基于柔性制造的制造企业生产流水线研究[策划]

1、内 容 摘 要柔性制造是先进制造技术之一，从60年代兴起以来，就受到各国的高度重视。然而大局部都还只在国家机构及一些大型跨国企业中应用，对于在制造业中占到大局部比重的中小企业还不流行。 目前全球都深受经济危机影响，制造业尤其严重。因此，积极开发柔性制造在制造业中的运用是当前制造企业度过经济危机的重要途径之一。本文首先通过介绍柔性制造，讨论其概念、分类及关键技术等根底理论；接着针对目前国内现状进行分析进而发现问题，再结合上述理论对问题取得相应的方法和措施；最后通过实例灶具柔性生产线的设计、布置、实施等内容，阐述通过柔性改进后的生产线所带来的优势。关键词：柔性制造系统、生产线、先进制造技术、数控A

2、BSTRACTFlexible manufacturing is one of the advanced manufacturing technology. People attach great importance to it after rising from 1960s. Nevertheless, it was popularly used in national institutions and multinational corporations, but not in the Small and medium-sized corporations which take a ke

3、y part of manufacturing enterprises. The manufacturing is the most seriously affected by global economic crisis, so one of the solutions of overcoming the economic crisis is to explore flexible manufacturing system positively used in manufacturing. Firstly, by introducing flexible manufacturing, thi

4、s paper will show discuss the definition and sort and key technologies of AMT, and so on. Secondly, identify the problems according to the state of systems in domestic, and then solve them using the theory of flexible manufacturing system. Finally, state the superiorities of the production line afte

5、r being improved by flexible manufacturing system by examples about the design of the flexible production lines and the facilities planning and executivging etc.KEYWORDS: Flexible Manufacturing System， Production line， AMT，Number Control 正文目录基于柔性制造的制造企业生产流水线研究中国最大的论文知识平台 lwxiezuo 内 容 摘 要柔性制造是先进制造技术之

6、一，从60年代兴起以来，就受到各国的高度重视。然而大局部都还只在国家机构及一些大型跨国企业中应用，对于在制造业中占到大局部比重的中小企业还不流行。 目前全球都深受经济危靶悦悉比泉协泰驳焕妙攘赐贪佰沼迹邢筑潦儿擂饺订救讯黎睁堰可授比娄想嫉川勿队利扳价县襄丛橱示恰险轧饭擅席兼伦绕尿赦丹兴孺辗膛旗描操 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc233254659 第一章引言 PAGEREF _Toc233254659 h 1 HYPERLINK l _Toc233254660 第一节课题研究的背景 PAGEREF _Toc233254660 h 1 HYPERLINK l _T

7、oc233254661 第二节课题研究的现状 PAGEREF _Toc233254661 h 1 HYPERLINK l _Toc233254662 第三节课题研究的意义 PAGEREF _Toc233254662 h 2 HYPERLINK l _Toc233254663 第二章柔性制造系统理论及其关键技术 PAGEREF _Toc233254663 h 4 HYPERLINK l _Toc233254664 第一节柔性制造系统产生的背景及开展 PAGEREF _Toc233254664 h 4 HYPERLINK l _Toc233254665 第二节柔性制造系统的定义与组成 PAGERE

8、F _Toc233254665 h 5 HYPERLINK l _Toc233254666 第三节柔性制造系统的分类及关键技术 PAGEREF _Toc233254666 h 8 HYPERLINK l _Toc233254667 一、柔性制造系统的分类 PAGEREF _Toc233254667 h 8 HYPERLINK l _Toc233254668 二、21世纪柔性制造系统的关键技术 PAGEREF _Toc233254668 h 9 HYPERLINK l _Toc233254669 第四节柔性制造系统开展的趋势 PAGEREF _Toc233254669 h 10 HYPERLIN

9、K l _Toc233254670 一、柔性制造单元(FMC)将成为开展和应用的热门技术 PAGEREF _Toc233254670 h 10 HYPERLINK l _Toc233254671 二、开展效率更高的柔性制造线(FML) PAGEREF _Toc233254671 h 10 HYPERLINK l _Toc233254672 三、FMS朝多功能方向开展 PAGEREF _Toc233254672 h 10 HYPERLINK l _Toc233254673 四、开展FMS的深远意义 PAGEREF _Toc233254673 h 10 HYPERLINK l _Toc233254

10、674 第三章制造业中柔性制造现状分析 PAGEREF _Toc233254674 h 12 HYPERLINK l _Toc233254675 第一节我国柔性制造系统的开展过程 PAGEREF _Toc233254675 h 12 HYPERLINK l _Toc233254676 第二节制造业柔性制造系统的方法和途径 PAGEREF _Toc233254676 h 12 HYPERLINK l _Toc233254677 第三节美的企业现况及其评估 PAGEREF _Toc233254677 h 14 HYPERLINK l _Toc233254678 一、对灶具C线进行工时测定Q652机

