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工藝路線

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1.什么是工藝路線

工藝路線也稱加工路線,是描述物料加工、零部件裝配的操作順序的技術(shù)文件,是多個(gè)工序的序列。工序是生產(chǎn)作業(yè)人員或機(jī)器設(shè)備為了完成指定的任務(wù)而做的一個(gè)動(dòng)作或一連串動(dòng)作,是加工物料、裝配產(chǎn)品的最基本的加工作業(yè)方式,是與工作中心、外協(xié)供應(yīng)商等位置信息直接關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù),是組成工藝路線的基本單位。例如,一條流水線就是一條工藝路線,這條流水線上包含了許多的工序。

2.工藝路線的理解

在傳統(tǒng)的ERP系統(tǒng)中,工藝路線是生產(chǎn)加工、裝配中的概念。實(shí)際上,工藝路線的概念應(yīng)該擴(kuò)展,應(yīng)該延伸到包括管理過程。管理工作,或者管理作業(yè),應(yīng)該像生產(chǎn)作業(yè)那樣,制定規(guī)范的作業(yè)流程、明確每項(xiàng)活動(dòng)的時(shí)間定額和費(fèi)用、每項(xiàng)活動(dòng)涉及的工作中心等。

工藝路線是一種關(guān)聯(lián)工作中心、提前期和物料消耗定額等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),是實(shí)施勞動(dòng)定額管理的重要手段。

從性質(zhì)上來講,工藝路線是指導(dǎo)制造單位按照規(guī)定的作業(yè)流程完成生產(chǎn)任務(wù)手段。

在MRP中,可以根據(jù)產(chǎn)品、部件、零件的完工日期、工藝路線和工序提前期,計(jì)算部件、零件和物料的開工日期,以及子項(xiàng)的完工日期。

在CRP中,可以基于工序和工藝路線計(jì)算工作中心的負(fù)荷(消耗的工時(shí))。因此,工藝路線也是計(jì)算工作中心能力需求的基礎(chǔ)。

根據(jù)在每一道工序采集到的實(shí)際完成數(shù)據(jù),企業(yè)管理人員可以了解和監(jiān)視生產(chǎn)進(jìn)度完成情況。

工藝路線提供的計(jì)算加工成本的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)數(shù)據(jù),是成本核算的基礎(chǔ)和依據(jù)。

工藝路線如果沒有與具體的物料加工關(guān)聯(lián),則這種工藝路線就是標(biāo)準(zhǔn)的工藝路線。一般情況下,工藝路線是與具體的物料加工關(guān)聯(lián)在一起的,這時(shí)才能有準(zhǔn)確的提前期數(shù)據(jù)。因此,工藝路線數(shù)據(jù)包括了加工的物料數(shù)據(jù)。

例如,空調(diào)器中的蒸發(fā)器、冷凝器部件的標(biāo)準(zhǔn)裝配工藝路線的工序包括串U型管、脹管、折彎、清洗、封管、氣密測試、整理和包裝入庫等。U型管的加工順序是:下料、彎管、切管、收管口和打毛刺等。

一般情況下,工藝路線數(shù)據(jù)主要包括工藝路線編碼、工藝路線名稱、工藝路線類型、制造單位、物料編碼、物料名稱、工序編碼、工序名稱、加工中心編碼、是否外協(xié)、時(shí)間單位、準(zhǔn)備時(shí)間、加工時(shí)間、移動(dòng)時(shí)間、等待時(shí)間、固定機(jī)時(shí)、變動(dòng)機(jī)時(shí)、固定人時(shí)、變動(dòng)人時(shí)、替換工作中編碼、生效日期、失效日期和檢驗(yàn)標(biāo)志等。

