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质量管理与标准化 曲英艳 质量管理与标准化 1 课时分配 标准化 1 3课时 质量管理 2 3课时 质量管理与标准化 2 可编辑 质量管理与标准化的关系 标准化是组织现代化生产的重要手段 是科学管理的重要组成部分 也是国民经济的一项综合性的基础工作 质量是一个国家科技水平和经济水平的综合反映 质量是人们生活的保障 质量是企业生存和发展的根本 也是企业的生命 标准和标准化是进行质量管理的依据和基础 标准化活动贯穿于质量管理的始终 标准与质量在循环中相互推进 共同提高 标准化与质量管理都是现代科学技术与现代科学管理的交汇点 作为一名管理者必须掌握有关标准化与质量管理的知识 才能使一个国家富强 一个企业生存和发展 因此 开设 标准化与质量管理 课程是十分必要的 3 可编辑 第一部分 标准化概论 4 可编辑 标准化的讲授内容 第一章标准化绪论第二章标准的分类 级别及标准体系第三章标准化的形式第四章标准化与先进制造技术第五章参数选择与分级的数学方法 5 可编辑 为什么要学习标准化 孟子曰 不以规矩 不能成方圆 标准是人类活动的一种纪律约束 一项基本法则 1 标准化和人类生活息息相关 对生产发展和社会进步产生巨大的推动作用2 国家之间发展水平的不同 主要是标准化方面的差异 3 现代标准已经成为国际间技术合作和经济贸易中不可缺少的共同语言 国际竞争往往成为标准水平的较量 6 可编辑 第一章标准化绪论 教学目的与要求通过本章教学 要求同学了解标准化的产生与发展状况 标准化对国民经济发展的重要作用 掌握标准 标准化及贸易技术壁垒的概念 明确标准化的研究领域 内容 以及WTO的职能及基本原则 7 可编辑 第一节标准化的产生与发展 1 标准化作为一门学科来研究才刚开始 是一门很年轻又很有发展前途的学科 但它的产生与发展历史却源远流长 可追溯到几千年前 标准化的产生和发展大体经历了三大历史阶段 一 古代标准化二 近代标准化三 现代标准化 8 可编辑 第一节标准化的产生与发展 2 一 古代标准化1 远古时代人类朴素的标准化思想的萌芽 语言的统一 文字的统一 工具的统一2 建立在手工业生产基础上的古代标准化 1 社会分工促进了生产发展和产品交换 促使了度量衡的产生 从而产生计量标准化 2 手工业内部的细密分工和手工业技术规范化 例如 商周时代 春秋末期 秦始皇时期 北宋时期 宋代 明代 清代 9 可编辑 第一节标准化的产生与发展 3 二 近代标准化 以机器大工业为基础的 标准化活动进入了以严格的实验数据为根据的 定量化的阶段 近代标准化迅速发展的原因有三点 1 提高生产率的需要 例 美国武器制造商惠特尼 泰罗 福特 见后面图片 10 可编辑 二 近代标准化 2 扩大市场的需要 例 英国钢铁商斯开尔顿3 调整产品结构 实现生产合理化的需要 例如 两次世界大战及战后复兴 11 可编辑 第一节标准化的产生与发展 4 三 现代标准化这个时代标准化已表现出来的特点有三个 1 系统性 2 国际性 3 目标和手段的现代化 12 可编辑 第二节标准化的基本概念 1 一 标准的概念我国国家标准GB T2000 1 2002 标准化工作指南第 部分 标准化和相关活动的通用词汇 对标准的定义是 为了在一定的范围内获得最佳秩序 经协商一致制定并由公认机构批准 共同使用的和重复使用的一种规范性文件 注 标准宜以科学 技术和经验的综合成果为基础 以促进最佳的共同效益为目的 13 可编辑 第二节标准化的基本概念 3 二 标准化的概念我国国家标准GB T2000 1 2002 标准化工作指南第 部分 标准化和相关活动的通用词汇 对标准化的定义是 为了在一定范围内获得最佳秩序 对现实问题或潜在问题制定共同使用和重复使用的条款的活动 注1 上述活动主要包括编制 发布和实施标准的过程 注2 标准化的主要作用在于为了其预期目的改进产品 过程或服务的适用性 防止贸易壁垒 并促进技术合作 14 可编辑 第三节标准化的学科研究内容 一 标准化学科研究领域及内容研究领域十分广泛 