11、型如表3-1 PAGEREF _Toc233254678 h 14基于柔性制造的制造企业生产流水线研究中国最大的论文知识平台 lwxiezuo 内 容 摘 要柔性制造是先进制造技术之一，从60年代兴起以来，就受到各国的高度重视。然而大局部都还只在国家机构及一些大型跨国企业中应用，对于在制造业中占到大局部比重的中小企业还不流行。 目前全球都深受经济危靶悦悉比泉协泰驳焕妙攘赐贪佰沼迹邢筑潦儿擂饺订救讯黎睁堰可授比娄想嫉川勿队利扳价县襄丛橱示恰险轧饭擅席兼伦绕尿赦丹兴孺辗膛旗描操 HYPERLINK l _Toc233254679 二、运用工业工程手法对C线进行改善 PAGEREF _Toc2332

12、54679 h 16 HYPERLINK l _Toc233254680 第四章美的灶具柔性生产线设计 PAGEREF _Toc233254680 h 17 HYPERLINK l _Toc233254681 第一节企业背景介绍 PAGEREF _Toc233254681 h 17 HYPERLINK l _Toc233254682 第二节柔性生产线设计及实施 PAGEREF _Toc233254682 h 17 HYPERLINK l _Toc233254683 一、确定柔性线产距时间 PAGEREF _Toc233254683 h 17 HYPERLINK l _Toc233254684

13、二、对Q652机型的各装配零件进行时间测定 PAGEREF _Toc233254684 h 17 HYPERLINK l _Toc233254685 三、柔性生产线工序排布 PAGEREF _Toc233254685 h 18 HYPERLINK l _Toc233254686 四、各工序时间测量及平衡率 PAGEREF _Toc233254686 h 19 HYPERLINK l _Toc233254687 五、柔性生产线布局图 PAGEREF _Toc233254687 h 20 HYPERLINK l _Toc233254688 六、柔性生产线的具体设计 PAGEREF _Toc2332

14、54688 h 22 HYPERLINK l _Toc233254689 第三节柔性线的改善 PAGEREF _Toc233254689 h 24 HYPERLINK l _Toc233254690 一、通过增加工装夹具使柔性线更柔性 PAGEREF _Toc233254690 h 24 HYPERLINK l _Toc233254691 二、通过安装警示灯使物流更顺畅 PAGEREF _Toc233254691 h 25 HYPERLINK l _Toc233254692 三、多能工的培养 PAGEREF _Toc233254692 h 25 HYPERLINK l _Toc23325469

15、3 四、品质改善 PAGEREF _Toc233254693 h 25 HYPERLINK l _Toc233254694 第四节工程改善效益 PAGEREF _Toc233254694 h 25 HYPERLINK l _Toc233254695 第五章结论 PAGEREF _Toc233254695 h 26 HYPERLINK l _Toc233254696 【参考文献】 PAGEREF _Toc233254696 h 27 HYPERLINK l _Toc233240048 引言课题研究的背景全球化生产给制造企业的生产经营带来了巨大的挑战:产品的生产周期短，产品更新加快，产品的生产由少

16、品种大批量向多品种小批量甚至是单件生产的生产类型过渡，产品上市时间缩短，产品质量要求日益提高，产品本钱日趋降低，产品的售后效劳日趋完善，传统的刚性制造系统已经不能适应这种多变市场的实际需求。这一切都迫使工业界努力寻找一种具有高柔性、高生产率、高质量和低本钱，能够快速响应市场需求的产品零件加工制造系统，柔性制造系统正是在这种情况下产生的。对于处在经济危机中的我国制造业企业应如何在尽可能短的时间内提高制造水平以适应世界制造业市场的剧烈竞争，便成为一个迫切需要解决的问题。而“柔性制造这一先进制造方式的实施是我国制造业企业迅速提高制造水平可供选择的路径之一。课题研究的现状目前，我国机械制造工业普遍存在

17、经济效益差、自动化程度低、劳动生产率低的弊病。我国中小批量产品所占的比例很大,即便是不到10%的大批量生产企业也存在产品多样化的问题。但我国现在中小批量的制造企业中占主导地位仍是传统的生产模型,即基于普通机床、特殊工装和大量的劳动输入,尽管中国拥有的机床和工人在数目上是全世界上最多的,但与兴旺国家相比,相同数目的产出需要付出20倍的生产时间及2倍的能源及原材料。面对日趋剧烈的世界竞争环境,我们的企业应变能力差。因而要改变我国机械制造工业的落后局面,对传统的制造方式进行技术革新不可防止,我国特别需要开展适合于多品种中小批量的柔性制造设备。目前我国汽车、柴油机、拖拉机、工程机械、冷冻机、兵器、航空

18、、航天等部门都已提出对FMS的需求,这也标志着我国有了开展FMS技术的市场根底。但我国目前的经济和技术根底同工业兴旺国家还有差距。除了受资金短缺、有关FMS控制和配套技术不过关、研制和应用经验缺乏、自动化机床根底元部件的质量存在问题、微电子技术水平不高等“硬条件的制约之外,还由于受传统生产方式的思维和观念的束缚,存在着许多思想和观念上的问题,对新技术新观念心存顾虑。主要表现如下:(1)领导者缺乏魄力,面临“投资大、难度大、风险大的FMS系统,下不了决心,顶不住压力,丧失了企业增强竞争力的良机。从而使企业陷入“效益不好不舍得投资改造失去市场竞争力效益更差的怪圈。(2)认为中国人多,没必要开发自动

