現代夾具(如成組夾具、通用可調夾具、組合夾具)的結構共性，大都由通用基體和可調、可換元件兩部分組成。其通用基體部分是零件組中所有零件共用的主要部分；而可調、可換部分則是針對零件組中某種(或幾種)特定零件而專門設計的專用或準專用部分。可調、可換元件一般是隨夾具適用物件數的多少而變化的，因此，在現代夾具設計時，適用物件種數選擇得是否合理，將直接關係到可調、可換元件的數量和夾具的整體經濟性，以成組夾具為例進行**和研究。
這種優化設計的特點：
可以正確確定適用物件種數。
根據優化設計的結果，對可調、可換元件和通用基體的結構設計從成本比例的角度進行調整，從而使之滿足優化設計，達到整體經濟性的目的。
成組夾具的成本
cc=ct+pn
(1) 式中：c
t——成組夾具上通用基體的成本，元；
p——成組夾具上可調、可換元件平均單件成本，元/種；
n——成組夾具適用零件種數，種。
式(1)中，
t對整套夾具來說是一常數；pn則隨著n的增減而變化(其中p為常數)。從成組夾具適用物件種數所分攤的夾具成本看，可以認為：適用物件在成組夾具滿負荷的範圍內，物件種數愈多則夾具分攤到適用物件種數上的單位成本就愈低。
從夾具上的可調、可換元件看，隨著夾具適用物件種數的增加，則夾具上的可調、可換元件也隨著增加，這時，可調、可換元件的設計、製造費用以及夾具的調整次數和調整、保管費用也隨之相應增加。
以上2個不同內容有些矛盾的因素，從不同的角度影響著成組夾具的經濟性。下面將通過建立數學模型，進一步闡明上述這2個基本概念。從式(1)中得知，在1≤n≤nx時，其中nx為夾具在滿負荷時的適用物件種數，成組夾具分攤到適用物件種數上的單位成本
p0=ct+pnn
(2)
(2)整套夾具中可調、可換元件所需的費用
ptw=pn
(3)
建立數學模型f
把式(2)和式(3)進行疊加，則得
f=p0+ptw=
ct+pn
+pnn
(4)
假設：c
t=1,000元，p=50元/種，n
x=100種對式(4)用微分法求極小值k，即求出n
k值 令
df/dn=0
即f'=-ct
+pn2
又令f'=0
則有n=(ct/p)½
(5) 式(5)中求出的n 即為n
k，且1≤n
k≤nx。
得nk=(1,000/50)½≈4.5種
取整數，則n
k=5種，該n
k值，亦即為當c
t=1,000元，p=50元/種時，夾具適用物件種數的最優數值。
當所設計的成組夾具，其適用物件零件種數等於或接近nk值時，可以認為這套成組夾具符合經濟性的原則；反之，從經濟的角度可以認為是不合理的。這時，應該從各方面採取調整措施，如修改通用基體或可調、可換元件的結構設計，使之ct值與p值的比例關係得到調整，最終符合經濟性的原則。
在成組夾具設計中，根據夾具的複雜程度，從已積累的統計資料中取得ct值與p值的當量值，以預定成組夾具適用物件零件種數，然後對實際的ct值與p 值進行評價，這樣可以達到減少過程損失的目的。
為了使成組夾具達到優化設計，必須對nk進行求解，但當已經掌握了它們內在的數學關係之後，便沒有必要在每套成組夾具設計中都逐個進行求解，為了達到提高設計工效之目的，可以通過建立速查表的辦法來提高優化設計和評價效率。這個速查表可以根據非常簡便的均方根關係來建立，詳見表1。
表1 速查表
ct/ptw49
1625
3649
6481
100…nk2
3456
78910…
可借助表1 中所列的n
k值，來確定優化設計中的n
k值，或者在設計之後用表1中列的n
k值來檢驗設計結論的經濟性，如等於或接近表列的n
k值，則從經濟的角度可裁定該設計已達到了優化設計的目的。否則，則應相應修改設計方案，直至達到或接近n
k值為止。
按照此方法進行通用化工裝設計，可大大降低工裝成本，縮短產品開發周期。由於通用夾具在產品開發中的佔總體工裝的1/5～1/10，其製造可由本企業的機修單位來完成，工裝夾具的到貨週期由原來的幾個月縮短為幾天。
可以大大減少夾具庫存量。以工裝庫存的最低儲備量來估算，庫存量為現場用量的2～3 倍，而通用工裝夾具會使原來現場使用的夾具由幾百種下降為幾十種，庫存量可降至1/2～1 倍的生產用量。
大幅度提高單機裝置的通過能力，提高產品質量。現場同類裝置由於工裝的差異影響了裝置本身較寬的工藝通過能力，通用工裝使現場整體的裝置通過能力得到提高，有利於均衡生產，提高了工藝質量和產品質量。
提高現場應變能力和單一品種的加工能力，有利於物流順暢和均衡生產。
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