涉及经济 技术 科学 管理等社会实践 包括生产领域 流通领域 消费领域 人类生活和经济技术活动等 内容 1 研究标准化活动的一般程序和每一环节2 研究标准化的各种具体形式3 研究标准系统的构成要素和运动规律4 研究标准系统的外部联系5 研究对标准化活动的科学管理二 学科性质及与其他学科的关系它是一门综合性学科 与许多学科发生交叉关系 主要以技术科学和管理科学为理论基础 以系统理论为指导 15 可编辑 第四节标准化对国民经济发展的重要作用 一 标准化是实现现代化大生产的必要条件 二 标准化有利于先进的生产组织和制造技术的推广应用1 社会生产组织先进形式之一的专业化生产是建立在标准化基础上的 2 大规模定制生产和先进生产技术应用也是以标准化 模块化 为基础的三 标准化是实现科学管理和现代化管理的基础 例子 现代化的科学管理 在一定程度上说就是标准化 规范化管理四 标准化是提高产品质量和合理发展产品品种的有效措施五 标准化是消除浪费 节约活劳动和物化劳动的有效手段六 标准化是推广和应用世界先进科学技术的桥梁七 标准化有利于促进国际贸易的发展八 标准化有利于保护环境和保证人民的健康和安全 16 可编辑 第五节中国标准化发展概况 1 解放前 国民党政府实业部1931年成立工业标准委员会 1946年9月公布了 标准法 1946年10月参加了国际标准化组织 ISO 成立大会并成为理事国 1947年成立中央标准局 解放后 1949年10月成立中央技术管理局 内设标准化规格化处 57年加入国际电工委员会IEC 63年4月召开了第一次全国标准化工作会议 ISO和IEC简介见后面附录资料 17 可编辑 第五节中国标准化发展概况 2 1978年5月成立国家标准总局 78年重新加入ISO 79年召开第二次全国标准化工作会议 1988年7月成立国家技术监督局 同年通过了 中华人民共和国标准化法 1991年发布了 中华人民共和国产品质量认证管理条例 98年改为国家质量技术监督局 2001年国家质量技术监督局与国家出入境检验检疫总局合并 改为国家质量监督检验检疫总局 我国国家标准历年总数见下页图示 08年我国国家标准总数达到3 1万 18 可编辑 我国国家标准历年总数 1958 1962 1966 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2004 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 154 1000 1700 3400 9388 16934 14707 19118 20206 21342 17278 2008 19 可编辑 第五节中国标准化发展概况 我国目前标准化工作现状及存在问题 1 标准总体水平及制修订速度 偏低 太慢 2 采用国际标准和国外先进标准比例 偏低 3 实质性参与国际标准制定的响应程度 较差 4 标准化统一管理工作不到位 部门之间协调合作不够 5 标准的宣传力度不够 实施情况参差不齐 企业的标准化意识差 6 标准化研究工作和基础工作比较薄弱 专业技术机构力量薄弱 标准化信息建设亟待加强 7 高新技术领域国家标准严重缺乏 受制于人 20 可编辑 第五节中国标准化发展概况 21世纪的标准化对策 1 1 加强标准化的宏观管理工作和研究工作 加强标准制修订全过程的管理和监督 1 继续加快我国标准的复审和修订进程 提高标准水平 08年明显提高 2 继续加大将国际标准转化为我国国家标准的力度 大力推动企业采用国际标准和国外先进标准 08年明显提高 3 加大宣传力度 强化企业标准化意识 21 可编辑 第五节中国标准化发展概况 21世纪的标准化对策 2 2 加快我国技术法规体系 标准化体系 合格评定体系和检验检疫体系的建设 1 加大农业标准化力度 积极推进农业标准体系 农产品认证体系建设 2 加强食品 消费品安全和涉及公共安全 生产安全方面的标准的制修订工作 3 加强节能减排和生态环境保护标准化工作 4 加强传统产业标准的制修订工作 为传统产业改造升级奠定技术基础 5 