編寫工藝路線的過程包括確定原材料、毛坯;基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)資料,查閱企業(yè)庫存材料標(biāo)準(zhǔn)目錄;依據(jù)工藝要求確定原材料、毛坯的規(guī)格和型號(hào);確定加工、裝配順序即確定工序;根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的條件和將來可能有的條件、類似的工件、標(biāo)準(zhǔn)的工藝路線和類似的工藝路線以及經(jīng)驗(yàn),確定加工和裝配的順序;選定工作中心,根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的能力和將來可能有的條件;基于尺寸和精度的要求,確定各個(gè)作業(yè)的額定工時(shí)等。

工藝路線和工序不是一成不變的,而是隨著生產(chǎn)類型技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品發(fā)展和員工素質(zhì)的不斷提高而變化的。

3.工藝路線的選擇工具

工藝路線選擇的重要程度因不同類型的生產(chǎn)系統(tǒng)而異。對(duì)于流程型企業(yè),尤其是化工企業(yè),其工藝路線基本取決于生產(chǎn)裝置的設(shè)計(jì),一旦選擇某類生產(chǎn)裝配,其工藝路線也就隨之確定。對(duì)于加工裝配類企業(yè),工藝流程(路線)的選擇、設(shè)計(jì)十分重要。對(duì)此若無充分的考慮,則很難決定所需要的設(shè)備型號(hào)和數(shù)量,以及對(duì)生產(chǎn)制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。工藝流程的選擇,還要體現(xiàn)處所出產(chǎn)產(chǎn)品品種搭配的變化。

選擇或設(shè)計(jì)工藝流程,目的在于力求實(shí)現(xiàn)最有的工藝路線(加工順序)。為此,可以借助于計(jì)算機(jī)輔助制定工藝路線系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可以尋找最優(yōu)工藝路線,而且還可確定一些輔助信息,例如,所要加工制造零件的形狀、精度和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間等。上述過程是通過人機(jī)對(duì)話方式,從把存貯在計(jì)算機(jī)內(nèi)的原始數(shù)據(jù)顯示在熒光屏上開始,一次形成各單元圖形,并加以組合,以生成零件的最終形狀。同時(shí),還備有用于使零件圖形旋轉(zhuǎn)的程序。

除了使用計(jì)算機(jī)輔助制定工藝路線系統(tǒng)外,進(jìn)行工藝路線選擇時(shí),還可使用其它一些生產(chǎn)管理工具,最常見的有裝配圖、裝配卡、路線卡及作業(yè)卡等。每種卡片都是有用的指導(dǎo)性文件,在生產(chǎn)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),他可以用來提高操作水平。例如,路線卡,連同作業(yè)卡一起,規(guī)定怎樣制造部件或產(chǎn)品。這些文件對(duì)于制造企業(yè)來說是基本的。在設(shè)計(jì)一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí),它們所起的作用同藍(lán)圖或圖紙?jiān)谝粋€(gè)部件或產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用一樣。圖紙說明做什么,路線卡和作業(yè)卡說明怎么做。路線卡通常包括以下內(nèi)容:1)顯示所要求的作業(yè)以及所推薦的這些作業(yè)的順序;2)規(guī)定所用的機(jī)器和設(shè)備;3)提供估計(jì)的裝置時(shí)間和每件的制造時(shí)間。當(dāng)一個(gè)部件是標(biāo)轉(zhuǎn)化部件,而且是周期的制造或再制造以滿足需要時(shí),標(biāo)準(zhǔn)路線卡就作為認(rèn)可的制造方法而保持下來。制造方法更詳細(xì)的說明,常以作業(yè)卡的形式來制定。它特別詳細(xì)地說明怎樣完成這些作業(yè),即提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的方法。

4.工藝路線的作用

工藝路線是重要的文件,它代表著一項(xiàng)作業(yè)在工廠里的運(yùn)行方式。如果說物料清單用于描述物料是按怎樣的層次結(jié)構(gòu)連在一起的,那么工藝路線則是描述制造每一種物料的生產(chǎn)步驟和過程,并且用于確定詳細(xì)的生產(chǎn)進(jìn)度。工藝路線的作用如下。

