柔性制造技术的应用与发展

柔性制造技术的应用与发展机械工程系专业机械的设计、制造和自动化101级机械学校编号姓蔡的是教练白斌2013年6月15日7学年论文成绩评定表专业课：101机名称：蔡学号：绩效评估项目ABCD态度勤奋认真严重地一般不严重成品的书写进度和交付时间早准时延迟1天延迟超过1天纸张内容的质量优秀的好的一般穷人纸张排版格式(标准化、正确、整洁和有组织)优秀的好的一般穷人论文的文本结构(主题、中英文摘要、文本、参考文献、整洁、标准化且无遗漏项目)优秀的好的一般穷人综合评价法成就优秀的A=3C=2C=2D=3D=2失败D2教员：月，年柔性制造技术的应用与发展蔡本文首先介绍了柔性制造技术的基本概念、功能和主要类型，然后简要描述了柔性制造技术在汽车生产中的应用，最后简要分析了其发展的支撑条件和新发展。关键词：柔性制造技术；汽车生产；新发展柔性制造技术的应用与发展才活金摘要：本文从柔性制造技术入手，首先介绍了柔性制造技术的基本概念、功能和主要类型，然后依次对柔性制造技术在汽车制造中的应用进行了简要论述，最后简要分析了柔性制造技术发展的支撑条件和新发展。关键词：柔性制造技术；汽车制造；新的发展1概述1.1柔性制造技术柔性自动化制造技术简称为柔性制造技术，是为加工不同形状的物体而实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是管理技术和制造技术的有机结合，也就是说，它是以数控技术为核心，计算机技术、信息技术、检测技术、质量控制技术和生产管理技术相结合的先进制造技术，因此受到世界各国的重视，并在发达国家的制造业中得到广泛应用。柔性制造技术是一个技术密集型技术集团。我们认为，适合多品种、中小批量(包括单一产品)并注重柔性的加工技术属于柔性制造技术。一般而言，柔性制造系统应具有以下特征：(1)硬件组成(如图1所示):两台以上数控机床或加工中心等加工设备；一种能够自动装卸的运输系统。具体结构可以是传送带、轨道车、无轨车、搬运机器人、装卸托盘站等。一套计算机控制系统和信息通信网络。(2)软件组成：包括FMS运行控制系统、FMS质量保证系统、FMS数据管理和通信网络系统。(3)柔性制造系统必须具备的功能：能够自动管理零件的生产过程，自动控制制造质量，自动诊断和处理故障，自动收集和传递信息；只需更改软件或系统参数，就可以制造出某个零件系列的各种零件。材料运输和储存必须自动化。1图11.2柔性制造的作用“柔性制造”是现代生产方式的主流方向和共同基础。日益激烈的市场竞争和日新月异的生产技术推动着现代企业生产方式的不断创新，如准时生产、精益生产、并行工程、敏捷制造、仿生制造、绿色制造、制造资源规划、供应链管理等。然而，这些先进的生产方法都以“灵活性”为出发点和基础。例如，精益生产的基本前提是根据用户的需求生产高质量的产品。敏捷制造和虚拟制造都强调快速适应各种变化。并行工程考虑了产品设计和开发阶段制造、销售和服务过程的适应性要求。然而，制造资源规划和供应链管理从整个生产链的范围寻求更广泛和更高的灵活性。“柔性制造”是满足消费者个性化和多样化需求的最坚实支撑。过去，在供不应求的卖方市场环境中，制造企业不必考虑消费者对其产品的需求。消费者只能购买他们生产的任何东西。现在消费者已经成为市场的主人。他们需要的不仅是这种强制性的标准化产品，还有前所未有的非标准化产品，进一步加强产品的多样化。这使得市场竞争的形式从成本竞争和价格竞争转变为市场适应性、新产品推广速度和产品个性化方面的竞争，这在客观上需要柔性制造系统的支持。“柔性制造”是降低生产成本、提高经济效益的有效手段。柔性制造是一种智能生产方式，它将高科技“嵌入”制造设备和产品中，实现硬设备的“软”升级，提高制造产品的性能和质量，不仅提高劳动生产率，而且提高产品的附加值。此外，柔性制造也是一种面向市场的生产方式。它要求制造商与顾客互动交流信息，及时掌握顾客对相关产品的需求信息，严格按照顾客的意愿和要求组织生产。因此，它可以消除制造商生产的不确定性，同时避免因制造商之间的过度竞争而造成双方损失的现象，从而减少损失，提高制造商的经济效益。1.3柔性制造系统的类型柔性自动化制造根据其加工设备的规模、投资强度和用途分为以下五个层次：(1)柔性制造模块是一种数控加工设备，扩展了许多自动化功能(如托盘交换器、托盘仓库或材料仓库、刀库、装卸机械手等)。)。(2)柔性制造单元FMC，由一个具有多托盘系统的加工中心或少于3台数控机床组成，即FMC包括2-3台数控加工设备或FMM。(3)柔性制造系统FMS是在中央计算机控制下的制造系统，它由两个以上的数控机床组成，配备有自动换刀和自动换工件托盘，以及用于供应刀具和工件托盘的材料输送装置。(4) FML柔性制造生产线由多台柔性加工设备、一台自动工件输送装置和一台控制管理计算机组成。(5) FMF柔性制造厂。FMF由作为子系统的飞行管理系统组成。柔性制造从柔性制造系统扩展到整个工厂，并通过计算机系统有机地连接起来。(6)柔性装配系统FAS由一台控制计算机、几个工业机器人、专用装配机、自动输送线和线间运输装置(包括AGV和滚筒输送机)组成。