制造业中的柔性化生产

1、本文就大致讨论了“柔性化生产”是以顾客和成本为驱动的现代生产方式转变的一大趋势， 以汽车行业为例简要的描述了柔性化生产所带来的利益和面临的问题。而实施精益生产和准时 物流似乎是平衡其问题的一种出路所在。柔性化生产是近些年来大多数产品密集型制造企业所极力推行的一种生产形态。由于受市场 变化、顾客对产品多样性的需求、顾客交货期的遵守、生产成本缩减等因素的驱动，传统大批 量，经济,，生产方式正面临着巨大的挑战与变革，在大多数制造性行业都有不同程度的体现，其 中汽车行业尤为突出。就汽车行业而言，它是柔性化生产概念体现得最为彻底的一个行业。尽管目前国内大多数主 流汽车厂家都宣称自己所拥有的生产线是如何先

2、进，在同一个生产平台可以同时生产多少种不 同类型的车型，生产线上可同时组装不同颜色不同款式的车辆，这些无不都是在宣称企业生产 线的柔性化程度之高，在一定程度上向消费者传达了一个积极的信息，并从制造和管理水平方 面推广了自己企业。柔性化生产带来的改变：1、顾客一一大大的缩短产品交货期，提高顾客满意度，贴近市场需求。2、人力平衡了工时，突破IE的局限。3、库存大大的降低原材料库存。4、质量一定程度上强化了产品品质，将质量管理提升到全面质量跟踪的水平。虽然都是在推行柔性化生产，就实际情况来看，不同企业柔性化水平可谓相差甚远。大多数 企业所谓的柔性化目前仍然停留在小批量生产方式上，只是将批量进行一定程

3、度的压缩而已。例如汽车行业中将一天生产单一车型变换为几个小时生产某单一车型，这并不是真正意义上 的柔性化。从产品生产组织的流程来看，一般生产过程包含生产计划的制定、原材料的供给、物流输 送、产品组装等环节。除去生产线设备的通用化改造之外，所谓的柔性化应该包含两个环节的 柔性化，一个是指广义的生产计划的柔性化，另一个则是狭义的产品生产装配过程的柔性化。生产计划的柔性化对于类似于汽车制造的行业，由于产量大，生产节拍、流水浅的生产布局相对固定，人员相 对密集，零配件装配种类繁多、供给周期长等等因素，从制定计划到原材料供给到最后生产需 要一个相对长而稳定的过程，这样才能保证零部件供给和生产能顺利进行。

4、对于由于市场变化 需要进行生产计划的调整，由于供求双方对需求的改变可能会导致原材料在结点上出现一定的 偏差，这里面主要涉及到供应链的协作水平，对外部供应商宏观管理能力的考验。只要整合供 应商的对应能力，实现信息共享，提高链的协作能力，生产计划的柔性化自然能够在一定程度 上实现，但不可不提的是这在一定程度上是以牺牲局部成本为代价的，不管信息化应用多广或 者管理水平多高，这是不可逾越的，唯一能做的就是去平衡和抵消成本的影响。生产装配的柔性化对于生产装配过程中，传统批量生产方式认为通过大批量的生产可以稳定质量，提高生产效 率，缩减物流费用等优点，要顺应市场打破这一方式必须从它带来的负面因素着手从而减

5、少因 生产方式的变革带来的损失，例如大量生产造成库存过多、工时利用不足，产品交货周期长等 方面，那么柔性化生产正是顺应了这一要求。以汽车生产为例，在生产装配过程中，对产品线进行柔性化改造，技术层面基本已经解决， 成本问题也得以抵消，关键问题是狭义的生产装配过程的柔性化容易造成物流供给的混乱，因 为在大批量生产装配模式下，待装配的供给品是大批量的分布于生产线的周围，这样物流是以 一个经济批量来运转的，但是柔性化状态下要求待装配的供给品是多样化的，是与车辆型号相 对应的，为解决这个问题，也许TOYOTA的方式值得借鉴，如下图，它采用的是将单台车需 要的零部件事先整合在一起，然后让这个物流车顺着生产

6、线流动，到一个生产单元之后物流车 再循环，当然这里面涉及到一个特定车辆需要装配哪些特定零部件指示的问题，这就是通过信 息化手段来解决的问题。当然这样表面看起来似乎是为了“柔性化”而柔性化的，结合汽车生产 的装配流程进行分析这样的好处是：1、将质量控制在单台以内，减少露装、错装的可能性。企业将质量管理贯彻到生产过程本 身当中。2、大大的减少了库存，由于采用准时化的物品供给模式，从生产线延伸到物流整个都是流 动的体系，一直到零部件供应商的库存，整个过程是在一种拉动的方式下流动。当然需要借助 于物流体系的转变。3、顺应了顾客离散性需求分布的特性，按照任意的生产顺序对应生产，有效的缩短了交货期。4、充

