浅谈制造企业的柔性化生产

浅谈制造企业的柔性化生

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The final edition was revised on December 14th, 2020.

浅谈制造企业的柔性化生产

摘要:社会进步和生产水平的提高,使得世界市场发生了根本的变化:竞争加剧,消费呈现多样化、个性化。在这种条件下,传统的大批量生产组织方式即被迎合市场动态变化的柔性生产组织方式所代替。本文分析柔性生产给企业尤其是制造业所带来的优势,探讨我国制造企业推行柔性生产制造之策略。

关键词:柔性生产制造系统；个性化消费；流程重组；“柔性”管理

在工业化初期的短缺经济时代,市场对产品的需求充分,产品的生产制造特点是:品种单一,产品生产周期长,每一品种生产批量大。福特所发明的流水生产方式可以说是满足当时社会生产需要的一次重大的技术创新,这种大批量的流水线生产组织方式组当时的社会带来了高效率与低成本。

随着社会进步和生产技术水平的提高,世界市场发生了很大的变化:一方面由于西方工业国家在经历了两百多年的工业化后,社会财富大量积累,加之发达国家人口数量下降,最终消费疲软,形成了过剩状态,从而呈现买方市场环境;另一方面,这种买方市场更加需要具有特色、符合个人需求样式和功能千差万别

的产品;此外买方市场激烈的竞争也迫使传统的大规模生产组织方式发生改革。传统的制造系统已不能满足市场对多品种小批量产品的需求,逐渐被适应市场动态变化的柔性生产组织方式所代替。

一、柔性生产的概念

1.生产柔性的含义

柔性生产是一个制造技术上的概念。生产的柔性包括两个方面的含义:一是“质”的柔性,即生产系统能适应不同的产品或零件的加工要求。生产系统能加工的品种(种类)即生产系统在不同的零件之间的转换时间越短,生产系统的柔性则越强。

生产制造中的这种柔性是针对“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。其优点是生产效率高,由于使用专用设备,所以生产利用率也很高,单件产品的成本低。但设备价格高昂,且只能加工一种或几种相类似的零件,难以应付多品种中小批量的生产需求。

2.生产系统柔性的内容

生产系统的柔性主要包括以下几个方面的内容：

机器柔性:当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品品种变化而加工不同的零件的难易程度。

工艺柔性:工艺柔性包括两方面的含义,一是指工艺流程不变时生产系统自身适应产品或原材料变化的能力;二是生产制造系统内部为适应产品或原材料变

,保证生产正常进行的能力。

生产能力柔性:当生产量改变时,系统也能很经济地进行能力的调整。对于根据订货组织生产的制造系统而言,这一点特别重要。

扩展柔性:当生产需要时,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。

运行柔性:利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系统产品的能力和同样的产品换用不同工序加工的能力。

3.柔性制造系统(FMS)的构成

一个典型的柔性制造系统(FMS)一般由自动化加工系统、自动化的传送系统及信息控制与管理系统等三个子系统构成。

自动化加工系统主要由数控机床、加工中心等加工设备构成。有些系统根据生产工艺需要还带有工件清洗、在线检测等辅助与检测设备。加工系统的性能直接决定并影响柔性制造系统(FMS)的性能,并且加工系统又是FMS中投资最大的部分。所以自动化加工系统的购置选用是FMS运行效率的关键。

自动化传送系统是由多种运输装置构成,如自动传送带、轨道、转盘以及机械手等,完成工件、刀具等的供给与传送的系统。它是FMS的主要组成部分。

控制与管理系统的作用一方面是借助计算机系统对完成生产活动的设计、规划等任务,另一方面对运输过程中所需的各种种信息惧、处理、反馈,并通过计算机或其它控制装备对机床或运输设备实行分级控制,完成生产与控制和系统监督等任务。

二、柔性制造系统(FMS)的优势

柔性制造系统(FMS)较好地解决了制造中高效率与柔性的矛盾。相对于传统的大批量生产的流水线而言,其优势很明显:

1.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。

2.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。

3.在制品减少。根据统计调查,采用柔性制造系统(FMS)后一般在制品减少率有80%左右。

4.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。

5.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。

6.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。

三、制造企业柔性制造的策略

柔性生产制造方式的优势决定了其在企业,尤其是对制造企业完成生产制造任务及适应经营环境变化具有极为重要的意义。

目前,在世界经济的版图中,世界制造业的中心在经过了英国、美国、日本三个经济大国后,现正快速移向我国。即我国制造业迎来了世界产业转移的契机。实施与推行柔性制造这一生产方式,是我国制造业企业迅速提高制造水平的可选择的路径之一。面临着一次重大的发展机会,如何在尽可能短的时间内提高制造业水平,适应世界制造业的激烈竞争,就成为一个迫切需要解决的问题。

1. 推行“三化”以实现多品种生产条件下的高效率与低成本。

流水自动化的大批量生产方式的优势是高效率与低成本,柔性制造则是为满足社会对个性需求而发展起来的,这种生产方式虽然满足了消费者个性的需求,但由于生产批量小,就必然造成生产成本高。为此生产制造企业就必须依靠推行