智能產(chǎn)線單機(jī)、單元仿真與調(diào)試 課件 1.1柔性線生產(chǎn)管理概述

1.1柔性線生產(chǎn)管理概述PARTONE柔性化生產(chǎn)概要1、柔性化生產(chǎn)的定義與背景第一部分

柔性化生產(chǎn)概要從市場(chǎng)的歷史發(fā)展來看，在工業(yè)化形成的初期，市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品有著充分的需求。這一時(shí)期的特點(diǎn)是：產(chǎn)品品種單一、生命周期很長(zhǎng)、產(chǎn)品數(shù)量很多，各類產(chǎn)品的生產(chǎn)、開發(fā)、銷售主要控制在少數(shù)企業(yè)手里。這就促使企業(yè)采用自動(dòng)生產(chǎn)線提高生產(chǎn)率以滿足市場(chǎng)的需求。19世紀(jì)60年代后，世界市場(chǎng)發(fā)生了很大的變化，對(duì)許多產(chǎn)品的需求呈現(xiàn)飽和趨勢(shì)，出現(xiàn)產(chǎn)品品種日益增多、產(chǎn)品生命周期明顯縮短以及產(chǎn)品交貨期縮短的新特征，企業(yè)之間面臨著激烈的競(jìng)爭(zhēng)。企業(yè)為了贏得競(jìng)爭(zhēng)的勝利，就要按照客戶的不同需求進(jìn)行生產(chǎn)，因此必須使生產(chǎn)柔性化，從而適應(yīng)市場(chǎng)的變化。第一部分

柔性化生產(chǎn)概要顧客是上帝停工待料積壓庫存設(shè)備故障質(zhì)量問題供應(yīng)商管理．等無法滿足客戶需求被市場(chǎng)淘汰訂單變化新產(chǎn)品授放加快產(chǎn)品更改頻繁品質(zhì)＼價(jià)格＼交貨期快速響應(yīng)等等一系列因素出現(xiàn)了柔性化生產(chǎn)2、什么是柔性管理

第一部分

柔性化生產(chǎn)概要柔性管理從本質(zhì)上說是一種對(duì)“穩(wěn)定和變化”進(jìn)行管理的新方略。柔性管理理念的確立，以思維方式從線性到非線性的轉(zhuǎn)變?yōu)榍疤?。線性思維的特征是歷時(shí)性，而非線性思維的特征是共時(shí)性，也就是同步轉(zhuǎn)型。從表面混沌的繁雜現(xiàn)象中，看出事物發(fā)展和演化的自然秩序，洞悉下一步前進(jìn)的方向，識(shí)別潛在的未知需要和開拓的市場(chǎng)，進(jìn)而預(yù)見變化并自動(dòng)應(yīng)付變化，這就是柔性管理的任務(wù)。柔性管理以“人性化”為標(biāo)志，強(qiáng)調(diào)跳躍和變化、速度和反應(yīng)、靈敏與彈性，它注重平等和尊重、創(chuàng)造和直覺、主動(dòng)和企業(yè)精神、遠(yuǎn)見和價(jià)值控制，它依據(jù)信息共享、虛擬整合、競(jìng)爭(zhēng)性合作、差異性互補(bǔ)、虛擬實(shí)踐社團(tuán)等，實(shí)現(xiàn)管理和運(yùn)營(yíng)知識(shí)由隱性到顯性的轉(zhuǎn)化，從而創(chuàng)造競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。PARTTWO柔性生產(chǎn)作用及特點(diǎn)1、柔性生產(chǎn)方式的含義第一部分

柔性化生產(chǎn)概要柔性生產(chǎn)方式適用于品種很多、批量很小、交貨期嚴(yán)格的訂單生產(chǎn)。它的含義主要包括兩個(gè)方面：生產(chǎn)量的柔性和時(shí)間的柔性。一般說來，柔性生產(chǎn)的柔性應(yīng)該正比于銷售量的自由變化幅度，反比于能夠?qū)崿F(xiàn)銷售量自由變化的幅度所需對(duì)應(yīng)的時(shí)間。2、柔性生產(chǎn)作用:第二部分