推进服务业标准化工作 22 可编辑 第五节中国标准化发展概况 21世纪的标准化对策 3 3 积极开展贸易技术壁垒的研究 1 开展对国外先进标准和国外市场准入程序的研究 沉着应对国外市场准入程序的封杀 2 充分利用合格评定程序和检验检疫措施 对外国产品实行合理合法对等待遇 4 积极参与国际标准化组织的活动 23 可编辑 第六节WTO与贸易技术壁垒 1 一 什么是WTO 其组织机构 宗旨如何 WTO是世界贸易组织的英文缩写 成立于1995年1月1日 以取代1947年成立的GATT 它是世界上唯一的制定国家间贸易准则的国际团体 其核心是由各贸易国经过谈判签署的一系列贸易协定 其秘书处设在瑞士的日内瓦 工作语言为英语 法语和西班牙语 组织机构分三个层次 最高层是部长会议 是最高决策机构 其次是总理事会 是贸易政策审核机构 也起争端裁决作用 相当于国际法厅 第三层是理事会和各专门委员会 其中理事会有三个 货物贸易理事会 知识产权贸易理事会 服务贸易理事会 宗旨和目标 推动社会进步 促进国际经济繁荣 便利国际贸易发展 最终提高人民生活水平 狭义讲 是实现国际贸易的自由化和便利化 WTO与ISO的比较 24 可编辑 第六节WTO与贸易技术壁垒 2 二 WTO的职能1 管理职能2 论坛职能3 争端解决职能4 监督执行职能5 向发展中国家提供援助和培训的职能6 与其他国际组织合作的职能 25 可编辑 第六节WTO与贸易技术壁垒 3 三 WTO的基本原则1 非歧视原则 最惠国待遇 国民待遇2 自由贸易原则 降低贸易壁垒 降低关税3 可预见原则 稳定的可预见的贸易规则和政策 4 公平竞争原则 执行公开 公平 非扭曲竞争规则 5 鼓励发展和经济改革原则 给予发展中国家以特殊帮助和贸易让步 接受最不发达国家向他们出口的货物 并为其提供援助 26 可编辑 第六节WTO与贸易技术壁垒 4 四 贸易技术壁垒贸易壁垒分为关税壁垒和非关税壁垒 非关税壁垒又有 直接限制间接限制 一 贸易技术壁垒的概念 是指贸易中的任何一方 包括第一方 第二方 政府及非政府组织 出于保护人类健康和安全 保护动植物的生命和健康 保护环境 防止欺诈行为和维护国家安全的正当理由 所采取的一切能引起贸易障碍的技术法规 标准和合格评定程序 27 可编辑 第六节WTO与贸易技术壁垒 5 二 贸易技术壁垒的表现形式 1 技术法规和标准繁多 要求高 2 合格评定程序复杂 费用高 3 包装 标签 信息技术 计量单位 编码系统等 要求严格 包装强调 减量 重复使用 再循环和可降解 3R1D 4 设置绿色技术壁垒 国际环保公约环保法 ISO14000 绿色市场准入和绿色标志等 5 滥施出入境检验检疫措施 动植物卫生等 6 极力控制对国际标准的制定和修订工作 等 三 贸易技术壁垒的特点 二重性 隐蔽性 广泛性 28 可编辑 复习思考题 标准化对国民经济发展的重要作用是什么 2 标准和标准化的概念分别是什么 3 WTO的职能和基本原则分别是什么 4 什么是贸易技术壁垒 它有哪些特点 29 可编辑 第二章标准的分类 级别与标准体系 教学目的与要求通过本章教学 要求学生明确标准的种类 级别及标准体系的构成 熟悉标准的代号与编号 30 可编辑 第一节标准的种类及内容 技术标准 我国标准分类如表 按标准化对象的基本属性可分为技术标准 管理标准和工作标准 一 技术标准技术标准是对标准化领域中需要协调统一的技术事项所制定的标准 技术标准是标准的主体 量大 面广 种类繁多 其中主要的有以下几种 1 基础性技术标准2 产品标准3 方法标准4 安全 卫生 环保标准 31 可编辑 第一节标准的种类及内容 管理标准 二 管理标准管理标准是对标准化领域中需要协调统一的管理事项所制定的标准 管理标准的一般分类 按标准的作用分类 1 管理基础标准 2 技术管理标准 3 经济管理标准 4 行政管理标准 等等企业中的管理标准种类和数量繁多 主要有管理体系标准 管理程序标准 定额标准和期量标准等 32 可编辑 一 管理体系标准 自20世纪80年代 ISO提出了管理体系标准 特点是由一个标准集合体共同完成特定的管理使命 