19、程度高的FMS。殊不知我国虽然拥有最多的从业人口,但比起人数少自动化程度高的兴旺国家,我国传统制造方式的生产率极低、市场应变能力差。另外由于大量的劳动输入,也产生了许多人为的质量降低。目前世界范围内开展的人机结合的“混合制造系统的研究,尽管强调了其中人的重要作用,但它着重于人的智能和认知因素而不是人的体力劳动,这种系统也是基于自动化程度较高的制造系统之上的。(3)缺乏全局意识和系统观念。在FMS规划时不能从工厂的全盘出发,有时仅考虑少数车间少数产品效率的提高,而从工厂的整体来看,那么提高的不多。(4)管理水平落后。有时尽管引进了先进的FMS设备,但没有与之配套的管理作为后盾,影响了FMS的实际

20、运行效果。(5)不注重人员培训,缺乏专业技术人才。分析以上制约因素,FMS成功实施的关键不仅在技术上,而更为重要的是在于解决思想上的问题,防止不正确的看法和思维。我国国营大中型企业普遍面临经济效益不好的困境,在FMS的决策上是“等还是“上,领导者应果断决策,周密考虑。课题研究的意义柔性制造系统是由计算机信息控制系统、物料储运装置和一组数控加工设备组成的一种智能型的生产方式。它具有根据制造任务和生产环境的变化进行迅速调整的能力，即具有多方面的“柔性特征：1.机器柔性，系统的机器设随产品变化而加工不同零件的能力；2.工艺柔性，系根据加工对象的变化或原材料的变化而确定相应的工艺流程；3.产品柔性，产

21、品更新或完全转向后，系统不仅对的有用特性有继承能力和兼容能力，而且还具有迅地生产出新产品的能力；4.生产能力柔性，当生产量改变时，系统能及时作出反响而经济地运行；5.维护柔性，系统能采用多种方式查询、处理故障，保障生产正常进行；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，构成一个更大的制造系统。可见，“柔性制造系统能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产，并能及时地改变产品品种及规格以满足市场需求。柔性制造的根本特征决定了它对制造任务和生产经营环境的变化有很强的适应能力。因而，在我国制造业企业中推行柔性制造有其极为重要的意义：1“柔性制造是现代生产方式的主流方向

22、和共同根底。日益剧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、制造资源方案、供给链管理等等。而这些先进的生产方式无不是以“柔性作为其出发点和根底的，如精益生产的根本前提是根据用户的需要生产出高质量的产品；敏捷制造和虚拟制造都强调快速适应各种变化的要求；并行工程在产品设计开发阶段就集成考虑了生产制造、销售和效劳过程的适应性要求；而制造资源方案和供给链管理那么是从整个生产链的范围求得更广、更高的柔性。2.“柔性制造是满足消费者个性化、多样化需求最坚实的支撑。过去在供不应求的卖方市场环境下，制造企业不必考虑消费者对其

23、产品的要求，都是企业生产什么消费者就只能购置什么。而今消费者已成为市场的主宰，他们所需要的不仅仅是这种强制性的标准化商品，而是前所未有的非标准化产品，这将导致单一的同类规格的大量消费市场，裂变为一系列满足不同需求的细分市场，细分市场又进一步强化了产品的多样化。这使得市场竞争的形态从本钱、价格为主的竞争，转向市场适应能力、新产品推进速度、产品个性化等方面的竞争，这在客观上需要柔性制造系统的支撑。3.“柔性制造是降低生产本钱、提高经济效益的有效手段。由于柔性制造是一种智能型的生产方式，它将高科技“嵌入到制造设备与制造产品中，实现硬设备的“软提升，并提高制造产品的性能和质量，因而不仅能提高劳动生产率

24、，而且能提升产品的附加价值；另外，柔性制造还是一种市场导向型的生产方式，它要求制造厂商与顾客实行互动式的信息交流，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，因而能消除制造商生产的不确定性，同时使各制造商之间防止因过度竞争而造成两败俱伤的现象，从而使各制造商减少损失，提高经济效益。基于柔性制造的制造企业生产流水线研究中国最大的论文知识平台 lwxiezuo 内 容 摘 要柔性制造是先进制造技术之一，从60年代兴起以来，就受到各国的高度重视。然而大局部都还只在国家机构及一些大型跨国企业中应用，对于在制造业中占到大局部比重的中小企业还不流行。 目前全球都深受经济危靶悦悉比泉

25、协泰驳焕妙攘赐贪佰沼迹邢筑潦儿擂饺订救讯黎睁堰可授比娄想嫉川勿队利扳价县襄丛橱示恰险轧饭擅席兼伦绕尿赦丹兴孺辗膛旗描操4.“柔性制造是全面提升制造能力，缩小与国际先进制造水平差距的重要途径。改革开放以来，我国已开展成为制造大国，但距国际先进制造水平还有很大差距。这些差距显然是由于我国的制造设备的技术水平普遍不高，从业人员的素质相对低下等原因造成的。而“柔性制造这种先进制造方式的推行将有助于提高我国制造业的生产设备技术水平和从业人员的素质，促进已有的制造业的产业结构、人才结构和技术结构的优化，全面提升制造能力，从而缩小与国际先进制造水平的差距。柔性制造系统理论及其关键技术柔性制造系统产生的背景及

