柔性制造的制造企業(yè)生產(chǎn)流水線分析研究

1、基于柔性制造的制造企業(yè)生產(chǎn)流水線研究來源： 武當(dāng)山 第一章 引言 第一節(jié) 課題研究的背景 全球化生產(chǎn)給制造企業(yè)的生 產(chǎn)經(jīng)營帶來了巨大的挑戰(zhàn)：產(chǎn)品的生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品更新加快，產(chǎn) 品的生產(chǎn)由少品種大批量向多品種小批量甚至是單件生產(chǎn)的生產(chǎn)類 型過渡，產(chǎn)品上市時(shí)間縮短，產(chǎn)品質(zhì)量要求日益提高，產(chǎn)品成本日 趨降低，產(chǎn)品的售后服務(wù)日趨完善，傳統(tǒng)的剛性制造系統(tǒng)已經(jīng)不能 適應(yīng)這種多變市場(chǎng)的實(shí)際需求。這一切都迫使工業(yè)界努力尋找一種 具有高柔性、高生產(chǎn)率、高質(zhì)量和低成本，能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)需求 的產(chǎn)品零件加工制造系統(tǒng)，柔性制造系統(tǒng)正是在這種情況下產(chǎn)生 的。對(duì)于處在經(jīng)濟(jì)危機(jī)中的我國

2、制造業(yè)企業(yè)應(yīng)如何在盡可能短的時(shí) 間內(nèi)提咼制造水平以適應(yīng)世界制造業(yè)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，便成為一個(gè) 迫切需要解決的問題。而“柔性制造”這一先進(jìn)制造方式的實(shí)施是 我國制造業(yè)企業(yè)迅速提高制造水平可供選擇的路徑之一。第二節(jié)課題研究的現(xiàn)狀 目前，我國機(jī)械制造工業(yè)普遍存在經(jīng)濟(jì)效益差、 自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)生產(chǎn)率低的弊病。我國中小批量產(chǎn)品所占的比 例很大，即便是不到10%的大批量生產(chǎn)企業(yè)也存在產(chǎn)品多樣化的問 題。但我國現(xiàn)在中小批量的制造企業(yè)中占主導(dǎo)地位仍是傳統(tǒng)的生產(chǎn) 模型,即基于普通機(jī)床、特殊工裝和大量的勞動(dòng)輸入，盡管中國擁有的機(jī)床和工人在數(shù)目上是全世界上最多的，但與發(fā)達(dá)國家相比，相同數(shù)目的產(chǎn)出需要付出20倍的生產(chǎn)

3、時(shí)間及2倍的能源及原材料。面對(duì) 日趨激烈的世界競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，我們的企業(yè)應(yīng)變能力差。因而要改變我 國機(jī)械制造工業(yè)的落后局面，對(duì)傳統(tǒng)的制造方式進(jìn)行技術(shù)革新不可 避免,我國特別需要發(fā)展適合于多品種中小批量的柔性制造設(shè)備。目前我國汽車、柴油機(jī)、拖拉機(jī)、工程機(jī)械、冷凍機(jī)、兵器、航 空、航天等部門都已提出對(duì) FMS的需求,這也標(biāo)志著我國有了發(fā)展 FMS技術(shù)的市場(chǎng)基礎(chǔ)。但我國目前的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)基礎(chǔ)同工業(yè)發(fā)達(dá)國 家還有差距。除了受資金短缺、有關(guān)FMS控制和配套技術(shù)不過關(guān)、研制和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足、自動(dòng)化機(jī)床基礎(chǔ)元部件的質(zhì)量存在問題、微 電子技術(shù)水平不高等“硬”條件的制約之外 , 還由于受傳統(tǒng)生產(chǎn)方 式的思維和觀念的束縛

4、, 存在著許多思想和觀念上的問題 , 對(duì)新技術(shù) 新觀念心存顧慮。主要表現(xiàn)如下 : (1 領(lǐng)導(dǎo)者缺乏魄力 , 面臨“投資 大、難度大、風(fēng)險(xiǎn)大”的 FMS系統(tǒng),下不了決心，頂不住壓力，喪失 了企業(yè)增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的良機(jī)。從而使企業(yè)陷入“效益不好不舍得 投資改造失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力效益更差”的怪圈。 (2 認(rèn)為中 國人多，沒必要開發(fā)自動(dòng)程度高的 FMS殊不知我國雖然擁有最多的 從業(yè)人口 , 但比起人數(shù)少自動(dòng)化程度高的發(fā)達(dá)國家 , 我國傳統(tǒng)制造方 式的生產(chǎn)率極低、市場(chǎng)應(yīng)變能力差。另外由于大量的勞動(dòng)輸入 , 也 產(chǎn)生了許多人為的質(zhì)量降低。目前世界范圍內(nèi)開展的人機(jī)結(jié)合的 “混合制造系統(tǒng)”的研究 , 盡管強(qiáng)調(diào)了其中人的

5、重要作用 , 但它著重 于人的智能和認(rèn)知因素而不是人的體力勞動(dòng) , 這種系統(tǒng)也是基于自 動(dòng)化程度較高的制造系統(tǒng)之上的。 (3 缺乏全局意識(shí)和系統(tǒng)觀念。 在FMS規(guī)劃時(shí)不能從工廠的全盤出發(fā)，有時(shí)僅考慮少數(shù)車間少數(shù)產(chǎn) 品效率的提高 , 而從工廠的整體來看 , 則提高的不多。 (4 管理水平 落后。有時(shí)盡管引進(jìn)了先進(jìn)的 FMS設(shè)備，但沒有與之配套的管理作 為后盾，影響了 FMS的實(shí)際運(yùn)行效果。(5不注重人員培訓(xùn)，缺乏專 業(yè)技術(shù)人才。分析以上制約因素,FMS成功實(shí)施的關(guān)鍵不僅在技術(shù)上, 而更為重要的是在于解決思想上的問題 , 避免不正確的看法和思 維。我國國營大中型企業(yè)普遍面臨經(jīng)濟(jì)效益不好的困境，在F

6、MS的決策上是“等”還是“上” , 領(lǐng)導(dǎo)者應(yīng)果斷決策 , 周密考慮。 第三 節(jié) 課題研究的意義 柔性制造系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)、物料 儲(chǔ)運(yùn)裝置和一組數(shù)控加工設(shè)備組成的一種智能型的生產(chǎn)方式。它具 有根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)環(huán)境的變化進(jìn)行迅速調(diào)整的能力，即具有多 方面的“柔性”特征： 1. 機(jī)器柔性，系統(tǒng)的機(jī)器設(shè)隨產(chǎn)品變化而 加工不同零件的能力； 2. 工藝柔性，系根據(jù)加工對(duì)象的變化或原 材料的變化而確定相應(yīng)的工藝流程； 3. 產(chǎn)品柔性，產(chǎn)品更新或完 全轉(zhuǎn)向后，系統(tǒng)不僅對(duì)的有用特性有繼承能力和兼容能力，而且還 具有迅地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力； 4. 生產(chǎn)能力柔性，當(dāng)生產(chǎn)量改變 時(shí)，系統(tǒng)能及時(shí)作出反應(yīng)而經(jīng)

