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【摘 要】 由于汽车零部件生产竞争已越来越激烈，提高工作效率，降低生产成本成为了汽车零部件企业发展中的首要问题，而成组技术因此进入了企业管理者的视线。本位探讨了成组技术的原理和加工单元的生产组织形式，提出了在多品种批量生产的汽车配件生产当中，一种基于成组技术的加工单元在加工车间生产管理的方案。
【关键词】 成组技术；加工单元；生产管理
随着我国市场经济的不断深化，我国汽车零部件生产竞争日益激烈，这种竞争的核心实际上就是汽车零部件各企业间在质量、价格、品种、规模和服务上的竞争。发展低成本自动化技术，不但生产质量得到保证，而且可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。汽车零部件生产企业具有多品种、中小批量生产的特点。成组技术（GT）作为一种专门针对多品种、中小批量生产而提出的组织管理技术，是多品种、中小批量生产企业进行批量生产有效的组织管理手段，是现代集成制造系统（GIMS）的基础，在国外的多品种、小批量生产中已得到广泛的应用。
一、成组技术的涵义
揭示和利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组事物能够采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术，称为成组技术。它已涉及各类工程技术、计算机技术、系统工程、管理科学、心理学、社会学等学科的前沿领域。日本、美国、苏联和联邦德国等许多国家把成组技术与计算机技术、自动化技术结合起来发展成柔性制造系统，使多品种、中小批量生产实现高度自动化。全面采用成组技术会从根本上影响企业内部的管理体制和工作方式，提高标准化、专业化和自动化程度。在机械制造工程中，成组技术是计算机辅助制造的基础，将成组哲理用于设计、制造和管理等整个生产系统，改变多品种小批量生产方式，以获得最大的经济效益。
二、成组加工技术的原理以及实施方案
（一）成组加工技术的原理
成组技术（GT）（Group Technology）是一门生产技术科学，它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性，并对其进行充分利用。即把相似的问题归类成组，寻求解决这一组问题相对统一的最优方案，以取得所期望的经济效益。成组技术应用于机械加工方面，乃是将多种零件按其工艺的相似性分类成组以形成零件族，把同一零件族中零件分散的小生产量汇集成较大的成组生产量，从而使小批量生产能获得接近于大批量生产的经济效果。近年来，随着信息技术的发展，成组技术与计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工艺设计（CAPP）等相结合，发展成柔性制造系统（FMS）。
成组加工要求将零件按工艺相似性分类形成加工族，加工同一加工族有其相应的一组机床设备。因此，成组生产系统要求按模块化原理组织生产，即采取成组生产单元的生产组织形式。在一个加工单元内有一组工人操作一组设备，生产一个或若干个相近的加工族，在此加工单元内可完成诸零件全部或部分的生产加工。
加工单元生产方式，又称细胞生产方式、岛式生产方式，与传统的大批量生产方式比较，它有两个特点：一个是规模小（生产线短，操作人员少）；另一个是标准化之后的小生产细胞可以简单复制。由于这两个特点，加工单元生产方式能够实现以下功能：①简单应对产量的变化，通过复制一个或以上的细胞就能满足细胞生产能力整数倍的生产需求。②减少场地占用，细胞是可以简单复制的，因此不需要的时候可以简单拆除，节省场地。③每一个细胞的作业人数少，降低了平衡工位间作业时间的难度，工位间作业时间差异小，生产效率高。
加工单元的形式是多样的，有O形，也有U形，有餐台形，也有推车形等等。
（二）基于成组技术的加工单元
我们在某汽车底盘配件生产企业搬迁技改项目中，在机加工车间采用了加工单元组织形式。该企业主要生产独立悬挂系统和制动件，原加工生产分在多个车间，由于原有场地的限制，车间布置较分散，车间内主要的生产组织形式为机群式布置，由此造成生产物流交叉迂回，增加了物流成本。此次因为搬迁技改的机遇，企业希望扩大生产能力的同时，提高管理水平，逐步实现ERP管理。