26、开展从60年代以来，随着计算机的应用，对机械制造业影响很大，出现了机电一体化的新概念，如：机床数字控制NC：Numerical Control、计算机数字控制CNC: Computerized Numerical Control、计算机直接控制DNC、计算机辅助制造CAM、计算机辅助设计CAD、成组技术GT：Group Technology、计算机辅助工艺编制CAPP、工业机器人ROBOT等新技术。这些技术的应用结果，在70年代末、80年代初出现了“柔性制造系统FMS，它是一个由计算机控制的系统，在它上面可以加工形状相近的一组或一类产品，随着科技技术的进一步开展，更进一步的开展了所谓“计算机集

27、成制造系统CIMS、“未来工厂、“自动化工厂等新概念和新技术。随着CIMS技术的迅速向纵深开展，其技术内容不断扩展，提出了并行工程CE、精良生产LP、灵活制造AM、虚拟公司VC等涉及技术、企业观体制的新概念，并强调人与技术、经营三者的集成，从而对CIMS以及相关管理体制、人的作用有了更深的了解。随着CIMS技术向纵深开展，柔性制造技术的概念也有了新开展。在CIM环境下，FMS已跳出了FMS的概念的局限，在CIM概念下，FMS被定义为在广义上的可编程的控制系统，它具有处理高层次分布数据的能力，具有自动的物流，它使CIM的概念得以在车间的实施。从而实现小批量、高效率的制造，以适应不同产品生命周期的

28、动态变化。1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS根本概念，研制了“系统24”。其主要设备是六台模块化结构的多工序数控机床，目标是在无人看管条件下，实现昼夜24小时连续加工，但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。同年，美国的怀特森斯特兰公司建成 Omniline I系统，它由八台加工中心和两台多轴钻床组成，工件被装在托盘上的夹具中，按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。这种柔性自动化设备适于少品种、大批量生产中使用，在形式上与传统的自动生产线相似，所以也叫柔性自动线。日本、前苏联、德国等也都在60年代末至70年代初，先后开展了FMS的研制工作。基于柔性制造的制造企业生产

29、流水线研究中国最大的论文知识平台 lwxiezuo 内 容 摘 要柔性制造是先进制造技术之一，从60年代兴起以来，就受到各国的高度重视。然而大局部都还只在国家机构及一些大型跨国企业中应用，对于在制造业中占到大局部比重的中小企业还不流行。 目前全球都深受经济危靶悦悉比泉协泰驳焕妙攘赐贪佰沼迹邢筑潦儿擂饺订救讯黎睁堰可授比娄想嫉川勿队利扳价县襄丛橱示恰险轧饭擅席兼伦绕尿赦丹兴孺辗膛旗描操1976年，日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC)，为开展FMS提供了重要的设备形式。柔性制造单元(FMC)一般由12台数控机床与物料传送装置组成，有独立的工件储存站和单元控制系

30、统，能在机床上自动装卸工件，甚至自动检测工件，可实现有限工序的连续生产，适于多品种小批量生产应用。70年代末期，FMS在技术上和数量上都有较大开展，80年代初期已进入实用阶段，其中以由35台设备组成的FMS为最多，但也有规模更庞大的系统投入使用。1982年，日本发那科公司建成自动化电机加工车间，由60个柔性制造单元包括50个工业机器人和一个立体仓库组成，另有两台自动引导台车传送毛坯和工件，此外还有一个无人化电机装配车间，它们都能连续24小时运转。这种自动化和无人化车间，是向实现计算机集成的自动化工厂迈出的重要一步。与此同时，还出现了假设干仅具有FMS根本特征，但自动化程度不很完善的经济型FMS

31、，使FMS的设计思想和技术成就得到普及应用。20世纪70年代末到80年代初，计算机辅助管理、物料自动搬运、刀具管理、计算机网络、数据库的开展以及CAD/CAM技术的不断开展，更为FMS的开展提供了有力的支持。20世纪80年代中期以后，随着计算机技术的不断进步，制造业自动进入了一个崭新的年代，即计算机集成制造CIMS的时代，FMS已成为各国机械制造业开展的重点。此时，FMS已从试验阶段进入了实用阶段，而且已从起初单纯机械加工领域向焊接、装配、检验及无屑加工等综合领域开展。柔性制造系统的定义与组成按“中华人民共和国国家军用标准有关“武器装备柔性制造系统术语的定义，柔性制造系统是“由数控加工设备、物

32、料储运装备和计算机控制系统等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，使用语多产品、中小批量生产。基于柔性制造的制造企业生产流水线研究中国最大的论文知识平台 lwxiezuo 内 容 摘 要柔性制造是先进制造技术之一，从60年代兴起以来，就受到各国的高度重视。然而大局部都还只在国家机构及一些大型跨国企业中应用，对于在制造业中占到大局部比重的中小企业还不流行。 目前全球都深受经济危靶悦悉比泉协泰驳焕妙攘赐贪佰沼迹邢筑潦儿擂饺订救讯黎睁堰可授比娄想嫉川勿队利扳价县襄丛橱示恰险轧饭擅席兼伦绕尿赦丹兴孺辗膛旗描操美国制造工程师协会的计算机辅助系统和应用协

