工业工程柔性化(精)

生产系统运行灵活
很多的FMS的检验、装卡和维护工作可在第一班完成，第二、三
班无人照看下仍可正常生产，甚至有些理想的FMS中，其监控系统还 能处理诸如刀具的磨损更换、物流堵塞疏通等运行过程中不可预料的 问题。
柔性管理
柔性管理的本质
与以规章制度为中心的刚性管理不同，柔性管理，
究其本质，是一种以人为中心的人性化管理，它在研 究人的心理和行为规的基础上，采用非强制性方式， 在员工心目中产生一种潜在说服力，从而把组织意志 变为个人的自觉行动。
中国先进技术装备园
概述
制造自动化技术就是研究对制造过程的规划、运作、管理、 组织、控制与协调优化等的自动化技术，以使产品制造过程 实现高效、优质、低耗、及时和洁净的目标。 制造自动化技术是先进制造技术的重要组成部分，其发展将 是以其柔性化、集成化、敏捷化、智能化、虚拟化、全球化 的特征来满足市场快速变化的要求。 柔性，是指制造系统(企业)对系统内部及外部环境的一种适 应能力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力。
柔性管理在管理活动中的主要体现
管理决策的柔性化
管理决策的柔性化首先表现在决策目标选择的柔性化上。传统决策理 论认为：决策目标的选择应遵循最优化原则，它所寻求的是在一定条 件下唯一的最优解。而事实上由于决策前提的不确定性，不可能按最 优化准则进行决策。
奖酬机制的柔性化
柔性管理适用的对象是从事创造性活动的高素质员工。而创造性活动 往往是一个探索过程，其间充满了不确定性和偶然性，且智力活动本 身难以直接计量，所以创造性工作亦难以量化。在现代企业管理中， 柔性管理还体现在企业内部员工的配置、人才的流动等诸多方面。
FMF
FMF是FMS扩大 达到全厂范围 内的生产管理 过程。机械加 工过程和物料 储运过程全盘 自动化。
柔性制造系统
定义
美国制造工程师协会将FMS定义为：柔性制造系统是使用计算 机、柔性加工单元和集成物料储运装置完成零件族某一工序或一系 列工序的一种集成制造系统。FMS主要由下列三部分组成：数控 机床加工系统、自动化的物流系统、计算机控制系统。
柔性管理
柔性管理在未来企业管理中的作用表现在：
1、激发人的创造性 让员工自觉、自愿地将自己的知识、思想奉献给企 业，实现“知识共享”。 2、适应瞬息万变的外部环境 要求打破严格部门分工的界限，以实行职能的重新 组合。 3、满足柔性生产的需要 根据人们的消费观念、消费习惯的变化，满足“个 性消费者”的需要。
物流系统
计算机控制系统
柔性制造系统的关键技术
计算机辅助设计
未来CAD技术发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。
模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器，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。
人工神经网络技
人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理 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，神经网络不久将并列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部分。
柔性制造系统
典型的柔性制造系统示意图
柔性制造系统的主要特点
柔性
柔性是指制造系统对系统内部及外部பைடு நூலகம்境的一种适应能 力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力，可分为瞬 时、短期和长期柔性三种。
柔性自动化
凡具备上述三种柔性特征之一的、具有物料或信息流的 自动化制造系统都可以称为柔性自动化。
柔性制造系统的组成部分
柔 性 制 造 战 略
刘浩峥、郭二纳
主要内容
1 2 3 4 5 概 述
柔性制造技术 柔性制造系统 柔 性 管 理 柔性制造战略的前景
概 述
人类对柔性制造模式的探索，从最 初的组合机床生产线到20世纪70年 代兴起的柔性制造系统(FMS)，再到 80年代的柔性制造工厂(FA)、计算 机集成制造(CIM)，和后来在日本广 为流行的细胞式生产。 制造自动化是在广义的制造过程的 所有环节采用自动化技术，实现制 造全过程的自动化。
行状态，在受到外界或内部激励时能自动调节其参数，以达到最佳工作
状态，具备自组织能力。
柔性制造系统的优势
产品应变能力大
柔性加工系统的刀具、夹具及装置能根据任务要求不同在很短的时
间内经济地进行调整，另一方面FMS一般布置合理，随时可以根据市 场要求变化、调整或增减。
设备利用率高
这体现在一组机床的设备编入FMS后的有机结合，其产量比分散在 单机作业时的产量提高数倍。
柔性制造技术
柔性制造技术中“柔性”的概念
