管理寶塔式，組織機(jī)構(gòu)龐大權(quán)利下放，扁平式組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)品特征標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品面向用戶的多樣化產(chǎn)品設(shè)計方式串行模式并行模式生產(chǎn)特征大批量、高效率生產(chǎn)變批量、柔性化生產(chǎn)供貨方式大庫存緩沖JIT方式，接近0庫存質(zhì)量保證靠機(jī)床設(shè)備，事后把關(guān)靠生產(chǎn)人員保證，追求零缺陷雇員關(guān)系雇傭關(guān)系，合同約束終身雇用，風(fēng)雨同舟用戶關(guān)系靠產(chǎn)品質(zhì)量、成本取勝用戶滿意，需求驅(qū)動，主動銷售供應(yīng)商合同關(guān)系，短期行為長期合作，利益共享，風(fēng)險共擔(dān)精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）表1-8LP與MP精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）

敏捷制造（AgileManufacturing——AM）20世紀(jì)70～80年代，由于導(dǎo)向失誤，使制造業(yè)眾多產(chǎn)品在世界市場所占份額不斷下降，在制造領(lǐng)域的霸主地位逐漸喪失。為了恢復(fù)制造業(yè)在世界上的領(lǐng)導(dǎo)地位，20世紀(jì)80年代末國會指示國防部擬定一個制造技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，要求同時體現(xiàn)國防工業(yè)與民品工業(yè)的共同利益，并要求加強(qiáng)政府、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的合作。在此背景下，國防部委托Lehigh大學(xué)與GM等大公司一起研究制定一個振興制造業(yè)的長期發(fā)展戰(zhàn)略，最終于1991年完成了“21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”報告。在此報告中提出了“敏捷制造”的概念。精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）敏捷制造（Agile精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）

敏捷制造的特征

敏捷制造蘊(yùn)涵著許多不同于傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的哲理和思想，主要表現(xiàn)在：

◎

需求響應(yīng)的快捷性

主要指快速響應(yīng)市場需求（包括當(dāng)前需求和可預(yù)知未來需求）的能力。

◎

制造資源的集成性

不僅指企業(yè)內(nèi)部的資源共享與信息集成，還指友好企業(yè)之間的資源共享與信息集成。

◎

組織形式的動態(tài)性

為實現(xiàn)某一個市場機(jī)會，將擁有實現(xiàn)該機(jī)會所需資源的若干企業(yè)組成一個動態(tài)組織，它隨任務(wù)的產(chǎn)生而產(chǎn)生，并隨任務(wù)的結(jié)束而結(jié)束。

精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）敏捷制造的特征敏捷精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）

敏捷制造工作原理

動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)企業(yè)K+1企業(yè)K+2企業(yè)N協(xié)調(diào)信息服務(wù)企業(yè)1企業(yè)2企業(yè)K…企業(yè)3企業(yè)4…圖1-X“虛擬制造”環(huán)境與虛擬企業(yè)

企業(yè)1借助計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，構(gòu)造由多個企業(yè)參加的“虛擬制造”環(huán)境；以競爭合作為原則，動態(tài)選擇合作伙伴，組成面向任務(wù)的虛擬公司，進(jìn)行快速和最佳化生產(chǎn)。企業(yè)3企業(yè)K企業(yè)K+2精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）敏捷制造工作原理動精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）

客戶供應(yīng)商企業(yè)1設(shè)計計劃銷售單元1單元n單元2企業(yè)n企業(yè)2Internet（Intranet）圖1-22虛擬企業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）客戶供應(yīng)商企業(yè)1設(shè)精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）