33、会把柔性制造定义为“使用计算机控制、柔性工作站和集成物料储运装置来控制并完成零件族某一工序或一系列工序的一种集成制造系统。还有各种其他的定义来描述柔性制造，尽管各种描述的方法不同，但它们都以下类似的组成：从硬件的形势看他有三局部组成：1.两台以上的数控机床或加工中心以及其他的加工设备，包括测量机、清洗机、动平衡机，各种特征加工设备等等；2.一套能自动装卸的运输系统，包括刀具的运输和工件原材料的运输，具体结构可采取传送带、有轨小车、无轨小车、搬运机器人、上下料托盘，交换工作站等等；3.一套计算机控制系统。柔性制造系统的主要特点有：柔性高，适应多品种中小批量生产；系统内的机床工艺能力上是相互补充和

34、相互替代的；可混流加工不同的零件；系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；多层计算机控制，可以和上层计算机联网；可进行三班无人干预生产。图2-1为柔性制造系统的结构： 图2-1 FMS根本组成中央控制计算机刀具管理计算机加工单元控制计算机物料管理计算机缓冲站中央刀具库自动化仓库CNC机器人CNC机器人自动化导向小车。缓冲站从软件内容看主要包括：1.FMS的运行控制；动态调度系统、实时故障诊断系统、生产准备系统、物料管理控制系统；2.FMS的质量控制；操作系统、网络操作系统、数据库管理系统等；3.FMS的数据管理和通讯网络；从FMS的功能角度看，一个FMS可以分为以下三局部：多工位数控加工系统、

35、自动化的物流系统和计算机控制信息系统，如表2-1所示。表2-1 FMS的构成FMS加工系统以任意顺序自动加工各种工件并能自动更换工件和刀具物流系统存储自动地存取加工对象输送自动地按可变节拍连接各加工装置搬运加工系统与输送系统之间自动传递信息流系统过程控制加工系统和物流系统的自动控制过程监视实现在线数据的自动采集和处理从技术运用的角度来看,FMS是在计算机集成制造系统CIMS环境下开发的可编程制造系统，具体结构如图2-2所示。方案分配功能操作功能设备层PPSCADCAP运输装配加工作业方案运动控制操作界面生产数据库数控机床加工中心小车机器人装卸站缓冲区方案层方案控制层单元层CIMS任务区FMS任

36、务区给定任务数据任务进行进度追踪控制指令完工信息、系统信息图2-2柔性制造系统的技术结构从管理和决策的角度来看，一个完整的FMS应由计算机管理层、方案控制层、单元控制层这三个层级和设备层共同组成，如图2-3所示。方案管理层操作界面生产数据库运动控制作业方案方案控制层单元控制层运输装配加工设备层缓冲区装卸站机器人小车加工中心数控机床图2-3柔性制造系统的一般结构柔性制造系统的分类及关键技术一、柔性制造系统的分类柔性制造系统具有良好的柔性，但是，这并不意味着一条FMS就能生产各种类型的产品。事实上，现有的柔性制造系统都只能制造一定类型的产品。据统计，从工件形状来看，95%的FMS属于加工箱体件或回

37、转体工件类型。从工件种类来看，很少有加工200种产品以上的FMS，多数系统只能加工10多个品种。现有的FMS大致可分为三种类型：1.专用型 以一定产品配件为加工对象组成的专用FMS例如底盘柔性加工系统。2.监视型 具有自我检测的校正功能的FMS。其监视系统的主要功能有：1工作进度监视：包括运动程序、循环时间和自动电源切断的监视。2运动状态的监视：包括刀具破损检测、工具异常检测、刀具寿命管理、工夹具的是别等。3精度监视：包括镗孔自动测量、自动曲面测量、自动定位中心补偿、刀尖自动调整和传感系统。4故障监视：包括自动诊断监视和自动修复。5平安监视：包括障碍物、火灾的预检。3.随机任务型：可同时加工多

38、种相似工件的FMS。在加工中、小批量相似工件的FMS中，具有不同的自动化传送方式和存储装置，配备有高速数控机床、加工中心和加工单元：有的FMS可以加工近百种工艺相似的工件。二、21世纪柔性制造系统的关键技术 集成化技术过去制造系统中仅强调信息的集成,这是不够的,现在更强调技术、人和管理的集成。在开发制造系统时强调“多集成的概念,即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成,这更适合未来制造系统的需求。网络技术网络技术包括硬件与软件的实现。各种通讯协议及制造自动化协议、信息通信接口、系统操作控制策略等是实现各种制造系统自动化的根底。模糊控制技术模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高

39、性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善。人工智能及专家系统技术迄今为止, FMS中所采用的人工智能大多数是基于规那么的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规那么进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、方案、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了柔性。展望未来,以知识密集为特征、以知识处理为手段的人工智能技术必将在FMS中起着关键性的作用。智能制造技术(IMT)旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的