1、设备柔性：指制造系统中能加工不同类型零件所具备的转换能力， 其中包括刀具转换、夹具转换等。 2、工艺柔性：能以多种工艺方法加工某一零件组的能力。如镗、铣、 钻、铰、攻螺纹等加工。 3、工序柔性：能自动改变零件加工工序的能力。 4、路径柔性：能自动更变零件加工路径。如遇到系统中某台设备的故 障，能自动将工件转换到另一台设备上加工。可以根据负荷，自动改变加 工路线，提高利用率，减少等待时间。 5、产品柔性：产品改变时能经济、迅速的转产。 6、批量柔性：能在不同批量下运行都能获取经济效益。 7、扩展柔性：能根据生产的需要组建和扩展生产能力。
柔性制造技术
柔性制造技术的分类 FMC
FMC柔性制造单 元,作为FMS中 的基本单元。 通常配置有零 件缓冲区、刀 具自动更换装 置的数控机床 或加工中心与 工件存储运输 装置组成。
FMS
FMS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 统等组成的自 动化制造系统。
FML
FML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。 其特点是实现 生产线柔性化 及自动化。
柔性制造战略的前景
FMC将成为发展和应用的热门技术
这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近，更适用于 财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
发展效率更高的FML
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对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的发展趋势。 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种功能FMS。 FMS是实现未来工厂的 新颖概念模式和新的发展趋势，是决定制造企业未来发展前途的具有 战略意义的举措，并且智能化机械与人之间将相互融合、柔性地全面 协调从接受订单货至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。
柔性制造技术
定义
应用计算机辅助制造技术，将数控机床、加工中 心、物料自动储存传送装置和辅助控制装置等在计 算机的统一控制下，形成柔性加工自动生产线，即 柔性制造系统。它是计算机技术在生产过程及其装 备上的应用，是将微电子技术、智能技术与传统制 造技术融合在一起，具有自动化、柔性化、高效率 的特点，是目前自动化制造系统的基本单元技术。
美国历史上第一个年薪过百万的管理人员叫史考伯，他是美国 钢铁公司总经理。 记者曾问他：“你的老板为什么愿意一年付你超过100万的薪 金，你到底有什么本事?” 史考伯回答：“我对钢铁懂得并不多，我的最大本事是我能使 员工鼓舞起来，而鼓舞员工的最好办法就是表现真诚的赞赏和鼓 舞。” 其实，说到底，史考伯就是凭他会赞扬人而年薪超过100万。 史考伯到死都不忘赞扬人，他在给自己的墓志铭上写道：“这 里躺着一个善于与那些比他更聪明的下属打交道的人。”
在制品减少
根据统计调查，采用柔性制造系(FMS)后一般在制品减少率有 80%左右。
柔性制造系统的优势
运行相对稳定
FMS中的自动化加工系统由一台或多台机床组成，发生故障时有 降级运行的能力，物料传送系统也有自行绕过故障机床的能力。
产品质量高
零件在加工过程中，装卸一次完成，加工精度高，加工形式稳定。
柔性制造系统的关键技术
人工智能、专家系统及智能传感器技术
柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家 系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题(如预测、诊断、
查找故障、设计、计划、监视、修复等)。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，借助模拟专家的智能活动，取代或延 伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程中，系统能自动监测其运
柔性管理的特征
1
柔性管理的内在驱 动性。不依靠权利 影响力，而是依赖 每个员工内心激发 的主动性、内在潜 力和创造精神
2
柔性管理影响的持 久性。组织目标与 个人目标一旦协调 一致，就会获得相 对独立性，对员工 有强大而持久的影 响力
3
柔性管理激励的 有效性。满足员 工的高层次需求
柔性管理
柔性管理激励的有效性实例
朝多功能方向发展
The End
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加工系统
由两台以上的数控机床、加工中心或柔性制造单元、 工业机器人及其它加工设备所组成，例如测量机、清洗机、动平衡机 或各种特种加工设备等，用以完成多种工序的加工。
包含有传送带、有轨小车、无轨小车、搬运机器人、 自动化立体仓储系统、刀具库系统、夹具系统、上下料托盘、交换工 作台，随行工作台等机构，能对刀具、工件和原材料等物料进行自动 装卸或运输。 能够实现对FMS的运行控制、刀具管理、质量 控制、以及FMS的数据管理和网络通讯. 除上述三个主要组成部分外，FMS还包括冷却系统、排屑系统等附属 系统。