主要包括ISO9000质量管理体系标准 ISO14000环境管理体系标准 OHSAS18000职业健康安全管理系统 目前又有ISO22000食品安全管理体系标准 ISO26000社会责任标准 管理体系标准按其在体系中所起作用分为 1 管理体系基础标准 例如 ISO9000 20002 管理体系要求标准 例如 ISO9001 20003 管理体系支持标准 例如 ISO19011 2002 33 可编辑 二 管理程序标准 管理程序标准通常是在管理体系标准的框架结构下 对具体管理事物 事项 的过程 流程 活动 顺序 环节 路径 方法的规定 是对管理体系标准的具体展开 34 可编辑 三 定额标准 定额标准是指在一定时间 一定条件下 对生产某种产品或进行某项工作消耗的劳动 物化劳动 成本或费用所规定的数量限额标准 定额标准是进行生产管理和经济核算的基础 定额标准通常分为劳动定额标准和物资消耗定额标准两大类 35 可编辑 四 期量标准 期量标准是生产管理中关于期限和数量方面的标准 在生产期限方面 主要有流水线节拍 节奏 生产周期 生产间隔期 生产提前期等标准 在生产数量方面 主要有批量 在制品定额等标准 36 可编辑 第一节标准的种类及内容 工作标准 三 工作标准定义 工作标准是对标准化领域中需要协调统一的工作事项所制定的标准 或者 为实现整个工作过程的协调 提高工作质量和工作效率 对工作岗位所制定的标准 叫工作标准 工作标准化的目的和意义 37 可编辑 工作标准的分类 1 按对象不同可将工作标准分为 部门工作标准 岗位个人工作标准2 按岗位性质可将工作标准分为 1 管理工作标准 主要规定工作岗位的工作内容 工作职责和权限 本岗位与组织内部其他岗位纵向和横向的联系 本岗位与外部的联系 岗位工作员工的能力和资格要求等 2 作业 操作 标准 作业标准的核心内容是规定作业程序和方法 在有的企业里 这类标准常以作业指导书或操作规程的形式存在 38 可编辑 工作标准的内容 1 岗位目标2 工作程序和工作方法3 业务分工与业务联系 信息传递 方式4 职责 权限5 质量要求与定额6 对岗位人员的基本技能要求7 检查 考核方法 39 可编辑 四 技术标准 管理标准 工作标准的关系 技术标准是基础和主体 管理标准是贯彻技术标准的措施和保证 工作标准是实现技术标准和管理标准的手段 40 可编辑 第二节标准的分级 国际上有国际标准和区域标准两级 我国分为国家标准 行业标准 地方标准和企业标准四级 一 国际标准 由众多具有共同利益的独立主权国家参加组成的世界性标准化组织 通过有组织的合作和协商 制定发布的标准 主要指国际标准化组织 ISO 国际电工委员会 IEC 制定发布的标准 以及ISO确认并公布的其他国际组织制定的标准 这一级标准在世界范围内使用 见下页国际组织代号 例 ISO9000 2008 ISO14001 1996二 区域标准 由区域性国家集团或标准化团体为其共同利益而制定发布的标准 区域性集团标准化组织 如 欧洲标准化委员会 CEN 欧洲电工标准化委员会 CENEL 泛美标准化委员会 COPANT 等 区域级标准在该区域国家集团范围内使用 例 EN46001 2 41 可编辑 42 可编辑 三 国家标准 由合法的国家标准化组织 经过法定程序制定发布的标准 在该国范围内使用 例 GB T19000 2000 GB8537 1995GB T19000 ISO9000国家标准化指导性技术文件 GB Z19963 2005四 行业标准 由行业标准化组织制定和发布的标准 在该行业范围内使用 例 YZ T0014 2000 DL438 2000五 地方标准 由地方标准化组织制定发布的标准 在该地方范围内使用 例 DB32 T417 2000 DB37 六 企业标准 由企业制定发布的标准 用于指导企业的采购 设计 制造 销售服务 管理以及其它业务 例 Q NYLA04 2000 QB1433 6 43 可编辑 44 可编辑 七 各级别标准之间的关系 我国鼓励积极采用国际标准 在国家 行业 地方 企业标准中 