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柔性制造定義

柔性制造系統(tǒng)(FMS)

關(guān)于柔性制造系統(tǒng)的定義很多，權(quán)威性的定義有:

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局把FMS定義為：“由一個(gè)傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設(shè)備，傳輸裝置把工件放在其他聯(lián)結(jié)裝置上送到各加工設(shè)備，使工件加工準(zhǔn)確、迅速和自動(dòng)化。中央計(jì)算機(jī)控制機(jī)床和傳輸系統(tǒng)，柔性制造系統(tǒng)有時(shí)可同時(shí)加工幾種不同的零件。 國(guó)際生產(chǎn)工程研究協(xié)會(huì)指出“柔性制造系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)化的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，在最少人的干預(yù)下，能夠生產(chǎn)任何范圍的產(chǎn)品族，系統(tǒng)的柔性通常受到系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所考慮的產(chǎn)品族的限制?！倍覈?guó)國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)則定義為“柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，它包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)?！焙?jiǎn)單地說，F(xiàn)MS是由若干數(shù)控設(shè)備、物料運(yùn)貯裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種變化而迅速進(jìn)行調(diào)整的自動(dòng)化制造系統(tǒng) 。

柔性制造組成

常見的組成通常包括4臺(tái)或更多臺(tái)全自動(dòng)數(shù)控機(jī)床(加工中心與車削中心等)，由集中的控制系統(tǒng)及物料搬運(yùn)系統(tǒng)連接起來，可在不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量的加工及管理。反映工廠整體水平的FMS是第一代FMS，日本從1991年開始實(shí)施的“智能制造系統(tǒng)”(IMS)國(guó)際性開發(fā)項(xiàng)目，屬于第二代FMS;而真正完善的第二代FMS預(yù)計(jì)本世紀(jì)十年代后才會(huì)實(shí)現(xiàn)。

柔性制造FMC

FMC的問世并在生產(chǎn)中使用約比FMS晚6～8年，F(xiàn)MC可視為一個(gè)規(guī)模最小的FMS，是FMS向廉價(jià)化及小型化方向發(fā)展的一種產(chǎn)物，它是由1～2臺(tái)加工中心、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床及物料運(yùn)送存貯設(shè)備構(gòu)成，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)單機(jī)柔性化及自動(dòng)化，具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。迄今已進(jìn)入普及應(yīng)用階段。

柔性制造FML

它是處于單一或少品種大批量非柔性自動(dòng)線與中小批量多品種FMS之間的生產(chǎn)線。其加工設(shè)備可以是通用的加工中心、CNC機(jī)床;亦可采用專用機(jī)床或NC專用機(jī)床，對(duì)物料搬運(yùn)系統(tǒng)柔性的要求低于FMS，但生產(chǎn)率更高。它是以離散型生產(chǎn)中的柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生過程中的分散型控制系統(tǒng)(DCS)為代表，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化及自動(dòng)化，其技術(shù)已日臻成熟，迄今已進(jìn)入實(shí)用化階段。

柔性制造FMF

FMF是將多條FMS連接起來，配以自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系，采用從訂貨、設(shè)計(jì)、加工、裝配、檢驗(yàn)、運(yùn)送至發(fā)貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)投入實(shí)際，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化及自動(dòng)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)管理、產(chǎn)品加工及物料貯運(yùn)進(jìn)程的全盤化。FMF是自動(dòng)化生產(chǎn)的最高水平，反映出世界上最先進(jìn)的自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)。它是將制造、產(chǎn)品開發(fā)及經(jīng)營(yíng)管理的自動(dòng)化連成一個(gè)整體，以信息流控制物質(zhì)流的智能制造系統(tǒng)(IMS)為代表，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)工廠柔性化及自動(dòng)化。

產(chǎn)品的再制造過程一般包括七個(gè)步驟，即產(chǎn)品清洗、目標(biāo)對(duì)象拆卸、清洗、檢測(cè)、再制造零部件分類、再制造技術(shù)選擇、再制造、檢驗(yàn)等。

1.產(chǎn)品清洗

產(chǎn)品清洗是再制造工程的重要一步。清洗的清潔度對(duì)于產(chǎn)品性能的檢測(cè)，再制造目標(biāo)對(duì)象的準(zhǔn)確確定等非常重要。其目的是清除產(chǎn)品外部塵土、油污、泥沙等臟物。外部清洗一般采用1～10MPa壓力的冷水進(jìn)行沖洗。對(duì)于密度較大的厚層污物，可以加入適量的化學(xué)清洗劑，并提高噴射壓力和溫度。常用的清洗設(shè)備包括：?jiǎn)螛屔淞髑逑礄C(jī)、多噴嘴射流清洗機(jī)等。

