柔性制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

1、柔性制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展系 別 機械學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 機械本101 學(xué) 號 2010518121 姓 名 蔡火金 指導(dǎo)老師 白斌 2013年 6 月 15 日學(xué)年論文成績評定表專業(yè)班級： 機械本101 姓名： 蔡火金 學(xué)號： 2010518121 成績評定項目ABCD態(tài)度刻苦認真認真一般不認真寫作進度及上交成品時間提早按時滯后1天滯后1天以上論文內(nèi)容質(zhì)量優(yōu)秀良好一般較差論文排版格式（規(guī)范、端正、整潔、有條理）優(yōu)秀良好一般較差論文文本結(jié)構(gòu)（題目，中英文摘要、正文、參考文獻，書寫工整、規(guī)范、不缺項）優(yōu)秀良好一般較差綜合評定成績優(yōu)秀A3C0良好A2C1中等B2D1及格C3

2、D2不及格D>2指導(dǎo)教師： 年 月 日柔性制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展蔡火金摘要：本文首先介紹了有關(guān)柔性制造技術(shù)的基本概念、作用和主要類型，然后依次簡述了柔性制造技術(shù)在汽車生產(chǎn)方面的運用，最后簡要的分析了其發(fā)展的支撐條件及新發(fā)展。關(guān)鍵詞：柔性制造技術(shù)；汽車生產(chǎn)； 新發(fā)展 The application and development of flexible manufacturing technologyCaihuojinAbstract：Flexible manufacturing technology from this article first introduces the basic

3、concept, function and main types of flexible manufacturing technology are briefly discussed and then in turn used in automobile manufacturing, and finally briefly analyses the support conditions of development and new development.Keywords：Flexible manufacturing technology; Automobile manufacturing;

4、The new development1概述1.1柔性制造技術(shù)柔性自動化制造技術(shù)簡稱柔性制造技術(shù)，是對各種不同形狀加工對象實現(xiàn)程序化柔性制造加工的各種技術(shù)的總和。由于柔性制造技術(shù)是管理技術(shù)和制造技術(shù)的有機集合,換句話說它是以數(shù)控技術(shù)為核心,以計算機技術(shù)、信息技術(shù)、檢測技術(shù)、質(zhì)量控制技術(shù)與生產(chǎn)管理技術(shù)相結(jié)合的先進制造技術(shù),因而被世界各國所重視,并在發(fā)達國家的制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。柔性制造技術(shù)是技術(shù)密集型的技術(shù)群,我們認為適用于多品種、中小批量(包括單件產(chǎn)品)并側(cè)重于柔性的加工技術(shù)都屬于柔性制造技術(shù)。一般情況下， FMS應(yīng)具備以下特點：（一）硬件組成（如圖1）： 兩臺以上的數(shù)控機床或加工中心以

5、及其他加工設(shè)備；一套能自動裝卸的運輸系統(tǒng)。具體結(jié)構(gòu)可采用傳輸帶、有軌小車、無軌小車、搬運機器人、上下料托盤站等；一套計算機控制系統(tǒng)及信息通信網(wǎng)絡(luò)。（二）軟件組成：包含F(xiàn)MS的運行控制系統(tǒng)，F(xiàn)MS的質(zhì)量保證系統(tǒng)，F(xiàn)MS的數(shù)據(jù)管理和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（三）FMS必須具備的功能：能自動管理零件的生產(chǎn)過程，自動控制制造質(zhì)量，自動進行故障診斷及處理，自動進行信息收集及傳輸；簡單地改變軟件或系統(tǒng)參數(shù)，便能制造出某一零件族的多種零件；物料的運輸和存儲必須為自動。1圖11.2柔性制造的作用 “柔性制造”是現(xiàn)代生產(chǎn)方式的主流方向和共同基礎(chǔ)。日益激烈的市場競爭和日新月異的生產(chǎn)技術(shù), 推動著現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)方式的不斷創(chuàng)新,

