第二章零件分类编码系统.ppt

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1、第二章 零件分类编码系统,2-1 概述,2-2 零件分类编码系统的功用和基本要求,2-3 零件分类编码系统结构原理,2-4 零件分类编码系统的建立,2-5 零件分类编码系统的实例介绍,2-6 评价零件分类编码系统的准则,2-1 概述,零件分类编码系统已经成为成组技术原理的重要组成部分，也是有效地实施GT的重要手段，因此，在实施GT过程中，建立编码系统，已成为一项重要的任务。 零件分类编码系统 就是用数字、字母或符号将机械零件图上的各种特征进行标识的一套特定的法则和规定。这些特征包括零件的几何形状、尺寸、精度、材料、热处理等，也可描述零件有关功能以及生产管理方面的信息，诸如零件名称、功能要素、加

2、工设备、工装、工时、生产批量等。,零件分类编码的图例,2,3,2,2,分类编码结果,分类编码结果,0,1,7,6,分类编码结果,4,6,0,6,2-1 概述,由于实施成组技术的目的、范畴和手段不同，目前已研制出多种不同的分类编码系统，其中与零件有关的分类编码系统又可分为综合、机加工、铸造、锻造、冲压、焊接、热处理等。 一、实施GT，建立零件分类编码系统的必要性 二、建立零件分类编码系统的可行性,从GT的发展趋势来看，零件分类编码系统的建立是必不可少的。 在GT的初期，并未采用分类编码技术，零件分类主要靠目测，而且GT应用主要局限于GT加工，当时的米特凡诺夫就是无分类编码的开拓者。 现在，由于G

3、T应用范围的扩大，特别是计算机技术的不断深入，企业各个部门要分享公共数据库中所储存的有关产品零件的各种信息，没有分类编码系统这一统一的检索手段、则很难实现。,一、实施GT，建立零件分类编码系统的必要性,成组技术的一个核心就是利用相似性原理来找出事物的共性。世界上客观事物既存在着千差万别的个性，即异性，也存在着反映它们彼此内在联系的共性。研究和建立零件分类编码系统的目的，就是要找出并利用事物之间存在着的这种共性，亦即相似性。 就零件的分类编码理论而言，可以说至今还未完备，因此，世界上的零件分类编码层出不穷。随着分类编码理论日臻完善，从而终将出现比较典型的通用分类编码系统。,二、建立零件分类编码系

4、统的可行性,2-2 零件分类编码系统的功用和基本要求,一、功用 零件之间客观存在的各种特征的相似性是杂乱无章和模糊不清的。通过编码可使零件的各种特征字符化、明朗化，从而为在成组技术实施中进行相似性的分析和处理提供了有利条件。 成组技术的核心是根据特征相似性对零件进行分类编组。而用零件代码进行分类编组是一种比较科学、有效的分类编组方法。,2-2 零件分类编码系统的功用和基本要求,具体地来说，有以下功用： （一）产品设计方面 产品零件设计的图纸检索和相似性设计，实现设计的合理化，从而减少设计费用和时间，实现产品设计的标准化；为计算机辅助设计（CAD）打下基础。 （二）制造工艺方面 对欲加工的零件进

5、行分类、分组、建立GT生产单元。,一、零件分类编码系统的功用,能辅助工艺编制和成组加工车间平面布置设计。 能使工装设计合理化，以促进工艺和工装标准化。 改进数控加工的程序编制工作，充分发挥数控机床和数控加工中心的效能。 （三）生产管理方面 使生产计划、调度合理化。,二、对零件分类编码系统的基本要求 一个零件分类编码系统要在实施GT中有效地发挥作用，应该满足以下基本要求：,1、一个分类编码系统应能对本企业（或行业）内所有产品零件进行分类编码； 2、分类编码系统内的每个零件特征代码应有明确的含义，不能相互混淆或含糊不清；,3、标识零件几何形状的特征代码应具有 永久性，以保持分类编码系统的延续性；,

6、4、新建立的系统应尽量满足企业各部门的使用要求； 5、结构应尽量简单； 6、为适应企业将来产品的更新和工艺的改进，以及新产品新工艺的应用，分类编码系统的结构和信息量都应留有余地.,2-3 零件分类编码系统结构原理,一、零件分类的原理及概念,二、分类编码系统的结构形式,三、码位内信息的排列,原理及概念,结构形式,信息的排列,一、零件分类的原理及概念,1、分类： 分类就是欲使相似或相同的事物聚合在一起，而却又使相异的事物彼此分开。 2、分类系统 ： 分类系统是为了达到一定的分类目的和要求而采用的相应分类原理、规则和步骤而构成的一个体系的总称。 分类系统的一个另为简洁的表达方式便是将分类系统看成是一