7、分利用了工时，与大批量生产相比，由于生产相对均衡，工时相对固定在一个稳定的 水平，不会造成大批量生产方式下由于生产节拍的固定与不同产品工时需求不同的矛盾。后者 对工时需求的不稳定，采用IE的弥补总是有限的。当然实行这种方式也会出现一些不可回避的问题，例如产品初期质量不稳定、加工不良时容 易出现生产中断、对信息化应用水平和管理能力要求高等等因素。此外，生产计划的柔性化与生产线的柔性化既相互补充，在一定程度上又相互制约，只有合 理规划原材料供给体系才能有效发挥两者的“柔性化”，通过合理的供应链协作和内外物流体系 来使得补充更充分，制约减少到最低，准时化的供给似乎是一条出路。对汽车行业柔性化生产分析

8、，可以看出柔性化生产其实是以顾客、产品成本因素为导向所衍 生的一种生产方式，对广义生产计划的角度而言，对于一般传统型行业，如家电、电子工业品 行业，都存在相似之处，需要进行建立柔性化的生产计划与生产预测系统，但是对于狭义车间 的生产装配而言，并不是所有行业都需要应用“柔性化”生产，一定需要结合车间生产形态在经 济批量和按订单生产之间找到一个平衡点，不同行业之间由于产品装配的属性也决定了是否有 必要进行车间的“柔性化”改造，但有一点在一些行业TOYOTA按照“物随人流”的构想安排物品 的流动值得借鉴，它是随着精益准时化生产理念而不断完善的。柔性生产线柔性生产线是把多台可以调整的机床（多为专用机床

9、）联结起来，配以自动运送装置组成 的生产线。它依靠计算机管理，并将多种生产模式结合，从而能够减少生产成本做到物尽 其用。柔性自动化的兴起随着科学技术的发展，人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高， 产品更新换代的周期越来越短，产品的复杂程度也随之增高，传统的大批量 生产方式受到了挑战。这种挑战不仅对中小企业形成了威胁，而且也困扰着 国有大中型企业。因为，在大批量生产方式中，柔性和生产率是相互矛盾 的。众所周知，只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高，才 能构成规模经济效益；反之，多品种、小批量生产，设备的专用性低，在加 工形式相似的情况下，频繁的调整工夹具，工艺稳定难度增大，生产效

10、率势 必受到影响。为了同时提高制造工业的柔性和生产效率，使之在保证产品质量的前提下，缩短产品生产周期，降低产品成本，是终使中小批量生产能与 大批量生产抗衡，柔性自动化系统便应运而生。自从1954年美国麻省理工学院第一台数字控制铣床诞生后，70年代 初柔性自动化进入了生产实用阶段。几十年来，从单台 数控机床的应用逐渐 发展到加工中心、柔性制造单元、柔性生产线和计算机集成制造系统，使柔 性自动化得到了迅速发展。柔性生产线的构成就机械制造业的柔性生产线而言，其基本组成部分有：自动加工系统自动加工系统，指以成组技术为基础，把外形尺寸（形状不必完全一 致）、重量大致相似，材料相同，工艺相似的零件集中在一

11、台或数台数控机 床或专用机床等设备上加工的系统。物流系统物流系统，指由多种运输装置构成，如传送带、轨道一转盘以及机械手 等，完成工件、刀具等的供给与传送的系统，它是柔性生产线主要的组成部 分。信息系统信息系统，指对加工和运输过程中所需各种信息收集、处理、反馈，并 通过电子计算机或其他控制装置（液压、气压装置等），对机床或运输设备实 行分级控制的系统。软件系统软件系统，指保证柔性生产线用电子计算机进行有效管理的必不可少的 组成部分。它包括设计、规划、生产控制和系统监督等软件。柔性生产线适 合于年产量1000100,000件之间的中小批量生产。编辑本段柔性生产线的优点柔性生产线是一种技术复杂、高度

12、自动化的系统，它将微电子学、计算 机和系统工程等技术有机地结合起来，理想和圆满地解决了机械制造高自动 化与高柔性化之间的矛盾。具体优点如下。第一，设备利用率高。一组机床编入柔性生产线后，产量比这组机床在 分散单机作业时的产量提高数倍。第一，在制品减少80%左右。第三，生产能力相对稳定。自动加工系统由一自或多台机床组成，发生 故障时，有降级运转的能力，物料传送系统也有自行绕过故障机床的能力。第四，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。第五，运行灵活。有些柔性生产线的检验、装卡和维护工作可在第一班 完成，第二、第三班可在无人照看下正常生产。在理想的柔性生产线中，其 监控系统还能处理诸如刀具的磨损调换、物流的堵塞疏通等运行过程中不可 预料的问题。第六，产品应变能力大。刀具、夹具及物料运输装置具有可调性，且系 统平面布置合理，便于增减设备，