機(jī)械制造技術(shù)概述(天津大學(xué))

機(jī)械制造技術(shù)概述

（天津大學(xué)，高等教育出版社）

第1章機(jī)械制造技術(shù)概述

學(xué)習(xí)指南：

本章從“大制造”的概念出發(fā)，介紹關(guān)于生產(chǎn)、制造、制造技術(shù)、制造系統(tǒng)等根本概念，機(jī)械制造業(yè)

的開(kāi)展簡(jiǎn)況及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位，以及與現(xiàn)代制造技術(shù)密切相關(guān)的制造哲理和生產(chǎn)模式，旨在使學(xué)

習(xí)者建立一個(gè)系統(tǒng)的觀點(diǎn)，并能從全局上把握住制造技術(shù)的根本問(wèn)題。

學(xué)習(xí)本章內(nèi)容，應(yīng)深刻理解“大制造”概念的內(nèi)涵和實(shí)質(zhì)，正確認(rèn)識(shí)“大制造”與“小制造〃之間的關(guān)

系，了解現(xiàn)代制造哲理，并學(xué)會(huì)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法分析和解決機(jī)械制造中的實(shí)際問(wèn)題。

本章建議學(xué)時(shí)為4學(xué)時(shí)。

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1.1制造與制造技術(shù)

學(xué)習(xí)要點(diǎn)：了解狹義和廣義制造及制造技術(shù)的含義，學(xué)會(huì)從系統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)制造活動(dòng)。

生產(chǎn)的含義

生產(chǎn)活動(dòng)是人類賴以生存和開(kāi)展的最根本活動(dòng)。從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，生產(chǎn)可被定義為是一個(gè)將生產(chǎn)要素

轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)財(cái)富，并創(chuàng)造效益的輸入輸出系統(tǒng)，見(jiàn)圖1-1。

輸入輸出.

效益

生產(chǎn)要素生產(chǎn)財(cái)富

]生產(chǎn)過(guò)程

-有形（產(chǎn)品）

-生產(chǎn)對(duì)象L無(wú)形（服務(wù)）

一生產(chǎn)資料丁“接-轉(zhuǎn)變過(guò)程

1-間接1-生產(chǎn)率

（=輸入輸出）

-勞動(dòng)力

1-生產(chǎn)信息

圖生產(chǎn)的定義

生產(chǎn)系統(tǒng)輸入的是生產(chǎn)要素。生產(chǎn)要素根據(jù)其根本作用可分為五類：

1）生產(chǎn)對(duì)象指完成生產(chǎn)活動(dòng)所需的原材料，包括主要材料和輔助材料。主要材料是指構(gòu)成產(chǎn)品的

材料（如減速機(jī)產(chǎn)品的主要材料是各種牌號(hào)的鋼材和鑄鐵）；輔助材料是指加于主要材料上的材料（如減

速機(jī)產(chǎn)品外表涂的油漆），也指生產(chǎn)過(guò)程中消耗的輔助材料（如加工機(jī)床使用的潤(rùn)滑油、冷卻液等）。

2）生產(chǎn)資料指生產(chǎn)過(guò)程所需的各種手段（硬件）。生產(chǎn)資料可分為直接生產(chǎn)資料和間接生產(chǎn)資料兩

類。直接生產(chǎn)資料指生產(chǎn)過(guò)程直接使用的手段，例如設(shè)備、工具等。間接生產(chǎn)資料在生產(chǎn)過(guò)程中不直接使

用，但其構(gòu)成對(duì)生產(chǎn)過(guò)程必不可少的輔助和支持，如廠房、道路等。

3）能源指生產(chǎn)過(guò)程中所需的各種動(dòng)力來(lái)源。

4）勞動(dòng)力是指生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)者所付出的腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)。

5）生產(chǎn)信息指有效進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)廳需得知識(shí)、技能、情報(bào)、資料等。

在上述五類生產(chǎn)要素中，前三類要素屬于硬件范疇，生產(chǎn)信息要素屬于軟件范疇，而勞動(dòng)力要素既有

硬件特性，又有軟件特性。在諸生產(chǎn)要素中，人的要素是最重要的，處于主導(dǎo)地位，其它要素都要通過(guò)人

來(lái)起作用。

生產(chǎn)系統(tǒng)的輸出是生產(chǎn)財(cái)富，包括有形的財(cái)富（產(chǎn)品）和無(wú)形的財(cái)富（效勞）。在創(chuàng)造生產(chǎn)財(cái)富的同

時(shí)，必然伴隨著一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的產(chǎn)生。效益有“正效益”和“負(fù)效益〃之分：正效益指生產(chǎn)的

財(cái)富能夠滿足人們物質(zhì)生活和精神生活的需要，生產(chǎn)活動(dòng)本身能夠促進(jìn)社會(huì)健康開(kāi)展；而負(fù)效益那么指生

產(chǎn)活動(dòng)給社會(huì)帶來(lái)的負(fù)面影響，如對(duì)于自然生態(tài)環(huán)境的破壞，各種各樣的污染（其中也包括精神污染）等。

對(duì)于生產(chǎn)活動(dòng)中的負(fù)效益，政府及社會(huì)必須加以嚴(yán)格的限制。

有效地將生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)財(cái)富是十分重要的。轉(zhuǎn)變過(guò)程效率的度量標(biāo)準(zhǔn)是生產(chǎn)率，生產(chǎn)率可以被

定義為系統(tǒng)輸出與輸入之比。獲得盡可能高的生產(chǎn)率，始終是生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)者追求的目標(biāo)，也是企業(yè)在劇

烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中得以生存和開(kāi)展的重要條件。

制造的含義

了解了生產(chǎn)的含義，對(duì)制造的概念就不難理解。制造可以理解為制造企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)，即制造也是一

個(gè)輸入輸出系統(tǒng)，其輸入也是生產(chǎn)要素，輸出是具有使用價(jià)值的產(chǎn)品。

關(guān)于制造企業(yè)的界定目前還沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。按國(guó)際慣例，生產(chǎn)企業(yè)通?？梢詣澐譃槿N大的類別：第

一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)。第一產(chǎn)業(yè)系指直接利用自然資源的種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和采礦業(yè)，如農(nóng)業(yè)、林

業(yè)、漁業(yè)、畜牧業(yè)、礦業(yè)、采石業(yè)、石油業(yè)等。第二產(chǎn)業(yè)系指將第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的企業(yè)，

如冶金、鋼鐵、化工、石油精煉、機(jī)械、電子、輕工、紡織、制藥、建筑、能源、電力、食品、出版等。

第三產(chǎn)業(yè)通常指金融和效勞行業(yè)，如金融、保險(xiǎn)、交通、運(yùn)輸、商業(yè)、通訊、教育、法律、醫(yī)療、保健、

娛樂(lè)、餐飲、旅游、效勞、房地產(chǎn)等。制造業(yè)屬于第二產(chǎn)業(yè)的范疇，美國(guó)將第二產(chǎn)業(yè)中除了建筑業(yè)和能源