(1) 計(jì)算加工件的提前期,提供運(yùn)行MRP的計(jì)算數(shù)據(jù)。系統(tǒng)根據(jù)工藝路線和物料清單計(jì)算出最長的累計(jì)提前期,這相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中關(guān)鍵路徑的長度。企業(yè)的銷售部門可以根據(jù)這個(gè)信息同客戶洽談交貨期限。

(2) 提供能力需求計(jì)劃(CRP)的計(jì)算數(shù)據(jù)。系統(tǒng)根據(jù)工藝路線文件中每個(gè)工作中心的定額小時(shí)、工序的開始和完工日期,計(jì)算各個(gè)時(shí)區(qū)工作中心的負(fù)荷。

(3) 提供計(jì)算加工成本的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)數(shù)據(jù)。

(4) 跟蹤在制品。

對(duì)工藝路線數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的要求和物料清單一樣,也應(yīng)在98%以上,如果工序順序錯(cuò)誤,工時(shí)定額不準(zhǔn),必將直接影響MRP和CRP的運(yùn)算結(jié)果,造成生產(chǎn)訂單過早或過遲下達(dá),或下達(dá)數(shù)量不準(zhǔn)。如果一項(xiàng)作業(yè)出現(xiàn)在發(fā)到某部門的派工單上,而事實(shí)上該作業(yè)并不在該部門,或一項(xiàng)作業(yè)在該部門卻不在發(fā)來的派工單上,工藝路線都可能是錯(cuò)誤的根源。工藝路線錯(cuò)誤還會(huì)引起工作中心負(fù)荷不均衡,在制品積壓,物流不暢以及加工成本計(jì)算錯(cuò)誤等問題。通過計(jì)算每周下達(dá)到車間的工藝路線數(shù)和每周工長反饋的錯(cuò)誤路線數(shù),可以測出工藝路線準(zhǔn)確度。

對(duì)許多企業(yè)來說,MRP投入運(yùn)行之前的一個(gè)極大的障礙就是校正工藝路線。大多數(shù)工藝路線文件與80/20原理相符,即80%的活動(dòng)發(fā)生在20%的工藝路線上。如果在安裝MRP之前要將所有的工藝路線都進(jìn)行校正,對(duì)許多企業(yè)來說,將是困難的,然而在MRP的幫助下,有了切實(shí)可行的辦法。

(1) 在MRP試點(diǎn)前,檢查并校正占有80%活動(dòng)的20%的工藝路線。

(2) 當(dāng)MRP逐漸投入運(yùn)行時(shí),使用計(jì)劃下達(dá)訂單提前幾周指明哪條工藝路線將必須檢查和校正。

(3) 在編制能力計(jì)劃和派工單的早期,應(yīng)確保在最近將用到的工藝路線是正確的。

工藝路線和物料清單一樣,通常由工程設(shè)計(jì)部門負(fù)責(zé)建立和維護(hù),如所使用的工作中心、設(shè)備安裝時(shí)間、單件生產(chǎn)時(shí)間定額等都由工程設(shè)計(jì)部門確定。同時(shí)還應(yīng)經(jīng)常比較實(shí)際工作和工藝路線的執(zhí)行情況,對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行詳細(xì)審核。有多種原因可引起工藝路線的變更,如產(chǎn)品和生產(chǎn)過程可能改變,設(shè)備安裝時(shí)間和單件生產(chǎn)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)可能需要根據(jù)新的操作數(shù)據(jù)加以調(diào)整,新的產(chǎn)品和新的組件可能需要新的工藝路線。

工藝路線由工程設(shè)計(jì)部門建立和維護(hù),由生產(chǎn)部門使用。當(dāng)MRP投入運(yùn)行之后,讓工長根據(jù)派工單隨時(shí)報(bào)告所發(fā)現(xiàn)的工藝路線錯(cuò)誤,從而不斷對(duì)工藝路線加以維護(hù)。對(duì)于工藝路線的變更,應(yīng)由兩個(gè)部門協(xié)商進(jìn)行。