6、 如準時生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、并行工程、敏捷制造、仿生制造、綠色制造、制造資源計劃、供應(yīng)鏈管理等等。而這些先進的生產(chǎn)方式無不是以“柔性”作為其出發(fā)點和基礎(chǔ)的, 如精益生產(chǎn)的基本前提是根據(jù)用戶的需要生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品; 敏捷制造和虛擬制造都強調(diào)快速適應(yīng)各種變化的要求; 并行工程在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)階段就集成考慮了生產(chǎn)制造、銷售和服務(wù)過程的適應(yīng)性要求; 而制造資源計劃和供應(yīng)鏈管理則是從整個生產(chǎn)鏈的范圍求得更廣、更高的柔性?！叭嵝灾圃臁笔菨M足消費者個性化、多樣化需求最堅實的支撐。過去在供不應(yīng)求的賣方市場環(huán)境下, 制造企業(yè)不必考慮消費者對其產(chǎn)品的要求, 都是企業(yè)生產(chǎn)什么消費者就只能購買什么。而今消費者已成為市場的

7、主宰, 他們所需要的不僅僅是這種強制性的標準化商品, 而是前所未有的非標準化產(chǎn)品, 進一步強化了產(chǎn)品的多樣化。這使得市場競爭的形態(tài)從成本、價格為主的競爭, 轉(zhuǎn)向市場適應(yīng)能力、新產(chǎn)品推進速度、產(chǎn)品個性化等方面的競爭,這在客觀上就需要柔性制造系統(tǒng)的支撐?！叭嵝灾圃臁笔墙档蜕a(chǎn)成本、提高經(jīng)濟效益的有效手段。由于柔性制造是一種智能型的生產(chǎn)方式, 它將高科技“嵌入”到制造設(shè)備與制造產(chǎn)品中, 實現(xiàn)硬設(shè)備的“軟”提升, 并提高制造產(chǎn)品的性能和質(zhì)量, 因而不僅能提高勞動生產(chǎn)率, 而且能提升產(chǎn)品的附加價值; 另外, 柔性制造還是一種市場導(dǎo)向型的生產(chǎn)方式, 它要求制造廠商與顧客實行互動式的信息交流, 及時掌握顧客

8、對相關(guān)產(chǎn)品的需求信息, 嚴格按照顧客的意愿和要求組織生產(chǎn),因而能消除制造商生產(chǎn)的不確定性,同時使各制造商之間避免因過度競爭而造成兩敗俱傷的現(xiàn)象, 從而使各制造商減少損失, 提高經(jīng)濟效益。1.3柔性制造系統(tǒng)的類型 柔性自動化制造按其加工設(shè)備的規(guī)模、 投資強度和用途劃分為以下五個級別： （一）柔性制造模塊F M M， FMM是一臺擴展了許多自動化功能（如托盤交換器、 托盤庫或料庫、 刀庫、 上下料機械手等）的數(shù)控加工設(shè)備。 （二）柔性制造單元FMC，F(xiàn)MC由單臺帶多托盤系統(tǒng)的加工中心或3臺以下的CNC機床組成，即FMC包括2-3臺數(shù)控加工設(shè)備或FMM。 （三）柔性制造系統(tǒng)FMS，是一個在中央計算機

9、控制下由兩臺以上配有自動換刀及自動換工件托盤的數(shù)控機床與為之供應(yīng)刀具和工件托盤的物料運送裝置組成的制造系統(tǒng)。 （四）柔性制造生產(chǎn)線FML，由多臺柔性加工設(shè)備及一套自動工件傳送裝置和控制管理計算機組成。 （五）柔性制造工廠 FMF，F(xiàn)MF以FMS為子系統(tǒng)構(gòu)成，柔性制造由FMS擴大到全廠范圍，并通過計算機系統(tǒng)的有機聯(lián)系。 （六）柔性裝配系統(tǒng)FAS，由控制計算機、若干工業(yè)機器人、專用裝配機及自動傳送線和線間運載裝置（包括AGV、滾道式傳送器）組成。22汽車業(yè)柔性制造的發(fā)展及其作用 2.1汽車業(yè)柔性制造的發(fā)展 美國 、日本、前蘇聯(lián)、德國等發(fā)達國家在20世紀60年代末至70年代初，先后開展了柔性制造技術(shù)

