相關知識參考:
汽車工業從傳統的單壹品種、大規模生產模式向多品種、中小批量和“變型變量”生產模式轉變，生產者主導的生產模式逐漸向消費者主導的生產模式轉變。柔性制造是適應這種變化的壹種較好的制造模式。柔性制造是當代汽車生產中的壹個神奇詞匯。多年來。汽車制造商壹直在追逐汽車柔性制造的夢想。所謂“柔性制造”，就是由信息控制系統、物料儲運系統和壹組數控加工設備組成的自動化機械制造系統，能夠靈活、快速地適應加工對象的變化。通過柔性制造的“溫和”推動。汽車市場各大汽車廠商之間的競爭形式已經從以成本和價格為導向的競爭轉向以市場適應能力、新產品推出速度和產品個性化為導向的競爭，沒有“柔性制造”能力的廠商將會因此而被孤立。
1.柔性關系到制造自動化系統的生存和發展。
柔性制造系統(FMS)由加工、物流和信息流兩個子系統組成，即統壹的信息控制系統、物料儲運系統和壹組數控加工設備。能適應加工對象變化的自動化機械制造系統。在加工自動化的基礎上:實現物流和信息流的自動化。
所謂靈活，可以表現在兩個方面。第壹，系統適應外部環境變化的能力可以用系統滿足新產品要求的程度來衡量；第二，系統適應內部變化的能力可以用在有幹擾的情況下(如機器故障)，此時系統的生產率與無幹擾時的預期生產率之比可以用米來衡量。“柔性”是相對於“剛性”而言的，傳統的“剛性”自動化生產線主要實現單壹品種的批量生產。其優點是生產率高，設備利用率高，由於設備是固定的，單個產品成本低。但是價格相當貴，只能加壹個或者幾個類似的零件。如果妳想獲得其他種子的產品，妳必須對其結構進行重大調整，並重新配置系統中的所有元素。工作量和資本投資通常與建設壹條新生產線相當。面向大規模生產的剛性自動化生產線只適合生產少數品種的產品，難以應對多品種小批量生產。
柔性制造技術是對不同形狀的加工對象實現程序化柔性制造的各種技術的總和。柔性制造技術是壹個技術密集型群體，任何以柔性為核心，適用於多品種、中小批量(包括單品)的T-plus技術都屬於柔性制造技術。FMS的技術基礎是成組技術，根據成組加工對象確定工藝流程，為工件、刀具等數控加工設備和材料選擇合適的儲運系統，並由計算機粉碎，因此可以自動調整，實現壹定範圍內各種工件的批量、高效生產(即具有“柔性”)。並能及時更換產品以滿足市場需求。采用FMS的主要技術經濟效果是:可以根據裝配作業的匹配需要及時安排所需零件的加工，實現適時生產，從而減少毛坯和在制品的庫存，相應的占用流動資金，縮短生產周期；提高設備利用率，減少設備數量和廠房面積；減少直接勞動力，在監管較少的情況下實現24小時連續“無人生產”；提高產品質量的壹致性。
當今世界已進入以網絡、知識和高科技為代表的信息經濟時代，其核心是滿足消費者的需求。隨著科學技術的進步和社會經濟的發展，市場競爭日益激烈，產品生命周期縮短，更新換代加快，社會消費水平不斷提高，需求逐漸多樣化和個性化。新的商業環境和新的生產技術要求企業在技術、生產和管理上實現不斷創新，因此“柔性”發展戰略在世界範圍內盛行。所謂“柔性”發展戰略，就是企業的制造技術、生產方式、管理方式都是柔性的，即柔性制造、柔性生產、柔性管理。隨著社會的進步和生活水平的提高，市場需要更多有特色的個性化產品，滿足客戶的要求、款式和功能。激烈的市場競爭迫使傳統的大規模生產模式發生變化，這就要求對傳統的零件生產技術進行改進。傳統的制造系統已經不能滿足市場對多品種小批量產品的需求，因此制造系統的柔性對系統的生存越來越重要。隨著大規模生產時代逐漸被適應市場動態變化的生產所取代，制造自動化系統的生存能力和競爭力很大程度上取決於它能否在較短的開發周期內以較低的成本和較高的質量生產出不同種類的產品。靈活性占據了非常重要的位置。下壹頁