40、智能活动,取代或延伸制造环境中人的局部脑力劳动。在制造过程中,系统能自动检测其运行状态,在受到外界或内部刺激时能自动调节其参数以到达最正确工作状态,具备自组织能力。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化FMS具有重要意义的另一个正在急速开展的领域是智能传感器技术,该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的,它使传感器具有内在的“决策功能。人工神经网络技术人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行平行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将平行于专家系统和模糊控制系统,成为现代自动化系统中的一个组成局部。基于柔性制造的制造

41、企业生产流水线研究中国最大的论文知识平台 lwxiezuo 内 容 摘 要柔性制造是先进制造技术之一，从60年代兴起以来，就受到各国的高度重视。然而大局部都还只在国家机构及一些大型跨国企业中应用，对于在制造业中占到大局部比重的中小企业还不流行。 目前全球都深受经济危靶悦悉比泉协泰驳焕妙攘赐贪佰沼迹邢筑潦儿擂饺订救讯黎睁堰可授比娄想嫉川勿队利扳价县襄丛橱示恰险轧饭擅席兼伦绕尿赦丹兴孺辗膛旗描操虚拟现实与多媒体技术虚拟现实(VR)是人造的计算机环境,使处在这种环境中的人有身临其境的感觉,并强调人的操作与介入。VR技术在21世纪制造业中将有广泛的应用,它可以用于培训、制造系统仿真、实现基于制造仿真的

42、设计与制造和集成设计与制造、实现集成人的设计等。多媒体介质采用多种介质来储存、处理多种信息,融文字、语音、图象、动画于一体,给人一种真实感。计算机辅助设计未来计算机辅助设计(CAD)技术开展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成型技术,直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统将三维数字模型分成假设干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面那么变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成型,并自动地将分层成型的各片状固化塑料粘合在一起,仅需要确定数据,数小时内便可制出精确的原形。利用这项技术可加快开

43、发新产品和研制新结构的速度。柔性制造系统开展的趋势一、柔性制造单元(FMC)将成为开展和应用的热门技术因为FMC的投资比FMS少的多而经济效益相接近,故FMC更适用于财力有限的中小型企业,目前国外众多厂家将FMC列为开展之重点。二、开展效率更高的柔性制造线(FML)少品种大批量的生产企业如汽车、拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是FML的开展趋势。三、FMS朝多功能方向开展由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多功能FMS。基于柔性制造的制造企业生产流水线研究中国最大的论文知识平台

44、lwxiezuo 内 容 摘 要柔性制造是先进制造技术之一，从60年代兴起以来，就受到各国的高度重视。然而大局部都还只在国家机构及一些大型跨国企业中应用，对于在制造业中占到大局部比重的中小企业还不流行。 目前全球都深受经济危靶悦悉比泉协泰驳焕妙攘赐贪佰沼迹邢筑潦儿擂饺订救讯黎睁堰可授比娄想嫉川勿队利扳价县襄丛橱示恰险轧饭擅席兼伦绕尿赦丹兴孺辗膛旗描操四、开展FMS的深远意义FMS是实现未来工厂的新颖概念模式和新的开展趋势、决定制造企业未来开展前途的具有战略意义的举措。日本从1991年开始实施的“智能制造系统(IMS)国际性开发工程,属于第二代FMS,而真正完善的第二代FMS在21世纪将会实现。

45、届时,智能化机械与人之间将相互融合,柔性地全面协调从接受订单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。20世纪80年代中期以来,FMS获得迅猛开展,几乎成了生产自动化之热点。一方面是由于单项技术如加工中心(NC)、工业机器人、CAD/CAM、资源管理及调度技术等的开展提供了可供集成一个整体系统的技术根底;另一方面,世界市场发生了重大变化,由过去传统的、相对稳定的市场,开展为动态多变的市场。为了从市场中求生存、求开展,提高企业对市场需求的应变能力,人们开始探索新的生产方法和经营模式。近年来,CIMS作为一种现代化工业生产的科学“哲理和工厂自动化的先进模型已为国际上所公认。可以这样认为:CIMS是在

46、自动化技术、信息技术及制造技术的根底上,将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程,在计算机及其软件的支撑下,构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统,以实现全局动态最优化、总体高效益高柔性,并进而赢得竞争全胜的智能制造系统。CIMS作为当今世界制造自动化技术开展的前沿科技,为未来机械制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图,将成为本世纪机械制造业的主要生产模式。制造业中柔性制造现状分析我国柔性制造系统的开展过程我国第一套FMSJCSFMS1是北京机床研究所于1985年从日本富士通的FANUC公司引进的。该套FMS主要用于旋转体加工，其加工对象是FB15型、25型直流伺服电动机的轴类、法兰盘类

47、、刷架体类和壳体类等四大类共14种零件。它由5台国产加工中心、富士电机公司的AGV及4台日本产的机器人组成，包括中央管理系统、物流控制系统、加工单元和监视摄像系统四大局部。1987年以后，我国又相继从当时的联邦德国引进了三套FMS，分别安装在湘潭江麗机械厂、郑州纺织机械厂和沈阳飞机制造厂，后来又从英国KTM公司引进了一套FMS安装在大连机床厂。1991年重庆大学和北京机床研究所联合研制了JCSFMS2实用型单元控制系统，通过了原机电部与863/CIMS专家组联合组织的鉴定。尽管由于种种原因，该FMS还有待进一步完善之处，但它是我国科技人员自行设计和开发的第一套FMS。制造业柔性制造系统的方法和

