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未來中國,以大批量生產(chǎn)、低成本取勝的勞動密集型產(chǎn)業(yè)外遷到東南亞勢不可擋,中國可以留下的就是小批量、定制化的柔性制造產(chǎn)能。換個角度理解這句話,如果中國能大規(guī)模的改造生產(chǎn)制造系統(tǒng),使之都具備柔性化生產(chǎn)能力,那么就可以把更多的制造業(yè)留住中國。
所謂柔性化生產(chǎn)是指,在品質(zhì)、交期、成本保持一致的條件下,生產(chǎn)線在大批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)之間任意切換。
柔性制造系統(tǒng)(FMS)具有高度柔性和自動化的加工能力,適應(yīng)了產(chǎn)品快速變化的要求,是智能工廠建設(shè)的新方向。
柔性制造系統(tǒng)(FMS)是指通過總控制計算機(jī)配置多通道協(xié)議控制管理軟件,既能兼容ERP,MES等企業(yè)管理軟件,同時兼容各類機(jī)床設(shè)備硬件控制系統(tǒng)如西門子,發(fā)那科,三菱等工控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)跨平臺信息控制交流與共享;配備RGV或者AGV實(shí)現(xiàn)物流管理;并能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)所有物流,設(shè)備,加工信息向總控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)反饋;具有物料流或者信息流自動化的制造系統(tǒng)都可以稱為柔性自動化生產(chǎn)線,主要特征:工序集中,沒有固定的生產(chǎn)節(jié)拍,以及物流的非順序輸送。適用于航空航天,工程機(jī)械,機(jī)械裝備制造,柴油機(jī),新能源汽車等行業(yè)多品種,小批量生產(chǎn)場景;特點(diǎn)是工序集成,無人黑燈生產(chǎn),工藝程序復(fù)雜制造。
按照制造系統(tǒng)的規(guī)模、柔性和其它特征,柔性自動化具有多種形式,F(xiàn)MS柔性制造系統(tǒng)(以下簡稱:FMS)就是屬于其中之一;除此之外,它還包含單獨(dú)制造島(AMI),柔性制造單元(FMC)、柔性制造車間和自動化工廠等。
FMS定義:由一個傳輸系統(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、迅速和自動化??傆嬎銠C(jī)控制機(jī)床和傳輸系統(tǒng),柔性制造系統(tǒng)有時可同時加工幾種不同的零件。也就是說FMS系統(tǒng)可以適應(yīng)多種加工類型,如機(jī)械加工、鈑金加工、激光加工、噴涂加工等。例如機(jī)械加工FMS包括若干臺加工中心、機(jī)器人去毛刺單元、清洗單元、軌道輸送車等設(shè)備和控制軟件,配備了立體貨架,放置工件和工裝,可以完成從粗到精的全自動加工。
FMS是一種柔性的自動化生產(chǎn)線系統(tǒng),在當(dāng)今苛刻的生存環(huán)境中,是一種有效提高公司業(yè)務(wù)潛力的實(shí)踐手段。
FMS具有如下三大特性:
?靈活 根據(jù)實(shí)際情況變更生產(chǎn)的零件種類,同時可以多種零件同時生產(chǎn),還可以根據(jù)目前訂單或者任務(wù)緊急情況調(diào)整生產(chǎn)任務(wù)。
?高效 在上料口人工預(yù)先將工件裝夾好,節(jié)約了設(shè)備裝夾等待時間和更換夾具的時間,提高了設(shè)備的利用率。
?智能 通過生產(chǎn)規(guī)劃和物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合,F(xiàn)MS可以為您提供無人值守熄燈生產(chǎn)模式。
FMS系統(tǒng)是一種具有很高柔性的自動化制造系統(tǒng),它有如下主要優(yōu)勢:
1、對加工對象具有快速應(yīng)變能力。FMS有其內(nèi)在的靈活性,能適應(yīng)由于市場需求變化和工程設(shè)計變更所出現(xiàn)的變動,進(jìn)行多品種生產(chǎn)。而且還能在不明顯打亂正常生產(chǎn)計劃的情況下,插入備件和急件制造任務(wù)。
2、保證系統(tǒng)具有一定柔性的同時,還具有較高的設(shè)備利用率。FMS能獲得高效率的原因,一是控制系統(tǒng)給每個加工對象都安排了加工機(jī)床,一旦機(jī)床空閑,即刻將零件送上加工,同時將相應(yīng)的數(shù)控加工程序輸入這臺機(jī)床。二是由于送入機(jī)床的零件早已在裝卸站上裝夾在托盤上,因而機(jī)床無需等待零件的裝夾。
