組合化
1.組合化概述
組合化是按照標(biāo)準(zhǔn)化的原則,設(shè)計(jì)并制造出一系列通用性較強(qiáng)的單元,根據(jù)需要拼合成不同用途的物品的一種標(biāo)準(zhǔn)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(gè)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?jiǎng)t可以多次重復(fù)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(shù)是組合化的典型創(chuàng)造。文字和數(shù)字符號也是表達(dá)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。可見組合化很早就已經(jīng)被人們用來做為生產(chǎn)建設(shè)和生活交往的科學(xué)手段。
2.組合化的理論基礎(chǔ)
組合化是建立在系統(tǒng)的分解與組合的理論基礎(chǔ)上。把一個(gè)具有某種功能的產(chǎn)品看做是一個(gè)系統(tǒng),這個(gè)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(biāo)準(zhǔn)單元或通用單元的形式獨(dú)立存在,這就是分解。為了滿足一定的要求,把若干個(gè)事先準(zhǔn)備的標(biāo)準(zhǔn)單元,通用單元和個(gè)別的專用單元按照新系統(tǒng)的要求有機(jī)地結(jié)合起來,組成一個(gè)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(fù)利用的基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì),生產(chǎn)過程中以及產(chǎn)品的使用過程中都可以運(yùn)用組合化的方法。但組合化的內(nèi)容,主要的是特殊和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(yàn)組合元是否能完成各種預(yù)定的組合,最后設(shè)計(jì)組合元件并制訂相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。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(guān)鍵。
此外,就是預(yù)先制造并儲存一定數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)組合元,根據(jù)需要組裝成不同用途的物品。 例如,機(jī)械加工過程中使用的夾具,常常具有比較復(fù)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(fù)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(gè)系統(tǒng)的功能經(jīng)過分解,不外是對工件起支承、定位、導(dǎo)向、壓縮等作用。由此,便可將夾具的元件劃分為基礎(chǔ)件、支承件、定位件、導(dǎo)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(shè)計(jì)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(fù)使用。
4.組合化在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的應(yīng)用
組合化在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的應(yīng)用主要是組合設(shè)計(jì)系統(tǒng),組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)是在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品或新零件時(shí),不是將其全部組成部分和零件都重新設(shè)計(jì),而是根據(jù)功能要求,盡量從貯存的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)的零件,也要盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)要素,實(shí)現(xiàn)原有技術(shù)和新技術(shù)的反復(fù)組合,擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)化成果的重復(fù)作用。這是一種把組合化的原則運(yùn)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì),能夠適應(yīng)市場競爭,經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各種類型產(chǎn)品的新型設(shè)計(jì)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(jì)性。
2)組合化開創(chuàng)了適應(yīng)多種組裝條件的可能性,從而為實(shí)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(chǔ)。
3)按系列化原則設(shè)計(jì)的單元以及單元的分類系統(tǒng)為實(shí)行成組加工打下基礎(chǔ),批量較大的標(biāo)準(zhǔn)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(fèi)者的要求,用戶能及時(shí)地更換老產(chǎn)品(如設(shè)備更新),同樣會給消費(fèi)者帶來經(jīng)濟(jì)效益。
5)在基礎(chǔ)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(shè)計(jì),可以實(shí)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(yùn)用組合設(shè)計(jì)系統(tǒng),還可改變過去那種產(chǎn)品投產(chǎn)后再強(qiáng)行統(tǒng)一化的傳統(tǒng)作法,有可能引起標(biāo)準(zhǔn)化的方法和形式發(fā)生深刻變化。