下级标准不得与上级标准相抵触 标准水平上不得低于上级标准 应是下级标准包容上级标准 同时又考虑本级的特殊利益和要求 45 可编辑 第三节标准体系 1 一 标准体系的基本概念标准体系是指一定范围内的标准 按其内在联系形成的科学的有机整体 二 标准体系的空间结构每一个标准体系的构成 都具备三个方面基本要素 即行业 领域 内容 对象 级别 范围 若分别以 轴表示 建立空间直角坐标系 即可绘制一个标准三维空间图 如下页图所示 另外 标准体系还具有时间结构 可称为第四要素 46 可编辑 第三节标准体系 2 47 可编辑 三 标准体系的基本特征1 整体性 表现为完整性 一体性和均衡性 2 目的性3 结构性 层次结构 序列结构4 协调性 相关性 5 动态开放性四 标准体系表是指一定范围的标准体系内的标准 按一定形式排列起来的图表 标准体系表的主要内容 结构图 格式例如 企业标准体系表见下页图示 第三节标准体系 3 48 可编辑 层次结构形式的企业标准体系表 49 可编辑 序列结构形式的企业标准体系表 50 可编辑 标准体系明细表 企业标准明细表格式 51 可编辑 复习思考题 标准的种类有哪些 其中三大类标准各自又怎样分类 标准是如何分级的 标准体系的含义是什么 一个标准体系是如何构成的 空间结构 52 可编辑 第三章标准化的形式 教学目的与要求通过本章教学 要求学生明确统一化 简化 通用化 组合化 系列化几种标准化形式的含义及相互联系 了解卡柯特 松浦四郎公式原理及其在计算简化的经济效果中的应用 53 可编辑 第一节统一化与简化 统一化和简化是两种最古老最基本的标准化形式 一 统一化将同一标准化对象的不同表现形态归并为一种 或限定在一定的范围内 这种标准化形式叫统一化 一 统一化的实质 是使对象的形式 功能 效用 或其他技术特征具有一致性 并把这种一致性通过标准确定下来 二 统一化的目的 是消除由于不必要的多样化而造成的混乱 为人类的正常活动建立共同遵循的秩序 三 统一化的种类 绝对的统一 相对的统一 四 统一化的原则 同质性 适时原则 适度原则 等效原则 先进性原则 五 统一化的方式 选择统一 融合统一 创新 54 可编辑 二 简化 在不改变对象的质的规定性 不降低对象功能的前提下 减少其多样性 复杂性 叫做简化 统一与简化的区别 统一化着眼于取得一致性 简化着眼于精炼 一 简化的客观必要性1 事物的多样性是发展的普遍形式 2 商品生产和竞争是多样化失控的重要原因 3 简化的直接目的是控制对象类型的盲目膨胀 而不是一般地限制多样化 55 可编辑 二 简化的原则1 必要性界限 只有当多样化的发展规模超出了必要范围时 才允许简化 2 合理性界限 简化时须进行比较论证 并以方案 总体功能最佳 为评价标准 使简化后足以满足一般需要 不导致必需品种的短缺 56 可编辑 三 简化的应用领域 产品品种 规格简化 零部件品种简化 原材料品种简化 工艺装备品种规格的简化产品或零部件结构的简化 结构要素简化 数值简化 各种方法和管理事务的简化 57 可编辑 四 简化的经济效果 从生产者来说 1 在产品设计阶段2 在生产阶段从商业和消费者来说 58 可编辑 对简化经济效果的定量研究 卡柯特公式 扩大生产批量与降低制造成本的关系 用文字表示就是 单位产品的制造费用降低倍数与产量扩大倍数的 次方根成反比 公式 Y X 1 4或C1 C0 Q1 Q0 卡柯特 松浦四郎公式 品种简化与降低制造成本的关系 结论 制造中品种简化与生产量增加对降低制造成本的效果是大体相同的 即制造成本的降低率与品种简化的关系也是一条 次双曲线 公式 C1 C0 Q1 Q0 P0 P1 品种简化所带来的年净节约公式 Jp Q1C0 1 P0 P1 简化前后有材料费变化时 公式 Jp Q1C0 1 P0 P1 Q1 F0 F1 59 可编辑 作业题 某机械厂开展标准化活动获得资料如下表 若标准化投资为K 20万元 品种变化对制造成本影响系数 0 3 标准有效期t 5年 试问此项标准化活动的经济效果如何 要求 计算品种简化带来的年节约额 见下页表 60 可编辑 资料表 