22柔性制造在汽车工业中的发展和作用2.1汽车工业柔性制造的发展从20世纪60年代末到70年代初，美国、日本、前苏联、德国等发达国家相继开发了柔性制造技术和设备。1976年，日本法纳科公司展示了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元，为柔性制造的发展提供了设备基础。20世纪80年代，随着柔性制造技术的成熟，柔性制造发展迅速，主要应用于飞机和汽车制造行业。依托由计算机、加工中心和数控机床组成的柔性自动加工系统，汽车工业从单一品种、大批量生产模式转变为多品种、中小批量、满足市场需求的精益生产模式，极大地提高了汽车生产企业的经济效益和管理水平。2.2柔性制造在汽车工业中的作用在国外汽车行业，通用汽车、福特、宝马、奔驰、丰田、大众、雷诺、沃尔沃等主要汽车制造商都采用了柔性制造系统。例如，在加拿大的一家发动机厂，美国福特汽车公司在同一条自动生产线上实现了4.6升、5.4升V8和6.8升V10发动机的随机混流生产(年产量为65万台)。1993年，通用汽车的传动系部门开始做同样的准备，并采用FMS来满足各种类型变速箱零件的制造要求：根据1983年发布的丰田生产力方式的新发展，该公司在三个月内生产了36400()辆汽车，共有4个基本型号和32100个型号，平均产量约为每种型号12辆汽车，每种型号仅17辆汽车，每种型号仅6辆汽车。20世纪70年代，日本汽车工业开始大力发展柔性制造。到1987年，它已经形成了一个大规模，超过20，000数控机床和21个灵活的制造生产线。根据日本交通工业部第八次特定机械设备统计调查，以汽车制造业为核心的交通机械制造业1987年为FMS31，1994年为818。特别是对于大型汽车制造商来说，FMS是应用最广泛的，占7年总增长的41%。柔性制造为日本汽车工业赶超美国创造了条件。日本汽车在国际市场上的受欢迎程度与其柔性制造密切相关。随着各种先进加工技术的出现，柔性制造技术本身也在不断改进和提高。例如，瑞士的一家工业公司采用了由激光加工中心、数控自动车床和自动磨床组成的柔性制造单元。该机组用激光加工中心取代了原有的铣床，生产率提高了许多倍，产品精度高，质量好。以数控加工为例，为了给柔性制造提供基础设备，要求数控系统不仅能完成通常的加工功能，还应具有自动测量、自动装卸、自动换刀、自动更换主轴头(有时还带有坐标变换)、自动误差补偿、自动诊断、送丝和联网等功能，尤其是根据用户的不同要求，可以方便灵活地配置和集成。各种相关技术的不断进步推动了柔性制造规模的不断扩大，这将对汽车生产产生深远的影响。2.3汽车制造业的灵活性要求在工业化国家，生产管理系统作为工厂自动化的第一步，已经在实践中得到应用。它的应用成功地解决了机械制造中高自动化和高柔性的矛盾。近年来，柔性生产和制造方法越来越受欢迎，并不断渗透到许多产品密集型制造行业。在实际应用方面，解决了长期存在的多品种、小批量加工自动化问题，也能满足产品不断更新的需求。因此，它受到许多制造商的广泛欢迎，尤其是在汽车零部件制造行业。中国已经成为世界上应用最广泛、进口最多的柔性自动化生产线(FTL)的国家。目前，已安装了100多条生产线，每条生产线的单价约为1.6亿元人民币。设备启动后，效益非常明显，大大缩短了交货期，提高了产量。这主要是由于整个生产线工艺成熟，灵活性强。柔性生产线必须能够完成多种加工，这有利于实现大规模生产，降低库存成本，提高设备利用率；在运行中，当机器出现故障时，也很容易实现动态调度。汽车行业对灵活性的具体要求除了生产灵活性之外，还包括产品灵活性和市场灵活性。3柔性制造技术的发展3.1柔性制造技术将成为发展和应用的热门技术这是因为财务管理公司的投资比财务管理系统少得多，经济效益也差不多，更适合财力有限的中小企业。目前，许多国外制造商已经将柔性制造列为他们的发展重点。3.2发展效率更高的FML汽车、拖拉机等多种大型生产企业对FML的需求引起了FMS制造商的极大关注。用价格低廉的专用数控机床取代普通加工中心将是FML的发展趋势。3.3向多功能发展从简单的机械加工柔性制造系统，进一步发展成为具有焊接、装配、检验、钣金加工、铸造和锻造等多种功能的柔性制造系统。4摘要随着社会的不断发展，企业面临着不断变化的经营环境的挑战。市场竞争的全球化、顾客和市场需求的多样化和不确定性、产品寿命的缩短和价格竞争的加剧都对企业现有的生产模式提出了更新更高的要求。为了在残酷的竞争中生存和发展，企业必须研究一些低成本、快速反应的制造方法。柔性制造技术是这些方法的总称。因此，柔性制造与其说是一种生产方式，不如说是一种全新的制造理念。而柔性制造技术已经成为工业化国家机械制造自动化研发的重点。近年来，柔性制造被国际公认为现代工业生产的科学“哲学”和工厂自动化的先进模式。可以说，柔性制造技术是以自动化技术、信息技术和制造技术为基础，在计算机及其软件的支持下，形成一个覆盖整个企业的完整的有机系统，整合了以往企业独立的工程设计、生产、制造和管理过程，从而实现全局动态优化，整体高效灵活，进而赢得竞争。作为当今世界制造自动化技术发展的前沿技术，它为未来的机