工業(yè)外以外的其他行業(yè)均視為制造業(yè)。

上面所說(shuō)的“制造”是一個(gè)"大制造”的概念，是對(duì)“制造”的廣義理解。按照這樣的理解，制造應(yīng)

包括從市場(chǎng)分析、經(jīng)營(yíng)決策、工程設(shè)計(jì)、加工裝配、質(zhì)量控制、銷售運(yùn)輸直至售后效勞的全過(guò)程。在當(dāng)今

的信息時(shí)代，廣義制造的概念已為越來(lái)越多的人所接受。

但傳統(tǒng)上，制造及制造過(guò)程常被理解為從原材料或半成品經(jīng)加工和裝配后形成最終產(chǎn)品的具體操作過(guò)

程，包括毛坯制作、零件加工、檢驗(yàn)、裝配、包裝、運(yùn)輸?shù)?。這是一個(gè)“小制造〃的概念，是對(duì)“制造”

的狹義理解。按照這種理解方式，制造過(guò)程主要考慮企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)過(guò)程中的物質(zhì)流，而較少涉及生產(chǎn)過(guò)程

中的信息流。顯然，在新的形勢(shì)下，狹義理解制造存在著嚴(yán)重缺乏。盡管如此，從專業(yè)和技術(shù)的角度出發(fā),

制造的狹義理解仍然是合理的，因?yàn)槲锪闲螒B(tài)的變化始終是制造活動(dòng)的核心，如何使物料形態(tài)按照人們預(yù)

期的目標(biāo)發(fā)生轉(zhuǎn)變，是工程技術(shù)研究的永恒主題。

本書(shū)在概述一章中，引入“大制造〃的概念，旨在給讀者一個(gè)全局的觀點(diǎn)。而在其余局部?jī)?nèi)容討論中，

那么主要以“小制造”概念為根底，這是由本課程的內(nèi)容和性質(zhì)所決定的。

制造技術(shù)

制造技術(shù)是完成制造活動(dòng)所需的一切手段的總和。這些手段包括運(yùn)用一定的知識(shí)和技能，操縱可以利

用的物質(zhì)和工具，采取各種有效的方法等。制造技術(shù)是制造企業(yè)的技術(shù)支柱，是制造企業(yè)持續(xù)開(kāi)展的根本

動(dòng)力c美國(guó)國(guó)家生產(chǎn)力委員會(huì)所作的一項(xiàng)調(diào)查說(shuō)明，在企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用約占62%o

與大、小制造概念相對(duì)應(yīng)，對(duì)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(dòng)

的各個(gè)方面和全過(guò)程，被認(rèn)為是一個(gè)從產(chǎn)品概念到最終產(chǎn)品的集成活動(dòng)和系統(tǒng)，是一個(gè)功能體系和信息處

理系統(tǒng)。狹義理解制造技術(shù)那么重點(diǎn)放在機(jī)械加工和裝配工藝上。

本書(shū)在概述局部以及涉及到某些現(xiàn)代制造技術(shù)的理論和方法（如成組技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等）時(shí)，采

用“大制造”的概念，意在使讀者建立一個(gè)制造系統(tǒng)的概念，和利用系統(tǒng)觀點(diǎn)分析和處理制造問(wèn)題的根本

方法,而本書(shū)討論的主要內(nèi)容及較多的篇幅，那么屬于“小制造〃的范疇，這是由本課程的內(nèi)容和性質(zhì)所

決定的。

制造系統(tǒng)

I.制造系統(tǒng)的組成制造作為一個(gè)系統(tǒng)，由假設(shè)干個(gè)具有獨(dú)立功能的子系統(tǒng)構(gòu)成。其主要子系統(tǒng)及其

功能如下：

1）經(jīng)營(yíng)管理子系統(tǒng)確定企業(yè)經(jīng)營(yíng)方針和開(kāi)展方向，進(jìn)行戰(zhàn)略規(guī)劃、決策。

2）市場(chǎng)與銷售子系統(tǒng)市場(chǎng)研究與預(yù)測(cè)，銷售方案，銷售與售后效勞。

3）研究與開(kāi)發(fā)子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方案，根底研究與應(yīng)用研究，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

4）工程設(shè)計(jì)子系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)，工程分析，樣機(jī)試制，試驗(yàn)與評(píng)價(jià)，質(zhì)量保證方案。

5）生產(chǎn)管理子系統(tǒng)生產(chǎn)方案，作業(yè)方案，庫(kù)存管理，生產(chǎn)過(guò)程控制，質(zhì)量控制，本錢管理。

6）采購(gòu)供給子系統(tǒng)原材料及外購(gòu)件的采購(gòu)，驗(yàn)收，存儲(chǔ)。

7）資源管理子系統(tǒng)設(shè)備管理與維護(hù)，工具管理，能源管理，環(huán)境管理.

8）質(zhì)量控制子系統(tǒng)收集用戶需求與反響信息，質(zhì)量監(jiān)控，統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制。

9）財(cái)務(wù)子系統(tǒng)財(cái)務(wù)方案，企業(yè)預(yù)算，本錢核算，財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)。

10）人事子系統(tǒng)人事安排，招工與裁員。

11）車間制造子系統(tǒng)零件加工，部件及產(chǎn)品裝配，檢驗(yàn)，物料存儲(chǔ)與輸送，廢料存放與處理。

上述各功能子系統(tǒng)既相互聯(lián)系又相互制約，形成一個(gè)有機(jī)的整體（見(jiàn)圖1-2）,從而實(shí)現(xiàn)從用戶訂貨

到產(chǎn)品發(fā)送和售后效勞的生產(chǎn)全過(guò)程。

用

戶

、生產(chǎn)管理

市

場(chǎng)

與

外

車間制造

部

環(huán)（加工、裝配、

境檢驗(yàn)、輸送、

存緒???）

------A經(jīng)營(yíng)管理信息流------?生產(chǎn)管理信息流------A技術(shù)信息流

<----->物質(zhì)流

圖1-2帶蠟系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

2.制造系統(tǒng)特性

1）結(jié)構(gòu)特性

制造系統(tǒng)可視為假設(shè)干硬件（生產(chǎn)設(shè)備，工具，運(yùn)輸

裝置，廠房，勞動(dòng)力等）的集合體。為使硬件充分發(fā)揮其

效能，必須有相應(yīng)的軟件作支持（圖1-3）。

這里說(shuō)的軟件主要指生產(chǎn)信息，即生產(chǎn)方法（包括生

產(chǎn)管理在內(nèi)）和生產(chǎn)工藝。工廠設(shè)計(jì)中，有關(guān)人員和設(shè)備

的合理配置和布局等，即是從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面對(duì)制造系統(tǒng)進(jìn)