7、系列分类环节和分类标志的总和。,输入 被分类事物及其特征与属性,分类系统 分类法则 分类方法 分类步骤,输出 符合规定目标与要求的分类结果,分类系统的含义与作用,分类环节,1,2,3,N,分类环节,1,2,3,N,分类系统,分类系统的结构含义,3、分类环节：事物在分类过程中经历的每个层次和步骤。它包括横向分类环节和纵向分类环节，横向环节赋于粗分类标志，纵向环节赋于细分类标志。,4、分类标志：分类标志是事物赖以进行分类的依据。分类标志往往选取被分类事物所固有的特征和属性。,分类编码系统结构,整体式,236502,23650262,总体结构,分段式,横向分类环节,纵向分类环节,横向分类标志,纵向分

8、类标志,横向分类环节,外旋转表面,纵向分类环节,圆柱面,圆锥面,球面,光滑圆柱面,单向台阶圆柱面,双向台阶圆柱面,单向台阶圆锥面,单向台阶球面,双向台阶圆锥面,双向台阶球面,横向环节与纵向环节两者的相互关系与作用示意,分类标志的选取要根据一定的目的来考虑，同时还要对事物的特征或属性进行调查研究和统计分析。 横向分类标志的安排上: 应该先安排与设计检索有关的，然后安排与工艺有关的。 纵向安排上：由简到繁、由一般到特殊。,二、分类编码系统的结构形式,分类编码系统种类很多，但从结构来分，有以下几种： 1）从总体结构来分： 有整体式结构、分段式结构两种 2）从码位之间的结构来分：有树式结构、链式结构和

9、混合式结构三种 3）从码位内的排列方式来分：全组合排列法和选择排列法。 4）从分类系统结构的表达形式分：表格式和决策树式。 5）从用途来分：设计用、工艺用和设计与工艺兼顾,1,2,3,N,.,10,10,10,10,.,=,M,N,I=1,10,I,00010304050809,00010304050809,00010304050809,00010304050809,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,链式结构,1,2,3,N,0001.09,000109,000109,.,000109,0001.09,0001.09,0001.09,.,.,.,.,.,.,.,000109,000109

10、,10,10,2,10,3,10,N,.,=,M,N,I=10,10,I,树式结构,1,2,3,N,.,000109,0001.09,0001.09,.,.,.,.,.,10,10,1,10,2,10,.,00,00,01,01,09,09,00,01,09,关联环节,独立环节,混合结构,一）分类编码系统的总体结构,1、整体式结构 整个系统是一个完整的体系，码位之间没有明显的分隔界限，通常功能单一，码位较少。如日本的KC-1，捷克VUSTE系统等， 有时多码位，多功用的编码系统也是这种，如日本的KK-3系统等。,整个系统内的码位，按其内容的不同分为23个段。 它又可分为有主从关系的主辅码分段式

11、结构和相互独立的子系统分段式结构。 通常，主码用来标识零件的永久性持征，如主要形状、形状要素、尺寸等。,2、分段式结构,1、树式结构（分级结构） 码位之间是录属关系，即除第 位码位内的特征码外，其他各码位的确切含义都要根据其前一位来确定，如下图所示。 特点：信息容量大，能对零件详细描述，但结构较复杂，编码和识别代码不太方便。例如：英国的BRISCH系统就属于此例。,二）分类编码系统码位之间的结构,1,2,3,N,0001.09,000109,000109,.,000109,0001.09,0001.09,0001.09,.,.,.,.,.,.,.,000109,000109,10,10,2,1

12、0,3,10,N,.,=,M,N,I=10,10,I,树式结构,码位之间的关系是并列的，每个码位内各特征码具有独立的含义，与前后码位无关。 3、混合式结构 系统中同时存在着以上两种结构形式。 例如：Opitz系统，KK系统。,2、链式结构（并列结构）,1,2,3,N,.,10,10,10,10,.,=,M,N,I=1,10,I,00010304050809,00010304050809,00010304050809,00010304050809,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,链式结构,1,2,3,N,.,000109,0001.09,0001.09,.,.,.,.,.,10,10,1