61 可编辑 第二节系列化 1 系列化是对同类产品中的一组产品通盘规划的标准化形式 或者说 它是对同类产品的结构型式和主参数规格进行科学规化的一种标准化形式 系列化源于简化而高于简化 是简化的派生形式 一 制定产品基本参数系列其一般步骤是 1 确定主参数和基本参数 概念及其确定原则 2 确定主参数和基本参数的数值范围 上下限 3 确定参数系列 分级分档 机电等类产品参数系列应优先采用优先数系 见下页例子 62 可编辑 例如 起重机 以起重量为主参数形成的系列是 1 1 6 2 5 4 6 3 10 16 25 R5系列 普通车床 以最大加工直径 mm 为主参数形成的系列 250 320 400 500 630 800 1000 1250 R 10系列 摇臂钻床 以最大钻孔直径为主参数形成系列 25 32 40 50 63 80 100 125 R 10系列 外圆磨床 以最大磨削直径为主参数形成系列 50 80 125 200 320 500 630 800 R10 2 R10复合系列 63 可编辑 第二节系列化 2 二 编制产品系列型谱 一 系列型谱的含义 将同类产品的所有结构型式以及他们的参数系列用一张图表反映出来 并在表上注明每一品种的开发情况 这样的图表称为系列型谱 它实际是产品品种发展规划表 是一种具有战略意义的基础性标准 二 系列型谱的内容和格式 见下表所示表中 发展的品种 已完成计划的品种 已投产的品种 64 可编辑 例如 普通及摇臂钻床系列型谱的一部分 65 可编辑 三 产品的系列设计 系列设计是以基型为基础 对整个系列产品所进行的总体设计或详细设计 系列设计的做法 1 首先在系列内选择基型 2 对基型产品进行总体设计或详细设计 3 向横的方向扩展设计全系列的各种规格 4 向纵的方向扩展 设计变型系列或变型产品 66 可编辑 第三节通用化 1 一 通用化的概念和本质通用化以互换性为基础 互换性是指不同时间 不同地点制造出来的产品或零件 在装配或维修时不必经过修整就能任意替换使用的性质 一是功能可以互换 二是尺寸互换性 在互相独立的系统中 选择和确定具有互换性的子系统或功能单元 这种标准化形式叫通用化 通用化的本质是统一 通用化是统一化的派生形式 二 通用化的目的和效果 67 可编辑 第三节通用化 2 三 通用化在工艺工作中的应用1 工艺规程典型化 先选择结构和工艺方法相接近的加以分类编组 然后在每一类中选择具有代表性的加工对象为样板制定典型工艺 2 成组工艺 指零件成组加工或处理的工艺方法和技术 相同之处 都是在零件分类的基础上实现工艺通用化 68 可编辑 第四节组合化 1 组合化是按照统一化 系列化的原则 设计并制造出一系列通用性很强且能多次重复应用的组合单元件 然后根据需要 拼合成不同用途的产品的一种标准化形式 或称 积木化 组合化是建立在系统的分解与组合的理论基础上 也是建立在统一化成果多次重复利用的基础上 因此可以说 组合化就是多次重复使用统一化单元或零部件来构成物品的一种标准化形式 活字印刷术是组合化的典型创造 组合化是通用化的进一步发展 69 可编辑 第四节组合化 2 一 组合化的步骤1 确定组合单元的应用范围 2 分解为不同组合单元 3 编排组合型谱 4 设计组合单元件 5 成批生产并拼组各种产品 例如 由组合元件组装成的组合夹具 见下面图示 70 可编辑 第四节组合化 3 二 组合化在产品开发设计中的应用 组合设计系统组合设计系统是在设计新产品或新零件时 不是将其全部组成部分和零件都重新设计 而是根据功能要求 尽量从存储的标准件 通用件和其他可继承的结构和功能单元中选择 即使重新设计的零件也尽量选用标准的结构要素 三 组合化应用领域的扩展应用于机械产品 仪表产品的设计和制造 工艺装备的设计和制造 家具的设计和制造 建筑的组合式建筑结构等 71 可编辑 第五节模块化 模块化是20世纪后半叶发展起来的标准化新形式除组合化外 模块化也是新形势下产生的 以不变应万变 或 以少变求多变 的产品开发策略 模块化主要是针对复杂系统 产品或工程 开展的标准化新形式 