柔性化生產(chǎn)作用及特點(diǎn)柔性可以表述為兩個(gè)方面：第一方面是系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力，可用系統(tǒng)滿足。新產(chǎn)品要求的程度來衡量；第二方面是系統(tǒng)適應(yīng)內(nèi)部變化的能力。第二部分

柔性化生產(chǎn)作用及特點(diǎn)生產(chǎn)量的柔性工廠在組織生產(chǎn)前通過市場(chǎng)調(diào)研，預(yù)測(cè)出市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求量，并以此為依據(jù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。但是，由于市場(chǎng)需求是千變?nèi)f化的，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力很難與市場(chǎng)的實(shí)際需求完全吻合，這就需要設(shè)計(jì)柔性的生產(chǎn)量。如圖所示，如果設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力高于市場(chǎng)的實(shí)際需求，那么企業(yè)的固定生產(chǎn)成本就會(huì)大大提高，導(dǎo)致企業(yè)虧本；如果設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力不能滿足市場(chǎng)需求的增加，那么企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力受到影響，企業(yè)同樣可能虧損。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式中，生產(chǎn)線一旦確定，企業(yè)的生產(chǎn)能力也就隨之確定，很難做到柔性化生產(chǎn)。JIT將工廠設(shè)計(jì)為柔性化的工廠，它的生產(chǎn)量完全可以根據(jù)銷售量自由變化的幅度做出調(diào)整，這樣既能降低成本，又能滿足市場(chǎng)供應(yīng)，增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。一般說來，生產(chǎn)量的柔性越大越好，但是這一點(diǎn)很難實(shí)現(xiàn)。第二部分

柔性化生產(chǎn)作用及特點(diǎn)時(shí)間的柔性當(dāng)市場(chǎng)需求發(fā)生改變的情況下，生產(chǎn)線上生產(chǎn)量的調(diào)整是需要一定時(shí)間的。例如，生產(chǎn)線生產(chǎn)某種產(chǎn)品的能力原來為每月500噸，現(xiàn)在要調(diào)整為每月生產(chǎn)800噸，這就需要一定的時(shí)間來完成生產(chǎn)能力的變化。因此，柔性的生產(chǎn)方式還體現(xiàn)在時(shí)間的柔性上。如圖所示，在傳統(tǒng)的剛性生產(chǎn)方式下，生產(chǎn)線上生產(chǎn)量的調(diào)整一般需要半年甚至一年的時(shí)間，這樣往往不能適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化而導(dǎo)致企業(yè)虧本。而柔性化生產(chǎn)的工廠完全可以在一個(gè)星期甚至三天內(nèi)完成這種變化。因此，時(shí)間的柔性就是要求讓銷量自由變化的幅度所對(duì)應(yīng)的時(shí)間越短越好。2、柔性生產(chǎn)作用:第二部分

柔性化生產(chǎn)作用及特點(diǎn)柔性可以表述為兩個(gè)方面：第一方面是系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力，可用系統(tǒng)滿足。新產(chǎn)品要求的程度來衡量；第二方面是系統(tǒng)適應(yīng)內(nèi)部變化的能力。2、柔性生產(chǎn)作用:第二部分

柔性化生產(chǎn)作用及特點(diǎn)柔性可以表述為兩個(gè)方面：第一方面是系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力，可用系統(tǒng)滿足。新產(chǎn)品要求的程度來衡量；第二方面是系統(tǒng)適應(yīng)內(nèi)部變化的能力。外部需求產(chǎn)品：Ｘ，Ｙ工廠內(nèi)部急時(shí)應(yīng)變。Ｘ。Ｙ產(chǎn)品制造出產(chǎn)品：Ｘ，Ｙ滿足顧客獲取最大利潤(rùn)2、柔性生產(chǎn)作用:第二部分

