什么是柔性制造，有何优缺点？

1　基本概念
　　1 1　柔性柔性可以表述为两个方面。
　　第一方面是系统适应外部环境变化的能力,可用系统满足新产品要求的程度来衡量;第二方面是系统适应内部变化的能力,可用在有干扰(如机器出现故障)情况下,系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。“柔性”是相对于“刚性”而言的,传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产。其优点是生产率很高,由于设备是固定的,所以设备利用率也很高,单件产品的成本低。但价格相当昂贵,且只能加工一个或几个相类似的零件,难以应付多品种中小批量的生产。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换,一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内,生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。柔性主要包括　
　　1)　机器柔性　当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。
　　2)　工艺柔性　一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力;二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。
　　3)　产品柔性　一是产品更新或完全转向后,系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力;二是产品更新后,对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。
　　4)　维护柔性　采用多种方式查询、处理故障,保障生产正常进行的能力。
　　5)　生产能力柔性　当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统,这一点尤为重要。
　　6)　扩展柔性　当生产需要的时候,可以很容易地扩展系统结构,增加模块,构成一个更大系统的能力。
　　7)　运行柔性　利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品,换用不同工序加工的能力。
　　1 2　柔性制造技术柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群,我们认为凡是侧重于柔性,适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为:
　　1)　柔性制造系统(ＦＭＳ)
　　关于柔性制造系统的定义很多,权威性的定义有:
　　美国国家标准局把ＦＭＳ定义为:“由一个传输系统联系起来的一些设备,传输装置把工件放在其他联结装置上送到各加工设备,使工件加工准确、迅速和自动化。中央计算机控制机床和传输系统,柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。 国际生产工程研究协会指出“柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族,系统的柔性通常受到系统设计时所考虑的产品族的限制。” 而我国国家军用标准则定义为“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统,它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,适用于多品种、中小批量生产。” 简单地说,ＦＭＳ是由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。
　　目前常见的组成通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。目前反映工厂整体水平的ＦＭＳ是第一代ＦＭＳ,日本从1991年开始实施的“智能制造系统”(ＩＭＳ)国际性开发项目,属于第二代ＦＭＳ;而真正完善的第二代ＦＭＳ预计本世纪十年代后才会实现。
　　2)　柔性制造单元(ＦＭＣ)
　　ＦＭＣ的问世并在生产中使用约比ＦＭＳ晚6～8年,ＦＭＣ可视为一个规模最小的ＦＭＳ,是ＦＭＳ向廉价化及小型化方向发展的一种产物,它是由1～2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,其特点是实现单机柔性化及自动化,具有适应加工多品种产品的灵活性。迄今已进入普及应用阶段。
　　3)　柔性制造线(ＦＭＬ)
　　它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种ＦＭＳ之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、ＣＮＣ机床;亦可采用专用机床或ＮＣ专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于ＦＭＳ,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分散型控制系统(ＤＣＳ)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。
　　4)　柔性制造工厂(ＦＭＦ)
　　ＦＭＦ是将多条ＦＭＳ连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整ＦＭＳ。它包括了ＣＡＤ/ＣＡＭ,并使计算机集成制造系统(ＣＩＭＳ)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。ＦＭＦ是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(ＩＭＳ)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化。

【柔性制造】柔性制造的模式其实广泛存在，一个方面是指生产能力的柔性反应能力，也就是机器设备的小批量生产能力；第二个方面，指的是供应链的敏捷和精准的反应能力。
【柔性制造的优缺点】
一、采用柔性制造系统有许多优点，主要有以下几个方面：
1、设备利用率高；
2、减少设备投资；
3、减少直接工时费用；
4、减少了工序中在制品量；
5、改进生产要求有快速应变能力；
6、维持生产的能力；
7、产品质量高；
8、运行的灵活性；
9、产量的灵活性。
二、柔性制造系统的主要缺点有如下几个方面：
1、系统投资大，投资回收期长；
2、系统结构复杂，对操作人员的要求高；
3、复杂的结构使得系统的可靠性降低。

柔性制造20世纪60年代以后，世界市场对产品多样化的需求和对产品交货期越来越短的要求，使得制造企业必须改变旧有的批量生产方式，代之以应变能力强、能很快适应生产新产品的生产方式。70年代初期，出现的计算机数控技术（CNC），只要对软件做一些必要的修改，就可以适应一种新的要求，而过去的硬件数控系统要做某些改变或增加一些功能，则要重新进行设计，同时，工业机器人和自动上下料机构、交换工作台、自动换刀装置也都有了很大发展，于是出现了自动化程度更高、柔性更强的柔性制造单元（FMC）；又由于自动编程技术和计算机通讯技术的发展而出现了一台大型计算机控制若干台机床或由中央计算机控制若干台CNC机床的计算机直接控制系统（DNC）；70年代末80年代初，随着计算机辅助管理、物料自动搬运、刀具管理和计算机网络、数据库的发展以及CAD/CAM技术、成组技术（GT）、工业机器人等技术的成熟，更加系统化、规模化的柔性制造系统（FMS）就出现了；随着计算机集成制造系统（CIMS）技术的发展，柔性制造技术（FMS）又有了新的发展，它已跳出了传统概念的局限，被定义为在广义上的可编程的控制系统，具有处理高层次分布数据的能力和自动的物流，使CLM得以在车间实施，从而实现小批量、高效率的柔性制造，以适应不同产品生命周期的动态变化。柔性制造的定义，国际上没有统一的标准，美国国家标准是：由一个传输系统联系起来的一些设备、传输装置把工件放在其联结装置上送到各加工设备，使工件加工准确、迅速和自动化，中央计算机控制机床和传输系统、

柔性柔性可以表述为两个方面：

1、是系统适应外部环境变化的能力,可用系统满足新产品要求的程度来衡量。

2、是系统适应内部变化的能力,可用在有干扰(如机器出现故障)情况下,系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。

1、柔性”是相对于“刚性”而言的,传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产。

2、其优点是生产率很高,由于设备是固定的,所以设备利用率也很高,单件产品的成本低。

3、但价格相当昂贵,且只能加工一个或几个相类似的零件,难以应付多品种中小批量的生产。

4、随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换,一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内,生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力。

5、柔性已占有相当重要的位置。