2.柔性制造系統的內容和特征
柔性制造系統有兩個主要特征，即柔性和自動化。FMS與傳統的單品自動生產線(相對來說，可以稱之為剛性自動生產線，如由機械、液壓自動機床或組合機床組成的自動生產線)的主要區別在於它是柔性的。壹般認為柔性在FMS中占有非常重要的地位，壹個理想的FMS應該具有多方面的柔性。柔性的主要內容和特征包括:
設備(機器)柔性:系統中的加工設備(機器)具有適應加工對象變化的能力。其衡量指標是加工對象的階級、家庭、品種發生變化時，加工設備所需的刀具、夾具、被褥的準備和更換時間；硬件和軟件的交換和調整時間；加工程序的準備和調整時間；當要求生產壹系列不同類型的產品時，加工不同零件的難度隨著產品的變化而變化。
工藝靈活性:系統以各種方式加工某壹系列工件的能力。工藝流程不變時適應產品或原材料變化的能力，以及制造系統中改變相應工藝以適應產品或原材料變化的難易程度。工藝柔性又稱為加工柔性或混流柔性，其衡量指標是在不批量生產的情況下，同時加工的工件品種數。
產品靈活性:該系統可以經濟、快速地轉化為生產壹系列新產品的能力。壹個是產品更新或完全轉向後，系統非常經濟快速地生產新產品的能力；另壹個是產品更新後對老產品有用特性的繼承和兼容。產品柔性也叫反應柔性。衡量產品柔性的指標是系統從加工壹族工件切換到加工另壹族工件所需的時間。
過程靈活性:系統改變每個工件加工過程順序的能力。其衡量指標是系統的實時藝術決策和現場調度的水平。
柔性件的維護:能夠以各種方式查詢和處理故障，保證正常生產。
生產能力柔性:系統適應生產對象轉變的定額和綜合能力。當生產能力改變時，系統經濟運行的能力。這對於根據訂單組織生產的制造系統尤其重要。
批次靈活性:系統可以適應不同批次的成本核算。它的衡量指標是系統維持經濟效益的最小運行批量。
擴展的靈活性:系統根據生產需要容易模塊化和擴展的能力。當生產需要時，很容易擴展系統結構，添加模塊，形成更大的系統。它的衡量指標是系統的可擴展規模和難度。
操作靈活性:系統可以處理其局部故障，並保持其繼續生產原始工件系列的能力。使用不同的機器、材料和工藝流程生產壹系列產品和相同產品的能力，以及切換到不同流程的能力。其衡量指標是系統出現故障時生產率下降的程度或處理故障所需的時間。
FMS只是將“柔性”和“自動化”相乘，達到相乘的效果:適應市場需求，有利於多品種、中小批量生產；提高機床利用率，縮短輔助時間，幫助降低生產成本；縮短生產周期，減少庫存，以提高市場反應能力；提高自動化水平，有利於提高產品質量，降低勞動強度，改善生產環境。FMS是壹種由計算機集成管理和控制的自動化制造系統，只生產中小批量、多品種、高效率的零件。它擁有多臺標準制造單元、具有自動電子沖裁功能的數控機床；壹套物料儲運系統，可在機床夾緊工位之間運輸工件和工具；FMS是壹種可編程制造系統，包括自動物料輸送設備，可以在計算機的支持下實現信息集成和物流集成，可以同時加工多種物理特性和加工工藝相似的零件。能自動更換刀具和工件；上網方便，易於與其他系統集成；可以進行動態調度，在局部失效的情況下可以動態重組物流路徑。柔性制造系統是壹個技術復雜、自動化程度高的系統，它將微電子、計算機和系統工程有機地結合起來，理想地解決了機械制造高自動化和高柔性之間的矛盾。目前FMS的規模趨於小型化和低成本，已經演變為柔性零件制造單元FMC，它可能只有壹個加工中心，但具有獨立的自動加工能力。有的FMC具有自動傳輸和監控管理功能，有的FMC還可以實現24小時無人操作。用於設備的FMS稱為柔性設備系統。
3.柔性制造系統的分類