7、濟(jì)地運(yùn)行； 5. 維護(hù)柔性，系統(tǒng)能采用多種方式查詢、處理故障，保障生產(chǎn)正常進(jìn)行； 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)更大的制造系統(tǒng)。 可見，“柔性制造”系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)整并實(shí) 現(xiàn)一定范圍內(nèi)多種工件的成批高效生產(chǎn)，并能及時(shí)地改變產(chǎn)品品種 及規(guī)格以滿足市場(chǎng)需求。 柔性制造的基本特征決定了它對(duì)制造任 務(wù)和生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)境的變化有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。因而，在我國制造業(yè) 企業(yè)中推行柔性制造有其極為重要的意義： 1 “柔性制造”是現(xiàn) 代生產(chǎn)方式的主流方向和共同基礎(chǔ)。日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和日新月 異的生產(chǎn)技術(shù)推動(dòng)著現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)方式的不斷創(chuàng)新，如準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)、 精益生產(chǎn)、并行工程

8、、敏捷制造、仿生制造、綠色制造、制造資源 計(jì)劃、供應(yīng)鏈管理等等。而這些先進(jìn)的生產(chǎn)方式無不是以“柔性” 作為其出發(fā)點(diǎn)和基礎(chǔ)的，如精益生產(chǎn)的基本前提是根據(jù)用戶的需要 生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品；敏捷制造和虛擬制造都強(qiáng)調(diào)快速適應(yīng)各種變 化的要求；并行工程在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)階段就集成考慮了生產(chǎn)制造、 銷售和服務(wù)過程的適應(yīng)性要求；而制造資源計(jì)劃和供應(yīng)鏈管理則是 從整個(gè)生產(chǎn)鏈的范圍求得更廣、更高的柔性。2. “柔性制造”是滿足消費(fèi)者個(gè)性化、多樣化需求最堅(jiān)實(shí)的支撐。過去在供不應(yīng)求的 賣方市場(chǎng)環(huán)境下，制造企業(yè)不必考慮消費(fèi)者對(duì)其產(chǎn)品的要求，都是 企業(yè)生產(chǎn)什么消費(fèi)者就只能購買什么。而今消費(fèi)者已成為市場(chǎng)的主 宰，他們所需要的不

9、僅僅是這種強(qiáng)制性的標(biāo)準(zhǔn)化商品，而是前所未 有的非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，這將導(dǎo)致單一的同類規(guī)格的大量消費(fèi)市場(chǎng)，裂 變?yōu)橐幌盗袧M足不同需求的細(xì)分市場(chǎng)，細(xì)分市場(chǎng)又進(jìn)一步強(qiáng)化了產(chǎn) 品的多樣化。這使得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的形態(tài)從成本、價(jià)格為主的競(jìng)爭(zhēng)，轉(zhuǎn) 向市場(chǎng)適應(yīng)能力、新產(chǎn)品推進(jìn)速度、產(chǎn)品個(gè)性化等方面的競(jìng)爭(zhēng)，這 在客觀上需要柔性制造系統(tǒng)的支撐。 3. “柔性制造”是降低生產(chǎn) 成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的有效手段。由于柔性制造是一種智能型的生 產(chǎn)方式，它將高科技“嵌入”到制造設(shè)備與制造產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)硬設(shè) 備的“軟”提升，并提高制造產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，因而不僅能提高 勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且能提升產(chǎn)品的附加價(jià)值；另外，柔性制造還是一 種市場(chǎng)導(dǎo)向型的

10、生產(chǎn)方式，它要求制造廠商與顧客實(shí)行互動(dòng)式的信 息交流，及時(shí)掌握顧客對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的需求信息，嚴(yán)格按照顧客的意愿和要求組織生產(chǎn)，因而能消除制造商生產(chǎn)的不確定性，同時(shí)使各 制造商之間避免因過度競(jìng)爭(zhēng)而造成兩敗俱傷的現(xiàn)象，從而使各制造 商減少損失，提高經(jīng)濟(jì)效益。 4. “柔性制造”是全面提升制造能 力，縮小與國際先進(jìn)制造水平差距的重要途徑。改革開放以來，我 國已發(fā)展成為制造大國，但距國際先進(jìn)制造水平還有很大差距。這 些差距顯然是由于我國的制造設(shè)備的技術(shù)水平普遍不高，從業(yè)人員 的素質(zhì)相對(duì)低下等原因造成的。而“柔性制造”這種先進(jìn)制造方式 的推行將有助于提高我國制造業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)水平和從業(yè)人員的 素質(zhì)，促進(jìn)已

11、有的制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人才結(jié)構(gòu)和技術(shù)結(jié)構(gòu)的優(yōu) 化，全面提升制造能力，從而縮小與國際先進(jìn)制造水平的差距。 第二章 柔性制造系統(tǒng)理論及其關(guān)鍵技術(shù) 第一節(jié) 柔性制造系統(tǒng)產(chǎn) 生的背景及發(fā)展 從 60年代以來，隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)械制造 業(yè)影響很大，出現(xiàn)了機(jī)電一體化的新概念，如：機(jī)床數(shù)字控制 NC： Numerical Control ）、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制 CNC: Computerized Numerical Control ）、計(jì)算機(jī)直接控制 DNC、計(jì)算機(jī)輔助制造 vCAM、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD、成組技術(shù)GT: Group Technology ）、計(jì)算機(jī)輔助工藝編制 CAPP、工業(yè)機(jī)器人 vR

12、OBOT 等新技術(shù)。 這些技術(shù)的應(yīng)用結(jié)果，在 70年代末、 80年代 初出現(xiàn)了“柔性制造系統(tǒng)” vFM$，它是一個(gè)由計(jì)算機(jī)控制的系 統(tǒng)，在它上面可以加工形狀相近的一組或一類產(chǎn)品，隨著科技技術(shù) 的進(jìn)一步發(fā)展，更進(jìn)一步的發(fā)展了所謂“計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) vCIMS”、“未來工廠”、“自動(dòng)化工廠”等新概念和新技術(shù)。 隨著CIMS技術(shù)的迅速向縱深發(fā)展，其技術(shù)內(nèi)容不斷擴(kuò)展，提出了 并行工程 vCE 、精良生產(chǎn) vLP 、靈活制造 vAM 、虛擬公司 vVC 等涉及技術(shù)、企業(yè)觀體制的新概念，并強(qiáng)調(diào)人與技術(shù)、經(jīng)營三者的 集成，從而對(duì)CIMS以及相關(guān)管理體制、人的作用有了更深的了 解。隨著CIMS技術(shù)向縱深發(fā)展

