1 1靈活性可以表現在兩個方面。
第壹個方面是系統適應外部環境變化的能力,可以用系統滿足新產品要求的程度來衡量;第二個方面是系統適應內部變化的能力,可以用有幹擾(如機器故障)時系統的生產率與無幹擾時的預期生產率之比來衡量。“柔性”是相對於“剛性”而言的,傳統的“剛性”自動化生產線主要實現單壹品種的批量生產。其優點是生產率高,設備利用率高,由於設備是固定的,單個產品成本低。但價格相當昂貴,只能加工壹個或幾個類似的零件,難以應對多品種、小批量的生產。隨著大規模生產時代逐漸被適應市場動態變化的生產所取代,制造自動化系統的生存能力和競爭力很大程度上取決於它能否在較短的開發周期內以較低的成本和較高的質量生產出不同種類的產品。靈活性占據了非常重要的位置。靈活性主要包括
1)機器靈活性當需要生產壹系列不同類型的產品時,機器很難隨著產品的變化加工不同的零件。
2)工藝柔性是在工藝不變的情況下,適應產品或原材料變化的能力;二是改變相應工藝以適應制造系統中產品或原材料變化的難度。
3)產品柔性是產品更新或完全轉向後,系統非常經濟、快速地生產新產品的能力;第二個是產品更新後繼承和兼容舊產品有用特性的能力。
4)保持靈活性和以各種方式查詢和處理故障的能力,以確保正常生產。
5)生產能力的靈活性:當生產能力發生變化時,系統經濟運行的能力。這對於根據訂單組織生產的制造系統尤其重要。
6)擴展靈活性當生產需要時,很容易擴展系統結構,添加模塊,形成更大的系統。
7)操作靈活性:使用不同的機器、材料和工藝流程生產壹系列產品和同壹產品的能力,以及切換到不同流程的能力。
1 2柔性制造技術柔性制造技術是對不同形狀的加工對象實現程序化柔性制造加工的各種技術的總和。柔性制造技術是壹個技術密集型的技術群體。我們認為,壹切註重柔性、適合多品種、中小批量(包括單品)的加工技術都屬於柔性制造技術。目前分為:
1)柔性制造系統(FMS)
柔性制造系統的定義有很多,比較權威的定義有:
美國國家標準局對FMS的定義是:“由傳動系統連接起來的壹些設備,傳動裝置將工件送到其他連接裝置上的各種加工設備,使工件得到準確、快速、自動的加工。中央計算機控制機床和傳動系統,柔性制造系統有時可以同時加工幾個不同的零件。國際生產工程研究協會指出,“柔性制造系統是壹種自動化制造系統,它可以在最少的人工幹預下生產任何範圍的產品族。系統的靈活性通常受到系統設計中考慮的產品系列的限制。“我國國軍標定義為“柔性制造系統是由數控加工設備、物料運輸和儲存裝置以及計算機控制系統組成的自動化制造系統,包括多個柔性制造單元,能夠根據制造任務或生產環境的變化進行快速調整,適用於多品種、中小批量生產。“簡單地說,FMS是由若幹數控裝置、物料運輸和儲存裝置以及計算機控制系統組成的,能根據制造任務和生產品種的變化而快速調整的自動化制造系統。
目前,常見的部件通常包括四臺或四臺以上的全自動數控機床(加工中心和車削中心等。),由集中控制系統和物料搬運系統連接,可實現多品種、中小批量不停機加工和管理。目前反映工廠整體水平的FMS是第壹代FMS,日本從1991開始實施的“智能制造系統”(IMS)國際開發項目屬於第二代FMS。真正完美的第二代FMS預計要到本世紀十年後才能實現。
2)柔性制造單元(FMC)
FMC的出現及其在生產中的應用比FMS晚6-8年左右。FMC可以算是最小的FMS,是FMS向廉價化、小型化方向發展的產物。由65,438+0-2加工中心、工業機器人、數控機床和物料輸送及儲存設備組成。其特點是單機柔性化、自動化,具有適應多種產品加工的靈活性。目前已進入推廣應用階段。
3)柔性生產線(FML)
它是介於單壹或少品種、大批量非柔性自動線和中小批量多品種FMS之間的生產線。其加工設備可以是普通加工中心和數控機床;也可以使用專用機床或數控專用機床,對物料搬運系統的靈活性要求比FMS低,但生產率較高。它以離散生產中的柔性制造系統和連續生產中的分布式控制系統為代表。其特點是實現了生產線的柔性化和自動化,技術日趨成熟,目前已進入實用階段。
4)柔性制造工廠(FMF)
FMF是將多個FMS連接起來,用壹個自動化倉庫,並與壹個計算機系統通信,使用壹個完整的FMS從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運輸到交貨。它包括CAD/CAM,並使計算機集成制造系統(CIMS)付諸實施,實現生產系統的柔性化和自動化,進而實現全廠生產管理、產品加工、物料儲運的全過程。FMF自動化生產水平最高,體現了世界上最先進的自動化應用技術。它集制造自動化、產品開發和管理於壹體,以信息流控制物流的智能制造系統(IMS)為代表。其特點是實現工廠的柔性化和自動化。