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1、l第四章：标准化的形式第四章：标准化的形式l1 简化l2 统一化l3 产品系列化l4 通用化l5 组合化l6 模块化 第四章第四章 标准化的形式标准化的形式 标准化的形式是由标准化的内容决定的，是标准化内容存在的方式，也是标准化过程的表现形态。每种标准化形式都表现不同的标准化内容，针对不同的标准化任务，达到不同的目的。主要的标准化形式有：简化、统一化、系列化、通用化、简化、统一化、系列化、通用化、组合化、模块化组合化、模块化。案例：案例：麦当劳的简化工作麦当劳的简化工作l麦当劳公司的第一本操作手册长度有15页，不久之后扩展到38页，1958后多达75页。在作业手册中可以查到麦当劳所有的工作细节
2、。在第三本手册中，麦当劳开始教加盟者进行公式化作业：如何追踪存货，如何准备现金报表，如何准备其他财务报告，如何预测营业额及如何制定工作进度表等。甚至可以在手册中查到如何判断盈亏情况，了解营业额中有多大比例用于雇用人员、有多用于进货、又有多少是办公费用。案例：案例：麦当劳的简化工作麦当劳的简化工作l每个加盟者在根据手册计算出自己的结果后，可以与其他加盟店的结果比较，这样就便于立即发现问题。麦当劳手册的撰写者不厌其烦，尽可能对每一个细节加以规定，这正是手册的精华所在。也正因如此，麦当劳经营原理能够快速全盘复制，全世界上万家分店，多而不乱。二、简化的客观基础二、简化的客观基础使用消费的物品都有三种功
3、能：一是基本功能，即用来满足人们对该物品的共同需要的功能；二是附加功能，即用来满足不同的人们对物品的特殊需要的功能；三是条件功能，即使基本功能得以充分发挥的功能。如：挂历的三种功能如：挂历的三种功能 其基本功能是显示日历；条件功能是挂；而附加功能是装饰美化环境。二、简化的客观基础二、简化的客观基础l由于附加功能和条件功能的存在，使得同一物品具有众多的品种规格。品种的增加在一定的范围内可以满足消费者的需求，但超出一定的范围，盲目地、无限制的增加品种，就会给制造、选购、使用和维修带来很大的不便。因此利用“简化”这一标准化形式和方法，将产品的品种和规格减少到必需的范围内。三、简化的原则三、简化的原则
4、 1、只有在多样化的发展规模超出了必要范围时，才允许简化。2、简化要适度既要控制不必要的庞杂，又要避免过分压缩而形成单调。（简化后总体功能是否最佳？）3、简化应以确定的时间和空间范围为前提。4、简化形式的结果必须保证在即定的时间内足以满足消费者的一般需要，不能限制和损害消费者的需求和利益。5、产品简化要形成系列，其参数组合应符合数值分级制度的基本原则和要求。四、简化的经济效果四、简化的经济效果 首先，从制造者方面，在设计阶段，由于品种简化，可以减少设计差错，缩短设计时间，提高设计效率，便于图纸和设计文件的管理。其次，从商业部门和消费者来说，由于品种的简化，便于包装、运输和仓储，大大减少了流通领
5、域的人力物力的消耗和管理费用，也给消费者的使用和维修带来方便，而且生产制造成本的降低也使消费者在经济上直接受益。四、简化的经济效果四、简化的经济效果法国的艾伯特卡柯特经过认真研究提出了衡量简化是否合理的一条重要法则：“产品的制造成本与产量的4次方成正比”。如果产量提高一倍，或品种减少一半时，成本可大约降低16%；如果产量提高两倍，或品种减少1/3时，成本可大约降低24%。福特福特T型汽车的型汽车的“简化简化”工作工作一款改变世界的经典车型一款改变世界的经典车型l所有的福特所有的福特T型车型车都喷成了黑色，以都喷成了黑色，以简化生产工序，提简化生产工序，提高生产速度，降低高生产速度，降低成本和售
6、价。成本和售价。l1908年至年至1927年年间共买出了一千三间共买出了一千三百万百万T型辆车，超型辆车，超过美国其他汽车销过美国其他汽车销售量的总和。所售量的总和。所T型车是美国及全世型车是美国及全世界最流行的车，它界最流行的车，它工作可靠，性能良工作可靠，性能良好。它使美国得以好。它使美国得以成为汽车大国。成为汽车大国。2 统一化统一化一、定义 统一化是指两种以上同类事物的表现形态归并为一种或限定在一定范围内的标准化形式。统统一一化化的的实实质质是使对象的形式，功能（效用）或者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。统统一一化化的的目目的的是消除由于不必要的多样化而造成的混