5.機(jī)械加工工藝路線的擬定

擬訂工藝路線是設(shè)計(jì)工藝規(guī)程最為關(guān)鍵的一步,需順序完成以下幾個(gè)方面的工作。

1、選擇定位基準(zhǔn)

定位基準(zhǔn)包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)是指用未加工過的毛坯表面做基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)是指用已加工過的表面做基準(zhǔn)。

1、 粗基準(zhǔn)的選擇原則:

1)合理分配加工余量的原則

a、應(yīng)保證各加工表面都有足夠的加工余量:如外圓加工以軸線為基準(zhǔn);

b、以加工余量小而均勻的重要表面為粗基準(zhǔn),以保證該表面加工余量分布均勻、表面質(zhì)量高;如床身加工,先加工床腿再加工導(dǎo)軌面;

2)保證零件加工表面相對(duì)于不加工表面具有一定位置精度的原則

一般應(yīng)以非加工面做為粗基準(zhǔn),這樣可以保證不加工表面相對(duì)于加工表面具有較為精確的相對(duì)位置。當(dāng)零件上有幾個(gè)不加工表面時(shí),應(yīng)選擇與加工面相對(duì)位置精度要求較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。

3) 便于裝夾的原則:選表面光潔的平面做粗基準(zhǔn),以保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。

4) 粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則:在同一尺寸方向上粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次,這是因?yàn)榇只鶞?zhǔn)一般都很粗糙,重復(fù)使用同一粗基準(zhǔn)所加工的兩組表面之間位置誤差會(huì)相當(dāng)大,因此,粗基一般不得重復(fù)使用。

2、表面加工方法的選擇

(1)各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度

不同的加工方法如車、磨、刨、銑、鉆、鏜等,其用選各不相同,所能達(dá)到的精度和表面粗糙度也大不一樣。即使是同一種加工方法,在不同的加工條件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一樣,這是因?yàn)樵诩庸み^程中,將有各種因素對(duì)精度和粗糙度產(chǎn)生影響,如工人的技術(shù)水平、切削用量、刀具的刃磨質(zhì)量、機(jī)床的調(diào)整質(zhì)量等等。

某種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度:是指在正常的工作條件下(包括完好的機(jī)床設(shè)備、必要的工藝裝備、標(biāo)準(zhǔn)的工人技術(shù)等級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)的耗用時(shí)間和生產(chǎn)費(fèi)用)所能達(dá)到的加工精度。

(2)加工方法和加工方案的選擇

根據(jù)加工表面的技術(shù)要求,確定加工方法和加工方案;

這種方案必須在保證零件達(dá)到圖紙要求方面是穩(wěn)定而可

靠的,并在生產(chǎn)率和加工成本方面是最經(jīng)濟(jì)合理的。

要考慮被加工材料的性質(zhì);

例如,淬火鋼用磨削的方法加工;而有色金屬則磨削困難,,一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進(jìn)行精加工。

  • 要考慮生產(chǎn)綱領(lǐng),即考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性問題。如:大批大量生產(chǎn)應(yīng)選用高效率的加工方法,采用專用設(shè)備。例如,平面和孔可用拉削加工,軸類零件可采用半自動(dòng)液壓仿型車床加工,盤類或套類零件可用單能車床加工等。
  • 應(yīng)考慮本廠的現(xiàn)有設(shè)備和生產(chǎn)條件:即充分利用本廠現(xiàn)有設(shè)備和工藝裝備。

在選擇加工方法時(shí),首先根據(jù)零件主要表面的技術(shù)要求和工廠具體條件,先選定它的最終工序方法,然后再逐一選定該表面各有關(guān)前導(dǎo)工序的加工方法。