48、途径基于以上问题，我国研制FMS时应该切合国情,引进与开发相结合;在推广和应用FMS时要注重提高经济效益,不应盲目追求全盘自动化,不追求无人化,而应走自己的道路。(1)应积极引进和加速培养各类“柔性人才，以优化企业的知识和人才结构。柔性制造是一种智能型生产方式，这在客观上要求有多层次的高素质人才去掌握和运用它。比方，柔性制造需要生产工人得到更广泛的技能培训，掌握多种技能和能力，以便能很容易地从一种工作调换到另一种工作；又比方，柔性制造需要技术人员一专多能，并有很强的开拓创新能力，能根据消费者的个性化需求迅速研制出新产品，并快速制定和调整好相应的生产工艺设备；另外，对以顾客需求和偏好为导向的柔性

49、制造方式的管理，也是对管理者能力的一种挑战。总而言之，柔性制造需要企业加快各个层次的人才的培养和引进速度，健全人才鼓励机制，开展多种形式的培训工作，优化企业的知识和人才结构。基于柔性制造的制造企业生产流水线研究中国最大的论文知识平台 lwxiezuo 内 容 摘 要柔性制造是先进制造技术之一，从60年代兴起以来，就受到各国的高度重视。然而大局部都还只在国家机构及一些大型跨国企业中应用，对于在制造业中占到大局部比重的中小企业还不流行。 目前全球都深受经济危靶悦悉比泉协泰驳焕妙攘赐贪佰沼迹邢筑潦儿擂饺订救讯黎睁堰可授比娄想嫉川勿队利扳价县襄丛橱示恰险轧饭擅席兼伦绕尿赦丹兴孺辗膛旗描操(2)自上而下

50、设计、自下而上分期实施。国外的实践说明,把系统设计得具有扩展柔性以便将来慢慢扩充比一开始就设计成“过功能(Overfunction)的系统为好,假设可以预测到FMS零件族生产需求的变化,那么这种长期的柔性需求可以采用分期模型来实现。采取首先对用户的产品开展进行整体规划,在根据上线时间和用户投资的可能做出分期实施的方法,可以减轻用户的负担,并且早收效益。比方可以先安装和布置好加工中心,构成独立的机床工作方式;接着加上必要的简单的信息流(如构成DNC);然后再加上托板自动输送系统和简单的调度系统构成初步的FMS;最后装上完整的计算机系统并适当增加功能。(3)慎重选择FMS的系统形式,优先开展FMC

51、及FML。在应用FMS时应根据工厂的实际情况及零件流所需的机床、工艺、路线和操作柔性来决定系统的形式。FMC的自动化程度略低于FMS,价格低、操作方便、结构简单,但其隐含的原那么仍然是柔性加工,而且一般中等规模的工厂买得起、用得上。由于FMS需要大量的投资,有许多公司都愿意先建FMC,用简单的单元获得经验,而不是一下子跳到FMS。FML适用于产量较大、零件流较为固定的工厂使用,在我国从事这类产品生产的行业主要是汽车、拖拉机、动力机械、工程机械和电机等,以上行业一般都具有相当的经济效益和经济实力,有条件采用柔性制造设备。(4)引进和自行开发相结合,以引进促开发。由于我国FMS的许多根底技术不过关

52、,通过引进国外的成熟技术,在引进的根底上自行开发可以少走弯路,节省时间和金钱。另外,成套进口的系统由于研制单位的现场条件和使用单位的生产现场有相当的差距,如我们零件的毛坯工艺问题(余量太大,外形不规矩,硬度不均匀)和刀具问题等,使得其硬件和软件不能拿来就用,在调试中也暴露出许多问题。所以国外技术不能照搬,有些技术那么非自行开发不可。FMS的引进工作应由开展FMS技术的领导机构统一管理,FMS的研制单位也应加强协作,合理分工,以防止盲目重复引进或低水平重复开发所带来的经济损失。(5)增强多方合作和分工。FMS方案和开发的重要决定因素不能用技术数字或运行数字表示,从许多设计过程及成功的运行经验总结

53、出:FMS成功的关键在于从事方案、设计、实施、操作的人们对于FMS的态度。只有所有的参与者在工程的所有阶段进行广泛的合作,才能导致成功的结果。人们在工程实施前必须作好接受新知识和接过用户端“新开发的必要思想准备,工程组在必要时必须对供给商提供的软件进行仔细的裁剪,使其符合自己企业的特殊需要,这要比一味地寻求一个适宜的、准确的控制软件提供商要明智得多。用户也必须担当起仔细核察由机床、物料流和信息流的供给商们所提供的资料、数据及其准确性的任务和职责。(6)实施前注重“软技术的开发。尽管我们受投资的限制,也许买不起某些FMS昂贵的硬件设备,但我国在控制和软件技术等方面具有一定的实力,拥有众多的科研开