13、，柔性制造技術(shù)的概念也有了新發(fā) 展。在CIM環(huán)境下，F(xiàn)MS已跳出了 FMS的概念的局限，在 CIM概念 下，F(xiàn)MS被定義為在廣義上的可編程的控制系統(tǒng)，它具有處理高層 次分布數(shù)據(jù)的能力，具有自動(dòng)的物流，它使CIM的概念得以在車間的實(shí)施。從而實(shí)現(xiàn)小批量、高效率的制造，以適應(yīng)不同產(chǎn)品生命周期的動(dòng)態(tài)變化。 1967 年，英國莫林斯公司首次根據(jù)威廉森提出的 FMS基本概念，研制了 “系統(tǒng)24”。其主要設(shè)備是六臺(tái)模塊化結(jié)構(gòu) 的多工序數(shù)控機(jī)床，目標(biāo)是在無人看管條件下，實(shí)現(xiàn)晝夜24小時(shí)連續(xù)加工，但最終由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的困難而未全部建成。 同年， 美國的懷特 ?森斯特蘭公司建成 Omniline I 系統(tǒng)，它由

14、八臺(tái)加工中 心和兩臺(tái)多軸鉆床組成，工件被裝在托盤上的夾具中，按固定順序 以一定節(jié)拍在各機(jī)床間傳送和進(jìn)行加工。這種柔性自動(dòng)化設(shè)備適于 少品種、大批量生產(chǎn)中使用，在形式上與傳統(tǒng)的自動(dòng)生產(chǎn)線相似， 所以也叫柔性自動(dòng)線。日本、前蘇聯(lián)、德國等也都在60年代末至 70年代初，先后開展了 FMS的研制工作。1976年，日本發(fā)那科公司 展出了由加工中心和工業(yè)機(jī)器人組成的柔性制造單元（ 簡(jiǎn)稱 FMC，為發(fā)展FMS提供了重要的設(shè)備形式。柔性制造單元（FMCk般由12臺(tái)數(shù)控機(jī)床與物料傳送裝置組成，有獨(dú)立的工件儲(chǔ)存站和單元控 制系統(tǒng)，能在機(jī)床上自動(dòng)裝卸工件，甚至自動(dòng)檢測(cè)工件，可實(shí)現(xiàn)有 限工序的連續(xù)生產(chǎn)，適于多品種小批

15、量生產(chǎn)應(yīng)用。 70 年代末期， FMS在技術(shù)上和數(shù)量上都有較大發(fā)展，80年代初期已進(jìn)入實(shí)用階段，其中以由35臺(tái)設(shè)備組成的FMS為最多，但也有規(guī)模更龐大的 系統(tǒng)投入使用。 1982 年，日本發(fā)那科公司建成自動(dòng)化電機(jī)加工車 間，由 60個(gè)柔性制造單元 包括 50個(gè)工業(yè)機(jī)器人）和一個(gè)立體倉庫 組成，另有兩臺(tái)自動(dòng)引導(dǎo)臺(tái)車傳送毛坯和工件，此外還有一個(gè)無人 化電機(jī)裝配車間，它們都能連續(xù) 24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。 這種自動(dòng)化和無人 化車間，是向?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)集成的自動(dòng)化工廠邁出的重要一步。與此 同時(shí)，還出現(xiàn)了若干僅具有FMS基本特征，但自動(dòng)化程度不很完善的經(jīng)濟(jì)型FMS使FMS的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)成就得到普及應(yīng)用。20世紀(jì)70

16、年代末到 80年代初，計(jì)算機(jī)輔助管理、物料自動(dòng)搬運(yùn)、刀具管 理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫的發(fā)展以及CAD/CAM技術(shù)的不斷發(fā)展，更為FMS的發(fā)展提供了有力的支持。20世紀(jì)80年代中期以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，制造業(yè)自動(dòng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的年代，即計(jì) 算機(jī)集成制造vCIMS的時(shí)代，F(xiàn)MS已成為各國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的重 點(diǎn)。此時(shí)，F(xiàn)MS已從實(shí)驗(yàn)階段進(jìn)入了實(shí)用階段，而且已從起初單純 機(jī)械加工領(lǐng)域向焊接、裝配、檢驗(yàn)及無屑加工等綜合領(lǐng)域發(fā)展。第二節(jié) 柔性制造系統(tǒng)的定義與組成 按“中華人民共和國國家軍用 標(biāo)準(zhǔn)”有關(guān)“武器裝備柔性制造系統(tǒng)術(shù)語”的定義，柔性制造系統(tǒng) 是“由數(shù)控加工設(shè)備、物料儲(chǔ)運(yùn)裝備和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

17、等組成的自 動(dòng)化制造系統(tǒng)，它包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn) 環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，使用語多產(chǎn)品、中小批量生產(chǎn)”。 美 國制造工程師協(xié)會(huì)的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)和應(yīng)用協(xié)會(huì)把柔性制造定義為 “使用計(jì)算機(jī)控制、柔性工作站和集成物料儲(chǔ)運(yùn)裝置來控制并完成 零件族某一工序或一系列工序的一種集成制造系統(tǒng)”。 還有各種 其他的定義來描述柔性制造，盡管各種描述的方法不同，但它們都 以下類似的組成： 從硬件的形勢(shì)看他有三部分組成： 1. 兩臺(tái)以上 的數(shù)控機(jī)床或加工中心以及其他的加工設(shè)備，包括測(cè)量機(jī)、清洗 機(jī)、動(dòng)平衡機(jī)，各種特征加工設(shè)備等等；2. 一套能自動(dòng)裝卸的運(yùn)輸系統(tǒng)，包括刀具的運(yùn)輸和工件原材料的運(yùn)輸，具

18、體結(jié)構(gòu)可采取傳送 帶、有軌小車、無軌小車、搬運(yùn)機(jī)器人、上下料托盤，交換工作站 等等；3. 套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：柔性高，適應(yīng)多品種中小批量生產(chǎn)；系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)床工藝能力上是 相互補(bǔ)充和相互替代的；可混流加工不同的零件；系統(tǒng)局部調(diào) 整或維修不中斷整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作；多層計(jì)算機(jī)控制，可以和上層 計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)；可進(jìn)行三班無人干預(yù)生產(chǎn)。圖2-1為柔性制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)： 從軟件內(nèi)容看主要包括：1.FMS 的運(yùn)行控制；動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)、實(shí)時(shí)故障診斷系統(tǒng)、生產(chǎn)準(zhǔn)備系統(tǒng)、物料管理控制系統(tǒng)； 2.FMS的質(zhì)量控制；操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 等；3.FMS的數(shù)據(jù)管理和通訊網(wǎng)絡(luò)；從FMS的功能角