表1-9AM與LP比較精良生產(chǎn)敏捷制造充分利用和增強(qiáng)大批量生產(chǎn)優(yōu)勢采用大量定制生產(chǎn)方式追求零缺陷，使用戶完全滿意整個產(chǎn)品壽命周期用戶滿意變批量、柔性生產(chǎn)模塊化產(chǎn)品設(shè)計和模塊化制造系統(tǒng)注重技術(shù)與操作，實行連續(xù)改進(jìn)注重組織與人員，實現(xiàn)動態(tài)重組終身聘用、工齡工資基于信任的雇傭關(guān)系，“社會合同”多功能小組，協(xié)同工作基于任務(wù)的組織與管理，多學(xué)科項目組工廠級范圍涵蓋整個企業(yè)范圍，并擴(kuò)展到企業(yè)之間與供應(yīng)商利益共享，風(fēng)險共擔(dān)競爭、合作策略，組建虛擬公司資源有效利用，消除冗余在連續(xù)和不可預(yù)測變化的環(huán)境下發(fā)展準(zhǔn)時制生產(chǎn)準(zhǔn)時信息系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)制造平穩(wěn)進(jìn)度計劃,小批量,“零”庫存承認(rèn)并快速響應(yīng)市場變化精良生產(chǎn)與敏捷制造（LP&AM）表1-9AM與LP機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第1章

機(jī)械制造技術(shù)概論1.4

機(jī)械制造方法總論IntroductiontoMechanicalManufacturingMethod機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第1章機(jī)械制造技術(shù)概論1.4機(jī)械制造方機(jī)械制造工藝過程機(jī)械制造中與產(chǎn)品生成直接有關(guān)的生產(chǎn)過程常被稱為機(jī)械制造工藝過程機(jī)械制造工藝過程主要內(nèi)容

毛坯和零件成形——鑄造、鍛壓、沖壓、焊接、壓制、燒結(jié)、注塑、壓塑…

機(jī)械加工——切削、磨削、特種加工材料改性與處理——熱處理、電鍍、轉(zhuǎn)化膜、涂裝、熱噴涂…

機(jī)械裝配——把零件按一定的關(guān)系和要求連接在一起，組合成部件和整臺機(jī)械產(chǎn)品，包括零件的固定、連接、調(diào)整、平衡、檢驗和試驗等工作機(jī)械制造工藝過程機(jī)械制造中與產(chǎn)品生成直接有關(guān)的生產(chǎn)過程常被稱機(jī)械制造工藝方法與分類機(jī)械制造工藝方法與分類JB/T5992-92——按大、中、小和細(xì)分類四個層次劃分大類中類代碼代碼名稱0123456789中類名稱0鑄造砂型鑄造特種鑄造1壓力加工鍛造軋制沖壓擠壓旋壓拉拔其他2焊接電弧焊電阻焊氣焊壓焊特種焊接釬焊3切削加工刃具加工磨削鉗加工4特種加工電物理加工電化學(xué)加工化學(xué)加工復(fù)合加工其他5熱處理整體熱處理表面熱處理化學(xué)熱處理6覆蓋層電鍍化學(xué)鍍真空沉積熱侵鍍轉(zhuǎn)化膜熱噴涂涂裝其他78裝配包裝裝配試驗與檢驗包裝9其他粉末冶金冷作非金屬成形表面處理防銹纏繞編織其他表2-1機(jī)械制造工藝方法類別劃分及代碼（JB/T5992-92）機(jī)械制造工藝方法與分類機(jī)械制造工藝方法與分類JB/T5992按照毛坯成為零件過程中質(zhì)量m的變化材料去除法（m<0)如切削與磨削，電火花加工、電解加工等特種加工等。材料成形法（m＝0)如鑄造、壓力加工、粉末冶金、注塑成形等，這些方法多用于毛坯制造，但也可直接成形零件。材料累積法（m>0)傳統(tǒng)的累加方法有焊接、粘接或鉚接等，通過不可拆卸連接使物料結(jié)合成一個整體，形成零件。零件成形方法按照毛坯成為零件過程中質(zhì)量m的變化材料去除法（m<0快速原型制造技術(shù)（RPM）◆快速原型制造（RapidPhotographManufacturing—RPM），又稱“快速成形技術(shù)”（RapidPhotograph—RP）或“分層制造”（LayerManufacturing—LM），是20世紀(jì)80年代后期迅速發(fā)展起來的一種新型制造技術(shù)?！羲鼘⒂嬎銠C(jī)輔助設(shè)計（CAD）、計算機(jī)輔助制造（CAM）、計算機(jī)數(shù)控（CNC）、精密伺服驅(qū)動、新材料等先進(jìn)技術(shù)集于一體，依據(jù)計算機(jī)上構(gòu)成的產(chǎn)品三維設(shè)計模型，對其進(jìn)行分層切片，得到各層截面的輪廓?！舭凑者@些輪廓，激光束選擇性地切割一層層的箔材（或固化一層層的液態(tài)樹脂，或燒結(jié)一層層的粉末材料），或噴射源選擇性地噴射一層層的粘結(jié)劑或熱熔材料等，形成一個個薄層，并逐步迭加成三維實體（見圖2-1）。零件成形方法快速原型制造技術(shù)（RPM）◆快速原型制造（RapidPh圖1-23快速成型過程噴粘結(jié)劑噴熱熔材料三維產(chǎn)品（樣品/模具）表面處理構(gòu)造三維模型模型近似處理切片處理激光噴射源固化樹脂切割箔材燒結(jié)粉末零件成形方法圖1-23快速成型過程噴粘結(jié)劑噴熱熔材料三維產(chǎn)品（樣品a）b）圖1-24傳統(tǒng)加工與快速成型比較模具模具設(shè)計鑄造焊接鍛壓毛坯（大于工件）半成品半成品工件去除加工設(shè)計模具樣品快速成形零件成形方法a）圖1-X快速成型機(jī)床及快速成型件零件成形方法圖1-X快速成型機(jī)床及快速成型件零件成形方法第一章結(jié)束