行研究，目的在于保證獲得高的生產(chǎn)率。

2）轉(zhuǎn)變特性

如前所述，制造系統(tǒng)是一個(gè)將生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變成離散型產(chǎn)品的輸入輸出系統(tǒng)，研究制造系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變特

性，著眼于系統(tǒng)物料的轉(zhuǎn)變過(guò)程，即系統(tǒng)的物質(zhì)流，見(jiàn)圖1-4。作為一個(gè)制造系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過(guò)程實(shí)例，I圖1-5

給出了汽車生產(chǎn)物流過(guò)程（局部）的示意圖。研究系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變特性的目的主要是從技術(shù)角度，如何使轉(zhuǎn)變過(guò)

程更有效地進(jìn)行。

獲取階段工廠中的轉(zhuǎn)變階段分配階段

圖1-4制造系統(tǒng)的物質(zhì)流

2外表噴漆

3組裝測(cè)試

圖1-5汽車生產(chǎn)物流（局部）示意圖

3）程序特性

所謂“程序〃系指一系列按時(shí)間和邏輯安排的步驟。從這個(gè)意義出發(fā)，制造系統(tǒng)可視為是一個(gè)生產(chǎn)

離散型產(chǎn)品的工作程序。研究制造系統(tǒng)的程序特性，著眼于制造系統(tǒng)的信息流，主要從管理角度研究如

何使生產(chǎn)活動(dòng)到達(dá)最正確化。

生產(chǎn)程序主要包括兩個(gè)方面：一是全局生產(chǎn)規(guī)劃，用于處理生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)系統(tǒng)與外部環(huán)境之間關(guān)

系的全局性的問(wèn)題，如確定生產(chǎn)目標(biāo)，規(guī)劃生產(chǎn)資源，確定企業(yè)經(jīng)營(yíng)方針和開(kāi)展戰(zhàn)略等；二是具體生產(chǎn)

管理（運(yùn)行管理），用于對(duì)具體的生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行管理和控制（圖1-6）。

餐湛隔爵f商鶴啟f網(wǎng)喝

計(jì)劃射段II實(shí)施階?]I控制階?I

Qi-e利逢樂(lè)妖的程序樣性

運(yùn)行管理通常包括5個(gè)階段：

1）綜合生產(chǎn)方案確定產(chǎn)品的種類和一定時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量。

2）生產(chǎn)進(jìn)度方案又可細(xì)分為主控進(jìn)度方案和物料需求方案。主控進(jìn)度方案根據(jù)綜合生產(chǎn)方案和市

場(chǎng)（用戶）需求，確定最終產(chǎn)品的進(jìn)度方案，物料需求方案那么根據(jù)主控進(jìn)度方案、產(chǎn)品構(gòu)成以及生產(chǎn)

周期，確定零部件的生產(chǎn)進(jìn)度方案和原材料及外購(gòu)件的訂貨方案。

3）作業(yè)方案根據(jù)物料需求方案、零件加工和機(jī)器裝配工藝過(guò)程以及原材料和毛坯的供給情況，進(jìn)

行具體的任務(wù)分配和順序的安排。

4）生產(chǎn)實(shí)施按作業(yè)方案進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)活動(dòng)。

5）生產(chǎn)控制對(duì)生產(chǎn)實(shí)施過(guò)程中的偏差進(jìn)行測(cè)定與調(diào)整。

綜合考慮技術(shù)與管理兩個(gè)方面的信息，常常將物料生產(chǎn)過(guò)程劃分為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)實(shí)施

三個(gè)階段，見(jiàn)圖1-7。

產(chǎn)

研究與開(kāi)發(fā)

品

確定產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格

設(shè)

計(jì)功能設(shè)計(jì)

階產(chǎn)品設(shè)討

段樣機(jī)試制

產(chǎn)品修改設(shè)計(jì)與定型

生

工藝過(guò)程設(shè)計(jì)

產(chǎn)

工藝過(guò)程優(yōu)化

準(zhǔn)

備工藝裝備設(shè)計(jì)

階工藝裝備制造（購(gòu)買）

段工藝裝備調(diào)整

生產(chǎn)計(jì)劃制定

一

生原材料與毛坯準(zhǔn)備

產(chǎn)零件加工

實(shí)部件與產(chǎn)品裝配

施檢驗(yàn)

_包裝與運(yùn)輸

圖卜7產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的三個(gè)階段

4）制造系統(tǒng)的信息流與物質(zhì)流

制造系統(tǒng)的各項(xiàng)功能及其活動(dòng)按參與生產(chǎn)流程的職能和流向，可概括為物質(zhì)流和信息流兩類，見(jiàn)圖

1-2,物質(zhì)流用于改變物料的形態(tài)與地點(diǎn)，信息流用以規(guī)劃、指揮、協(xié)調(diào)與控制物料的流動(dòng)，使制造系統(tǒng)

有效地運(yùn)行。信息流又可分為技術(shù)信息流和管理信息流，后者又可細(xì)分為經(jīng)營(yíng)管理信息流和生產(chǎn)管理信

息流C

研究制造系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)特性，其目的都是為了使制造系統(tǒng)中的物質(zhì)流與信息流有機(jī)地結(jié)合

起來(lái)，使系統(tǒng)的硬件和軟件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使制造工藝和生產(chǎn)管理有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，以到達(dá)系統(tǒng)的最

正確配置、最正確組合和最正確運(yùn)行狀態(tài)，獲得整體最優(yōu)效果。這便是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)研究制造和制造技

術(shù)的根本出發(fā)點(diǎn)。

1.2機(jī)械制造業(yè)的開(kāi)展及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位

學(xué)習(xí)要點(diǎn):了解機(jī)械制造業(yè)的開(kāi)展及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位。

機(jī)械制造業(yè)的開(kāi)展

人類文明的開(kāi)展與制造業(yè)的進(jìn)步密切相關(guān)。早在石器時(shí)代，人類就開(kāi)始利用天然石料制作工具，用

其獵取自然資源為生。到了青銅器和鐵器時(shí)代，人們開(kāi)始采礦、冶煉、鑄鍛二具，并開(kāi)始制作紡織機(jī)械、

水利機(jī)械、運(yùn)輸車輛等，以滿足以農(nóng)業(yè)為主的自然經(jīng)濟(jì)的需要。此時(shí)，采用的是作坊式的以手工勞動(dòng)為

主的生產(chǎn)方式。

直至18世紀(jì)70年代，以瓦特改良蒸汽機(jī)為代表，引發(fā)了第一次工業(yè)革命，產(chǎn)生了近代工業(yè)化的生

產(chǎn)方式，手工勞動(dòng)逐漸被機(jī)器生產(chǎn)所代替，機(jī)械制造業(yè)逐漸形成規(guī)模。到19世紀(jì)中葉，電磁場(chǎng)理論的建

立為發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)生奠定了根底，從而迎來(lái)了電氣化時(shí)代。以電力作為動(dòng)力源，使機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生

