柔性制造（自动化生产制造技术）
柔性制造
自动化生产制造技术
柔性制造技术，是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群，适用于多品种、中小批量（包括单件产品）并侧重于柔性的加工技术都属于柔性制造技术。
柔性制造的根本特性决定了它对制造职责和生产策划环境的变化有很强的合适本领，其主要体现在柔性制造在现代企业中的进步性、多样化需求，以及是缩小与国际进步制造程度差距的紧张途径。
| 中文名 | 柔性制造 |
| 外文名 | Flexible manufacturing |
| 特点 | 多样化、进步性 |
| 应用 | 多品种、中小批量并柔性的加工产品 |
概念
柔性制造的模式其实广泛存在，比如定制，这种以消费者为导向的，以需定产的方式对立的是传统大规模量产的生产模式。在柔性制造中，考验的是生产线和供应链的反应速度。比如目前在电子商务领域兴起的“C2B”“C2P2B”等模式体现的正是柔性制造的精髓所在。
柔性可以表述为两个方面，一个方面是指生产能力的柔性反应能力，也就是机器设备的小批量生产能力，其优点是生产率很高，由于设备是固定的，所以设备利用率也很高，单件产品的成本低。但价格相当昂贵，且只能加工一个或几个相类似的零件，难以应付多品种中小批量的生产。
第二个方面，指的是供应链的敏捷和精准的反应能力。在柔性制造中，供应链系统对单个需求做出生产配送的响应。从传统“以产定销”的“产——供——销——人——财——物”，转变成“以销定产”，生产的指令完全是由消费者独个触发，其价值链展现为“人——财——产——物——销“这种完全定向的具有明确个性特征的活动。
柔性制造生产线基本功能
1、能自动控制和管理零件的加工过程，包括制造质量的自动控制、故障的自动诊断和处理、制造信息的自动采集和处理；
2、通过简单的软件系统变更，便能制造出某一零件族的多种零件；
3、自动控制和管理物料（包括工件与刀具）的运输和存储过程；
4、能解决多机床下零件的混流加工，且无需增加额外费用；
5、具有优化的调度管理功能，无需过多的人工介入，能做到无人加工。
关键技术
CAD
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。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将三维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
柔性化生产线模糊控制
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能，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，其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
人工智能
迄今，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（如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等）。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为柔性制造的诸方面工作增强了柔性。
展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能（包括专家系统）技术必将在柔性制造业(尤其智能型)中起着日趋重要的关键性的作用。目前用于柔性制造中的各种技术，预计最有发展前途的仍是人工智能。
预计到21世纪初，人工智能在柔性制造技术中的应用规模将在比目前大4倍。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，系统能自动监测其运行状态，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。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。
对未来智能化柔性制造技术具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的，它使传感器具有内在的“决策”功能。
柔性化生产人工神经网络
人工神经网络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。
精益制造系统
一种叫做MES精益制造管理系统的工具，集合软件和人机界面设备（PLC触摸屏）、PDA手机、条码采集器、传感器、I/O、DCS、RFID、LED生产看板等多类硬件的综合智能化系统，由一组共享数据的程序所组成的、通过布置在生产现场的专用设备（PDA智能手机、LED生产看板、条码采集器、PLC、传感器、I/O、DCS、RFID、PC等硬件）对从原材料上线到成品入库的生产过程进行实时数据采集、控制和监控的系统，是通过控制包括物料、仓库、设备、人员、品质、工艺、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力。
精益制造系统实时接受来自ERP系统的工单、BOM、制程、供货方、库存、制造指令等信息，同时把生产方法、人员指令、制造指令等下达给人员、设备等控制层，再实时把生产结果、人员反馈、设备操作状态与结果、库存状况、质量状况等动态地反馈给决策层。
技术优点
设备利用率高
一组机床编入柔性制造系统后的产量，一般可达这组机床在单机作业时的三倍。柔性制造系统能获得高效率的原因，一是计算机把每个零件都安排了加工机床，一俟机床空闲，即刻将零件送上加工，同时将相应的数控加工程序输入这台机床。二是由于送上机床的零件早已装卡在托盘上（装卡工作是在单独的装卸站进行），因而机床不用等待零件的装卡。
减少设备投资
由于设备的利用率高，柔性制造系统能以较少的设备来完成同样的工作量。把车间采用的多台加工中心换成柔性制造系统，其投资一般可减少三分之二。
减少工时费用
由于机床是在计算机控制下进行工作，不需工人去操纵，唯一用人的工位是装卸站，这就减少了工时费用。
柔性化生产减少工序量
和一般加工相比，柔性制造系统在减少工序间零件库存数量上有良好效果。有的减少了80%。这是因为缩短了等待加工时间。
改进生产
柔性制造系统有其内在的灵活性，能适应由于市场需求变化和工程设计变更所出现的变动，进行多品种生产。而且还能在不明显打乱正常生产计划的情况下，插入备件和急件制造任务。
维持生产
许多柔性制造系统设计成具有当一台或几台机床发生故障时仍能降级运转的能力。即采用了加工能力有沉余度的设计，并使物料传送系统有自行绕过故障机床的能力，系统仍能维持生产。
产品质量高
减少零件装卡次数，一个零件可以少上几种机床加工，设计更好的专用夹具，更加注意机床和零件的定位都有利于提高零件的质量。
运行灵活
运行的灵活性是提高生产率的另一个因素。有些柔性制造系统能够在无人照看的情况下进行第二和第三班的生产。
产量灵活
车间平面布局规划得合理，需要增加产量时，增加机床，以满足扩大生产能力的需要。
柔性化生产线技术目标
通过柔性中心科研建设，使在大型天线系统研制中的计算机应用能力和工艺加工水平达到国内领先、国际九十年代初水平，为重点研制任务的完成提供有力的保障。
1、基于柔性制造技术和系统集成技术，通过配置先进的数控加工设备和计算机系统，运用以计算机技术为核心的现代设计、制造和管理技术，建立一个具有行业特色的柔性制造中心。
2、应用CAD/CAM技术，实现天线系统关键零件的计算机辅助设计，逐步实现柔性中心设计过程的并行化。
3、应用现代信息管理技术和加工过程的计算机控制技术，实现关键零件制造过程的柔性化。
4、通过建立网络和数据库云霄环境，为实现中心运行过程中的功能交互、信息集成和资源共享创造条件。
5、提高本单位的综合实力和现代化水平，提高对市场的应变能力。
6、柔性中心总体功能构成由工程设计系统、工程管理系统、质量管理分系统、车间制造分系统和网络数据库支持系统构成。
发展趋势
国务院参事汤敏曾指出，未来，中国以大批量生产、低成本取胜的劳动密集型产业外迁到东南亚的趋势无法阻挡，这迫使中国制造业企业向小批量、定制化的柔性制造生产转变。这一观点也得到东莞一电子设备制造企业的认同。
记者获悉，柔性化生产能够实现生产线在大批量生产和小批量生产之间的任意切换。在市场需求不确定的环境下，厂商往往希望通过小批量订货来试产试销，直到测试出市场的真实需求，才开始大批量连续订货。当前不论是轻工业制造还是电子机械行业，制造业的柔性化正在加速。
参考资料
1.中国制造业 柔性生产渐成趋势·中国贸易报