3、減少了工序中在制品量,縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。和一般加工相比,F(xiàn)MS由于縮短了等待加工時間,因而在減少工序中零件的積存數(shù)量上有驚人的效果。促成等待加工時間縮短的因素主要有:系統(tǒng)占用的場地小;在制品流動路線縮短;加工工序集中,零件裝夾次數(shù)減少;計算機(jī)按制定的進(jìn)度計劃高效地把零件分批送入FMS加工。
4、產(chǎn)品質(zhì)量高、穩(wěn)定性好。FMS與聯(lián)成系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床相比,產(chǎn)品質(zhì)量高,并具有良好的質(zhì)量穩(wěn)定性。高度的自動化,零件裝卡次數(shù)的減少,工裝的精心準(zhǔn)備等都有利于提高單個零件的質(zhì)量。
5、維持生產(chǎn)能力強(qiáng)。許多FMS系統(tǒng)設(shè)計成具有當(dāng)一臺或幾臺機(jī)床發(fā)生故障時仍能降級運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。即采用了加工能力有冗余度的設(shè)計,并使物料傳送系統(tǒng)有自行繞過故障機(jī)床的能力。此時,雖然生產(chǎn)率要降低些,但系統(tǒng)仍能維持生產(chǎn)。
6、減少設(shè)備投資。由于設(shè)備利用率高,F(xiàn)MS就能以較少的設(shè)備來完成同樣的工作量。把車間采用的多臺加工中心換成柔性制造系統(tǒng),其投資一般可減少三分之二。
7、減少直接工時費(fèi)用。數(shù)控機(jī)床是在計算機(jī)控制下進(jìn)行工作的,整個系統(tǒng)除工件裝卸外,不需工人去操縱。
根據(jù)中國市場的發(fā)展形勢,未來市場對產(chǎn)品的需求將是個性化的,無論是在生產(chǎn)實(shí)施還是制造需求方面,推動FMS的實(shí)施都符合個性化需求發(fā)展的大趨勢。FMS系統(tǒng)在加工柔性上有明顯的提高,它具有多種加工方法,特別適應(yīng)多品種小批量的生產(chǎn)類型。機(jī)械加工企業(yè)的生產(chǎn)是非常合適FMS的,它實(shí)現(xiàn)了機(jī)械加工過程和物料運(yùn)輸?shù)母叨茸詣踊?/p>
?更高度的集成 通過先進(jìn)制造技術(shù)、信息化技術(shù)和智能技術(shù)等的集成和融合,實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成、刀具集成、工裝集成、檢測集成、物流集成、信息化網(wǎng)集成、車間管理集成。
?應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大 如金屬切削柔性制造系統(tǒng)的批量適應(yīng)范圍和品種適應(yīng)范圍正逐步擴(kuò)大,另一方面,柔性制造系統(tǒng)由當(dāng)初的金屬切削加工向金屬熱加工、裝配等整個機(jī)械制造范圍發(fā)展,并迅速向電子、食品、藥品、化工等各行業(yè)滲透。
?向“自律分散式”發(fā)展 自律分散式單元構(gòu)成的FMS系統(tǒng)由各個單獨(dú)平等的柔性制造單元(FMC)組成的,完全區(qū)別于過去的FMS系統(tǒng),可結(jié)合市場及實(shí)際生產(chǎn)需求,通過自立分散式單元來擴(kuò)展制造柔性,根據(jù)市場及產(chǎn)品變化,對機(jī)床及周邊設(shè)備進(jìn)行靈活組合,來適應(yīng)產(chǎn)品的生產(chǎn)需求。
?單項(xiàng)技術(shù)性能與系統(tǒng)性能不斷提高 例如采用各種新技術(shù),提高機(jī)床的加工精度、加工效率;綜合利用先進(jìn)的檢測手段、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和人工智能技術(shù),提高柔性制造系統(tǒng)各單元及系統(tǒng)的自我診斷、自我排錯、自我積累、自我學(xué)習(xí)能力;采用先進(jìn)的控制方法和計算機(jī)平臺技術(shù),實(shí)現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)的自協(xié)調(diào)、自重組和預(yù)警功能等。