柔性化生產(chǎn)作用及特點(diǎn)柔性可以表述為兩個(gè)方面：第一方面是系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力，可用系統(tǒng)滿足。新產(chǎn)品要求的程度來衡量；第二方面是系統(tǒng)適應(yīng)內(nèi)部變化的能力。PARTThree柔性生產(chǎn)線概述1、柔性生產(chǎn)線:第三部分

柔性生產(chǎn)線概述1967年，美國(guó)的懷特·森斯特蘭公司建成OmnilineI系統(tǒng)，它由八臺(tái)加工中心和兩臺(tái)多軸鉆床組成，工件被裝在托盤上的夾具中，按固定順序以一定節(jié)拍在各機(jī)床間傳送和進(jìn)行加工。這種柔性自動(dòng)化設(shè)備適于少品種、大批量生產(chǎn)中使用，在形式上與傳統(tǒng)的自動(dòng)生產(chǎn)線相似，所以也叫柔性自動(dòng)線。日本、前蘇聯(lián)、德國(guó)等也都先后開展了FMS的研制工作。1976年，日本發(fā)那科公司展出了由加工中心和工業(yè)機(jī)器人組成的柔性制造單元(簡(jiǎn)稱FMC)，為發(fā)展FMS提供了重要的設(shè)備形式。柔性制造單元(FMC)一般由12臺(tái)數(shù)控機(jī)床與物料傳送裝置組成，有獨(dú)立的工件儲(chǔ)存站和單元控制系統(tǒng)，能在機(jī)床上自動(dòng)裝卸工件，甚至自動(dòng)檢測(cè)工件，可實(shí)現(xiàn)有限工序的連續(xù)生產(chǎn)，適于多品種小批量生產(chǎn)應(yīng)用。隨著時(shí)間的推移，F(xiàn)MS在技術(shù)上和數(shù)量上都有較大發(fā)展，實(shí)用階段，以由3－5臺(tái)設(shè)備組成的FMS為最多，但也有規(guī)模更龐大的系統(tǒng)投入使用。1982年，日本發(fā)那科公司建成自動(dòng)化電機(jī)加工車間，由60個(gè)柔性制造單元（包括50個(gè)工業(yè)機(jī)器人）和一個(gè)立體倉庫組成，另有兩臺(tái)自動(dòng)引導(dǎo)臺(tái)車傳送毛坯和工件，此外還有一個(gè)無人化電機(jī)裝配車間，它們都能連續(xù)24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。這種自動(dòng)化和無人化車間，是向?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)集成的自動(dòng)化工廠邁出的重要一步。與此同時(shí)，還出現(xiàn)了若干僅具有FMS基本特征，但自動(dòng)化程度不很完善的經(jīng)濟(jì)型FMS，使FMS的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)成就得到普及應(yīng)用。2、工藝基礎(chǔ)第三部分

柔性生產(chǎn)線概述FMS的工藝基礎(chǔ)是成組技術(shù)，它按照成組的加工對(duì)象確定工藝過程，選擇相適應(yīng)的數(shù)控加工設(shè)備和工件、工具等物料的儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，并由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，故能自動(dòng)調(diào)整并實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)多種工件的成批高效生產(chǎn)(即具有“柔性”)，并能及時(shí)地改變產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)需求。FMS兼有加工制造和部分生產(chǎn)管理兩種功能，因此能綜合地提高生產(chǎn)效益。FMS的工藝范圍正在不斷擴(kuò)大，可以包括毛坯制造、機(jī)械加工、裝配和質(zhì)量檢驗(yàn)等。投入使用的FMS，大都用于切削加工，也有用于沖壓和焊接的。3、加工設(shè)備第三部分

柔性生產(chǎn)線概述加工設(shè)備主要采用加工中心和數(shù)控車床，前者用于加工箱體類和板類零件，后者則用于加工軸類和盤類零件。中、大批量少品種生產(chǎn)中所用的FMS，常采用可更換主軸箱的加工中心，以獲得更高的生產(chǎn)效率。4、儲(chǔ)存和搬運(yùn)第三部分