10、以及裝備的研制工作。1976年，日本法納科公司展出了由加工中心和工業(yè)機器人組成的柔性制造單元，為發(fā)展柔性制造提供了設(shè)備基礎(chǔ)。20世紀80年代，隨著柔性制造技術(shù)的成熟，柔性制造得到了迅速發(fā)展，并主要應(yīng)用于飛機、汽車制造業(yè)等。依靠計算機、加工中心和數(shù)控機床組成的柔性自動加工系統(tǒng)，使汽車業(yè)由單一品種、大批量的生產(chǎn)方式，轉(zhuǎn)向多品種、中小批量、適應(yīng)市場需求的精益生產(chǎn)方式，也使汽車生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益和管理水平大大提高。2.2汽車業(yè)柔性制造的作用在國外汽車工業(yè)中，主要汽車生產(chǎn)廠商如通用、福特、寶馬、奔馳、豐田、大眾、雷諾、沃爾沃等公司都采用了柔性制造系統(tǒng)。例如，美國福特汽車公司在加拿大的一個發(fā)動機廠，在同一

11、條自動線上對4.6L、5.4LV8發(fā)動機和6.8LV10發(fā)動機實現(xiàn)隨機混流生產(chǎn)(年產(chǎn)65萬臺)：而通用汽車公司的傳動系部門于1993年開始做同樣的準備，采用FMS，以滿足變速器類殼體零件多品種的制造要求：根據(jù)1983年出版的豐田生產(chǎn)力方式的新發(fā)展，該公司在3個月內(nèi)的汽車產(chǎn)量為36400()輛，共4個基本車型，32100個型號，平均每個型號的產(chǎn)量約為12輛，產(chǎn)量最多的型號也只有17輛，最少的則只有6輛。日本汽車業(yè)在20世紀70年代開始大力發(fā)展柔性制造，到1987年己經(jīng)形成較大規(guī)模，擁有數(shù)控機床2萬余臺、柔性制造生產(chǎn)線21條。據(jù)日本通產(chǎn)省第8次特定機械設(shè)備統(tǒng)計調(diào)查表明，以汽車制造業(yè)為核心的輸送機械

12、制造業(yè)，1987 年擁有FMS31條，1994年增加到818條。尤其是大型汽車制造企業(yè)，F(xiàn)MS采用的最多，占7年間增加總量的41%。柔性制造為日本汽車工業(yè)生產(chǎn)率追上并超過美國創(chuàng)造了條件。日本汽車在國際市場上暢銷不衰與它的柔性化制造密切相關(guān)。隨著各類先進加工技術(shù)的相繼問世，柔性制造技術(shù)本身也在不斷完善和提高。如瑞士的一家工業(yè)公司采用了由激光加工中心及CNC自動車床和自動磨床組成的柔性制造單元，該單元由于改用激光加工中心來代替原來的銑床，生產(chǎn)率提高了很多倍，而且產(chǎn)品精度高、質(zhì)量好。以數(shù)控加工為例，為向柔性制造提供基礎(chǔ)設(shè)備，要求數(shù)控系統(tǒng)不僅能完成通常的加工功能，而且還應(yīng)具備自動測量、自動上下料、自動