13、,10,2,10,.,00,00,01,01,09,09,00,01,09,关联环节,独立环节,混合结构,Opitz编码系统,内外表面形状,内部 形状,平面加工,辅助孔及齿形加工,主要形状,外表面形状,平面加工,辅助孔及齿形加工,主要形状,主要形状,主要形状,主要孔,平面加工,辅助孔及齿形加工,主 要 尺 寸,材料及热处理处理,毛坯原始形状,加 工 精 度,第3位 内回转表面形状,第一位 零件分类,第2位 外表面形状,形状代码15位,增补代码69位,9 位,8 位,7 位,6 位,第5位,第4位,Opitz编码系统：12345 6789 ABCD 前9位数字码用来传送设计和制造信息，最后4位数

14、ABCD用于识别生产操作类型和顺序，称辅助代码，由各单位根据特殊需要设计安排,一个码位内的项数M与该系统特征码所用的字符有关。对于 十进制数码： M=10 (09) 十六进制数码 M=16（09，A、B、C、D、E，F） 英文字母 M=26（AZ） 因十进制数简单、通用，所以使用最多。 1、特征信息的种类 分类编码系统所需描写的信息多种多样， 但按性质来分，为可组合信息和不可组合信息。,三、码位内信息的排列,1）一般原则 在一个码位内，随着顺序号的增加，各种信息的排序原则如下： “由小到大” 如尺寸、重量等 “由易到难” 如精度、加工方法等 “由简到繁” 如形状要素等 “由常见到特殊” 如材料

15、、毛坯、设备等 不可组合信息通常只需遵循上述原则，可组合信息除上述原则外，还要考虑组合的方法。,2、信息排列法, 全组合排列法 假设一个码位内参与组合的信息数为T，按全组合排列组数S，码位内的项数为M，则： S=2T-1 SM 当 T=2 S=3 T=3 S=7 T=4 S=15 T=5 S=31 如特征码为十进制，即M=10，则只能容纳 T=3 的全组合，即“三要素全组合”。 全组合排列法，规律性强，便于记忆。但如果在一个码位内需安排的信息数量较多，而又不能增加项数，可用选择排列法。,2）可组合信息的排列方法,这种方法是根据信息的特点和出现概率并按信息排列的一般原则选择有关信息进行组合和排列

16、。 这种排列法，当信息种类较多时，不能把可能出现的信息都表示出来，因此，在编码时必须附加某些规定，如“后项包括前项”或“按项号最大的特征编码”等，这就产生了编码的多义性、特征含义不够明确、分类不够准确。 增加信息容量有以下三种办法： 1）增加码位数 2）增加码位项数, 选择排列法,2-4 零件分类编码系统的建立,一个企业要全面实施GT，就必须有一个适合本企业要求的零件分类编码系统。目前建立零件分类编码系统不外乎两个途径： 一个是选用的分类编码系统； 再一个是研制新的零件分类编码系统。但不论是选用还是研制，都要慎重，切不可盲目。对于选用的系统要根据企业的具体情况进行必要的修改和补充。研制新的系统

17、要根据企业的特点确定实施GT的目标，再深入剖析国内外与企业相近的零件分类编码系统，取众家之长，尽可能做到既有继承，又有创新。,1、分析企业经营状况 分析企业经营状况，即分析产品的品种、产量、生产批量、生产中存在的主要问题以及今后产品结构的可能变化和发展方向等；除此以外，还要考虑企业人、财、物等方面的情况，如人员配备、技术水平和培训条件、有无计算机等。 2、确定使用范围 企业的设计部门和工艺部门是分类编码的两个主使用单位，因此，在研制分类编码系统时，要听取上述部门对系统的意见和要求，同时还要考虑到生产管理部门的要求。由于各部门的使用目的不同，对系统的要求也不同。,研制编码系统大致过程如下 ：,设

18、计部门要求详细地描述与设计有关的零件特征。 工艺部门要求详细地描述与工艺有关的零件特征。 生产管理部门要求详细地描述与生产管理有关的零件特征，如生产批量、工艺、设备、工装等。,3、统计零件特征 零件的各种特征及其分布规律是研制零件分类编码系统的重要依据。为了有的放矢、码尽其用，研制出一个好的系统，需要对本企业或行业各种产品零件的特征进行统计分析，找出各特征的分布规律、出现率等，这是建立分类编码系统的首要任务，也是重要的一步。,在对零件进行统计分析时，一般可按以下几个方面进行： （1）零件的种类；如机加工件、钣金工件、焊金工件、焊接件等； （2）零件的形状、尺寸及其分布规律等； （3）形状要素的