未來中國,以大批量生產(chǎn)、低成本取勝的勞動密集型產(chǎn)業(yè)外遷到東南亞勢不可擋,中國可以留下的就是小批量、定制化的柔性制造產(chǎn)能。換個角度理解這句話,如果中國能大規(guī)模的改造生產(chǎn)制造系統(tǒng),使之都具備柔性化生產(chǎn)能力,那么就可以把更多的制造業(yè)留住中國。
所謂柔性化生產(chǎn)是指,在品質(zhì)、交期、成本保持一致的條件下,生產(chǎn)線在大批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)之間任意切換。
柔性制造系統(tǒng)(FMS)具有高度柔性和自動化的加工能力,適應(yīng)了產(chǎn)品快速變化的要求,是智能工廠建設(shè)的新方向。
柔性制造系統(tǒng)(FMS)是指通過總控制計算機(jī)配置多通道協(xié)議控制管理軟件,既能兼容ERP,MES等企業(yè)管理軟件,同時兼容各類機(jī)床設(shè)備硬件控制系統(tǒng)如西門子,發(fā)那科,三菱等工控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)跨平臺信息控制交流與共享;配備RGV或者AGV實(shí)現(xiàn)物流管理;并能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)所有物流,設(shè)備,加工信息向總控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)反饋;具有物料流或者信息流自動化的制造系統(tǒng)都可以稱為柔性自動化生產(chǎn)線,主要特征:工序集中,沒有固定的生產(chǎn)節(jié)拍,以及物流的非順序輸送。適用于航空航天,工程機(jī)械,機(jī)械裝備制造,柴油機(jī),新能源汽車等行業(yè)多品種,小批量生產(chǎn)場景;特點(diǎn)是工序集成,無人黑燈生產(chǎn),工藝程序復(fù)雜制造。
按照制造系統(tǒng)的規(guī)模、柔性和其它特征,柔性自動化具有多種形式,F(xiàn)MS柔性制造系統(tǒng)(以下簡稱:FMS)就是屬于其中之一;除此之外,它還包含單獨(dú)制造島(AMI),柔性制造單元(FMC)、柔性制造車間和自動化工廠等。
FMS定義:由一個傳輸系統(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、迅速和自動化。總計算機(jī)控制機(jī)床和傳輸系統(tǒng),柔性制造系統(tǒng)有時可同時加工幾種不同的零件。也就是說FMS系統(tǒng)可以適應(yīng)多種加工類型,如機(jī)械加工、鈑金加工、激光加工、噴涂加工等。例如機(jī)械加工FMS包括若干臺加工中心、機(jī)器人去毛刺單元、清洗單元、軌道輸送車等設(shè)備和控制軟件,配備了立體貨架,放置工件和工裝,可以完成從粗到精的全自動加工。
FMS是一種柔性的自動化生產(chǎn)線系統(tǒng),在當(dāng)今苛刻的生存環(huán)境中,是一種有效提高公司業(yè)務(wù)潛力的實(shí)踐手段。
FMS具有如下三大特性:
?靈活 根據(jù)實(shí)際情況變更生產(chǎn)的零件種類,同時可以多種零件同時生產(chǎn),還可以根據(jù)目前訂單或者任務(wù)緊急情況調(diào)整生產(chǎn)任務(wù)。
?高效 在上料口人工預(yù)先將工件裝夾好,節(jié)約了設(shè)備裝夾等待時間和更換夾具的時間,提高了設(shè)備的利用率。
?智能 通過生產(chǎn)規(guī)劃和物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合,F(xiàn)MS可以為您提供無人值守熄燈生產(chǎn)模式。
FMS系統(tǒng)是一種具有很高柔性的自動化制造系統(tǒng),它有如下主要優(yōu)勢:
1、對加工對象具有快速應(yīng)變能力。FMS有其內(nèi)在的靈活性,能適應(yīng)由于市場需求變化和工程設(shè)計變更所出現(xiàn)的變動,進(jìn)行多品種生產(chǎn)。而且還能在不明顯打亂正常生產(chǎn)計劃的情況下,插入備件和急件制造任務(wù)。
2、保證系統(tǒng)具有一定柔性的同時,還具有較高的設(shè)備利用率。FMS能獲得高效率的原因,一是控制系統(tǒng)給每個加工對象都安排了加工機(jī)床,一旦機(jī)床空閑,即刻將零件送上加工,同時將相應(yīng)的數(shù)控加工程序輸入這臺機(jī)床。二是由于送入機(jī)床的零件早已在裝卸站上裝夾在托盤上,因而機(jī)床無需等待零件的裝夾。