了重大的變化。與此同時(shí)，互換性原理和公差制度應(yīng)運(yùn)而生。所有這些使機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了重大變革，

并進(jìn)入了快速開(kāi)展時(shí)期。

20世紀(jì)初，內(nèi)燃機(jī)的創(chuàng)造，使汽車開(kāi)始進(jìn)入歐美家庭，引發(fā)了機(jī)械制造業(yè)的又一次革命。流水生產(chǎn)

線的出現(xiàn)和泰勒科學(xué)管理理論的產(chǎn)生，標(biāo)志機(jī)械制造業(yè)進(jìn)入了”大批量生產(chǎn)"(MassProduction)的時(shí)代。

以汽車工業(yè)為代表的大批量自動(dòng)化生產(chǎn)方式使得生產(chǎn)率獲得極大的提高，從而使機(jī)械制造業(yè)有了更迅速

的開(kāi)展，并開(kāi)始成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。

二次世界大戰(zhàn)后，電子計(jì)算機(jī)和集成電路的出現(xiàn)，以及運(yùn)籌學(xué)、現(xiàn)代控制論、系統(tǒng)工程等軟科學(xué)的

產(chǎn)生和開(kāi)展，使機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)生了一次新的飛躍。傳統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)方式只有在大批量生產(chǎn)的條件下才

能實(shí)現(xiàn)，而數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)那么使中小批量生產(chǎn)自動(dòng)化成為可能?？茖W(xué)技術(shù)的高速開(kāi)展，促進(jìn)了生產(chǎn)力

的極大提高。傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式已難以滿足市場(chǎng)多變的需要，多品種、中小批量生產(chǎn)日漸成為制造

業(yè)的主流生產(chǎn)方式。

20世紀(jì)80年代以來(lái)，信息產(chǎn)業(yè)的崛起和通訊技術(shù)的開(kāi)展加速了市場(chǎng)的全球化進(jìn)程，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加

劇烈c為了適應(yīng)新的形勢(shì)，在機(jī)械制造領(lǐng)域提出了許多新的制造哲理和生產(chǎn)模式，如計(jì)算機(jī)集成制造

(CIM)、精良生產(chǎn)(LP)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)等。

◎計(jì)算機(jī)集成制造是信息技術(shù)和傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其宗旨是提局制造企業(yè)生產(chǎn)率和對(duì)市

場(chǎng)的響應(yīng)能力，其核心在于利用信息技術(shù)使企業(yè)的各個(gè)“自動(dòng)化孤島”和生產(chǎn)全過(guò)程集成起來(lái)，以取得更

大的效益。

◎精良生產(chǎn)是對(duì)日本豐田公司生產(chǎn)方式的一種描述，其實(shí)質(zhì)是除掉生產(chǎn)活動(dòng)中的一切“冗余”，實(shí)行

準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)(JustInTime-J1T)O

◎并行工程是對(duì)產(chǎn)品及相關(guān)過(guò)程(制造過(guò)程和支持過(guò)程)進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化的工

作模式。這種工作模式力圖使設(shè)計(jì)者從一開(kāi)始就考慮到產(chǎn)品全生命周期中所有因素，以最大限度地縮短

產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，減少設(shè)計(jì)失誤。

◎敏捷制造提出“虛擬企業(yè)”的概念，意在建立柔性化、模塊化的設(shè)計(jì)方法和制造系統(tǒng)的根底上，實(shí)

現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部與外部更廣泛的集成，以進(jìn)一步增強(qiáng)快速響應(yīng)市場(chǎng)能力和形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

進(jìn)入21世紀(jì)，機(jī)械制造業(yè)正向自動(dòng)化、柔性化、集成化、智能化和清潔化的方向開(kāi)展。

機(jī)械制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位

如前所述，制造業(yè)是生產(chǎn)離散型產(chǎn)品的企業(yè)，而離散型產(chǎn)品又是具有直接使用價(jià)值的產(chǎn)品，與生產(chǎn)

活動(dòng)和人民生活息息相關(guān)。當(dāng)今制造業(yè)不僅是科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)造轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實(shí)規(guī)模生產(chǎn)力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，

并已成為為人類提供生活所需物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富的重要根底。良好的人居環(huán)境，充分的能源供給，便

捷的交通和通訊設(shè)施，豐富多彩的印刷出版、播送影視和網(wǎng)絡(luò)媒體，優(yōu)良的醫(yī)療保健手段，可靠的國(guó)家

和社區(qū)平安以及抵抗自然災(zāi)害的能力等，均需要制造業(yè)的支持。圖1-8顯示了當(dāng)今制造業(yè)的社會(huì)功能。

圖L8當(dāng)今制造業(yè)的社會(huì)功能

制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位可以用以下幾個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字來(lái)進(jìn)行說(shuō)明：美國(guó)68%的財(cái)富來(lái)源于制造

業(yè)；日本，國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的約49%由制造業(yè)提供。在先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家中，約有1/4的人口從業(yè)于制

造業(yè)，在非制造業(yè)部門中，又有約半數(shù)人員的工作性質(zhì)與制造業(yè)密切相關(guān)。

在整個(gè)制造業(yè)中，機(jī)械制造業(yè)占有特別重要的地位。因?yàn)闄C(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備部，國(guó)民經(jīng)

濟(jì)各部門的生產(chǎn)水平和經(jīng)濟(jì)效益在很大程度上取決丁機(jī)械制造業(yè)所提供的裝備的技術(shù)性能、質(zhì)量和可靠

性。因而，各興旺國(guó)家都把開(kāi)展機(jī)械制造業(yè)放在了突出的位置上。

縱觀世界各國(guó)，任何一個(gè)經(jīng)濟(jì)興旺的國(guó)家，無(wú)不具有強(qiáng)大的機(jī)械制造業(yè)，許多國(guó)家的經(jīng)濟(jì)騰飛，機(jī)

械制造業(yè)功不可沒(méi)。其中，日本最具有代表性。二次世界大戰(zhàn)后，日本先后提出“技術(shù)立國(guó)"和“新技術(shù)立

國(guó)”的口號(hào)，對(duì)機(jī)械制造業(yè)的開(kāi)展給予全面的支持，并抓住機(jī)械制造的關(guān)鍵技術(shù)-精密工程、特種加工

和制造系統(tǒng)自動(dòng)化，使日本在戰(zhàn)后短短30年里，一躍成為世界經(jīng)濟(jì)大國(guó)。

與此相反，美國(guó)自20世紀(jì)50年代以后，曾在相當(dāng)?shù)囊欢螘r(shí)間內(nèi)無(wú)視了制造技術(shù)的開(kāi)展。美國(guó)政府

歷來(lái)認(rèn)為生產(chǎn)制造是企業(yè)界的事，政府不必介入。而美國(guó)學(xué)術(shù)界那么只重視理論成果，無(wú)視實(shí)際應(yīng)用，