19、度看，一個(gè)FMS可以分為以下三部分：多工位數(shù)控加工系統(tǒng)、自動(dòng)化的物流系 統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制信息系統(tǒng)，如表 2-1 所示。 表2-1 FMS 的構(gòu)成 FMS 加工系統(tǒng) 以任意順序自動(dòng)加工各種工件并能自動(dòng)更換工件和 刀具 物流系統(tǒng) 存儲(chǔ) 自動(dòng)地存取加工對(duì)象 輸送 自動(dòng)地按可變 節(jié)拍連接各加工裝置 搬運(yùn) 加工系統(tǒng)與輸送系統(tǒng)之間自動(dòng)傳遞 信息流系統(tǒng) 過程控制 加工系統(tǒng)和物流系統(tǒng)的自動(dòng)控制 過程監(jiān) 視 實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)的自動(dòng)米集和處理從技術(shù)運(yùn)用的角度來看,FMS是在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) vCIMS環(huán)境下開發(fā)的可編程制造系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示。 圖2-2 柔性制造系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu) 從管理和決 策的角度來看，

20、一個(gè)完整的 FMS應(yīng)由計(jì)算機(jī)管理層、計(jì)劃控制層、 單元控制層這三個(gè)層級(jí)和設(shè)備層共同組成，如圖 2-3 所示。圖2-3柔性制造系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu) 第三節(jié) 柔性制造系統(tǒng)的分類及關(guān)鍵技 術(shù) 一、柔性制造系統(tǒng)的分類 柔性制造系統(tǒng)具有良好的柔性，但 是，這并不意味著一條 FMS就能生產(chǎn)各種類型的產(chǎn)品。事實(shí)上，現(xiàn) 有的柔性制造系統(tǒng)都只能制造一定類型的產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從工件形 狀來看，95%的FMS屬于加工箱體件或回轉(zhuǎn)體工件類型。從工件種 類來看，很少有加工200種產(chǎn)品以上的FMS多數(shù)系統(tǒng)只能加工10多 個(gè)品種。現(xiàn)有的FMS大致可分為三種類型：1.專用型 以一定產(chǎn)品配件為加工對(duì)象組成的專用 FMS例如底盤柔性加工

21、系統(tǒng)。 2.監(jiān)視 型 具有自我檢測(cè)的校正功能的 FMS其監(jiān)視系統(tǒng)的主要功能有： 1）工作進(jìn)度監(jiān)視：包括運(yùn)動(dòng)程序、循環(huán)時(shí)間和自動(dòng)電源切斷的監(jiān) 視。 2）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)視：包括刀具破損檢測(cè)、工具異常檢測(cè)、刀 具壽命管理、工夾具的是別等。3）精度監(jiān)視：包括鏜孔自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)曲面測(cè)量、自動(dòng)定位中心補(bǔ)償、刀尖自動(dòng)調(diào)整和傳感系 統(tǒng)。 4）故障監(jiān)視：包括自動(dòng)診斷監(jiān)視和自動(dòng)修復(fù)。 集成化技術(shù) 過去制造系統(tǒng)中僅 強(qiáng)調(diào)信息的集成 , 這是不夠的 , 現(xiàn)在更強(qiáng)調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。 在開發(fā)制造系統(tǒng)時(shí)強(qiáng)調(diào)“多集成”的概念 , 即信息集成、智能集 成、串并行工作機(jī)制集成及人員集成 , 這更適合未來制造系統(tǒng)的需 求。 （

22、 二 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括硬件與軟件的實(shí)現(xiàn)。各種通訊 協(xié)議及制造自動(dòng)化協(xié)議、信息通信接口、系統(tǒng)操作控制策略等是實(shí) 現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。（ 三 模糊控制技術(shù) 模糊數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用是模糊控制器。最近開發(fā)出的高性能模糊控制器具有自學(xué) 習(xí)功能 ,可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動(dòng)地對(duì)控制量作調(diào) 整, 使系統(tǒng)性能大為改善。（ 四 人工智能及專家系統(tǒng)技術(shù) 迄今為 止 , FMS 中所采用的人工智能大多數(shù)是基于規(guī)則的專家系統(tǒng)。專家 系統(tǒng)利用專家知識(shí)和推理規(guī)則進(jìn)行推理 , 求解各類問題 (如解釋、預(yù) 測(cè)、診斷、查找故障、設(shè)計(jì)、計(jì)劃、監(jiān)視、修復(fù)、命令及控制 等。由于專家系統(tǒng)能簡(jiǎn)便地將各種事實(shí)及經(jīng)驗(yàn)證過

23、的理論與通過 經(jīng)驗(yàn)獲得的知識(shí)相結(jié)合，因而專家系統(tǒng)為FMS的諸方面工作增強(qiáng)了 柔性。展望未來 , 以知識(shí)密集為特征、以知識(shí)處理為手段的人工智 能技術(shù)必將在FMS中起著關(guān)鍵性的作用。智能制造技術(shù) (IMT旨在 將人工智能融入制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié) , 借助模擬專家的智能活動(dòng) , 取 代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)。在制造過程中 , 系統(tǒng)能自 動(dòng)檢測(cè)其運(yùn)行狀態(tài) , 在受到外界或內(nèi)部刺激時(shí)能自動(dòng)調(diào)節(jié)其參數(shù)以 達(dá)到最佳工作狀態(tài)，具備自組織能力。故IMT被稱為未來21世紀(jì)的 制造技術(shù)。對(duì)未來智能化 FMS具有重要意義的另一個(gè)正在急速發(fā)展 的領(lǐng)域是智能傳感器技術(shù) , 該項(xiàng)技術(shù)是伴隨計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和人工 智能

24、而產(chǎn)生的 , 它使傳感器具有內(nèi)在的“決策”功能。 ( 五 人工 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN模擬智能生物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)信 息進(jìn)行平行處理的一種方法。故人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也就是一種人工智能 工具。在自動(dòng)控制領(lǐng)域 , 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不久將平行于專家系統(tǒng)和模糊控 制系統(tǒng) , 成為現(xiàn)代自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分。 ( 六 虛擬現(xiàn)實(shí) 與多媒體技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)(VR是人造的計(jì)算機(jī)環(huán)境，使處在這種環(huán)境 中的人有身臨其境的感覺，并強(qiáng)調(diào)人的操作與介入。 VR技術(shù)在21世 紀(jì)制造業(yè)中將有廣泛的應(yīng)用 , 它可以用于培訓(xùn)、制造系統(tǒng)仿真、實(shí) 現(xiàn)基于制造仿真的設(shè)計(jì)與制造和集成設(shè)計(jì)與制造、實(shí)現(xiàn)集成人的設(shè) 計(jì)等。多媒體介質(zhì)采用多種介質(zhì)來