通过对该厂的产品和生产工艺分析后发现该厂主要加工零件如球销、球面销、接头、端头等具有结构、材料相似性和工艺相似性，而且它们量大，适宜采用成组加工技术。
现以独立悬挂杆臂的生产车间进行分析。该车间按照零件结构相似和工艺相似原则，分为接头加工区、端头加工区、球面销加工区等。每个区根据产品的生产纲领，分为2到3个加工单元，这样有利于企业根据自身能力和市场需求进行生产能力复制扩充。以球面销加工为例，该零件毛坯是外协锻件进入毛坯库，零件加工由钻中心孔（双面打中心孔机床）→粗车杆部及圆球（仿形车床）→钻孔（钻床）→精车杆部和圆球（数控车床），加工完毕经清洗、检验进入库房。球面销加工单元的机床布局方案见图1，此加工单元采用了U型布置。
这组加工单元能完成每年十万件的生产能力，可以随着生产纲领的扩大进行单元复制；在加工单元工序间运输采用物料小车，物流基本在封闭的生产单元内流动，各类机床的加工能力得到相对平衡，可以大大减少等待时间；数控车床的操作采用一人同时看管两台设备的方式，提高设备的同时看管系数。由此可见，采用该种布局方案明显改善了物流，降低了生产成本。
（三）基于成组技术的现代生产管理
改造后的企业需要实施ERP系统整合企业资源，提高管理水平。成组生产单元通过信息技术接入ERP系统，构建了现代化管理的基础。如图2所示，整个生产管理系统以ERP为中心，以“急件优先”“库存最小”等原则进行调度管理。加工零件通过产品数据管理系统从CAD系统将ERP所需信息转换过来；生产管理系统通过与ERP数据交互，按照成组技术或计算机辅助工艺设计（CAPP）确定工艺路线、工时定额和工具，将零件加工任务分配给相应的加工单元。由此，车间计划以同类零件的管理代替原来的工序管理；质量管理由检验人员控制为主转变为加工单元自控为主；工人由一人一机向一人多机床管理发展。加工单元作为柔性制造系统（FMS）的基础，使生产计划、调度工作得到简化，提高车间生产的柔性和工作效率。
三、结论
采用加工单元生产模式把车间分解成多个各自封閉、相互独立的制造区域，打破了原来的部门界限，加紧了生产过程中各环节的联系，提高了车间的交货能力，并通过以成组技术作为基础的ERP管理系统，提高了企业生产的柔性和对市场需求变化的应变能力。成组生产技术在竞争激烈的汽车配件生产企业当中值得推广和应用。
参考文献：
[1]刘正安.汽车冲压模具设计中成组技术的应用研究[J].卷宗，2013，（9）.
[2]张宇焱.成组技术在汽车配件生产工艺及管理中的应用[J].内燃机，2005，（3）.
【关键词】 成组技术；加工单元；生产管理
随着我国市场经济的不断深化，我国汽车零部件生产竞争日益激烈，这种竞争的核心实际上就是汽车零部件各企业间在质量、价格、品种、规模和服务上的竞争。发展低成本自动化技术，不但生产质量得到保证，而且可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。汽车零部件生产企业具有多品种、中小批量生产的特点。成组技术（GT）作为一种专门针对多品种、中小批量生产而提出的组织管理技术，是多品种、中小批量生产企业进行批量生产有效的组织管理手段，是现代集成制造系统（GIMS）的基础，在国外的多品种、小批量生产中已得到广泛的应用。
一、成组技术的涵义
揭示和利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组事物能够采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术，称为成组技术。它已涉及各类工程技术、计算机技术、系统工程、管理科学、心理学、社会学等学科的前沿领域。日本、美国、苏联和联邦德国等许多国家把成组技术与计算机技术、自动化技术结合起来发展成柔性制造系统，使多品种、中小批量生产实现高度自动化。全面采用成组技术会从根本上影响企业内部的管理体制和工作方式，提高标准化、专业化和自动化程度。在机械制造工程中，成组技术是计算机辅助制造的基础，将成组哲理用于设计、制造和管理等整个生产系统，改变多品种小批量生产方式，以获得最大的经济效益。
二、成组加工技术的原理以及实施方案
（一）成组加工技术的原理