7、乱，为人类的正常活动建立共同遵循的秩序。千古一帝秦始皇千古一帝秦始皇l统一文字统一文字 典型的例子是“马”的诸多字形：在齐国有三种写法；在楚、燕国有另外两种的写法；在韩、赵、魏，还有两种不同的写法。秦始皇接受李斯的建议，于公元前221年发布“书同文”的诏令，规定以秦国小篆为统一书体，与小篆不同者全都废掉。千古一帝秦始皇千古一帝秦始皇统一货币 当时各国的铜币可以分为布币、刀币、圆钱、铜贝四类。布币的形状类似金属农具(布)，主要在赵、魏、韩等国使用。刀币的形状象刀，主要在齐、燕、赵国流通。圆钱，分为外圆内有方孔和圆孔两种，主要是在秦、东周、西周以及赵、魏的黄河沿岸地区使用。铜贝，形状类似海贝，俗称
8、“蚁鼻钱”，主要是在楚国使用。统一化与简化的区别统一化与简化的区别 统一化着眼于取得一致性，即从个性中提炼共性；简化肯定某些个性同时存在，着眼于精练，简化的目的并不是简化为只有一种，而是在简化过程中保存若干合理的种类，以少胜多。二、统一的方式二、统一的方式 1、选择统一 在需要统一的对象中选择并确定一个，以此来统一其余的对象的方式。它适合于那些相互独立、相互排斥的被统一对象。如交通规则、方向标准等。2、融合统一 在被统一对象中博采众长，取长补短，融合成一种新的更好的形式，以代替原来的不同形式的方式。适于融合统一的对象都具有互补性。如结构性产品像手表、闹钟统一结构形式，都是采用融合统一的方法 二
9、、统一的方式二、统一的方式3、创新统一 用完全不同于被统一对象的崭新的形式来统一的方式。适宜采用创新统一的对象，一般来说有两种：一是在发展过程中产生质的飞跃的结果。如以集成电路统一晶体管电路。晶体管电路晶体管电路集成电路集成电路l3、创新统一l二是由于某种原因无法使用其他统一方式的情况。如用国际计量单位来统一各国的计量单位；用欧元统一欧洲各国的货币等。三、统一的类型三、统一的类型 1 1、绝对统一绝对统一 它不允许有灵活性。如标志、编码、代号、名称、运动方向（开关的旋转方向，螺纹的旋转方向、交通规则）等。开关的旋转方向开关的旋转方向一、制定产品参数系列标准一、制定产品参数系列标准 所谓产品参数
10、系列，就是对产品主要参数或基本参数的数值分级。确定参数系列的目的就是要对产品的主要参数或基本参数数值进行合理分挡，以便于经济合理地发展产品的品种规格。一、制定产品参数系列标准一、制定产品参数系列标准 产品的参数产品的参数是人们用来标志产品的结构特性（如外形尺寸、是人们用来标志产品的结构特性（如外形尺寸、容积、重量等）和功能特性（如额定电压、输出功率等）的一组容积、重量等）和功能特性（如额定电压、输出功率等）的一组量值。量值。由于产品具有多方面的特性，所以一个产品往往有几个参数。其中用来反映其基本结构和主要性能的一组参数称为基本参数。在基本参数中起主导作用的一两个参数称为主参数。如家用电冰箱的基
11、本参数有额定电压、输出功率、冷冻室温度、箱内有效容积、净重等，其中箱内有效容积是主要的结构及性能参数，也是顾客选用电冰箱的基本依据，所以是主要参数。一、制定产品参数系列标准一、制定产品参数系列标准 确定产品参数系列是产品系列化的首要环节，也是编制系列型谱、开展系列设计的基础。确定主要参数系列是确定产品参数系列的主要内容和关键性工作。其步骤是：其步骤是：首先确定主参数、然后确定主参数的范围，最后确定主参数系列进行分级。确定产品主参数的原则确定产品主参数的原则（1）能够反映产品的主要特性和功能。（2）应是产品中最稳定的参数。（3）能作为产品设计出发点的参数。（4）能作为用户选用产品的主要依据。（5
12、）主参数的数据一般只选一个，最多只能选二个。确定主参数的数值范围确定主参数的数值范围 主参数确定后，就要确定主参数的数值范围，即本系列产品的最大规格和最小规格。这个数值范围的确定，一般要经过对国内外的用户近期和长远的需求情况、生产情况、质量水平、技术发展等多方面的调查研究和周密的分析后才能确定。确定参数系列确定参数系列 主要是在参数数值范围年如何进行合理的分挡分级？整个系列安排多少挡，挡与挡之间选用怎样的公比等。这就要在调查基础上，运用优先数和优先数系等数值等分级方法，进行合理的分挡分级。二、编制系列型谱二、编制系列型谱 根据用户和市场的需要，依据对国内外同类产品生产状况的分析，对基本参数系列