25、儲(chǔ)存、處理多種信息 , 融文字、 語音、圖象、動(dòng)畫于一體 , 給人一種真實(shí)感。 ( 七 計(jì)算機(jī)輔助設(shè) 計(jì)未來計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD術(shù)發(fā)展將會(huì)引入專家系統(tǒng)，使之具 有智能化 , 可處理各種復(fù)雜的問題。當(dāng)前設(shè)計(jì)技術(shù)最新的一個(gè)突破 是光敏立體成型技術(shù)，直接利用CAD數(shù)據(jù),通過計(jì)算機(jī)控制的激光掃 描系統(tǒng)將三維數(shù)字模型分成若干層二維片狀圖形 , 并按二維片狀圖 形對(duì)池內(nèi)的光敏樹脂液面進(jìn)行光學(xué)掃描 , 被掃描到的液面則變成固 化塑料 , 如此循環(huán)操作 , 逐層掃描成型 , 并自動(dòng)地將分層成型的各片 狀固化塑料粘合在一起 , 僅需要確定數(shù)據(jù) , 數(shù)小時(shí)內(nèi)便可制出精確的原形。利用這項(xiàng)技術(shù)可加快開發(fā)新產(chǎn)品和研制

26、新結(jié)構(gòu)的速度。 第 四節(jié)柔性制造系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)一、柔性制造單元(FMC將成為發(fā) 展和應(yīng)用的熱門技術(shù) 因?yàn)镕MC的投資比FMS少的多而經(jīng)濟(jì)效益相 接近,故FMC更適用于財(cái)力有限的中小型企業(yè) ，目前國外眾多廠家將 FMC列為發(fā)展之重點(diǎn)。二、發(fā)展效率更高的柔性制造線 (FML少品 種大批量的生產(chǎn)企業(yè)如汽車、拖拉機(jī)等工廠對(duì)FML的需求引起了FMS制造廠的極大關(guān)注。采用價(jià)格低廉的專用數(shù)控機(jī)床替代通用的 加工中心將是FML的發(fā)展趨勢(shì)。三、FMS朝多功能方向發(fā)展 由單純加工型FMS進(jìn)一步開發(fā)以焊接、裝配、檢驗(yàn)及鈑材加工乃至鑄、 鍛等制造工序兼具的多功能 FMS 四、發(fā)展FMS的深遠(yuǎn)意義FMS 是實(shí)現(xiàn)未來工廠

27、的新穎概念模式和新的發(fā)展趨勢(shì)、決定制造企業(yè)未 來發(fā)展前途的具有戰(zhàn)略意義的舉措。日本從1991年開始實(shí)施的“智能制造系統(tǒng)”(IMS國際性開發(fā)工程，屬于第二代FMS,而真正完善的 第二代FMS在21世紀(jì)將會(huì)實(shí)現(xiàn)。屆時(shí)，智能化機(jī)械與人之間將相互 融合 , 柔性地全面協(xié)調(diào)從接受訂單至生產(chǎn)、銷售這一企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營 的全部活動(dòng)。 20 世紀(jì) 80年代中期以來 ,FMS 獲得迅猛發(fā)展 , 幾乎成了 生產(chǎn)自動(dòng)化之熱點(diǎn)。一方面是由于單項(xiàng)技術(shù)如加工中心(NC、工業(yè)機(jī)器人、CAD/CA M資源管理及調(diào)度技術(shù)等的發(fā)展提供了可供集成 一個(gè)整體系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。另一方面 , 世界市場(chǎng)發(fā)生了重大變化 , 由 過去傳統(tǒng)的、相對(duì)穩(wěn)

28、定的市場(chǎng) , 發(fā)展為動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)。為了從市 場(chǎng)中求生存、求發(fā)展 , 提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求的應(yīng)變能力 , 人們開始探 索新的生產(chǎn)方法和經(jīng)營模式。近年來 ,CIMS 作為一種現(xiàn)代化工業(yè)生 產(chǎn)的科學(xué)“哲理”和工廠自動(dòng)化的先進(jìn)模型已為國際上所公認(rèn)?？?以這樣認(rèn)為 :CIMS 是在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)上 , 將以往企業(yè)中相互獨(dú)立的工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造及經(jīng)營管理等過程,在計(jì)算機(jī)及其軟件的支撐下 , 構(gòu)成一個(gè)覆蓋整個(gè)企業(yè)的完整而有機(jī) 的系統(tǒng) , 以實(shí)現(xiàn)全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)化、總體高效益高柔性 , 并進(jìn)而贏得競(jìng) 爭(zhēng)全勝的智能制造系統(tǒng)。CIMS作為當(dāng)今世界制造自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的前沿科技 , 為未來機(jī)械制造工

29、廠提供了一幅宏偉的藍(lán)圖 , 將成為本世 紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的主要生產(chǎn)模式。第三章 制造業(yè)中柔性制造現(xiàn)狀分析 第一節(jié) 我國柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展過程 我國第一套 FMSJCSFMS-1是北京機(jī)床研究所于1985年從日本富士通的 FANUC公司引 進(jìn)的。該套FMS主要用于旋轉(zhuǎn)體加工，其加工對(duì)象是FB15型、25型直流伺服電動(dòng)機(jī)的軸類、法蘭盤類、刷架體類和殼體類等四大類 共14種零件。它由5臺(tái)國產(chǎn)加工中心、富士電機(jī)公司的AGV及4臺(tái)日本產(chǎn)的機(jī)器人組成，包括中央管理系統(tǒng)、物流控制系統(tǒng)、加工單元 和監(jiān)視攝像系統(tǒng)四大部分。 1987 年以后，我國又相繼從當(dāng)時(shí)的聯(lián) 邦德國引進(jìn)了三套 FMS分別安裝在湘潭江麗機(jī)械廠、鄭

30、州紡織機(jī) 械廠和沈陽飛機(jī)制造廠，后來又從英國KTM公司引進(jìn)了一套 FMS安裝在大連機(jī)床廠。 1991 年重慶大學(xué)和北京機(jī)床研究所聯(lián)合研制了 JCS- FM 2實(shí)用型單元控制系統(tǒng)，通過了原機(jī)電部與863/CIMS專家組聯(lián)合組織的鑒定。盡管由于種種原因，該FMS 還有待進(jìn)一步完善之處，但它是我國科技人員自行設(shè)計(jì)和開發(fā)的第一套FMS。 第二節(jié) 制造業(yè)柔性制造系統(tǒng)的方法和途徑 基于以上問題，我國研制 FMS時(shí)應(yīng)該切合國情，引進(jìn)與開發(fā)相結(jié)合。在推廣和應(yīng)用FMS時(shí)要注重提高經(jīng)濟(jì)效益 , 不應(yīng)盲目追求全盤自動(dòng)化 , 不追求無人化 , 而應(yīng)走 自己的道路。 (1 應(yīng)積極引進(jìn)和加速培養(yǎng)各類“柔性”人才，以優(yōu) 化