一局部學(xué)者還錯(cuò)誤地主張應(yīng)將經(jīng)濟(jì)重心由制造業(yè)轉(zhuǎn)向高科技產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè).結(jié)果導(dǎo)致美國(guó)經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重衰

退，競(jìng)爭(zhēng)力明顯下降，在汽車、家電等行業(yè)不敵日本。

直到20世紀(jì)80年代，美國(guó)政府才開(kāi)始認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性，白宮的一份報(bào)告指出：美國(guó)在重要的、

高速增長(zhǎng)的技術(shù)市場(chǎng)上失利的一個(gè)重要原因是美國(guó)沒(méi)有把自己的技術(shù)應(yīng)用到制造上。自此，美國(guó)政府在

進(jìn)行深刻反省之后，重新確立了制造業(yè)的地位，并對(duì)制造業(yè)給予了實(shí)質(zhì)性的和強(qiáng)有力的支持，制定并實(shí)

施了一系列振興美國(guó)制造業(yè)特別是機(jī)械制造業(yè)的方案。其效果十分顯著，至1994年，美國(guó)汽車產(chǎn)量重新

超過(guò)日本，并重新占領(lǐng)了歐美市場(chǎng)。

我國(guó)機(jī)械制造業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

我國(guó)是一個(gè)文明古國(guó)。早在50萬(wàn)年以前的遠(yuǎn)古時(shí)代，已開(kāi)始使用石器和鉆木取火的工具。公元前

16到11世紀(jì)的商代，已出現(xiàn)可轉(zhuǎn)動(dòng)的琢玉工具。車削加工和車床雛形在我國(guó)出現(xiàn)早于歐洲近千年。到

了明代，在古天文儀器加工中，已采用銃削和磨削加工方法，并出現(xiàn)了銃床、磨床和刀刃刃磨機(jī)床的雛

形。但近百年來(lái)，由于封建制度的束縛，嚴(yán)重阻礙了中國(guó)工業(yè)化的進(jìn)程。至中華人民共和國(guó)成立前夕，

中國(guó)的機(jī)械制造業(yè)幾乎為零。

解放以來(lái)的50多年間，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)有了很大地開(kāi)展，開(kāi)始擁有了自己獨(dú)立的汽車工業(yè)、航天航

空工業(yè)等技術(shù)難度較大的機(jī)械制造工業(yè)。特別是改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)充分利用國(guó)內(nèi)外兩方面

的資金和技術(shù)，進(jìn)行了較大規(guī)模的技術(shù)改造，使制造技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和水平及經(jīng)濟(jì)效益有了很大地提高,

為推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)開(kāi)展起了重要作用。

但與工業(yè)興旺的國(guó)家相比，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的水平還存在階段性的差距，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量和水

平不高，技術(shù)開(kāi)發(fā)能力不強(qiáng)，根底元器件和根底工藝不過(guò)關(guān)，生產(chǎn)率低下，科技投入嚴(yán)重缺乏等。例如,

我國(guó)機(jī)械制造業(yè)擁有300多萬(wàn)臺(tái)機(jī)床，2000多萬(wàn)職工，堪稱世界之最。但由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)

落后，致使我國(guó)許多高精尖設(shè)備和成套設(shè)備仍需大量進(jìn)口，機(jī)械制造業(yè)人均產(chǎn)值僅為興旺國(guó)家的幾十分

之一C

面對(duì)越來(lái)越劇烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。我們?cè)诩夹g(shù)上已經(jīng)落后，加

上資金缺乏，資源短缺，以及管理體制和周圍環(huán)境還存在許多問(wèn)題，需要改良和完善，這些都給我們迅

速趕超世界先進(jìn)水平帶來(lái)極大的困難。但另一方面，隨著我國(guó)改革的不斷深入，對(duì)外開(kāi)放的不斷擴(kuò)大，

為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的振興和開(kāi)展提供了前所未有的良好條件。當(dāng)今，制造業(yè)的世界格局已經(jīng)和正在發(fā)生

重大的變化，歐、亞、美三分天下的局面已經(jīng)形成，世界經(jīng)濟(jì)重心開(kāi)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。所有這些又給我們帶來(lái)了難得的鞏遇。挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，我

們應(yīng)該正視現(xiàn)實(shí)，面對(duì)挑戰(zhàn)，抓住機(jī)遇，深化改革，以振興和開(kāi)展中國(guó)的機(jī)械制造業(yè)為己任，勵(lì)精圖治,

發(fā)奮圖強(qiáng)，以使我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)在不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，趕上世界先進(jìn)水平。

1.3制造哲理

學(xué)習(xí)要點(diǎn)：了解批量法那么、成組技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造、并行工程、敏捷制造等重要制造哲理和

先進(jìn)生產(chǎn)模式。本節(jié)從“大制造〃的概念出發(fā)，闡述對(duì)整個(gè)制造過(guò)程具有全局性指導(dǎo)意義的一些重要制

造哲理。

批量法那么（BatchRule）

I.大批量生產(chǎn)方式的產(chǎn)生及其特點(diǎn)

工業(yè)革命以后，至20世紀(jì)初，以機(jī)器代替人力成為生產(chǎn)的主要方式，大大促進(jìn)了生產(chǎn)力的開(kāi)展，并

形成了現(xiàn)代意義上的機(jī)械制造業(yè)。但生產(chǎn)方式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(lái)保證，故稱為“技藝”型生產(chǎn)時(shí)代。此時(shí)的工廠組織結(jié)構(gòu)仍較分散，管理層次

仍較簡(jiǎn)單，通常由業(yè)主或代辦直接與顧客、雇員和協(xié)作商聯(lián)系。這種生產(chǎn)方式的生產(chǎn)率仍然較低，且生

產(chǎn)周期較長(zhǎng)，產(chǎn)品價(jià)格居高不下。

20世紀(jì)初，美國(guó)福特汽車公司首先在底特律建立了世界上第一條自動(dòng)生產(chǎn)線，標(biāo)志著大批量生產(chǎn)方

式（MassProduction）的開(kāi)始。由于機(jī)器精度的提高，工件加工質(zhì)量容易得到保證，工人的技藝變得不

再那么重要了。加上互換性原理的推行，汽車裝配不再使用鋰刀或刮刀，工人只需進(jìn)行一些諸如按按鈕、

擰螺絲、焊接、涂漆等根本操作。裝配流水線按一定的節(jié)拍運(yùn)轉(zhuǎn)，每個(gè)工人三復(fù)一日地重復(fù)一種簡(jiǎn)單的

機(jī)械動(dòng)作，完成一種固定的操作。與“技藝”型生產(chǎn)方式相比，在大批量生產(chǎn)方式下，多數(shù)從業(yè)人員不再

需要很高的技術(shù)水平，而只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的培訓(xùn)，即可上線工作。這種生產(chǎn)方式大大縮短了生產(chǎn)周期，提