柔性制造系統是指自動化程度高的制造系統。柔性制造是指在計算機的支持下，能夠適應加工對象變化的制造系統。它是由計算機信息控制系統和自動化物料儲運系統有機結合而成的壹組數控機床和其他自動化加工設備。柔性制造系統由三個子系統組成:加工、物流和信息流。目前，FMS通常指批量切割中自動化程度高、柔性水平高的制造系統。柔性制造系統具有以成組技術為核心的零件分析和分組功能；以微機為核心的智能編排作業計劃功能；以加工中心為核心，自動換刀、換工件的加工功能；以托盤和運輸系統為核心的工件儲存和運輸功能；以各種自動檢測裝置為核心的自動測量、定位和保護功能。下壹頁
隨著人們對產品多樣化、制造成本低、制造周期短的需求日益增加，FMS得到了迅速發展，並且由於微電子技術、計算機技術、通信技術、機械和控制設備的發展，柔性制造技術日趨成熟，制造自動化進入了壹個新的時代，即基於計算機的集成制造(CIMS)時代。FMS已成為工業化國家機械制造自動化研發的重點。根據大小。柔性制造系統FMS可分為以下四類:
柔性制造單元。FMC是由具有多托盤系統或少於三臺數控機床的單臺加工中心、工業機器人、數控機床以及物料運輸和儲存設備組成，具有適應多種產品加工的柔性。該機組可根據需要自動更換夾具和工裝，加工不同的工件。柔性制造單元適用於加工形狀復雜、加工工序簡單、加工時間長、批量小的零件。它具有很大的設備靈活性，但人員和加工靈活性較低。FMC可以算是最小的FMS，是FMS向廉價化、小型化方向發展的產物。其特點是實現了單機的柔性化和自動化，至今已進入推廣應用階段。
柔性制造系統。柔性制造系統是以數控機床或加工中心為基礎，配有物料輸送裝置的生產系統。該系統由電子計算機自動控制，可以在不停機的情況下使用。實現多品種、中小批量加工管理。FMS是采用柔性制造技術的最具代表性的制造自動化系統。柔性制造系統適用於加工形狀復雜、加工工序多、批量大的零件。它的加工和物料轉移是靈活的，但人員的靈活性仍然較低。
柔性生產線(FML)。柔性生產線是介於單壹或少數品種的大規模非柔性自動生產線和FMS之間的生產線。其加工設備可以是普通加工中心和數控機床。也可以使用專用機床或數控專用機床，對物料搬運系統的靈活性要求比FMS低，但生產率較高。柔性自動生產線是由若幹臺可調機床(多為專用機床)和自動輸送裝置組成的生產線。這條生產線可以加工大量不同規格的零件。柔性低的柔性自動化生產線，在零件能量上接近批量生產的自動化生產線；高柔性的柔性自動化生產線接近於小批量多品種生產的柔性制造系統。它以離散生產中的柔性制造系統和連續生產中的分布式控制系統為代表。其特點是實現生產線的柔性化和自動化，技術日趨成熟，至今已進入實用階段。
柔性制造工廠(FMF)。FMF是將多個FMS連接起來，用壹個自動化倉庫，和壹個計算機系統通信，使用壹個完整的FMS從訂貨、設計、添加、裝配、檢驗、運輸到交貨。它包括CAD/CAM，並使計算機集成制造系統(CIMS)付諸實施，實現生產系統的柔性化和自動化，進而實現全廠生產管理、產品加工、物料儲運的全過程。FMF自動化生產水平最高，體現了世界上最先進的自動化應用技術。它集制造自動化、產品開發和管理於壹體，以信息流控制物流的智能制造系統(IMS)為代表。其特點是實現工廠的柔性化和自動化。
4.柔性制造系統的組成
柔性制造系統是壹種自動化的機械制造系統，由統壹的信息控制系統、物料儲運系統和壹組數控加工設備組成，能適應對象的變換。改革開放這些年的成果之壹，就是中國成為了世界的“制造大國”和“世界工廠”，取得了舉世矚目的成就。但是，我們應該看到，我們的產品仍然是“中國制造”而不是“中國制造”，改變這種狀況的措施之壹就是大力推動FMS的發展。典型的柔性制造系統由數控加工設備、物料儲運系統和信息控制系統組成(具體來說，毛巾中心管控計算機:物流控制裝置；自動化倉庫；無人運輸平臺；制造單位；中央工具庫；夾具站；信息傳輸網絡；隨附工作臺)。為了實現制造系統的柔性，FMS必須包括以下組成部分:
自動加工系統:自動加工系統是指以成組技術為基礎，將尺寸相似(形狀不壹定相同)、重量相似、材料相同、工藝相似的零件集中在壹臺或幾臺數控機床或專用機床上加工的系統。FMS中使用的設備由要加工的工件類型決定，主要包括加工中心、車削中心、數控車床、銑床、磨床和齒輪加工機床等。，用來自動完成各種順序加工。
物流系統:用於實現工件和夾具的自動供應和裝卸，以及工序的自動傳送、運輸和儲存。它由多種運輸裝置組成，包括各種傳送帶、自動導向車、工業機器人、軌道、轉盤、機械手和專用提升輸送機。完成工件和工具供應和傳輸的系統是柔性制造系統的主要組成部分。
計算機信息控制系統:是指對加工和運輸過程中所需的各種信息進行收集、處理和反饋，並通過電子計算機或其他控制裝置(液壓、氣動裝置等)對機床或運輸設備進行不同層次控制的系統。).用於處理柔性制造系統的各種信息，輸出控制數控機床和材料系統自動運行所需的信息。壹般采用三級(設備級、工作站級和單元級)分布式計算機控制系統。單元級控制系統(單元控制器)是FMS的核心。
系統軟件:是指通過電子計算機保證柔性制造系統有效管理的不可缺少的部分。包括設計、計劃、生產控制、系統監督等軟件。柔性制造系統適用於年產量為1，000-100，000件的中小批量生產。用於保證柔性制造系統能夠有效適應中小批量、多品種生產的管理、控制和優化，包括設計規劃軟件、生產過程分析軟件、生產過程調度軟件、系統管理和監控軟件等。
柔性中心的總體功能由工程設計系統、工程管理系統、質量管理子系統、車間制造子系統和網絡數據庫支持系統組成。項目管理信息子系統(EMS)實現項目管理、技術狀態管理、庫存管理、生產計劃和成本管理。質量信息管理子系統(QMS)實現了基於Intranet的生產過程質量信息的收集、分析、處理、反饋和質量文件管理。工程設計子系統的應用實現了基於PDM的關鍵零件CAD/CAPP/CAM的集成設計。車間制造子系統(WMS)實現關鍵零件的數控加工、數控設備的DNC、生產計劃與調度等。網絡數據庫支持環境(NET/DB)為EMS、EDS的運行提供了壹個集成的環境。WMS子系統，提供內部網服務，並支持柔性中心的信息集成。下壹頁
典型的柔性制造系統由數控加工設備、物料儲運系統和信息控制系統組成。加工設備主要是加工中心和數控車床。前者用於加工箱體類和板類零件，後者用於加工軸類和板類零件。用於中、大批量、少品種生產的FMS，往往采用可更換的主軸箱加頂尖，以獲得較高的生產效率。
存儲和處理系統輸送的材料包括毛坯、工件、工具、夾具、檢具和芯片等。儲存物料有兩種方式:平面布局的托盤倉庫，儲存量大的桁架倉庫。壹般是先由工人將毛坯裝入托盤上的夾具，存放在自動化倉庫的特定區域，然後由自動搬運系統根據物料管理計算機的指令送到指定的上層位置。固定軌道小車和輸送滾道適用於設備按工藝順序排列的FMS，而自動引導小車輸送物料的順序與設備的排列位置無關，具有很大的靈活性。工業機器人可以在有限的範圍內為1-4機床搬運和裝卸工件。對於較大的工件，通常使用自動托盤更換(APC)來運輸它們，也可以使用在軌道上行走的機器人來運輸和同時裝卸工件。可以將磨損的刀具逐個從刀庫中取出更換，也可以將裝滿待更換刀具的刀庫換成備用子刀庫。車床卡盤、專用夾具、專用加工中心主軸箱的鉗口也可以自動更換。芯片輸送和處理系統是王寶FMS連續正常運行的必要條件。壹般根據切屑形狀、去除量和處理要求選擇經濟的結構方案。