31、企業(yè)的知識(shí)和人才結(jié)構(gòu)。 柔性制造是一種智能型生產(chǎn)方式，這 在客觀上要求有多層次的高素質(zhì)人才去掌握和運(yùn)用它。比如，柔性 制造需要生產(chǎn)工人得到更廣泛的技能培訓(xùn)，掌握多種技能和能力， 以便能很容易地從一種工作調(diào)換到另一種工作；又比如，柔性制造 需要技術(shù)人員一專多能，并有很強(qiáng)的開拓創(chuàng)新能力，能根據(jù)消費(fèi)者 的個(gè)性化需求迅速研制出新產(chǎn)品，并快速制定和調(diào)整好相應(yīng)的生產(chǎn) 工藝設(shè)備；另外，對(duì)以顧客需求和偏好為導(dǎo)向的柔性制造方式的管 理，也是對(duì)管理者能力的一種挑戰(zhàn)?？偠灾?，柔性制造需要企業(yè) 加快各個(gè)層次的人才的培養(yǎng)和引進(jìn)速度，健全人才激勵(lì)機(jī)制，開展 多種形式的培訓(xùn)工作，優(yōu)化企業(yè)的知識(shí)和人才結(jié)構(gòu)。(2 自上而下設(shè)

32、計(jì)、自下而上分期實(shí)施。 國外的實(shí)踐表明 , 把系統(tǒng)設(shè)計(jì)得具有擴(kuò) 展柔性以便將來慢慢擴(kuò)充比一開始就設(shè)計(jì)成“過功能(Overfunction ”的系統(tǒng)為好，若可以預(yù)測(cè)到FMS零件族生產(chǎn)需求 的變化 , 則這種長(zhǎng)期的柔性需求可以采用分期模型來實(shí)現(xiàn)。采取首 先對(duì)用戶的產(chǎn)品發(fā)展進(jìn)行整體規(guī)劃 , 在根據(jù)上線時(shí)間和用戶投資的可能做出分期實(shí)施的方法 ,可以減輕用戶的負(fù)擔(dān) , 并且早收效益。比 如可以先安裝和布置好加工中心 , 構(gòu)成獨(dú)立的機(jī)床工作方式。接著 加上必要的簡(jiǎn)單的信息流（如構(gòu)成DNC然后再加上托板自動(dòng)輸送 系統(tǒng)和簡(jiǎn)單的調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)成初步的FMS最后裝上完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并適當(dāng)增加功能。（3慎重選擇FMS的

33、系統(tǒng)形式，優(yōu)先發(fā)展FMC 及FML 在應(yīng)用FMS時(shí)應(yīng)根據(jù)工廠的實(shí)際情況及零件流所需的機(jī) 床、工藝、路線和操作柔性來決定系統(tǒng)的形式。FMC的自動(dòng)化程度略低于FMS,價(jià)格低、操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其隱含的原則仍然是 柔性加工，而且一般中等規(guī)模的工廠買得起、用得上。由于FMS需要大量的投資，有許多公司都愿意先建 FMC用簡(jiǎn)單的單元獲得經(jīng)驗(yàn), 而不是一下子跳到 FMS FML適用于產(chǎn)量較大、零件流較為固定的 工廠使用 , 在我國從事這類產(chǎn)品生產(chǎn)的行業(yè)主要是汽車、拖拉機(jī)、 動(dòng)力機(jī)械、工程機(jī)械和電機(jī)等 , 以上行業(yè)一般都具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效 益和經(jīng)濟(jì)實(shí)力 , 有條件采用柔性制造設(shè)備。 （4 引進(jìn)和自行開發(fā)相

34、結(jié)合，以引進(jìn)促開發(fā)。由于我國FMS的許多基礎(chǔ)技術(shù)不過關(guān)，通過引進(jìn)國外的成熟技術(shù) , 在引進(jìn)的基礎(chǔ)上自行開發(fā)可以少走彎路 , 節(jié)省 時(shí)間和金錢。另外 , 成套進(jìn)口的系統(tǒng)由于研制單位的現(xiàn)場(chǎng)條件和使 用單位的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有相當(dāng)?shù)牟罹?, 如我們零件的毛坯工藝問題 （余量 太大 , 外形不規(guī)矩 , 硬度不均勻 和刀具問題等 , 使得其硬件和軟件不 能拿來就用 , 在調(diào)試中也暴露出許多問題。所以國外技術(shù)不能照搬 , 有些技術(shù)則非自行開發(fā)不可。FMS的引進(jìn)工作應(yīng)由發(fā)展 FMS技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)統(tǒng)一管理,FMS的研制單位也應(yīng)加強(qiáng)協(xié)作，合理分工，以避免 盲目重復(fù)引進(jìn)或低水平重復(fù)開發(fā)所帶來的經(jīng)濟(jì)損失。（5 增強(qiáng)多方合作

35、和分工。FMS計(jì)劃和開發(fā)的重要決定因素不能用技術(shù)數(shù)字或運(yùn) 行數(shù)字表示，從許多設(shè)計(jì)過程及成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出:FMS成功的關(guān)鍵在于從事計(jì)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、操作的人們對(duì)于FMS的態(tài)度。只有所有的參與者在工程的所有階段進(jìn)行廣泛的合作 , 才能導(dǎo)致成功 的結(jié)果。人們?cè)诠こ虒?shí)施前必須作好接受新知識(shí)和接過用戶端“新 開發(fā)”的必要思想準(zhǔn)備 , 工程組在必要時(shí)必須對(duì)供應(yīng)商提供的軟件 進(jìn)行仔細(xì)的裁剪 , 使其符合自己企業(yè)的特殊需要 , 這要比一味地尋求 一個(gè)合適的、準(zhǔn)確的控制軟件提供商要明智得多。用戶也必須擔(dān)當(dāng) 起仔細(xì)核察由機(jī)床、物料流和信息流的供應(yīng)商們所提供的資料、數(shù) 據(jù)及其準(zhǔn)確性的任務(wù)和職責(zé)。 （6 實(shí)施前注