13、所限定的产品进行型式规划，把基型产品与变型产品的关系把基型产品与变型产品的关系以及品种发展的品种发展的总趋势，用简明的图表反映出来，总趋势，用简明的图表反映出来，这样的图表就是系列型谱。基型产品基型产品是指该类产品中生产历史最长、结构最典型、应用最普遍的一种结构型式。变型系列变型系列是在基型产品基础上改变部分结构，或增减某些部件，从而获得某些新功能的产品。4 通用化通用化一、基本概念一、基本概念 通用化是指在互换性的基础上，尽可能地扩大同一对象（包括零通用化是指在互换性的基础上，尽可能地扩大同一对象（包括零件、部件、构件）的使用范围的一种标准化形式。件、部件、构件）的使用范围的一种标准化形式。
14、或者说在互相独立的系统中，选择和确定具有功能互换性或尺寸互换性的子系统或的功能单元的标准化形式。通用化是以互换性为基础，互换性是指产品（或零部件）的本质特性以一定的精确度重复再现，才而保证一个产品（和零部件）可以用另一个产品（或零部件）来替换的特性。或者说在不同时间、地点制造出来的产品（或零部件），在装配、维修时，不必经过修整就能任意替换使用的性能。通用化的应用案例通用化的应用案例 18世纪末，美国刚刚成立，政府急需要大量的军火，便与惠特尼鉴定了一项两年之内生产一万支来福枪合同。开始，惠特尼的工厂用手工方法难以完成，后来，他运用互换性原理，提高了生产效率和质量，完成了合同。开创了标准化基础上的
15、成批方式，引起了企业生产组织形式的革命。并为现代化大批量生产奠定了基础。因此惠特尼被称为“美国标准化之父”。伊莱伊莱惠特尼惠特尼 通用化通用化通用化的本质是统一；通用化的对象有两类：一是物，如产品及其零部件的通用化。二是事，如方法、规程、技术要求等的通用化。通用化的目的是最大限度地扩大同一产品的使用范围，从而最大限度地减少零部件在设计和制造过程中的重复劳动。要使零部件成为具有互换性的通用件必须具备以下条件：要使零部件成为具有互换性的通用件必须具备以下条件：尺寸上具备互换性；功能上具备一致性；使用上具备重复性；结构上具备先进性。二、通用化的方法二、通用化的方法 通用化的方法有两种：一是集中的方法
16、，即在进行系统设计时就做好零部件的通用化的规划，绘制通用件图册，编制独立的技术文件；另一种是积累的方法。在对产品系列设计时，要全面分析产品的基本系列及派生系列中零部件的共性与个性，从中找出具有共性的零部件周围通用件。以后根据情况的发展有的还可以发展为标准件。在单独设计某一个产品时，也应尽量采用已有的通用件。新设计的零部件也充分考虑到使其能为以后新产品所采用，逐步发展成为通用件。三、通用化的效果三、通用化的效果 1、简化管理程序；2、缩短产品设计、试制周期、扩大生产批量；3、提高专业化水平和产品质量；4、方便用户维修，最终获得各种劳动和物化劳动的节约。5 组合化组合化一、组合化的概念一、组合化的
17、概念 组合化是按照标准化的原则，设计并制造出一系列通用性很强且能多次组合化是按照标准化的原则，设计并制造出一系列通用性很强且能多次重复应用的单元，根据需要拼合成不同用途的产品的一种标准化形式。重复应用的单元，根据需要拼合成不同用途的产品的一种标准化形式。组合化是一种古老的标准化形式。建筑用的砖、活字印刷都是组合化的典型例子。在市场需求日益多样化的今天，为了在市场上占领一定的位置或不断扩大产品的销路，迫切要求企业具有应变能力，并能根据市场动向和顾客的特殊要求及时改变产品性能、产品结构及产品品种，在一定范围内能适应未来的发展；能、缩短试制周期与生产周期，使产品能够迅速投放市场；能接受小批量定货而又
18、不经常改变生产流程和改造设备。二、组合化理论基础二、组合化理论基础 当通用件的通用性达到一定程度的时候，就可以把那些通用性很强的零部件从具体的产品中分解出来，变成独立的标准的组合单元。这种组合单元可以预先设计并成批生产出来。它们本身不是任何一种具体产品，但如果需要生产某种产品，可以根据所要求的产品功能，用一定的组合单元，再加上少量的专门设计制造的专用单元，组装成所需要的产品。这样的产品可按照人们的意愿反复拆装，重新组合，而组合元件则可以多次重复使用。二、组合化理论基础二、组合化理论基础 组合化是建立在系统的分解与组合的基础上组合化是建立在系统的分解与组合的基础上，即它是以系统论的观点为指导，把