柔性生產(chǎn)線概述儲(chǔ)存和搬運(yùn)系統(tǒng)搬運(yùn)的的物料有毛坯、工件、刀具、夾具、檢具和切屑等；儲(chǔ)存物料的方法有平面布置的托盤庫，也有儲(chǔ)存量較大的桁道式立體倉庫。毛坯一般先由工人裝入托盤上的夾具中，并儲(chǔ)存在自動(dòng)倉庫中的特定區(qū)域內(nèi)，然后由自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)根據(jù)物料管理計(jì)算機(jī)的指令送到指定的工位。固定軌道式臺(tái)車和傳送滾道適用于按工藝順序排列設(shè)備的FMS，自動(dòng)引導(dǎo)臺(tái)車搬送物料的順序則與設(shè)備排列位置無關(guān)，具有較大靈活性。工業(yè)機(jī)器人可在有限的范圍內(nèi)為1－4臺(tái)機(jī)床輸送和裝卸工件，對(duì)于較大的工件常利用托盤自動(dòng)交換裝置(簡(jiǎn)稱APC)來傳送，也可采用在軌道上行走的機(jī)器人，同時(shí)完成工件的傳送和裝卸。磨損了的刀具可以逐個(gè)從刀庫中取出更換，也可由備用的子刀庫取代裝滿待換刀具的刀庫。車床卡盤的卡爪、特種夾具和專用加工中心的主軸箱也可以自動(dòng)更換。切屑運(yùn)送和處理系統(tǒng)是保證FMS連續(xù)正常工作的必要條件，一般根據(jù)切屑的形狀、排除量和處理要求來選擇經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案。5、信息控制第三部分

柔性生產(chǎn)線概述FMS信息控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成形式很多，但一般多采用群控方式的遞階系統(tǒng)。第一級(jí)為各個(gè)工藝設(shè)備的計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(CNC)，實(shí)現(xiàn)各的口工過程的控制；第二級(jí)為群控計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)把來自第三級(jí)計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)計(jì)劃和數(shù)控指令等信息，分配給第一級(jí)中有關(guān)設(shè)備的數(shù)控裝置，同時(shí)把它們的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況信息上報(bào)給上級(jí)計(jì)算機(jī)；第三級(jí)是FMS的主計(jì)算機(jī)(控制計(jì)算機(jī))，其功能是制訂生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，實(shí)施FMS運(yùn)行狀態(tài)的管理，及各種數(shù)據(jù)的管理；第四級(jí)是全廠的管理計(jì)算機(jī)。性能完善的軟件是實(shí)現(xiàn)FMS功能的基礎(chǔ)，除支持計(jì)算機(jī)工作的系統(tǒng)軟件外，數(shù)量更多的是根據(jù)使用要求和用戶經(jīng)驗(yàn)所發(fā)展的專門應(yīng)用軟件，大體上包括控制軟件(控制機(jī)床、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、檢驗(yàn)裝置和監(jiān)視系統(tǒng))、計(jì)劃管理軟件(調(diào)度管理、質(zhì)量管理、庫存管理、工裝管理等)和數(shù)據(jù)管理軟件(仿真、檢索和各種數(shù)據(jù)庫)等。為保證FMS的連續(xù)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，須對(duì)刀具和切削過程進(jìn)行監(jiān)視，可能采用的方法有：測(cè)量機(jī)床主軸電機(jī)輸出的電流功率，或主軸的扭矩；利用傳感器拾取刀具破裂的信號(hào)；利用接觸測(cè)頭直接測(cè)量刀具的刀刃尺寸或工件加工面尺寸的變化；累積計(jì)算刀具的切削時(shí)間以進(jìn)行刀具壽命管理。此外，還可利用接觸測(cè)頭來測(cè)量機(jī)床熱變形和工件安裝誤差，并據(jù)此對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。PARTFour柔性生產(chǎn)線設(shè)計(jì)1、常用柔性生產(chǎn)線:第四部分

柔性生產(chǎn)線設(shè)計(jì)一字形線體U字形線體Z字形線體C字形線體第四部分

柔性生產(chǎn)線設(shè)計(jì)