36、重“軟”技術(shù)的開發(fā)。盡管我們受投資的限制，也許買不起某些FMS昂貴的硬件設(shè)備，但我 國在控制和軟件技術(shù)等方面具有一定的實(shí)力 , 擁有眾多的科研開發(fā) 人員，重視研究和開發(fā)FMS調(diào)度和管理軟件以及與工廠自動(dòng)化生產(chǎn) 有關(guān)的軟件（如CAD/CAM/CAPP/CAQ/MRP等,可以為工廠今后的 FMS系統(tǒng)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。 （7轉(zhuǎn)變企業(yè)管理方式，實(shí)施 柔性管理，保證柔性制造系統(tǒng)高效運(yùn)行。 常言道：“三分技術(shù)， 七分管理”。柔性制造需要柔性管理。柔性制造方式的實(shí)施必然要 求變革傳統(tǒng)的管理思想、管理組織和管理方法。首先，要樹立與柔 性制造系統(tǒng)相適應(yīng)的柔性管理思想，這是實(shí)施柔性制造的先決條 件。柔性管理

37、思想的核心是“人性化和個(gè)性化”，它注重平等尊 重、主動(dòng)創(chuàng)新、遠(yuǎn)見和價(jià)值控制等思想觀念。其次，應(yīng)增強(qiáng)組織機(jī) 構(gòu)的柔性。組織結(jié)構(gòu)設(shè)置是否合理、是否有柔性，將直接影響到企 業(yè)對(duì)外部市場(chǎng)需求的反應(yīng)能力和決策能力。目前大部分制造企業(yè)的 組織結(jié)構(gòu)層次多，信息傳遞的渠道長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多、速度慢，不能適應(yīng) 柔性制造對(duì)信息傳遞快速準(zhǔn)確的需要，因而必須采取工程型、虛擬 型、有機(jī)型等柔性組織形式，以增強(qiáng)組織結(jié)構(gòu)的柔性和活力。再 次，還應(yīng)采用柔性的管理方法。柔性制造是一種新的先進(jìn)的生產(chǎn)方 式，這在客觀上要求有相應(yīng)的諸如動(dòng)態(tài)計(jì)劃、彈性預(yù)算等柔性管理 方式去管理，以獲得以變應(yīng)變的效果。 第三節(jié) 美的企業(yè)現(xiàn)況及其 評(píng)估 嵌入式灶

38、具樣機(jī)款式多，訂單數(shù)量小，在普通生產(chǎn)線上生產(chǎn) 既浪費(fèi)產(chǎn)能，又存在很大的浪費(fèi) 如轉(zhuǎn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)）。為了解決此類 問題，就需要建造柔性生產(chǎn)線，其生產(chǎn)線要求： 1. 生產(chǎn)時(shí)間短 2. 在制品存量少 3. 占用生產(chǎn)面積小 4. 易暴露問題點(diǎn) 5. 容易適應(yīng)市 場(chǎng)與計(jì)劃的變更 6. 有利于保證產(chǎn)品品質(zhì) 7. 有利于安全生產(chǎn) 8. 生 產(chǎn)線無阻力 按照此八種要求，我對(duì)目前的生產(chǎn)線進(jìn)行評(píng)估： 一、 對(duì)灶具C線進(jìn)行工時(shí)測(cè)定VQ652機(jī)型）如表3-1 表3-1 C 線工時(shí) 檢測(cè) 目前時(shí)間檢測(cè) 工序號(hào) 工序名稱 第一次 第二次 第三次 第 四次 第五次 平均 1 檢底殼、貼海綿條、及電池盒 30.61 27.829.

39、84 32.14 29.3 29.94 2裝配爐腳和閥體固定支架 31.3236.78 32.61 35.77 32.31 33.76 3裝配閥體部裝及電池盒隔熱板30.41 34.42 30.55 35.27 35.24 33.18 4熱電偶與電磁閥插接及爐頭點(diǎn)火針線與脈沖器插接 28.59 21.09 30.28 31.06 31.2428.45 5 裝配脈沖控制器與熱電偶接地線及隔熱板28.59 26.9626.94 21.99 25.2 25.94 6裝配爐頭部裝 23.96 23.63 18.7529.14 24.07 23.91 7貫通電路及扎線 37.96 34.96 34.43

40、 36.8136.13 36.06 8第一次試火 20.97 21.08 24.96 28.93 26.724.53對(duì)C線生產(chǎn)Q652進(jìn)行平衡率計(jì)算 如圖3-1） 圖3-1平衡 率=54.2%二、運(yùn)用工業(yè)工程手法對(duì)C線進(jìn)行改善首先確認(rèn)瓶頸工序是貼海綿條，對(duì)此工序進(jìn)行動(dòng)作分析，發(fā)現(xiàn)對(duì)貼海綿條在面板上 有較高的要求，且操作難度較大，對(duì)此制作專門的工作臺(tái)，有調(diào)1人來做，考慮到后工序所用有空閑時(shí)間，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候幫助前工序； 對(duì)其他工序進(jìn)行工序優(yōu)化和制作一些工裝臺(tái)及工裝車來方便員工操 作，進(jìn)而提升效率。改善后工序平衡率如圖3-2）：圖3-2平衡率=81.5% 第四章 美的灶具柔性生產(chǎn)線設(shè)計(jì)第一節(jié) 企業(yè)背景

41、介紹 佛山市美的廚房電器制造有限公司是廣東美的電器股份制造 有限公司旗下的一級(jí)經(jīng)營單位，注冊(cè)資金1800萬元，現(xiàn)有員工1800多人，是一家專業(yè)從事開發(fā)研制、生產(chǎn)銷售燃?xì)庠?、吸油煙機(jī)、消 毒碗柜等廚房電器為一體的大型外向型企業(yè)。美的廚房電器制造有限公司公司年?duì)I業(yè)額達(dá) 5億元人民幣，公司設(shè)有研發(fā)組、生產(chǎn)技 術(shù)、工藝組、質(zhì)量檢驗(yàn)組、品質(zhì)控制組等嚴(yán)格的控制體系，以保證 高品質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)。公司秉承美的“開放、和諧、務(wù)實(shí)、創(chuàng)新”的 企業(yè)文化理念不斷提高和完善自身的制造能力。隨著公司的不斷壯 大，銷售網(wǎng)點(diǎn)的增多，所需灶具樣機(jī)、專用機(jī)及特價(jià)機(jī)及小訂單增 多，目前的灶具生產(chǎn)線不能滿足要求，因此設(shè)計(jì)一條適合多品種