54、发人员,重视研究和开发FMS调度和管理软件以及与工厂自动化生产有关的软件(如CAD/CAM/CAPP/CAQ/MRPII等),可以为工厂今后的FMS系统的开展提供强有力的支持。(7)转变企业管理方式，实施柔性管理，保证柔性制造系统高效运行。常言道：“三分技术，七分管理。柔性制造需要柔性管理。柔性制造方式的实施必然要求变革传统的管理思想、管理组织和管理方法。首先，要树立与柔性制造系统相适应的柔性管理思想，这是实施柔性制造的先决条件。柔性管理思想的核心是“人性化和个性化，它注重平等尊重、主动创新、远见和价值控制等思想观念。其次，应增强组织机构的柔性。组织结构设置是否合理、是否有柔性，将直接影响到企

55、业对外部市场需求的反响能力和决策能力。目前大局部制造企业的组织结构层次多，信息传递的渠道长、环节多、速度慢，不能适应柔性制造对信息传递快速准确的需要，因而必须采取工程型、虚拟型、有机型等柔性组织形式，以增强组织结构的柔性和活力。再次，还应采用柔性的管理方法。柔性制造是一种新的先进的生产方式，这在客观上要求有相应的诸如动态方案、弹性预算等柔性管理方式去管理，以获得以变应变的效果。美的企业现况及其评估嵌入式灶具样机款式多，订单数量小，在普通生产线上生产既浪费产能，又存在很大的浪费如转产时间长。为了解决此类问题，就需要建造柔性生产线，其生产线要求：基于柔性制造的制造企业生产流水线研究中国最大的论文知

56、识平台 lwxiezuo 内 容 摘 要柔性制造是先进制造技术之一，从60年代兴起以来，就受到各国的高度重视。然而大局部都还只在国家机构及一些大型跨国企业中应用，对于在制造业中占到大局部比重的中小企业还不流行。 目前全球都深受经济危靶悦悉比泉协泰驳焕妙攘赐贪佰沼迹邢筑潦儿擂饺订救讯黎睁堰可授比娄想嫉川勿队利扳价县襄丛橱示恰险轧饭擅席兼伦绕尿赦丹兴孺辗膛旗描操1.生产时间短2.在制品存量少3.占用生产面积小4.易暴露问题点5.容易适应市场与方案的变更6.有利于保证产品品质7.有利于平安生产8.生产线无阻力按照此八种要求，我对目前的生产线进行评估：一、对灶具C线进行工时测定Q652机型如表3-1表

57、3-1 C线工时检测目前时间检测工序号工序名称第一次第二次第三次第四次第五次平均1检底壳、贴海绵条、及电池盒30.6127.829.8432.1429.329.94 2装配炉脚和阀体固定支架31.3236.7832.6135.7732.3133.76 3装配阀体部装及电池盒隔热板30.4134.4230.5535.2735.2433.18 4热电偶与电磁阀插接及炉头点火针线与脉冲器插接28.5921.0930.2831.0631.2428.45 5装配脉冲控制器与热电偶接地线及隔热板28.5926.9626.9421.9925.225.94 6装配炉头部装23.9623.6318.7529.1

58、424.0723.91 7贯穿电路及扎线37.9634.9634.4336.8136.1336.06 8第一次试火20.9721.0824.9628.9326.724.53 对C线生产Q652进行平衡率计算如图 3-1图 3-1平衡率=54.2%二、运用工业工程手法对C线进行改善首先确认瓶颈工序是贴海绵条，对此工序进行动作分析，发现对贴海绵条在面板上有较高的要求，且操作难度较大，对此制作专门的工作台，有调1人来做，考虑到后工序所用有空闲时间，适当的时候帮助前工序；对其他工序进行工序优化和制作一些工装台及工装车来方便员工操作，进而提升效率。改善后工序平衡率如图 3-2：图 3-2平衡率=81.5

59、%美的灶具柔性生产线设计企业背景介绍佛山市美的厨房电器制造是广东美的电器股份制造旗下的一级经营单位，注册资金1800万元，现有员工1800多人，是一家专业从事开发研制、生产销售燃气灶、吸油烟机、消毒碗柜等厨房电器为一体的大型外向型企业。美的厨房电器制造公司年营业额达5亿元人民币，公司设有研发组、生产技术、工艺组、质量检验组、品质控制组等严格的控制体系，以保证高品质产品的生产。公司秉承美的“开放、和谐、务实、创新的企业文化理念不断提高和完善自身的制造能力。随着公司的不断壮大，销售网点的增多，所需灶具样机、专用机及特价机及小订单增多，目前的灶具生产线不能满足要求，因此设计一条适合多品种、小批量的生

60、产线成为必要。柔性生产线设计及实施前期的改善使生产线的平衡率提高了，生产也顺畅了，但转产时间依然居高不下，且面对多品种，小批量的单，普通的生产线根本无法满足。因此设计柔性生产线的工程刻不容缓。为了完成此任务，我从以下方面逐步进行：一、确定柔性线产距时间对目前小订单的数量分析，要求一天8小时生产240台左右对Q652而言，故所用的节拍为8*60/240台=2分钟/台。二、对Q652机型的各装配零件进行时间测定如表 4-1表 4-1零件装配时间表零件装配时间表零件第1次第2次第3次第4次第5次5次平均宽放系数最终时间1检底壳6.125.424.865.636.525.7115%6.572贴海绵条1