它是以模块为基础的 72 可编辑 一 模块的含义与种类 模块通常是由元件或零部件组合而成的 具有独立功能的 可成系列单独制造的标准化单元 通过不同形式的接口与其他单元组成产品 且可分 可合 可互换 模块的种类 功能模块结构模块 73 可编辑 二 模块化的含义 模块化是以模块为基础 综合了通用化 系列化 组合化的特点 解决复杂系统类型多样化 功能多变的一种标准化形式 该定义揭示了如下含义 模块化是标准化的一种形式模块化的对象是复杂系统模块化的基础是模块 74 可编辑 三 模块化的过程 模块化过程通常包括模块化设计 模块化生产和模块化装配 模块化设计 制造是以最少的要素组合最多产品的方法 它能最大限度地减少不必要的重复 又能最大限度地重复利用标准化成果 模块 标准元件 75 可编辑 四 模块化的特点 1 模块化产品设计简化 效率高 周期短 成本低 2 模块生产社会化 降低设计制造难度和管理复杂性 3 模块的可互换性 提高了应对市场的灵活性 4 产品由模块组合 减少了内部多样化 扩展了外部多样化 76 可编辑 五 模块化的应用领域 模块化最初是制造业提出来的 组合机床是模块化机床的雏形 后来推广到电器制造 仪器仪表和各种高精度测试设备的设计和制造 兵器制造 集成电路 大规模集成电路和超大规模集成电路的制造 大型设备 海洋平台 宇宙飞船 空间站等 的设计和制造 模块化已从产品扩展到工程领域 例如模块化教育系统 模块化电子战系统等 77 可编辑 复习思考题 标准化的形式有哪几种 各自的含义是什么 它们之间有什么联系 卡柯特 松浦四郎公式及其基本原理是什么 如何计算品种简化所带来的净节约 系列化包括哪三个方面内容 5 模块化的特点主要有哪些 78 可编辑 第四章参数选择与分级的数学方法 教学目的与要求通过本章教学 要求明确参数分级的常见数值系列 一般数值系列 优先数系 模数制等 掌握优先数系的概念 种类 主要特征及优缺点 理解模数的基本概念 熟悉建筑模数数列的构成内容 79 可编辑 参数选择与分级的理论依据 一 参数值的相关特性 参数的相关特性 也称参数的扩播性 二 客观实用性三 感觉的规律性四 综合经济性 80 可编辑 第一节一般数值系列 一 等差数列 缺点是相邻两项的相对差不均匀 数值小的参数之间相对差反而大 数值大的参数相对差反而小 不能被广泛应用 二 分段等差数列 能使整个系列保持比较适当的密度 一定程度上克服了等差数列的缺点 但项差变化不连续 分段处跳跃式剧增或剧减 不易把整个数列的变化规律控制在最佳状况 三 等比数列 它是几何级数 其特征决定它在技术上更接近实际需要 但会出现繁琐的小数点或无理数 增加了数值分级的难度 而且各种产品特点不同 则公比取值是任意的 无法保证合理简化与统一协调 仍然不理想 实际需要的数列应是 项数较少的数列包括在项数较多的数列中 并按照十进的规律向两端无限延伸 81 可编辑 第二节优先数和优先数系 一 一 优先数系的来源 1877年法国军人查尔斯 雷诺 将气球绳索的规格按等比数列分级 并规定每进五级就使项值增大10倍 即公比为101 5 这是世界上第一个优先数系列 二 优先数系和优先数 详见优先数系表 一 定义 优先数系是由公比分别为101 5 101 10 101 20 101 40 101 80 且项值中含有10的整数幂的理论等比数列导出的一组近似等比的数列 在优先数系Rr中 任何一项的项值 101 r Nr均称为优先数 二 系列的代号及优先数的序号代号 Rr r取5 10 20 40 80项号 Nr 表示优先数在Rr系列中的排列顺序 须首项为零 习惯将N40简写成N 并称其为序号 82 可编辑 第二节优先数和优先数系 二 三 优先数系的种类 基本系列 R5 R10 R20 R40 优先选公比较大的基本系列 补充系列 R80 一般很少用 派生系列 Rr p 从基本系列或补充系列中 每P项取值导出的系列 例如 R10 3系列就是在R10系列中从某一项开始 每后数3项取一项 移位系列 也是一种派生系列 它的公比与某一基本系列相同 但项值与该系列不同 例如 R40 4 1 12 