19、出现规律和内在联系； （4）材料种类； （5）精度； （6）其他工艺特征；如加工方法、工时、设备等。 统计一般可这样进行：先列出统计项目，用卡片或表格的形式逐项逐件地进行统计，也可以选一个现有的比较适宜的分类偏码系统先试套，试套的项目可以根据本企业零件的特点所增减，由试套结果，再研制新的系统。,4、制定系统结构草案、确定信息排列方法 在企业统计分析资料的基础上，即可制定分类编码系统的结构草案。如：确定系统的总体结构、码位之间的结构、码位内信息排列组合方式等进行处理，这里不再重述。 5、现场试用和修改定型 分类编码系统确定后，需要在一定范围内进行试用，借以对系统各项功能进行考查验证。然后收集，归

20、纳各试点单位的意见，对系统进行修改、补充。如果系统要有较大的或全局性的修改，还要再次试套。需要说明一点：分类编码系统是实施GT的前提和重要工具、它的好坏对GT效益的影响很大，必须慎重。,2-5 零件分类编码系统的实例介绍,一、Opitz分类编码系统,二、KK-3零件分类编码系统,三、JLBM-1零件分类编码系统介绍,分类编码的差错，会使零件被划分在错误的零件组中，而零件的分类码是零件今后检索有关各种技术或管理信息的钥匙。,一、Opitz分类编码系统,（一）系统的结构 Opitz分类编码系统的结构如下图。 按总体形状分回转体和非回转体两类。所谓回转体零件是指主要表面（外形）由回转面构成的零件（包

21、括几个绕不同轴线的回转面构成的零件）或外形为正多边形其内形要进行回转加工的零件。其余为非回转件。,编码例子（见下页）,Opitz零件编码系统生成的零件编码,分类编码的差错，会使零件被划分在错误的零件组中，而零件的分类码是零件今后检索有关各种技术或管理信息的钥匙。,OPITZ零件分类编码系统是一个十进制9位代码的混合结构系统，其横向分类环节分为主码和辅助码，主码为5位，主要用来描述零件的基本形状要素，其中： 第位为零件类别码，将零件分为回转体类零件和非回转体类零件两大类； 第 位是描述零件的形状细节，按外部形状内部形状平面加工 辅助孔、齿形和成形加工的顺序描述。 辅助码有4位，主要用来描述零件与

22、工艺有关的信息，而且是公用的，不分零件的类别。,分类编码的差错，会使零件被划分在错误的零件组中，而零件的分类码是零件今后检索有关各种技术或管理信息的钥匙。,对图中两个示例零件的分类编码。 所谓不带偏异的回转件是指： 零件只有一个轴线，此轴线就是零件的回转轴线； 垂直于零件回转轴线的截面均为圆形或环形，或两者的组合。,(二)、系统的特点和存在的问题,1.系统的特点 （1）较多的用途 它以较少的码位描述了零件形状、尺寸、材料、毛坯和精度等多种特征，能适应设计、工艺方面的使用要求。 （2）较完善的形状代码 对零件形状代码的描述通常是分类编码系统的核心。Opitz系统用5位形状代码对零件的形状“从整体

23、到局部” 、“从外到内” 、“由粗到细” 、“由简到繁”地进行了精辟而有规律的描述。从而使形状代码同时具有设计和工艺方面的信息。 （3）灵活的使用方式 Opitz系统为了适于更多的企业使用，除留有一部分特征码（特殊的回转件和非回转件）由用户自行确定其含义外，其辅助代码也可以按用户需要而改变。,2、存在的问题 任何一个编码系统都不可能做到十全十美，象Opitz系统这样一个早期的分类编码系统，当然也存在一定的局限性和不足之处 （1）该系统要求对零件的形状编码时，要考虑零件的原始形状。这样有时会造成功能、形状和工艺都很相似的零件，只是由于毛坯不同，而代码相差很大。,（三）系统的特点和存在的问题,（2

24、）由于受到信息容量的限制，Opitz系统形状代码各码位内信息均采用选择排列法。要按“后项包括前项”的原则编码，就使代码失去确切的含义。,（3）对非回转体的描述比较粗略，使该类零件分类编码比较困难。 （4）该系统对零件外廓尺寸描述较粗略。 （5）工艺码描述不够。,（1）有较好的继承性。17码位三个KK系统共用，精度码位也基本相同； （2）增加了描述零件形状和加工的码位数量。这不仅使零件特征描述更加详细，而且也使得特征内容更加广泛（如既描过了切削加工的特征，又描述了非切削加的特征） （3）KK-3系统中有许多码位采用“三要素全组合”排列方式，使得代码含义明确； （4）该系统采用以链式结构为主的整体