2022/12/1第一章結(jié)束

2022/12/1機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)-張世昌--機(jī)械制造技術(shù)概論全面資料課件96課程簡介學(xué)習(xí)方式

課堂講授——講授重點、難點；自學(xué)——課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、作業(yè)、答疑；實踐環(huán)節(jié)——作業(yè)練習(xí)、實驗、生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計?？己朔椒?/p>

期末考試——70％；作業(yè)、平時——20％，實驗——10％。課程特點與學(xué)習(xí)方法

綜合性——注意聯(lián)系和綜合應(yīng)用以往所學(xué)知識；實踐性——注意理論聯(lián)系生產(chǎn)實際，重視實踐性環(huán)節(jié)；靈活性——掌握基本原理，活學(xué)活用。課程簡介學(xué)習(xí)方式課堂講授——講授重點、難點；考核方法期末教材與參考文獻(xiàn)教材主要參考文獻(xiàn)[1]張冠偉等，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題集，2004；[2]

MikellP.Groover.FundamentalsofModernManufacturing.JOHNWILEY&SONS,INC.2002.張世昌主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社.2007教材與參考文獻(xiàn)教材主要參考文獻(xiàn)[1]張冠偉等，機(jī)械制造技

機(jī)械制造過程基礎(chǔ)知識

切削與磨削原理

機(jī)械加工質(zhì)量

機(jī)械加工工藝過程設(shè)計

機(jī)械制造技術(shù)新發(fā)展

機(jī)器的裝配工藝課程導(dǎo)航

機(jī)械制造技術(shù)概論機(jī)械制造過程基礎(chǔ)知識切削與磨削原理機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加第1章機(jī)械制造技術(shù)概論本章要點大、小制造概念制造系統(tǒng)先進(jìn)制造哲理第1章機(jī)械制造技術(shù)概論本章要點大、小制造概念制造系統(tǒng)先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第1章

機(jī)械制造技術(shù)概論1.1

制造與制造技術(shù)M