高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)本錢，并使產(chǎn)品質(zhì)量容易得到保證。大批量生產(chǎn)方式的推行，促進(jìn)了生產(chǎn)力

的巨大開(kāi)展，使美國(guó)一躍成為世界一流經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)。大批量生產(chǎn)（MassProduction）方式也一度成為先進(jìn)

生產(chǎn)力的代表和當(dāng)代工業(yè)化的象征。

大批量生產(chǎn)與多品種、中小批量生產(chǎn)相比具有以卜特點(diǎn)：

I）生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量大而品種少，重復(fù)生產(chǎn)一種或少數(shù)幾種相類似的產(chǎn)品，工藝過(guò)程和生產(chǎn)條件穩(wěn)定,

大多數(shù)工作地固定完成一、二道工序，專業(yè)化程度高。

2）多采用專用、高效設(shè)備和工藝裝備，生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化、自動(dòng)化程度及設(shè)備利用率較高，生產(chǎn)周期

較短，零件加工質(zhì)量易于保證。

3）工人作業(yè)分工細(xì)，多數(shù)工人長(zhǎng)期從事一、兩種簡(jiǎn)單和重復(fù)性的操作，對(duì)工人的技術(shù)水平要求不高。

4）產(chǎn)品設(shè)計(jì)通用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，零件互換性好，廣泛采用互換裝配法裝配。

5）產(chǎn)品社會(huì)需求量大，需求穩(wěn)定。企業(yè)根據(jù)用戶需求和科技開(kāi)展水平，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造。訂貨

程序通常是先設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，再面向用戶。

6）按對(duì)象組織專業(yè)化生產(chǎn)，多采用流水生產(chǎn)、自動(dòng)生產(chǎn)線等生產(chǎn)組織形式，生產(chǎn)方案細(xì)致周密，生

產(chǎn)過(guò)程易于控制。

7）毛坯制作廣泛采用金屬模機(jī)器造型、壓鑄、精鑄、模鍛、精鍛等方法，毛坯精度高，加工余量小,

材料利用率高。

2.批量法那么及其根底

由于大批量生產(chǎn)具有以上特點(diǎn)，使其可以獲得較高的生產(chǎn)效率和較低的生產(chǎn)本錢。當(dāng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)以產(chǎn)

品質(zhì)量和生產(chǎn)本錢為決定因素時(shí)，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“批量法那么"（BatchRule）。

批量法那么以本錢分析為根底。產(chǎn)品在其全生命周期內(nèi)的總生產(chǎn)本錢為：

(1-1)

CA=CD+BC￡+BQCS

式中CA-產(chǎn)品全生命周期總本錢；

CD-生產(chǎn)某種產(chǎn)品所需一次性費(fèi)用.如產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與研制費(fèi)用（市場(chǎng)調(diào)研，產(chǎn)品設(shè)計(jì)，樣機(jī)試制，修

改設(shè)計(jì)等），工藝過(guò)程設(shè)計(jì)與工藝裝備（包括專用設(shè)備）設(shè)計(jì)費(fèi)用，工藝裝備（包括專用設(shè)備）制造費(fèi)用

等；

B-產(chǎn)品全生命周期內(nèi)生產(chǎn)批數(shù)；

CB-生產(chǎn)某種產(chǎn)品每批次所需的費(fèi)用，如機(jī)床的調(diào)整、工夾具的準(zhǔn)備與調(diào)整等；

Q-批量；

Cs-生產(chǎn)某種產(chǎn)品的單件費(fèi)用。

單件產(chǎn)品生產(chǎn)本錢計(jì)算公式為:

（1.2）

由式〔1-2〕可得，單件產(chǎn)品生產(chǎn)本錢圖解近似為一雙曲線，見(jiàn)圖1-9。由圖可見(jiàn)，產(chǎn)品生產(chǎn)批量越

大，單件產(chǎn)品生產(chǎn)本錢越低。進(jìn)一步分析可見(jiàn)，圖中AB段對(duì)應(yīng)于生產(chǎn)批量很小或生產(chǎn)批量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)

水平，設(shè)備負(fù)荷很低的情況，此時(shí)年產(chǎn)量的微小變化將引起單件產(chǎn)品生產(chǎn)本錢的很大變化。而圖中CD

段，曲線已趨近于水平線，此時(shí)生產(chǎn)批量的變化對(duì)單件產(chǎn)品生產(chǎn)本錢影響很小。對(duì)應(yīng)于一定的生產(chǎn)規(guī)模

和設(shè)備投資，存在著一個(gè)合理的最小生產(chǎn)批量QOP（圖中C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)批量當(dāng)QVQOP時(shí)，單件產(chǎn)

品本錢將增加；而當(dāng)Q>QOP時(shí)，單件產(chǎn)品本錢雖可減小，但減小幅度很小。此時(shí)假設(shè)要進(jìn)一步降低本

錢，那么應(yīng)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和增加設(shè)備投資。

圖1-10顯示了兩種不同生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備投資方案所對(duì)應(yīng)的單件產(chǎn)品生產(chǎn)本錢隨生產(chǎn)批量變化的情

況。圖中曲線I對(duì)應(yīng)的設(shè)備投資和生產(chǎn)規(guī)模較大的方案，而曲線H對(duì)應(yīng)的設(shè)備投資和生產(chǎn)規(guī)模較小的方

案。曰圖可見(jiàn)，當(dāng)Q>QK時(shí)，采用曲線I的生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備投資方案，可獲得更低的單件產(chǎn)品生產(chǎn)本錢。

而當(dāng)QVQK時(shí)，那么采用方案II更合理。

對(duì)于某一特定的產(chǎn)品，根據(jù)其生命周期、復(fù)雜程度和制造過(guò)程所需的設(shè)備等因素?，存在一個(gè)合理年

產(chǎn)量的臨界值。比擬多種生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備投資方案，可確定出這個(gè)臨界值，即最小年產(chǎn)量的合理數(shù)值。

產(chǎn)品年產(chǎn)量高于這個(gè)數(shù)值，才能獲得較低生產(chǎn)本錢，產(chǎn)品才有競(jìng)爭(zhēng)力。

3.專業(yè)化協(xié)作與擴(kuò)散生產(chǎn)

根據(jù)批量法那么，為了取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，除合理地?cái)U(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。

我國(guó)過(guò)去一直按“全能工廠〃模式進(jìn)行工業(yè)建設(shè)，工業(yè)企業(yè)或是“大而全〃，或是“小而全〃。實(shí)

踐說(shuō)明，這種生產(chǎn)模式投資大，效率低，管理困難，經(jīng)濟(jì)效益差。究其原因，這種全能工廠模式不符合

“批量法那么〃。為擴(kuò)大生產(chǎn)批量，提高工作地專業(yè)化程度，應(yīng)全面理解利實(shí)施“批量法那么〃，通常

可采取如下方法：

1）在全面規(guī)劃、統(tǒng)籌安排的原那么下，積極開(kāi)展和大力推進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)化協(xié)作，包括產(chǎn)品專業(yè)

