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改为柔性生产“柔”之制造核心
来源:控制工程网   发布时间:[2018/11/30 10:58:47]

中国制造业崛起的重要因素之一,就是国内大规模生产效应的实现,但随着消费水平的提升,人们越发青睐个性化和定制化的产品,柔性生产就是在这样的背景下诞生的先进制造理念。

毫无疑问,柔性生产将是未来部分制造业企业需要重点关注的方向,而它在改造制造业生产的同时,也会对制造业商业模式产生巨大的影响。

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(图为海尔胶州空调互联工厂,该厂已经通过工业4.0的智能制造实现柔性量产,解决了大规模生产和私人定制之间的矛盾。)


柔性制造是什么?

随着大批量生产达到瓶颈,消费者的个性化需求日益强烈。柔性制造是应对“大规模定制”生产而产生的,具有批量小而品种多的特点,并以其良好的规划实现了对生产过程的高效把控。

柔性制造的模式其实广泛存在,比如我们生活中常见的定制,这种以消费者为导向的,

以需定产的方式对立的是传统大规模量产的生产模式。在柔性制造中,考验的是生产线和供应链的反应速度。比如目前在电子商务领域兴起的“C2B”“C2P2B”等模式体现的正是柔性制造的精髓所在。

柔性可以表述为两个方面:

第一个方面,指生产能力的柔性反应能力,也就是机器设备的小批量生产能力。

其设备利用率、生产率都很高,单件成本比较低。但是只能加工一个或几个相类似的零件,难以应付多品种中小批量的生产。随着批量生产时代逐渐走向以适应市场变化为导向的生产时代,能否在短时间内开发出多品种、高质量、低成本的产品是一个制造系统的竞争力所在。柔性制造恰好能满足这点,在制造业的发展中占据的分量越来越重。

第二个方面,指的是供应链的敏捷和精准的反应能力。

在柔性制造中,供应链系统对单个需求做出生产配送的响应。从传统“以产定销”的“产—供—销—人—财—物”转变成“以销定产”,生产的指令完全是由消费者独个触发,其价值链展现为“人—财—产—物—销”这种完全定向的具有明确个性特征的活动。在这个过程中不仅对生产的机器提出了重大的挑战,也对传统的供应链提出了革命性的颠覆。

制造系统的“柔性”可体现在:

1.设备柔性——当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。

2.工艺柔性——使用不同的材料制造一个给定的零件/产品类型的能力。

3.产品柔性——独特的条件来改变生产一组新的零件或产品的经济和速度。

4.作息柔性——处理故障的能力,并继续制造一组给定的部分/产品类型,使用替代路线。

5.产能柔性——在系列不同的生产量保持盈利的能力。

6.扩展柔性——以模块化的方式逐步扩展的潜力。

7.生产柔性——种系统所能生产的零件/产品类型的体积。

现阶段的柔性制造技术

1.柔性制造系统(FMS)。

多台全自动数控机床,由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。

2.柔性制造单元(FMC)。

FMC 的问世并在生产中使用约比FMS 晚6~8 年,它是由1~2 台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有适应加工多品种产品的灵活性。

3.柔性制造线(FML)。

它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC 机床;亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化。

4.柔性制造工厂(FMF)。

FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。

FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化。

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