2.目標(biāo)對(duì)象拆卸

通過分析產(chǎn)品零部件之間的約束關(guān)系，確定目標(biāo)對(duì)象的拆卸路徑，完成目標(biāo)對(duì)象拆卸。

3.目標(biāo)對(duì)象清洗

目標(biāo)對(duì)象的清洗就是根據(jù)目標(biāo)對(duì)象的材質(zhì)、精密程度、污染物性質(zhì)不同，以及零件清潔度的要求，選擇適宜的設(shè)備、工具、工藝和清洗介質(zhì)，對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行清洗。目標(biāo)對(duì)象清洗有助于發(fā)現(xiàn)目標(biāo)對(duì)象的問題和缺陷，在零件再制造過程中具有重要的意義。

4.目標(biāo)對(duì)象檢測(cè)

目標(biāo)對(duì)象檢測(cè)不僅影響再制造的質(zhì)量，也影響再制造的成本。零件從機(jī)器上拆下后，需要通過檢測(cè)確定技術(shù)狀態(tài)。常用的檢測(cè)內(nèi)容和方法有：

（1）零件幾何形狀精度。檢測(cè)項(xiàng)目有：圓度、圓柱度、平面度、直線度、線輪廓度和面輪廓度等。檢測(cè)一般采用通用量具，如游標(biāo)量具、螺旋測(cè)微量具、量規(guī)、千分表、百分表。

（2）零件表面位置精度。檢測(cè)項(xiàng)目有：同軸度、對(duì)稱度、位置度、平行度、垂直度、斜度以及跳動(dòng)等，檢測(cè)一般采用心軸、量規(guī)和百分表等通用量具相互配合進(jìn)行測(cè)量。

（3）零件表面質(zhì)量。檢測(cè)項(xiàng)目有：疲勞剝落、腐蝕麻點(diǎn)、裂紋與刮痕等，裂紋可采用滲透探傷、磁粉探傷、渦流探傷以及超聲波探傷等。

（4）零件內(nèi)部缺陷。內(nèi)部缺陷包括裂紋、氣孔、疏松、夾雜等。主要用射線及超聲波探傷檢查，對(duì)于近表面的缺陷，也可用磁粉探傷和渦流探傷等。

（5）零件機(jī)械物理性能。零件的硬度可用電磁感應(yīng)、超聲和剩磁等方法進(jìn)行無損檢測(cè)；硬化層深度、磁導(dǎo)率等可用電磁感應(yīng)法進(jìn)行無損檢驗(yàn)；表面應(yīng)力狀態(tài)可采用X射線、光彈、磁性和超聲波等方法測(cè)量。

（6）零件重量與平衡。有些零件如活塞、活塞連桿組的重量差需要檢測(cè)。有些高速零件，如曲軸飛輪組、汽車傳動(dòng)軸等需要進(jìn)行動(dòng)平衡檢查。高速零件不平衡將引起振動(dòng)，并對(duì)其他零部件形成附加動(dòng)載荷，加速零件磨損或其他損傷。動(dòng)平衡需要在專門的動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行。

5.再制造零部件分類

再制造零部件應(yīng)根據(jù)其幾何形狀、損壞性質(zhì)和工藝特性的共同性分類。零件分類的目的主要有：

①用以制定典型工藝過程和成組工藝過程。

②確定通用的再制造設(shè)備，以再制造成組的類似零件。

③合理組織工作地點(diǎn)。

④對(duì)相同的和類似的零件進(jìn)行再制造時(shí)，消除定額指標(biāo)的差異。

⑤使得統(tǒng)計(jì)、計(jì)劃生產(chǎn)及其他作業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。

⑥建立合理的車間內(nèi)和車間之間的運(yùn)輸圖。

⑦對(duì)再制造企業(yè)的零件再制造工段和車間選擇最佳的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。

綜上所述，再制造零件的分類為再制造企業(yè)采用大批量或批量方法實(shí)現(xiàn)再制造提供了條件。

6.再制造技術(shù)選擇

根據(jù)再制造企業(yè)的技術(shù)水平、目標(biāo)對(duì)象的損壞情況以及各種再制造技術(shù)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境特性選擇適宜的再制造技術(shù)。