13、換刀、自動更換主軸頭(有時帶坐標變換)、自動誤差補償、自動診斷、進線和聯(lián)網(wǎng)功能，特別是依據(jù)用戶的不同要求，方便靈活地配置和集成。各種相關(guān)技術(shù)的不斷進步，促使柔性制造規(guī)模不斷擴大，將對汽車生產(chǎn)產(chǎn)生深刻影響。2.3汽車制造業(yè)對柔性化的要求在工業(yè)化國家中，F(xiàn)MS 作為邁向工廠自動化的第一步，已獲得了實際的應(yīng)用。它的應(yīng)用，圓滿地解決了機械制造高自動化和高柔性之間的矛盾。近年來，柔性化生產(chǎn)制造方式越來越流行，不斷地滲透到眾多產(chǎn)品密集型制造行業(yè)中。從實際應(yīng)用上來說，它解決了長期以來多品種小批量加工自動化的難題，也能夠適應(yīng)產(chǎn)品不斷更新的需求，因此廣受眾多廠家歡迎，在汽車零部件制造業(yè)內(nèi)尤為突出。中國已成為世界

14、上柔性自動生產(chǎn)線（簡稱 FTL）應(yīng)用最熱和進口最多的國家，目前已經(jīng)安裝超過100 條生產(chǎn)線，每條的單價約為 1.6 億元人民幣。設(shè)備開動后的好處非常明顯，大大縮短了交貨周期，產(chǎn)量提升也快很多， 這主要歸功于整條生產(chǎn)線工藝成熟，柔性很強。柔性生產(chǎn)線必須能完成多種加工，有利于實現(xiàn)批量生產(chǎn)、降低庫存費用和提高設(shè)備利用率；在操作上，當(dāng)機器出現(xiàn)故障時，也易于實現(xiàn)動態(tài)調(diào)度。汽車業(yè)界對柔性化的具體要求，除了生產(chǎn)柔性外，還包含產(chǎn)品柔性和市場柔性。3柔性制造技術(shù)的發(fā)展3.1FMC將成為發(fā)展和應(yīng)用的熱門技術(shù) 這是因為FMC的投資比FMS少得多而經(jīng)濟效益相接近,更適用于財力有限的中小型企業(yè)。目前國外眾多廠家將FMC

15、列為發(fā)展之重。3.2發(fā)展效率更高的FML 多品種大批量的生產(chǎn)企業(yè)如汽車及拖拉機等工廠對FML的需求引起了FMS制造廠的極大關(guān)注。采用價格低廉的專用數(shù)控機床替代通用的加工中心將是FML的發(fā)展趨勢。3.3朝多功能方向發(fā)展 由單純加工型FMS進一步發(fā)展成以焊接、裝配、檢驗及鈑材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能的FMS。4總結(jié)隨著社會的不斷發(fā)展，企業(yè)面臨不斷變化的經(jīng)營環(huán)境的挑戰(zhàn)，市場競爭的全球化、顧客和市場需求的多樣化和不確定性、產(chǎn)品壽命的縮短、價格競爭的加劇等等都給企業(yè)現(xiàn)存的生產(chǎn)方式提出更新的、更高的要求。為了在殘酷的競爭中生存和發(fā)展，企業(yè)就必須研究一些低成本并且能夠快速反應(yīng)的制造方法，柔性制

16、造技術(shù)就是這些方法的總稱。因此，與其說柔性制造是一種生產(chǎn)方式，還不如說是一種全新的制造理念。并且柔性制造技術(shù)已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。近年來，柔性制造作為一種現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)“哲理”和工廠自動化的先進模式已為國際上所公認。可以這樣認為：柔性制造技術(shù)是在自動化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，將以往企業(yè)中相互獨立的工程設(shè)計、生產(chǎn)制造及經(jīng)營管理等過程，在計算機及其軟件的支撐下，構(gòu)成一個覆蓋整個企業(yè)的完整而有機的系統(tǒng)，以實現(xiàn)全局動態(tài)最優(yōu)化，總體高效益、高柔性，并進而贏得競爭全勝的智能制造技術(shù)。它作為當(dāng)今世界制造自動化技術(shù)發(fā)展的前沿科技，為未來機構(gòu)制造工廠提供了一幅宏偉的藍圖，將成為21世紀機構(gòu)制造業(yè)的主要生產(chǎn)模式。參考文獻：1嚴