化、庫(kù)部件專業(yè)化、工藝專業(yè)化和輔助生產(chǎn)專業(yè)化等多種形式的生產(chǎn)協(xié)作，以減少重復(fù)生產(chǎn)，增加同類

產(chǎn)品的產(chǎn)量。

2）根據(jù)市場(chǎng)需求，進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析，改良產(chǎn)品設(shè)計(jì)，加強(qiáng)產(chǎn)品及零部件系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化

工作c合理減少零部件種類，擴(kuò)大同類零部件產(chǎn)量，并廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。

3）采用成組技術(shù)（詳見(jiàn)節(jié)），按零件工藝相似性，組織同類型零件的集中生產(chǎn)，實(shí)施成組工藝。

幻加強(qiáng)生產(chǎn)方案、作業(yè)方案和生產(chǎn)調(diào)度工作，力求做到”同期大批量、少品種"安排。改善生產(chǎn)過(guò)程

組織，按對(duì)象專業(yè)化原那么建立生產(chǎn)單位；改良勞動(dòng)組織，增加必要的設(shè)備和工人，提高工作地專業(yè)化

水平c

專業(yè)化協(xié)作與擴(kuò)散生產(chǎn)可以有多種形式，經(jīng)常采用的形式有：

1）組織各種專業(yè)化的根底零部件生產(chǎn)廠，如緊固件、液壓件、氣動(dòng)件、密封件、減速機(jī)、變速箱、

齒輪、離合器、傳動(dòng)軸等。這些根底零部件需求量較大，通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，宜組織專業(yè)化生產(chǎn)。

各企業(yè)應(yīng)根據(jù)本企業(yè)和專業(yè)廠的情況，盡可能采用協(xié)作生產(chǎn)方式。

2）按地區(qū)、行業(yè)集中組織專業(yè)化的鑄造廠、鍛造廠等毛坯生產(chǎn)廠。各主機(jī)廠和零部件廠不設(shè)毛坯生

產(chǎn)車間，而與生產(chǎn)毛坯的專業(yè)化工廠協(xié)作。

3）小件生產(chǎn)，可根據(jù)地區(qū)不同條件，擴(kuò)散至地方中小企業(yè)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，主機(jī)廠應(yīng)致力丁主要關(guān)鍵零

部件的生產(chǎn)和整機(jī)裝配。

4）實(shí)行工藝性協(xié)作，如電鍍、熱處理等。

5）設(shè)備大修、工模具的制造等，采用協(xié)作方式解決。

6〕氧氣、乙煥、二氧化碳、煤氣等動(dòng)力來(lái)源實(shí)行協(xié)作供給。

7）廠外運(yùn)輸能力的協(xié)作。

8）食堂、托兒所、招待所等生活福利設(shè)施方面實(shí)行社會(huì)化。

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，專業(yè)化協(xié)作與擴(kuò)散生產(chǎn)的有關(guān)各方以共同獲得利益為根底而聯(lián)系在一起，主機(jī)

廠和協(xié)作廠完全是一種經(jīng)濟(jì)的關(guān)系。主機(jī)廠可以根據(jù)質(zhì)量、價(jià)格、交貨期等條件，自由選擇配套廠，相

互關(guān)系不一定長(zhǎng)期不變。配套廠為了能長(zhǎng)期穩(wěn)定用戶，必須千方百計(jì)提高效勞質(zhì)量，滿足主機(jī)廠的要求。

主機(jī)廠為了獲得穩(wěn)定的、優(yōu)質(zhì)配套件供給，也要給配套廠技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的支持和指導(dǎo)，以建立長(zhǎng)期、

穩(wěn)固的協(xié)作關(guān)系。

成組技術(shù)(GroupTechnology)

1.成組技術(shù)根本原理

成組技術(shù)是門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)和管埋科學(xué)，它研尢如何識(shí)別和開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中有關(guān)事物的相似性,

并充分利用各種問(wèn)題的相似性，將其歸類集合成組，然后尋求解決這一組問(wèn)題的相對(duì)統(tǒng)一的最優(yōu)方案,

以取得所期望的經(jīng)濟(jì)效果。

成組技術(shù)用于機(jī)械制造領(lǐng)域，就是利用零件

的相似性，將其分類成組，并以這些零件組為根

底組織生產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)

品設(shè)計(jì)、制造工藝和生產(chǎn)管理的合理化.

由上述定義可■見(jiàn)，機(jī)械制造中成組技術(shù)的根

本原理是將零件按其相似性分類成組,使同一類

零件分散的小批量生產(chǎn)，集合成較大批量的成組生產(chǎn)（見(jiàn)圖1/1）,從而使多品種、中小批量生產(chǎn)可以獲

得接近大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果。

2.實(shí)施成組技術(shù)的客觀根底

在機(jī)械制造中實(shí)施成組技術(shù)有其客觀根底，主要有兩方面：

1）機(jī)械零件之間存在著相似性這種相似性主要表現(xiàn)在零件結(jié)構(gòu)特征（零件形狀、形狀要素及其布

置、尺寸、精度…）相似性、零件材料特征（零件材質(zhì)、毛坯、熱處理…）相似性和零件制造工藝（加

工方法、加工過(guò)程、加工設(shè)備…）

相似性三個(gè)方面。前兩者是零件所

固有的，因此又稱為“一次相似

性"，后者取決于前兩者，因此又

稱為“二次相似性"。

2）機(jī)械產(chǎn)品中零件出現(xiàn)頻率

有明顯的規(guī)律性和穩(wěn)定性機(jī)械零

件按其復(fù)雜程度可分為簡(jiǎn)單件、復(fù)

雜件用相似件三類,大量調(diào)查統(tǒng)計(jì)

說(shuō)明這三類零件在機(jī)械產(chǎn)品中出

現(xiàn)的頻率有明顯的規(guī)律性和穩(wěn)定

性（圖1-12）。機(jī)械產(chǎn)品中約5%?