25、式总体结构，虽然码位较多，但结构并不太复杂； （5）由于码位较多，不便手工编码，宜使用计算机编码。 （6）KK-3系统的主要缺点是有些环节上零件出现率极低，即表示这些环节利用程度不高，意味着这些环节设置不当。 总之，从各方面加以评价，KK-3系统是目前比较完善的分类编码系统之一。,二、KK-3零件分类编码系统,-,KK-3机械加工零件分类编码系统基本结构,回转体,非回转体,JLBM-1系统的结构如图 JLBM-1系统的结构基本上是和Opitz系统相同，只是为了弥补Opitz系统的不足， 它把Opitz系统的形状加工码予以扩充， 把Opitz系统的零件类别码改为零件功能名称码， 把热处理标志从O

26、pitz系统中的材料热处理码中独立出来，主要尺寸码也由一个扩大到两个环节。因为系统采用了零件功能名称码，所以它吸取了KK-3的特点。,三、JLBM-1零件分类编码系统介绍,15位十进制混合编码,JLBM-1系统的主要缺点是把设计检索的环节分散布置。实际上，所谓辅助码部分的环节都是和设计有关的；且这类环节上的分类标志相对来说，是比较稳定的。象材料种类、毛坯原始形状、主要尺寸、热处理等的变化较少。这类环节应该配置在前面，即如KK-3那样，这样可避免形状与加工码这种可变环节的变化，而改变其位置。,JLBM-1系统仍然存在分类标志不全，以致使零件无法分类编码。例如热处理环节，一些常用的热处理组合在系统

27、中无反映，象某零件调质十淬火，在分类标志中就找不到。 和KK-3一样，在使用JLBM-1系统之前，先要对零件名称统一；否则将会造成不堪设想的后果，从而达不到GT分类的目的。, 2-6 评价零件分类编码系统的准则,一、从对分类编码结果进行统计分析的角度来评价,二、从分类编码所耗费的时间来评价,三、从分类编码出现的差错率来评价,1.可以分类编码的零件数与被分类编码的零件总数之比。 指标说明在指定被分类编码的零件总数中，究竟有多少零件被分类编码系统所接受。显然，此比值越高，表明此系统越适合。 2、分类编码过程中的存疑零件数（即：无法被分类的零件）与被分类编码零件总数之比。 这个指标正好与上面的指标相

28、反，其值越大，说明系统越不合理。,一、从对分类编码结果进行统计析的角度来评价,3、分类编码系统中各纵向分类环节上被分类零件出现频数分步情况。,通过频数分析，也可以看出分类系统的好坏。如果某些环节频数较低甚至为0，则应该进行合并压缩，使系统结构紧凑。 4、被分入分类编码系统中代码为9的“其他”这一环节中的零件出现频数。 一个好的系统，由于结构合理，标志选择恰当，因而出现在“其他”环节中的零件数量不应太多。反之，说明存在问题，分类标志不明确或不全。,1、掌握一个分类编码系统所需的平均时间 这个指标可从两方面表示： （1）在规定的时间内完成分类编码的零件数； （2）对给定的零件数进行分类编码，看完成

29、这一任务所需要的时间。 2、分类编码所需的时间与检索所需的时间之比 此指标较难确定，目前还是有争论的。,二、从分类编码所耗费的时间来评价,三、从分类编码出现的差错率来评价,分类编码的差错，会使零件被划分在错误的零件组中，而零件的分类码是零件今后检索有关各种技术或管理信息的钥匙。,柔性编码系统,柔性分类编码指：分类编码系统横向码位长度可以根据描述对象的复杂程度变化.,柔性编码结构模型： 柔性编码 = 固定码 + 柔性码,柔性编码系统,固定码用于描述零件的综合信息，如类别、总体尺寸、材料 固定码宜选用码位不太长的传统分类编码系统，充分体现传统GT编码简单明了、便于检索和识别的优点 柔性码类似传统编码系统，主要描述零件各部分详细信息，如形面的尺寸、精度、形位公差 柔性码要充分的描述零件详细信息，又不能引起信息冗余,柔性编码系统在基于GT的CAD/CAPP/CAM集成系统中起着重要作用,Opitz、KK-3、JLBM-1等都属于刚性分类编码系统，其最大的缺点是不能完整、详尽地描述零件结构特征和工艺特征,