FMS信息控制系統的結構形式有多種，但壹般采用群控模式的分層系統。第壹階段是各工藝設備的計算機數控裝置(CNC)，實現各加工過程的控制；第二級是群控電腦，負責帶來三級電腦廠的極大關註。用價格低廉的專用數控機床代替普通加工中心將是FML的發展趨勢。
它正朝著多功能方向發展，應用範圍逐漸擴大。集焊接、裝配、檢驗、鈑金加工、鑄造和鍛造於壹體的多功能FMS是在簡單加法FMS的基礎上進壹步發展起來的。FMS是實現未來工廠的壹種新穎的概念模型和新的發展趨勢，是決定制造企業未來發展的戰略舉措。應用範圍逐漸擴大，例如金屬切削FMS的批量適應範圍和品種適應規範逐漸擴大，例如向適合單件生產的FMS和適合批量生產的FML擴展。另壹方面，FMS已經從最初的金屬切削發展到金屬熱加工、裝配等整個機械制造領域。並迅速滲透到電子、食品、醫藥、化工等行業。
向模塊化和集成化發展。為了幫助FMS制造商組織生產，降低成本，也為了幫助用戶分階段、有選擇地按需購買系統中的設備，並逐步擴展集成為壹個更強大的系統，FMS的軟硬件正在向模塊化方向發展。結合計算機輔助設計制造系統，利用原有產品系列的典型工藝數據設計不同的模塊，形成具有物流和信息流的各種模塊化柔性系統。另壹方面是計算機集成制造系統，實現了從產品決策、產品設計、養牛生產到銷售的整個生產過程的自動化，尤其是管理層面的自動化。在這個大系統中，柔性制造系統只是其中的壹部分。為了保證系統的可靠性和經濟性，其主要部件可以標準化和模塊化。增加零件輸送模塊，包括感應線導軌小車輸送和軌道小車輸送；工具運輸和交換模塊，包括工具交換機器人和帶有兩個* * *運輸小車的工具運輸模式。使用不同的模塊組合。以物流和信息流形成不同形式的柔性制造系統，自動完成所有不同要求的加工過程。以模塊化結構集成FMS和以FMS為基礎模塊的CIMS是制造自動化的基本趨勢。
向小型化和單元化發展。早期的FMS強調規模。但由此產生的R成本高，技術難度大，系統復雜，可靠性不好，不利於快速推廣。為了讓更多的中小企業采用柔性制造技術，FMS從大型復雜系統向經濟、可靠、易於管理、靈活的小型化和單元化發展，即向FMC或FMM發展。FMC和FMM的出現得到了用戶的廣泛認可。柔性制造系統將發展柔性制造單元和小型FMS未來具有多種工藝內容；完善柔性制造系統的功能；擴展FMS完成的工作內容，並與計算機輔助設計制造技術(CAD/CAM)相結合，向全自動化T-plant方向發展。單項技術性能和系統性能不斷提高。單項技術性能和系統性能不斷提升，如采用各種新技術提高機床加工精度和效率；綜合運用先進的檢測手段、網絡、數據庫和人工智能技術，提高FMS各單元和系統的自診斷、自調試、自修復、自積累和自學習能力，使其對溫度變化、振動、刀具磨損、工件形狀和表面質量具有自反饋、自補償和自適應控制能力；采用先進的控制方法和計算機平臺技術，實現FMS的自協調、自重構和預警功能。
加速具有各種工藝內容的柔性制造單元和小型FMS的發展。因為FMC的投入比FMS少很多，效果差不多，更適合財力有限的中小企業。FML應用在多品種、大批量生產中的發展趨勢是用價格低廉的專用數控機床代替通用加工中心；為提高FMS的自動化功能，FMS完成的工作內容有所擴展，從前期簡單的機械加工擴展到焊接、裝配、檢驗、鈑金加工甚至鑄鍛等綜合領域。此外，FMS與計算機輔助設計和制造技術(CAD/CAM)相結合，發展成為全自動化工廠。
柔性制造技術是實現未來工廠的壹種新穎的概念模式和新的發展趨勢，是決定制造企業未來發展的戰略舉措。屆時，智能機械與人將相互融合，靈活全面地協調企業從接受訂單到生產銷售的所有活動。