10%的零件屬于復(fù)雜件，例如機(jī)圖1-12不同翦事皮的零件在機(jī)械產(chǎn)品中捌I糠律

床中的床身、主軸箱、溜板等。這

類零件為數(shù)不多，但復(fù)雜程度較高,制造難度較大，再現(xiàn)性低。此類零件多為決定機(jī)械產(chǎn)品性能的重要

零件，故又稱為關(guān)鍵件。機(jī)械產(chǎn)品中20%?25%的零件屬于簡(jiǎn)單件和標(biāo)準(zhǔn)件，如螺釘、螺母、俏、鍵等。

這類零件的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，再用性高，多數(shù)已標(biāo)準(zhǔn)化和己形成大批量生產(chǎn),機(jī)械產(chǎn)品中約占70%的零

件屬丁中等復(fù)雜程度的零件，如軸、齒輪、法蘭盤、蓋板、支座等。這類零件數(shù)量較大，彼此之間存在

著顯著的相似性，故稱為相似件。正是由于機(jī)械產(chǎn)品中大多數(shù)零件是相似件，成組技術(shù)才有可能得以實(shí)

施。

3.零件分類編碼系統(tǒng)

零件的相似性是劃分零件組的依據(jù)。為了便于分析零件的相似性，首先需對(duì)零件的相似特征進(jìn)行描

述和識(shí)別。目前，多采用編碼方法對(duì)零件的相似特征進(jìn)行描述和識(shí)別，而零件分類編碼系統(tǒng)就是用字符

（數(shù)字、字母或符號(hào)）對(duì)零件有關(guān)特征進(jìn)行描述和識(shí)別的一套特定的規(guī)那么和依據(jù)。

H前，世界上使用的分類編碼系統(tǒng)不下百余種，較著名的有德國(guó)的Opitz系統(tǒng)，瑞士的Sulzer系統(tǒng),

荷蘭的Miclass系統(tǒng)，日本的KK系統(tǒng)，我國(guó)的JLBM-1系統(tǒng)等。下面僅就JLBM-1系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。

JLBM-1系統(tǒng)是我國(guó)機(jī)械工業(yè)部頒發(fā)的一項(xiàng)指導(dǎo)性技術(shù)文件，其總體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1-13。

零件名稱缽設(shè)碼零件彩狀及ILL碼料助碼

□01314II516II718IF1

0

回

1

轉(zhuǎn)零零

2件

類件

名

3零名

稱

件稱

4類

類

別

5別

4細(xì)

回相

6分

轉(zhuǎn)分

7類

多

8

件

9

圖1-13JLBM-1編碼系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

JLBM-1系統(tǒng)由15個(gè)碼位組成。I、2碼位表示零件的名稱類別，采用零件的功能和名稱作為標(biāo)志,

以矩陣表形式表示，這樣信息容量人，也便于設(shè)計(jì)部門檢索，見(jiàn)表1-1。

JLBM-1系統(tǒng)3?9碼位是形狀與加工碼。依次表示回轉(zhuǎn)體零件和非回轉(zhuǎn)體零件的外部形狀、內(nèi)部形

狀、平面、孔及輔助加工的情況，見(jiàn)表平2和表1?3。

表ITJLBM-1分類編碼系統(tǒng)的名稱類別分類表

第2位

0123456789

第1位

離合器分度盤

0輪盤類盤、蓋防護(hù)蓋法蘭盤帶輪手輪捉手滾輪活塞其它

體刻度盤

外螺紋

墊圈襯套軸半聯(lián)油缸氣

1環(huán)套類環(huán)、套螺母套、直管法蘭套其它

片套軸節(jié)缸

接頭

回

銷堵手把手

轉(zhuǎn)圓桿圓螺桿螺閥桿閥蝸桿

2銷桿軸短圓短軸長(zhǎng)軸柄操縱其它

哭管柱螺釘塞活塞桿絲桿

柱桿

零

圓柱

件圓柱內(nèi)鏈輪棘蜷旋錐復(fù)合閱柱齒

3齒輪類外齒錐齒輪蝸輪其它

齒輪輪齒輪齒輪條

輪

異形彎管接頭扇形件弓叉形接頭凸輪凸

4異形件偏心件閥體其它

盤套彎頭形件叉軸輪軸

5專用件其它

杠桿擺撐桿拉鍵鑲條

6桿條類桿、條連桿扳手梁齒條撥又其它

桿桿壓條

依

異面塊

1"1防護(hù)板蓋支承板壓板連定位塊棘閥塊

7咕板塊類板、塊板、滑塊凸輪板其它

板門板墊板接板爪分油器

無(wú)板

零軸承底座機(jī)

8座架類支座彎板支架其它

件座架

9箱殼體3、J￥TTL容器殼體箱體立柱機(jī)身工作臺(tái)其它

10?15碼位是輔助碼。表示零件的材料、毛坯、熱處理、我

0

主要尺寸和精度的特征。其中主要尺寸碼規(guī)定了大型、中型及1

小型三個(gè)段，分別可供重型機(jī)械、一般機(jī)械和儀表機(jī)械等三種

企業(yè)參照使用。精度碼規(guī)定了低精度、中等精度、高精度及超..尋

高精度四個(gè)等級(jí)，在中等精度和高精度兩個(gè)等級(jí)中，再按精度6

要求處于不同加工外表而細(xì)分為幾個(gè)不同的特殊碼，以示區(qū)別，壬1

見(jiàn)表14

1

*

圖L14壓蓋零件編碼

表1-2JLBM-1分類編碼系統(tǒng)回轉(zhuǎn)件分類表（第三?九位）

碼位3456789

外部形狀及加工內(nèi)部形狀及加工平面、曲面加工輔助加工

特征（非同軸

項(xiàng)號(hào)根本形狀功能要素根本形狀功能要素外面、端面內(nèi)面孔、成形、

刻線）

0光滑無(wú)無(wú)軸線孔無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)

單一平面單一平面不

1單向臺(tái)階環(huán)槽無(wú)加工孔環(huán)槽均軸向

不等分平面等分平面

布

平行平面平行平面等

2雙向臺(tái)階螺紋螺紋螺紋孔徑向

等分平面分平面

單

3球、曲面1+2通1+21+2槽、鍵槽槽、健槽非軸向

孔均

軸

盲布

4線正多邊形錐面錐而錐面花鍵花鍵徑向

孔孔

非圓對(duì)稱

51+41+41+4齒形齒形傾斜孔

截而

扇形或弓形

62+4球、曲面2+42+53+5各種孔組合

4、5除外

7多平行軸線1+2+4深孔1+2+43+5或4+54+5成形

軸彎曲相交相交孔平

8傳動(dòng)螺紋傳動(dòng)螺紋曲面曲面機(jī)械刻線

線軸線行孔

9其它其它其它其它其它其它其它

表1-3JLBM-1分類編碼系統(tǒng)非回轉(zhuǎn)件分類表［第三?九位）

?5

碼

3789

位46

特外部形狀及加工主孔、內(nèi)部形狀及加工

輔助加工

征

功能要（輔助孔、

項(xiàng)總體形狀功能要素根本形狀外面、端面H面

素成形）

號(hào)

輪廓邊

0緣由直無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)元無(wú)

線組成

輪廓邊

外部一光滑、單向單方向

無(wú)緣由直一個(gè)平面及回轉(zhuǎn)面單一軸

1回般直線臺(tái)階或單圓周排

板彎線或曲臺(tái)階平面加工單線溝槽

片溝槽無(wú)向有孔列的孔

曲線組成

條士均

面螺

兩側(cè)平軸孔布

紋

板或條雙.01直線定單方向

行平面回轉(zhuǎn)定線雙向臺(tái)階多個(gè)軸孔

2與圓柱向工位導(dǎo)向宜線排

及臺(tái)階位槽