19、一个具有一定功能的产品视为一个系统。这个系统又可以分解成若干个功能单元（也称组合元）。分解出来的组合单元具有某种特定的功能，而且与其它系统的某些功能单元可以通用互换，这就是分解。为了满足一定的要求，把事先准备好的标准单元、通用单元、专用单元等组合元，按照新系统的要求进行有机的 结合，组成一个具有一定功能的新系统，这就是组合。所以组合化既包括分解，又包括组合是分解组合的统一。三、组合化的方法和步骤三、组合化的方法和步骤 1、确定组合单元的应用范围。2、将组合元按其功能和结构特点，划分不同的类型。3、编排组合型谱。4、设计组合元，制定相应的标准。5、成批生产组合元，根据市场需要拼组各种产品。6 模
20、块化模块化一、模块化产生的背景 20世纪后期，市场竞争推动产品开发，经济的发展促成了需求的多样化。企业只有不断开发出符合市场需求的新产品，才能生存，而新产品也日趋复杂化、多样化，产品的经济寿命不断缩短。模块化是在这样的客观形势下产生的“以不变应万变”或“以少变求多变”的产品开发策略。模块化是针对复杂系统（产品或工程）开展的标准化。二、模块化的一般概念二、模块化的一般概念 1、模块 模块通常是由元件或子模块组合而成的、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。模块的种类模块的种类（1）功能模块）功能模块 功能模块又可分为：基本功能模
21、块、辅助功能模块、特殊功能模块等，而它们又可根据产品的特点进一步细分为功能更具体的模块。（2）结构模块）结构模块 依据模块在产品系统中所处的地位和模块之间的关系，可将模块划分为不同等级，被叫作分级模块。在这个分级体系中通常包括高层模块、分模块（或子模块）、通用模块、专用模块等。高层模块通常是由相应分级系统中低一级的模块组成；最低等级的模块则由元件或分元件组成，元件或分元件的构成要素叫做负分元件，它是分级体系中最基本的模块元件。3、模块化模块化 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。三、模块化的设计三、模块化的设计 模块化通常
22、包括；模块化设计、模块化生产和模块化装配。1、模块化设计模块化设计 模块化设计可有两种形式：一种是为复杂产品或工程，采用模块组合的方法，根据该产品或工程系统功能要求，选择、设计相应的模块，确立它们的组合方式。另一种是在对各种不同类型、不同用途、不同规格产品进行功能分析的基础上，从中提炼出共性较强的功能，据此设计功能模块，目的不仅仅是满足某种产品的需要，而是要它在更广的范围内通用。模块化的设计的步骤模块化的设计的步骤 在市场调查基础上明确目标要求（性能和结构等）；确定拟覆盖的产品种类和规格范围（确定参数范围和系列型谱）；进行基型产品设计（确定基型产品的结构和功能，提出对高层模块的要求）；进行分系
23、统设计（确定分系统的结构和功能，对构成分系统的模块提出要求）；模块设计（根据分系统的要求，确定模块的结构和功能，对构成模块的元件提出要求）；元件设计（根据模块的要求），设计或选用元器件，按尺寸、性能、精度、材料等形成系列并尽量标准化。模块化的设计的管理模块化的设计的管理 在基型设计的基础上根据需要发展变型。变型设计虽然可以基型为基础，尽量通用，但仍不能脱离功能分析。完成设计的各级、各类模块要建立编码系统，将其按功能、品种、结构尺寸等特点分类编码，进行管理。2、模块化生产、模块化生产 这是由模块组装成所需产品的过程。有些产品是在工厂里完成装配之后，运送到用户；有些产品或工程由于规模过于庞大无法整体运输，可将各类模块配套之后，运到现场装配，如模块化变电所、模块化居室、模块化锅炉等。四、模块化的应用领域四、模块化的应用领域 模块化最初是制造业提出来的，组合机床可以说是模块化机床的雏形，后来推广到电器制造，仪器、仪表制造和各种高精度测试设备的设计和制造。集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路是电子工业领域最典型也是最杰出的模块化成果。