系列是R10 1 0 系列的移位系列 只适用于因变量参数系列 例毛坯尺寸可采用成品尺寸系列的移位系列 化整值系列 是由优先数的常用值和一部分化整值所组成的系列 在参数取值受到特殊限制时才允许应用 例 相机的曝光时间系列采用了R10 3的第二化整值系列 1 1 2 1 4 1 8 1 15 1 30 1 60 1 125 秒 复合系列 当参数系列的延伸范围很大 需要采用公比不同的系列时 可分段选用最适宜的基本系列或派生系列 构成符合系列 83 可编辑 四 优先数系的主要特征 1 包含性 前一数系的各项值均包括在后一数系中2 延伸性 Rr的项值可按十进法向两端无限延伸3 同一系列中任意相邻两优先数常用值的相对差近似不变 4 同一系列中任意两项的理论值之积和商 任意一项理论值之整数乘方 仍为此系列中的一个优先数理论值 5 同一系列中各优先数理论值之对数值 构成一个等差数列 84 可编辑 优先数的运算 优先数的序号Nr是优先数理论值以qr 即101 r 为底的特殊对数 优先数的运算可仿照一般对数计算方法转化为序号运算而得到简化 即 两个优先数之积的序号 等于这两个优先数序号之和 两个优先数之商的序号 等于这两个优先数序号之差 85 可编辑 第二节优先数和优先数系 三 五 优先数系的优点1 它是经济合理的数值分级制度产品的参数从最小到最大有很宽的数值范围 经验和统计表明 数值按等比数列分级 能在较宽的范围内以较少的规格 经济合理地满足社会需要 2 它是统一 简化的基础优先数系是国际上统一的数值制度 可用于各种量值的分级 以便在不同的地方都能优先选用同样的数值 这就为技术经济工作上统一 简化和产品参数的协调提供了基础 86 可编辑 五 优先数系的优点 3 它具有广泛的适用性优先数中包含有各种不同公比的系列 因而可以满足较密和较疏的分级要求 由于较疏系列的项值包含在较密的系列只中 这样在必要时可插入中间值 由于优先数的积或商仍为优先数 这就更进一步扩大了优先的适用范围 优先数系适用于能用数值表示的各种量值的分级 特别是产品的参数系列 4 简单 易记 计算方便优先数系是十进等比数列 其中包含10的所有整数幂 只要记住一个十进段内的数值 其他的十进段内的数值可由小数点的移位得到 87 可编辑 六 优先数系的局限性 优先数系不可能解决一切问题 对有些产品的参数分级就不适应 如服装 鞋帽 锅盆等只能按等差数列分级 另外 优先数的差或和一般不再为优先数 对有些组合尺寸只能采用模数制 88 可编辑 第三节E系列 电阻器及电容器优先数系 一 E系列的概念E系列是以101 3 101 6 101 12 101 24 101 48 101 96 101 192为公比的几何级数 分别称为E3 E6 E12 E24 E48 E96 E192系列 E系列由国际电工委员会 IEC 于1952年发布为国际标准 但该系列只适用于无线电电子元件方面的电阻及电容器 GB2471 1995等同采用IEC63 1963 二 E系列的特点特点 系列中前一项的最大极限值等于后一项的最小极限值 这样 两项之间既不出现空缺 也不出现重叠覆盖 使产品均可在合格范围之内 前后项之间关系式 a 1 t aq 1 t 则公比q 1 t 1 t t为允差 q为公比 见下列数据表 89 可编辑 例如 E6系列适用于允差 20 的电阻和电容器数值 E12系列适用于允差 10 的电阻和电容器数值 E24系列适用于允差 5 的电阻和电容器数值 我国无线电行业标准SJ618 电阻器标准阻值系列 以及SJ616 固定式电容器标准容量系列 都分别采用E6 E12和E24系列 此外 在我国的无线电行业标准SJ619 精密电阻器标准称阻值系列 精密电容器标准容量系列及其允许偏差系列 中还规定采用E48 E96和E192 公比分别为48 10 96 10 192 10 三个系列 E系列的应用 90 可编辑 第四节模数制 一 一 模数和模数制的基本概念模数是指在某种系统 构筑物或制品 的设计 计算和布局中普遍地应用的一种基准尺寸 按形成空间尺寸方法的不同 模数可分为 1 组合模数