成组技术（GT）（Group Technology）是一门生产技术科学，它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性，并对其进行充分利用。即把相似的问题归类成组，寻求解决这一组问题相对统一的最优方案，以取得所期望的经济效益。成组技术应用于机械加工方面，乃是将多种零件按其工艺的相似性分类成组以形成零件族，把同一零件族中零件分散的小生产量汇集成较大的成组生产量，从而使小批量生产能获得接近于大批量生产的经济效果。近年来，随着信息技术的发展，成组技术与计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工艺设计（CAPP）等相结合，发展成柔性制造系统（FMS）。
成组加工要求将零件按工艺相似性分类形成加工族，加工同一加工族有其相应的一组机床设备。因此，成组生产系统要求按模块化原理组织生产，即采取成组生产单元的生产组织形式。在一个加工单元内有一组工人操作一组设备，生产一个或若干个相近的加工族，在此加工单元内可完成诸零件全部或部分的生产加工。
加工单元生产方式，又称细胞生产方式、岛式生产方式，与传统的大批量生产方式比较，它有两个特点：一个是规模小（生产线短，操作人员少）；另一个是标准化之后的小生产细胞可以简单复制。由于这两个特点，加工单元生产方式能够实现以下功能：①简单应对产量的变化，通过复制一个或以上的细胞就能满足细胞生产能力整数倍的生产需求。②减少场地占用，细胞是可以简单复制的，因此不需要的时候可以简单拆除，节省场地。③每一个细胞的作业人数少，降低了平衡工位间作业时间的难度，工位间作业时间差异小，生产效率高。
加工单元的形式是多样的，有O形，也有U形，有餐台形，也有推车形等等。
（二）基于成组技术的加工单元
我们在某汽车底盘配件生产企业搬迁技改项目中，在机加工车间采用了加工单元组织形式。该企业主要生产独立悬挂系统和制动件，原加工生产分在多个车间，由于原有场地的限制，车间布置较分散，车间内主要的生产组织形式为机群式布置，由此造成生产物流交叉迂回，增加了物流成本。此次因为搬迁技改的机遇，企业希望扩大生产能力的同时，提高管理水平，逐步实现ERP管理。
通过对该厂的产品和生产工艺分析后发现该厂主要加工零件如球销、球面销、接头、端头等具有结构、材料相似性和工艺相似性，而且它们量大，适宜采用成组加工技术。
现以独立悬挂杆臂的生产车间进行分析。该车间按照零件结构相似和工艺相似原则，分为接头加工区、端头加工区、球面销加工区等。每个区根据产品的生产纲领，分为2到3个加工单元，这样有利于企业根据自身能力和市场需求进行生产能力复制扩充。以球面销加工为例，该零件毛坯是外协锻件进入毛坯库，零件加工由钻中心孔（双面打中心孔机床）→粗车杆部及圆球（仿形车床）→钻孔（钻床）→精车杆部和圆球（数控车床），加工完毕经清洗、检验进入库房。球面销加工单元的机床布局方案见图1，此加工单元采用了U型布置。
这组加工单元能完成每年十万件的生产能力，可以随着生产纲领的扩大进行单元复制；在加工单元工序间运输采用物料小车，物流基本在封闭的生产单元内流动，各类机床的加工能力得到相对平衡，可以大大减少等待时间；数控车床的操作采用一人同时看管两台设备的方式，提高设备的同时看管系数。由此可见，采用该种布局方案明显改善了物流，降低了生产成本。
（三）基于成组技术的现代生产管理
改造后的企业需要实施ERP系统整合企业资源，提高管理水平。成组生产单元通过信息技术接入ERP系统，构建了现代化管理的基础。如图2所示，整个生产管理系统以ERP为中心，以“急件优先”“库存最小”等原则进行调度管理。加工零件通过产品数据管理系统从CAD系统将ERP所需信息转换过来；生产管理系统通过与ERP数据交互，按照成组技术或计算机辅助工艺设计（CAPP）确定工艺路线、工时定额和工具，将零件加工任务分配给相应的加工单元。由此，车间计划以同类零件的管理代替原来的工序管理；质量管理由检验人员控制为主转变为加工单元自控为主；工人由一人一机向一人多机床管理发展。加工单元作为柔性制造系统（FMS）的基础，使生产计划、调度工作得到简化，提高车间生产的柔性和工作效率。
三、结论
采用加工单元生产模式把车间分解成多个各自封閉、相互独立的制造区域，打破了原来的部门界限，加紧了生产过程中各环节的联系，提高了车间的交货能力，并通过以成组技术作为基础的ERP管理系统，提高了企业生产的柔性和对市场需求变化的应变能力。成组生产技术在竞争激烈的汽车配件生产企业当中值得推广和应用。
参考文献：
[1]刘正安.汽车冲压模具设计中成组技术的应用研究[J].卷宗，2013，（9）.
[2]张宇焱.成组技术在汽车配件生产工艺及管理中的应用[J].内燃机，2005，（3）.