7.再制造

根據(jù)所選的再制造技術(shù)，進(jìn)行目標(biāo)對(duì)象的再制造。

8.檢驗(yàn)

對(duì)再制造后的目標(biāo)零件進(jìn)行檢驗(yàn)，看是否達(dá)到技術(shù)要求。其具體內(nèi)容和方法同目標(biāo)對(duì)象檢測(cè) 。

制造業(yè)的制造活動(dòng)是多樣的，根據(jù)生產(chǎn)制造的目的和前提，制造環(huán)境以分為定貨生產(chǎn)、裝配生產(chǎn)、工程生產(chǎn)和備貨生產(chǎn)等4種制造方法。

工程生產(chǎn)的交貨時(shí)間通常比定貨生產(chǎn)、裝配生產(chǎn)和備貨生產(chǎn)都長(zhǎng)。

這也就是制造業(yè)的生產(chǎn)銷售環(huán)境，它們提前期的長(zhǎng)短和工廠的制造

配置方式是不同的。

有時(shí)在一個(gè)公司里，同時(shí)混合存在著多種制造方法。

1. 訂貨生產(chǎn)（Make-To-Order，簡(jiǎn)稱MTO）

訂貨生產(chǎn)：能夠制造多種產(chǎn)品，只保持少量產(chǎn)成品庫(kù)存，生產(chǎn)提前期短，交貨期也短。

訂貨生產(chǎn)主要關(guān)心生產(chǎn)計(jì)劃與控制。因?yàn)樵谟嗀浬a(chǎn)中，大部分是新的訂單，重復(fù)作業(yè)的比率不高，所以迅速地報(bào)告問題與更快地作出反應(yīng)，以解決機(jī)器安裝、物料計(jì)劃更改等問題就變得非常重要了。

2. 裝配生產(chǎn)（Assembly-To-Order，簡(jiǎn)稱ATO）

裝配生產(chǎn)是訂貨生產(chǎn)中的一種特例。即訂單上所需要的最終產(chǎn)品是由庫(kù)存中現(xiàn)有的零部件組裝而成的，它

往往用于系列可選產(chǎn)品的訂貨生產(chǎn)中。這些零部件一般是通用的零部件，并且是事先生產(chǎn)好之后存入倉(cāng)庫(kù)的，當(dāng)客戶需要時(shí)，將它們裝配起來就行了。

3. 工程生產(chǎn)（Engineer-To-Order，簡(jiǎn)稱ETO）

工程生產(chǎn)是以工程項(xiàng)目來組織生產(chǎn)的，如電梯、鍋爐、造船等生產(chǎn)。一般產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通用件和標(biāo)準(zhǔn)件少。先要進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，因此提前期長(zhǎng)，交貨期也長(zhǎng)。

面向工程項(xiàng)目的企業(yè)通常給計(jì)劃者提供不變的積壓訂單來進(jìn)行生產(chǎn)

日程的安排。

4. 備貨生產(chǎn)（Make-To-Stock，簡(jiǎn)稱MTS）

備貨生產(chǎn)：接受訂單之前，就開始組織生產(chǎn)。一般有多種產(chǎn)品、多個(gè)地點(diǎn)的產(chǎn)成品庫(kù)存，供客戶選擇。

在備貨生產(chǎn)中，由于掌握了生產(chǎn)計(jì)劃和控制的主動(dòng)權(quán)，所以提前期較短，交貨準(zhǔn)時(shí)。

生產(chǎn)計(jì)劃比較正確有效，庫(kù)存為需求與供應(yīng)的變化提供了緩沖，客戶服務(wù)可得到相當(dāng)大的改善，設(shè)備維護(hù)可采用計(jì)劃維護(hù)方式。

生產(chǎn)銷售環(huán)境受兩種周期的制約。

一是從客戶簽訂銷售合同開始，到客戶收到訂購(gòu)的產(chǎn)品或貨物為止的時(shí)期，稱之為需求周期（demand cycle，用D表示），也稱客戶交貨提前期（customer delivery lead time，簡(jiǎn)稱CDL）。

另一種是從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備開始到客戶收到貨物為止的時(shí)期，稱為生產(chǎn)周期（production cycle，用P表示）。

兩種周期之比稱為P/D值。各種銷售環(huán)境的需求周期（D）同生產(chǎn)周期（P）的關(guān)系可用圖2-2來說明。