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組合化

1.組合化概述

組合化是按照標準化的原則,設計并制造出一系列通用性較強的單元,根據(jù)需要拼合成不同用途的物品的一種標準化的形式。

組合化是受積木式玩具的啟發(fā)而發(fā)展起來的,所以也有人稱它為“積木化”和“模塊化”。組合化的特征是通過統(tǒng)一化的單元組合為物體,這個物體又能重新拆裝,組成新結(jié)構(gòu)的物體,而統(tǒng)一化單元則可以多次重復利用。

建筑用磚,從“組合化”角度來看是最原始的組合件,活字印刷術是組合化的典型創(chuàng)造。文字和數(shù)字符號也是表達語言和數(shù)量的組合單元。音樂中樂譜是選擇最佳音響的組合式系統(tǒng)等等??梢娊M合化很早就已經(jīng)被人們用來做為生產(chǎn)建設和生活交往的科學手段。

2.組合化的理論基礎

組合化是建立在系統(tǒng)的分解與組合的理論基礎上。把一個具有某種功能的產(chǎn)品看做是一個系統(tǒng),這個系統(tǒng)又是可以分解的,可以分解為若干功能單元。由于某些功能單元,不僅具備特定的功能,而且與其它系統(tǒng)的某些功能單元可以通用,互換,于是這類功能單元,便可分離出來,以標準單元或通用單元的形式獨立存在,這就是分解。為了滿足一定的要求,把若干個事先準備的標準單元,通用單元和個別的專用單元按照新系統(tǒng)的要求有機地結(jié)合起來,組成一個具有新功能的新系統(tǒng),這就是組合。組合化的過程,既包括分解也包括組合,是分解與組合的統(tǒng)一。

組合化又是建立則統(tǒng)一化成果多次重復利用的基礎上。組合化的優(yōu)越性和它的效益均取決于組合單元或零部件來構(gòu)成物品的一種標準化形式。通過改變這些單元的聯(lián)接方法和空間組合,使之適用于各種變化了的條件和要求,創(chuàng)造出具有新功能的物品。

3.組合化的主要內(nèi)容

無論在產(chǎn)品設計,生產(chǎn)過程中以及產(chǎn)品的使用過程中都可以運用組合化的方法。但組合化的內(nèi)容,主要的是特殊和設計標準單元和通用單元,這些單元又可稱做“組合元”。

確定組合元的程序,大體是:先確定其應用范圍,然后劃分組合元,編排組合型譜(由一定數(shù)量的組合元組成產(chǎn)品的各種可能形式),檢驗組合元是否能完成各種預定的組合,最后設計組合元件并制訂相應的標準。除確定必要的結(jié)構(gòu)型式和尺寸規(guī)格系列化,拼接配合的統(tǒng)一化和組合單元的互換性是組合化的關鍵。

此外,就是預先制造并儲存一定數(shù)量的標準組合元,根據(jù)需要組裝成不同用途的物品。 例如,機械加工過程中使用的夾具,常常具有比較復雜的結(jié)構(gòu),可以看做是具有某種功能的系統(tǒng),但這類系統(tǒng)不管它如何復雜,都是可以分解的,都是由具備某些特定功能的零部件所組成的,整個系統(tǒng)的功能經(jīng)過分解,不外是對工件起支承、定位、導向、壓縮等作用。由此,便可將夾具的元件劃分為基礎件、支承件、定位件、導向件、壓緊件、緊固加等類型,每一類元件根據(jù)其作用和使用范圍,又可設計成幾種結(jié)構(gòu)型式,每種結(jié)構(gòu)型式的元件又可形成不同的尺寸規(guī)格系列,并按一定的編號原則編號。這些統(tǒng)一化的夾具單元成批制造,分類保存,反復使用。

4.組合化在產(chǎn)品設計上的應用

組合化在產(chǎn)品設計上的應用主要是組合設計系統(tǒng),組合設計系統(tǒng)是在設計新產(chǎn)品或新零件時,不是將其全部組成部分和零件都重新設計,而是根據(jù)功能要求,盡量從貯存的標準件、通用件和其它可繼承的結(jié)構(gòu)和功能單元中選擇。既使重新設計的零件,也要盡量選用標準的結(jié)構(gòu)要素,實現(xiàn)原有技術和新技術的反復組合,擴大標準化成果的重復作用。這是一種把組合化的原則運用于產(chǎn)品設計,能夠適應市場競爭,經(jīng)濟地生產(chǎn)各種類型產(chǎn)品的新型設計系統(tǒng)。

5.組合化的作用

1)依據(jù)對功能結(jié)構(gòu)的分解而確定的單元能以較少的種類和規(guī)格組合成較多的制品,它能有效的控制零部件(功能單元或結(jié)構(gòu)單元)的多樣化,從而取得生產(chǎn)的經(jīng)濟性。

2)組合化開創(chuàng)了適應多種組裝條件的可能性,從而為實現(xiàn)既滿足多種要求又盡量少增加新的產(chǎn)品型號這樣理想的生產(chǎn)方式奠定了基礎。

3)按系列化原則設計的單元以及單元的分類系統(tǒng)為實行成組加工打下基礎,批量較大的標準單元還可組織專業(yè)化集中生產(chǎn)。

4)由于通過組合化能更充分地滿足消費者的要求,用戶能及時地更換老產(chǎn)品(如設備更新),同樣會給消費者帶來經(jīng)濟效益

5)在基礎件(單元)統(tǒng)一化,通用化的條件下,對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能采用組合設計,可以實現(xiàn)多品種小批量,產(chǎn)品性能多變的生產(chǎn)方式,既滿足市場需要,又保證零部件結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,保持一定的生產(chǎn)批量,不降低生產(chǎn)專業(yè)化水平。這就為那些單一品種大批量生產(chǎn)的企業(yè)向多品種小批量生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變,找到了一條出路。

6)運用組合設計系統(tǒng),還可改變過去那種產(chǎn)品投產(chǎn)后再強行統(tǒng)一化的傳統(tǒng)作法,有可能引起標準化的方法和形式發(fā)生深刻變化。

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