机械加工工序尺寸及公差优化与生产线平衡研究——BH公司CAPP系统功能改进

摘要

随着信息化技术的发展，一系列制造业信息化系统相继出现。依托这些信息化系统，制造业在研发、技术、生产、管理等方面实现了革新，逐步提升了行业水平。制造业与信息化的深度融合，将助力传统制造业向先进制造业的转型升级。
　　BH公司作为活塞行业的领军者，在活塞产品的研发、制造、销售方面都有很强的能力，市场份额也在逐步扩大。在制造业信息化的发展趋势下，该公司实施了CAPP系统。借助于该系统的实施，工艺设计的流程得以规范、工艺设计的效率和工艺管理水平得到提升、新产品的研发周期变短。随着高档活塞需求的扩大以及制造车间生产线不均衡问题的出现，目前的工艺设计方法迎来了新的挑战，现有CAPP系统已经无法满足需要。
　　本论文以BH公司CAPP系统为对象，主要研究内容及成果如下:
　　(1)分析了目前BH公司CAPP系统的应用现状，指出了其存在的问题:得到的工序尺寸及公差并非最优、确定工艺方案时没有进行生产线的平衡、无法进行工艺数据信息的统计分析。分析指出了存在上述问题的原因:缺少工艺优化的机制和条件、缺少工序尺寸及公差优化的工具，同时根据这些原因设计了改进方案。
　　(2)改进了工艺数据存储与工艺方案表示的形式，将工艺分解至工艺基元层，以结构化形式存储工艺基元信息，建立了表示工艺方案的工艺网络，为工序尺寸及公差优化与生产线平衡提供了机制和条件。利用功能模型描述了工艺分解及工艺网络建立功能，最后对该功能的界面进行了设计。
　　(3)给出了利用工艺尺寸链方法优化工序尺寸及公差的方法，建立了优化工序尺寸公差的线性规划模型，并利用功能模型描述了工序尺寸及公差优化功能，最后对该功能的界面进行了设计。
　　(4)提出了在工艺设计阶段利用工艺基元分组的方式解决机械加工生产线平衡问题的方法，将零件的工艺基元按照定位基准、加工方法、夹紧方式进行了分组，采用了分枝定界法进行每一组工序方案的确定，并利用功能模型描述了机械加工生产线平衡功能，最后对该功能的界面进行了设计。

目录

声明

摘要

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 工艺路线生成和表示方法的研究现状

1．2．2 工序尺寸及公差计算方面的研究现状

1．2．3 机械加工生产线平衡方面的研究现状

1．2．4 国内外研究现状总结

1．3 课题的主要研究内容

1．4 课题的研究方法及技术路线

1．4．1 研究方法

1．4．2 技术路线

第2章 课题相关理论综述

2．1 机械加工工艺规程设计相关概念

2．1．1 机械加工工艺过程

2．1．2 机械加工工艺规程

2．1．3 工艺规程设计的步骤

2．2 工艺尺寸链分析方法

2．2．1 工艺尺寸链相关理论

2．2．2 “跟踪法”介绍

2．3 生产线平衡理论概述

2．3．1 MTM-UAS方法介绍

2．3．2 生产线平衡的方法及意义

第3章 BH公司CAPP系统现状分析与功能改进方案设计

3．1 BH公司CAPP系统概况

3．1．1 BH公司简介

3．1．2 BH公司CAPP系统现有功能

3．2 BH公司CAPP系统存在的问题及原因分析

3．2．1 BH公司CAPP系统存在的问题

3．2．2 BH公司CAPP系统存在问题的原因

3．3 BH公司CAPP系统功能改进方案设计

3．3．1 创建工艺优化机制与条件

3．3．2 利用工艺尺寸链方法优化工序尺寸及公差

3．3．3 根据机械加工工艺网络进行机械加工生产线平衡

3．3．4 BH公司CAPP系统功能改进方案的整体框架

3．4 CAPP系统新增功能的功能模型建立

第4章 机械加工工艺分解与工艺网络建立的研究

4．1 镶环内冷类柴油机活塞机械加工工艺分解及工艺网络建立

4．1．1 镶环内冷类柴油机活塞工艺基元的确定

4．1．2 镶环内冷类柴油机活塞工艺网络的建立

4．2 机械加工工艺分解与工艺网络建立功能的分析

4．2．1 工艺数据的获取及存储

4．2．2 机械加工工艺分解与工艺网络建立功能的功能模型建立

4．3 机械加工工艺分解及工艺网络建立功能的界面设计

本章小结

第5章 机械加工工序尺寸及公差优化研究

5．1 工艺尺寸链的表示方法及搜索方法

5．1．1 工艺尺寸链的表示方法

5．1．2 工艺尺寸链的搜索方法

5．2 机械加工工序尺寸及公差最优值的确定方法

5．2．1 机械加工工序尺寸最优值的确定方法

5．2．2 工序尺寸公差优化线性规划模型的建立

5．3 机械加工工序尺寸及公差优化功能的功能模型建立

5．4 机械加工工序尺寸及公差优化功能的界面设计

本章小结

第6章 机械加工生产线平衡的研究

6．1 工艺基元的时间组成和计算方法分析

6．1．1 工艺基元的时间组成分析

6．1．2 工艺基元时间的计算方法分析

6．2 机械加工生产线平衡问题的解决方法研究

6．2．1 机械加工生产线平衡问题模型的建立

6．2．2 利用分枝定界法解决工艺基元组的机械加工生产线平衡问题

6．2．3 零件信息与最后工序映射关系的表达

6．3 机械加工生产线平衡功能的功能模型建立

6．4 机械加工生产线平衡功能的界面设计

本章小结

第7章 结论

参考文献

致谢