3、機(jī)床設(shè)備與工藝裝備的選擇

  • 機(jī)床設(shè)備和工藝裝備的選擇:
    • 1、所選機(jī)床設(shè)備的尺寸規(guī)格應(yīng)與工件的形體尺寸相適應(yīng);
    • 2、精度等級(jí)應(yīng)與本工序加工要求相適應(yīng);
    • 3、電機(jī)功率應(yīng)與本工序加工所需功率相適應(yīng);
    • 4、機(jī)床設(shè)備的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率應(yīng)與工件生產(chǎn)類型相適應(yīng)。
  • 工藝裝備的選擇將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和制造成本,應(yīng)根據(jù)不同情況適當(dāng)選擇:
    • 1、在中小批生產(chǎn)條件下,應(yīng)首先考慮選用通用工藝裝備(包括夾具、刀具、量具和輔具);
    • 2、在大批大量生產(chǎn)中,可根據(jù)加工要求設(shè)計(jì)制造專用工藝裝備。

機(jī)床設(shè)備和工藝裝備的選擇不僅要考慮設(shè)備投資的當(dāng)前效益,還要考慮產(chǎn)品改型及轉(zhuǎn)產(chǎn)的可能性,應(yīng)使其具有足夠的柔性。

4、加工階段的劃分

1)根據(jù)零件的技術(shù)要求劃分加工階段。

分以下幾個(gè)階段:

粗加工階段:在此階段主要是盡量切除大部分余量,主要考慮生產(chǎn)率。

半精加工階段:在此階段主要是為主要表面的精加工做準(zhǔn)備,并完成次要表面的終加工(鉆孔、攻絲、銑鍵槽等)。

精加工階段:在此階段主要是保證各主要表面達(dá)到圖紙要求,主要任務(wù)是保證加工質(zhì)量。

光整加工階段:在此階段主要是為了獲得高質(zhì)量的主要表面和尺寸精度。

2)將零件的加工過程劃分為加工階段的主要目的是:

(1)保證零件加工質(zhì)量(因?yàn)楣ぜ袃?nèi)應(yīng)力變形、熱變形和受力變形,精度、表面質(zhì)量只能逐步提高,);

(2)有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時(shí)處理;

(3)有利于合理利用機(jī)床設(shè)備。

(4)便于穿插熱處理工序:穿插熱處理工序必須將加工過程劃分成幾個(gè)階段,否則很難充分發(fā)揮熱處理的效果。

此外,將工件加工劃分為幾個(gè)階段,還有利于保護(hù)精加工過的表面少受磕碰損壞。

5、工序的劃分

在制定工藝過程中,為便于組織生產(chǎn)、安排計(jì)劃和均衡機(jī)床的負(fù)荷,常將工藝過程劃分為若干個(gè)工序。劃分工序時(shí)有兩個(gè)不同的原則:即工序的集中和工序的分散。

工序集中原則

按工序集中原則組織工藝過程,就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些,將許多工序組成一個(gè)集中工序。

最大限度的工序集中,就是在一個(gè)工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。采用數(shù)控機(jī)床、加工中心按工序集中原則組織工藝過程,生產(chǎn)適應(yīng)性反而好,轉(zhuǎn)產(chǎn)相對(duì)容易,雖然設(shè)備的一次性投資較高,但由于有足夠的柔性,仍然受到愈來愈多的重視。

工序分散原則

按工序分散原則組織工藝過程,就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些。

最大限度的工序分散就是每個(gè)工序只包括一個(gè)簡單工步。:傳統(tǒng)的流水線、自動(dòng)線生產(chǎn)基本是按工序分散原則組織工藝過程的,這種組織方式可以實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率生產(chǎn),但對(duì)產(chǎn)品改型的適應(yīng)性較差,轉(zhuǎn)產(chǎn)比較困難。