3、減少了工序中在制品量,縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。和一般加工相比,F(xiàn)MS由于縮短了等待加工時間,因而在減少工序中零件的積存數(shù)量上有驚人的效果。促成等待加工時間縮短的因素主要有:系統(tǒng)占用的場地??;在制品流動路線縮短;加工工序集中,零件裝夾次數(shù)減少;計算機(jī)按制定的進(jìn)度計劃高效地把零件分批送入FMS加工。
4、產(chǎn)品質(zhì)量高、穩(wěn)定性好。FMS與聯(lián)成系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床相比,產(chǎn)品質(zhì)量高,并具有良好的質(zhì)量穩(wěn)定性。高度的自動化,零件裝卡次數(shù)的減少,工裝的精心準(zhǔn)備等都有利于提高單個零件的質(zhì)量。
5、維持生產(chǎn)能力強(qiáng)。許多FMS系統(tǒng)設(shè)計成具有當(dāng)一臺或幾臺機(jī)床發(fā)生故障時仍能降級運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。即采用了加工能力有冗余度的設(shè)計,并使物料傳送系統(tǒng)有自行繞過故障機(jī)床的能力。此時,雖然生產(chǎn)率要降低些,但系統(tǒng)仍能維持生產(chǎn)。
6、減少設(shè)備投資。由于設(shè)備利用率高,F(xiàn)MS就能以較少的設(shè)備來完成同樣的工作量。把車間采用的多臺加工中心換成柔性制造系統(tǒng),其投資一般可減少三分之二。
7、減少直接工時費(fèi)用。數(shù)控機(jī)床是在計算機(jī)控制下進(jìn)行工作的,整個系統(tǒng)除工件裝卸外,不需工人去操縱。
根據(jù)中國市場的發(fā)展形勢,未來市場對產(chǎn)品的需求將是個性化的,無論是在生產(chǎn)實(shí)施還是制造需求方面,推動FMS的實(shí)施都符合個性化需求發(fā)展的大趨勢。FMS系統(tǒng)在加工柔性上有明顯的提高,它具有多種加工方法,特別適應(yīng)多品種小批量的生產(chǎn)類型。機(jī)械加工企業(yè)的生產(chǎn)是非常合適FMS的,它實(shí)現(xiàn)了機(jī)械加工過程和物料運(yùn)輸?shù)母叨茸詣踊?/p>
?更高度的集成 通過先進(jìn)制造技術(shù)、信息化技術(shù)和智能技術(shù)等的集成和融合,實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成、刀具集成、工裝集成、檢測集成、物流集成、信息化網(wǎng)集成、車間管理集成。
?應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大 如金屬切削柔性制造系統(tǒng)的批量適應(yīng)范圍和品種適應(yīng)范圍正逐步擴(kuò)大,另一方面,柔性制造系統(tǒng)由當(dāng)初的金屬切削加工向金屬熱加工、裝配等整個機(jī)械制造范圍發(fā)展,并迅速向電子、食品、藥品、化工等各行業(yè)滲透。
?向“自律分散式”發(fā)展 自律分散式單元構(gòu)成的FMS系統(tǒng)由各個單獨(dú)平等的柔性制造單元(FMC)組成的,完全區(qū)別于過去的FMS系統(tǒng),可結(jié)合市場及實(shí)際生產(chǎn)需求,通過自立分散式單元來擴(kuò)展制造柔性,根據(jù)市場及產(chǎn)品變化,對機(jī)床及周邊設(shè)備進(jìn)行靈活組合,來適應(yīng)產(chǎn)品的生產(chǎn)需求。
?單項(xiàng)技術(shù)性能與系統(tǒng)性能不斷提高 例如采用各種新技術(shù),提高機(jī)床的加工精度、加工效率;綜合利用先進(jìn)的檢測手段、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和人工智能技術(shù),提高柔性制造系統(tǒng)各單元及系統(tǒng)的自我診斷、自我排錯、自我積累、自我學(xué)習(xí)能力;采用先進(jìn)的控制方法和計算機(jī)平臺技術(shù),實(shí)現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)的自協(xié)調(diào)、自重組和預(yù)警功能等。