先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢(編輯修改稿)
2024-07-23 06:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 必然的趨勢。5. 柔性制造技術(shù) 柔性可以表述為兩個(gè)方面。第一方面是系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力，可用系統(tǒng)滿足新產(chǎn)品要求的程度來衡量；第二方面是系統(tǒng)適應(yīng)內(nèi)部變化的能力，可用在有干擾(如機(jī)器出現(xiàn)故障)情況下，系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無干擾情況下的生產(chǎn)率期望值之比來衡量?！叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍缘?，傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產(chǎn)線主要實(shí)現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率很高，由于設(shè)備是固定的，所以設(shè)備利用率也很高，單件產(chǎn)品的成本低。但價(jià)格相當(dāng)昂貴，且只能加工一個(gè)或幾個(gè)相類似的零件，難以應(yīng)付多品種中小批量的生產(chǎn)。隨著批量生產(chǎn)時(shí)代正逐漸被適應(yīng)市場動態(tài)變化的生產(chǎn)所替換，一個(gè)制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi)，生產(chǎn)出較低成本、較高質(zhì)量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當(dāng)重要的位置。柔性主要包括：①機(jī)器柔性。當(dāng)要求生產(chǎn)一系列不同類型的產(chǎn)品時(shí)，機(jī)器隨產(chǎn)品變化而加工不同零件的難易程度。②工藝柔性。一是工藝流程不變時(shí)自身適應(yīng)產(chǎn)品或原材料變化的能力；二是制造系統(tǒng)內(nèi)為適應(yīng)產(chǎn)品或原材料變化而改變相應(yīng)工藝的難易程度。③產(chǎn)品柔性。一是產(chǎn)品更新或完全轉(zhuǎn)向后，系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟(jì)和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力；二是產(chǎn)品更新后，對老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。④維護(hù)柔性。采用多種方式查詢、處理故障，保障生產(chǎn)正常進(jìn)行的能力。⑤生產(chǎn)能力柔性。當(dāng)生產(chǎn)量改變、系統(tǒng)也能經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行的能力。對于根據(jù)訂貨而組織生產(chǎn)的制造系統(tǒng)，這一點(diǎn)尤為重要。⑥擴(kuò)展柔性。當(dāng)生產(chǎn)需要的時(shí)候，可以很容易地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加模塊，構(gòu)成一個(gè)更大系統(tǒng)的能力。⑦運(yùn)行柔性。利用不同的機(jī)器、材料、工藝流程來生產(chǎn)一系列產(chǎn)品的能力和同樣的產(chǎn)品，換用不同工序加工的能力。柔性制造技術(shù)是對各種不同形狀加工對象實(shí)現(xiàn)程序化柔性制造加工的各種技術(shù)的總和。柔性制造技術(shù)是技術(shù)密集型的技術(shù)群，我們認(rèn)為凡是側(cè)重于柔性，適應(yīng)于多品種、中小批量(包括單件產(chǎn)品)的加工技術(shù)都屬于柔性制造技術(shù)。目前，按規(guī)模大小劃分為： 柔性制造系統(tǒng)（FMS）FMS 包含2 臺以上具有自動刀具交換和自動工件托盤交換裝置的數(shù)控機(jī)床，以加工中心為核心設(shè)備，配有自動物料傳遞和管理系統(tǒng)，如有軌運(yùn)輸小車或自動導(dǎo)引運(yùn)輸小車，并在中央計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制和管理下，動態(tài)地平衡資源地有效利用，具有生產(chǎn)調(diào)度和對加工過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控能力，可動態(tài)地實(shí)現(xiàn)多種零件族的自動加工。 柔性制造單元（FMC）FMC 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，它由1～2 臺加工中心、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)柔性化及自動化，具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性，現(xiàn)已進(jìn)入普及應(yīng)用階段。 柔性制造線（FML）FML 是處于單一或少品種大批量非柔性自動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，對物料搬運(yùn)系統(tǒng)柔性的要求低于FMS，但生產(chǎn)率更高。它以離散型生產(chǎn)中的柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生產(chǎn)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)線柔性化及自動化，其技術(shù)已日臻成熟，現(xiàn)已進(jìn)入實(shí)用化階段。 柔性制造工廠（FMF）FMF 是將多條FMS 連接起來，配以自動化立體倉庫，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 將制造、產(chǎn)品開發(fā)及經(jīng)營管理的自動化連成一個(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)工廠柔性化及自動化。6 .計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing Systems,簡稱CIMS), 是隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展而產(chǎn)生的。它借助于計(jì)算機(jī)的硬件、軟件技術(shù), 綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)。對企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)、管理、計(jì)劃、調(diào)度、經(jīng)營、銷售等整個(gè)生產(chǎn)過程中的信息進(jìn)行統(tǒng)一處理, 并對分散在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過程中各種孤立的自動化子系統(tǒng)的功能進(jìn)行有機(jī)地集成,并優(yōu)化運(yùn)行, 從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本。它是工廠自動化的發(fā)展方向, 未來制造業(yè)工廠的模式, 是當(dāng)代生產(chǎn)自動化領(lǐng)域的前沿學(xué)科, 也是集中多種高新技術(shù)為一體的現(xiàn)代化制造技術(shù)。 CIMS 系統(tǒng)的功能組成一般CIMS 有六部分組成(1)管理信息系統(tǒng)(MIS): 具有生產(chǎn)計(jì)劃與控制、經(jīng)營管理、銷售管理、采購管理、財(cái)務(wù)管理等功能, 處理生產(chǎn)任務(wù)方面的信息。(2)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用分系統(tǒng)(CADamp。CAPP): 由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝編制和數(shù)控程序編制等功能組成, 用以支持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝準(zhǔn)備, 處理有關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面的信息。(3)車間管理與自動化應(yīng)用分系統(tǒng)(CAM): 也可以稱為計(jì)算機(jī)輔助制造分系統(tǒng), 它包括各種不同自動化程度的制造設(shè)備和子系統(tǒng), 用來實(shí)現(xiàn)信息流對物流的控制和完成物流的轉(zhuǎn)換。它是信息流和物流的接合部, 用來支持企業(yè)的制造功能。(4)計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保障分系統(tǒng)(CAQ): 具有制訂質(zhì)量管理計(jì)劃、實(shí)施質(zhì)量管理、處理質(zhì)量方面信息、支持質(zhì)量保證等功能。(5)數(shù)據(jù)庫存管理分系統(tǒng): 用以管理整個(gè)CIMS 的數(shù)據(jù), 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成與共享。(6)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng): 用以傳遞CIMS 各分系統(tǒng)之間和分系統(tǒng)內(nèi)部的信息, 實(shí)現(xiàn)CIMS 的數(shù)據(jù)傳遞和系統(tǒng)通信
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