6、工序順序的安排

  • 1)機(jī)械加工工序的安排原則
    • 1、先基準(zhǔn)面后其它表面:先把基準(zhǔn)面加工出來,再以基準(zhǔn)面定位來加工其它表面,以保證加工質(zhì)量。
    • 2、先粗加工后精加工:即粗加工在前,精加工在后,粗精分開。
    • 3、主要表面后次要表面:如主要表面是指裝配表面、工作表面,次要表面是指鍵糟、聯(lián)接用的光孔等。
    • 4、先加工平面后加工孔:平面輪廓尺寸較大,平面定位安裝穩(wěn)定,通常均以平面定位來加工孔。
  • 2)熱處理工序及表面處理工序的安排:根據(jù)熱處理的目的,安排熱處理在加工過程中的位置。
    • 1、退火:將鋼加熱到一定的溫度,保溫一段時(shí)間,隨后由爐中緩慢冷卻的一種熱處理工序。其作用是:消除內(nèi)應(yīng)力,提高強(qiáng)度和韌性,降低硬度,改善切削加工性。應(yīng)用:高碳鋼采用退火,以降低硬度;放在粗加工前,毛坯制造出來以后。
    • 2、正火:將鋼加熱到一定溫度,保溫一段時(shí)間后從爐中取出,在空氣中冷卻的一種熱處理工序。注:加熱到的一定的溫度,其與鋼的含C量有關(guān),一般低于固相線200度左右。:其作用是:提高鋼的強(qiáng)度和硬度,使工件具有合適的硬度,改善切削加工性。應(yīng)用:低碳鋼采用正火,以提高硬度。放在粗加工前,毛坯制造出來以后。
    • 3、回火:將淬火后的鋼加熱到一定的溫度,保溫一段時(shí)間,然后置于空氣或水中冷卻的一種熱處理的方法。:其作用是:穩(wěn)定組織、消除內(nèi)應(yīng)力、降低脆性。
    • 4、調(diào)質(zhì)處理(淬火后再高溫回火):其作用:是獲得細(xì)致均勻的組織,提高零件的綜合機(jī)械性能。:應(yīng)用:安排在粗加工后,半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。
    • 5、時(shí)效處理:其作用:是消除毛坯制造和機(jī)械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。:應(yīng)用:一般安排在毛坯制造出來和粗加工后。常用于大而復(fù)雜的鑄件。
    • 6、淬火:將鋼加熱到一定的溫度,保溫一段時(shí)間,然后在冷卻介質(zhì)中迅速冷卻,以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝。:其作用是:提高零件的硬度。應(yīng)用:一般安排在磨削前。
    • 7、滲碳處理:提高工件表面的硬度和耐磨性,可安排在半精加工之前或之后進(jìn)行。
    • 8、為提高工件表面耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序,例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)蘭等,一般都安排在工藝過程最后階段進(jìn)行
  • 3)檢驗(yàn)工序的安排,為保證零件制造質(zhì)量,防止產(chǎn)生廢品,需在下列場合安排檢驗(yàn)工序:
    • 1、粗加工全部結(jié)束之后;
    • 2、送往外車間加工的前后;
    • 3、工時(shí)較長和重要工序的前后;
    • 4、最終加工之后。

除了安排幾何尺寸檢驗(yàn)工序之外,有的零件還要安排探傷、密封、稱重、平衡等檢驗(yàn)工序。

  • 4)其它工序的安排
    • 1、零件表層或內(nèi)腔的毛刺對(duì)機(jī)器裝配質(zhì)量影響甚大,切削加工之后,應(yīng)安排去毛刺工序。
    • 2、零件在進(jìn)入裝配之前,一般都應(yīng)安排清洗工序。工件內(nèi)孔、箱體內(nèi)腔易存留切屑,研磨、珩磨等光整加工工序之后,微小磨粒易附著在工件表面上,要注意清洗。
    • 3、在用磁力夾緊工件的工序之后,要安排去磁工序,不讓帶有剩磁的工件進(jìn)入裝配線。
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