42、、 小批量的生產(chǎn)線成為必要。第二節(jié) 柔性生產(chǎn)線設(shè)計(jì)及實(shí)施前期的改善使生產(chǎn)線的平衡率提高了，生產(chǎn)也順暢了，但轉(zhuǎn)產(chǎn)時(shí)間依然 居高不下，且面對(duì)多品種，小批量的單，普通的生產(chǎn)線根本無法滿 足。因此設(shè)計(jì)柔性生產(chǎn)線的工程刻不容緩。為了完成此任務(wù)，我從 以下方面逐步進(jìn)行：一、確定柔性線產(chǎn)距時(shí)間對(duì)目前小訂單的數(shù)量分析，要求一天8小時(shí)生產(chǎn)240臺(tái)左右 對(duì)Q652而言），故所用的節(jié)拍為8*60/240臺(tái)=2分鐘/臺(tái)。 二、對(duì)Q652機(jī)型的各裝配零件進(jìn)行時(shí)間測(cè)定 如表 4-1 表 4-1 零件裝配時(shí)間表 零件裝配時(shí)間表最終時(shí) 貼海裝電池 裝爐腳 （4 個(gè)） 裝閥體固定 裝閥體部裝 裝電池盒隔 熱電偶與電磁 插線 爐

43、頭零件 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 5 次平均 寬放系數(shù) 間 1 檢底殼 6.12 5.42 4.86 5.63 6.52 5.71 15% 6.57 2 綿條 14.53 15.21 16.45 14.65 16.3 15.43 15% 17.74 3 盒 5.45 4.21 4.56 5.62 6.25 5.22 15% 6.00 416.23 15.36 17.11 15.65 15.74 16.02 15% 18.42 5架 8.36 8.21 7.65 8.42 8.25 8.18 15% 9.40 615.35 14.62 15.35 15.82 15.22 15.27

44、 15% 17.56 7熱板 8.11 8.52 8.62 8.35 8.45 8.41 15% 9.67 8閥插接 8.21 8.62 8.87 8.53 8.95 8.64 15% 9.93 9點(diǎn)火針線與脈沖器插接） 16.56 17.85 17.68 16.84 16.89 17.1615% 19.74 10 插線 脈沖控制器與熱電偶接地線）16.51 17.8617.84 16.62 16.75 17.12 15% 19.68 11 裝隔熱板 8.2 8.618.84 8.57 8.85 8.61 15% 9.91 12 裝爐頭部裝 22.96 22.6318.75 28.93 26.

45、7 23.99 15% 27.59 13 走線 15.62 15.42 16.8717.23 17.52 16.53 15% 19.01 14 扎線 8.95 9.54 10.45 10.2110.58 9.95 15% 11.44 根據(jù)各個(gè)零件裝配時(shí)所需要的時(shí)間不包含拿物料時(shí)間及其他附加時(shí)間），再配以適當(dāng)?shù)膶挿畔禂?shù)，就可以比 較準(zhǔn)確的算出周期時(shí)間 從第一次取零件到下一次再取零件所用的時(shí)間），根據(jù)各零件裝配的最終時(shí)間表，我們可以根據(jù)裝配的先后 順序?qū)Ω鱾€(gè)零件進(jìn)行組合，以適應(yīng)柔性生產(chǎn)線的節(jié)拍時(shí)間。三、柔性生產(chǎn)線工序排布 如表 4-2 。表 4-2 工序排布 工序名 稱 +閥體固定支架（4-M4*

46、6+閥體部件（2-M4*6,2-M4*10 2 爐 頭部裝 （ 點(diǎn)火針 +熱電偶 +固定爐頭 （2-M4*25,4-M4*20+ 點(diǎn)火針線、 電池盒插片與脈沖器連接 3 固定脈沖點(diǎn)火器 （2-M4*10+ 固定隔熱 板（4-M4*6+面板支撐架（2-M4*6+熱電偶接地線（2-M4*6+接線+扎 線 4 第一次試火 +放防水罩 （2 個(gè)+蓋面板 +裝面板 （6-M4*6 5 面板 反面圍海綿條 +放防塵罩 +放旋鈕 +貼銘牌 +敬告貼 +整機(jī)氣密檢測(cè) 6放裝飾擋圈+擋水圈+內(nèi)、外環(huán)火蓋+第二次試火+貼QS標(biāo)貼7整機(jī)清潔+外觀總檢 +貼合格證 +部裝說明書 +貼條碼 +整機(jī)套袋 8 備箱+ 封箱

47、底+放下泡沫 +裝箱+封箱口+堆碼 9 部裝閥體 （6-M4*12+ 氣密 檢測(cè) +部裝上泡沫 10 配送 四、各工序時(shí)間測(cè)量及平衡率 如表 4- 3。 表 4-3 各工序周期時(shí)間表 灶具柔性線各工序周期時(shí)間 序號(hào) 工序名稱 人數(shù) 1 裝電池盒 +底殼貼海綿條 +爐腳組件 （4-M4*16+ 閥體固定支架 （4-M4*6+ 閥體部 件（2-M4*6,2-M4*10 98 1 2爐頭部裝（點(diǎn)火針+熱電偶+固定爐頭（2-M4*25,4-M4*20+ 點(diǎn)火針線、電池盒插片與脈沖器連接 102 1 3 固定脈沖點(diǎn)火器 （2-M4*10+ 固定隔熱板 （4-M4*6+ 面板支撐架 （2- M4*6+熱電

48、偶接地線（2-M4*6+接線+扎線104 1 4 第一次試火+放 防水罩（2個(gè)+蓋面板+裝面板（6-M4*6 103 1 5面板反面圍海綿條+放防塵罩 +放旋鈕+貼銘牌+敬告貼+整機(jī)氣密檢測(cè) 100 1 6 放裝飾 擋圈+擋水圈+內(nèi)、外環(huán)火蓋+第二次試火+貼QS標(biāo)貼93 1 7 整機(jī) 清潔+外觀總檢 +貼合格證 +部裝說明書 +貼條碼+整機(jī)套袋 102 1 8 備箱+封箱底+放下泡沫 +裝箱+封箱口+堆碼 110 1 9 部裝閥體 （6- M4*12+氣密檢測(cè)+部裝上泡沫108 1 10 配送 1圖4-1 平衡 率=92.3% 此工序排布方式平衡率達(dá)到 92.3%，完全符合設(shè)計(jì)要 求，。 五、柔性生產(chǎn)線布局圖方案一：u型布局 圖4-2 U型特點(diǎn)：1 ）、長(zhǎng)度6.79m;寬度4.7m占用的總面積6.79x4.7=31.9 平方 M 2）、在線板轉(zhuǎn)彎處不會(huì)有阻礙；3）、員工排位比較緊湊; 4 ）、物流比較舒暢; 5 ）、可以根據(jù)排產(chǎn)數(shù) 量安排操作人員；方案二：o型布局 圖4-3 O型 特點(diǎn)：1 ）、長(zhǎng)度5.75m;寬度3.3m;占用的總面積 5.75x3.3=18.975 平方 M 2）、在線板轉(zhuǎn)彎處很靈活；3 ）、