快速重组制造系统

快速重组制造系统（RRMS）

——新一代制造系统的原理及应用5/9/20231概述

2RRMS的基本构架和主要特征

3RRMS的科学基础

4RRMS的应用举例1概述1.1RRMS形成的市场和技术环境1.2RRMS的基本需求1.1RRMS形成的市场和技术环境1920193019401950196019701980199020002010市场环境按工序特征应用成组技术提高工效降低成本通过规模经济降低成本进行市场竞争适应产品品种发展和质量提高进行市场竞争敏捷响应产品创新加速的全球化市场竞争应用成组工艺原理组织非自动化生产平衡工时负荷提高机床利用率通过试切、测量和调整保证加工精度专用机床多刀多面组合加工各工序节拍严格平衡质量保证主要靠精度储备通用数控机床按工序集中原则安排应用缓冲存储实现稳定生产加工质量用动态统计控制通过系统和机床的重组实现工艺优化机床品种和结构模块调整实现均衡生产过程效应控制加速重组的质量提升制造系统发展及其特点多品种单件小批生产刚性制造系统DML/TL单品种或少品种大批量生产柔性制造系统FMS/FMC/FML多品种成批生产快速重组制造系统RRMS多族品种变批量生产年代机群式制造系统MS制造系统的发展进程---四类制造系统1.1RRMS形成的市场和技术环境通用机床组成的生产线----生产效率较低工序分散的加工方式和工序间物流输送的等待时间导致生产效率较低已有的制造系统存在的主要问题:1.1RRMS形成的市场和技术环境专用机床和组合机床的自动生产线----平均利用率低据统计国外汽车零件制造的自动生产线的平均利用率仅达53%（Prof.M.Matta),我国汽车行业的机械加工自动线的利用率约为40~60%。1.1RRMS形成的市场和技术环境柔性制造系统---冗余的功能和高的投资统计美国、欧洲和亚洲的22个国家370家制造厂，近乎80%的加工中心只利用其20%的功能（Prof.H.Schalz)1.2RRMS的基本需求快速组成对更新产品的批量生产能力能无缝地缩放生产规模方便地组织多品种工件的混流生产或并流生产低的重组费用和高的生产效率短的试生产期和稳定的加工质量目标：快速响应市场需求降低投资风险方便进行技术升级2RRMS的基本构架和主要特征每种零件用一条专用生产线加工零件P11Part零件P11PartP11(零件族F1)（PartFamilyF1）加工方案MachiningSolutionC11专用机床SpecialMachineToolsTL11零件PmnPartPmn(零件族Fm)（PartFamilyFm）加工方案MachiningSolutionCmn专用机床SpecialMachineToolsTLmn零件PmnPartCAD数据

工艺设计

机床设计

固定式生产线

成品CADData

ProcessPlanningMachineToolsDesignDedicatedLineProduct专用的制造系统2.1RRMS的基本构架2.1RRMS的基本构架一族（组）零件用一条柔性制造系统加工CAD数据CAM柔性生产线

成品CADDataFlexibleManufacturingLineroductP11…P1n零件族F1PartFamilyF1P11…P1nNC程序NCPrograms11～1nFMS1/FML1DesignandProcessControl设计和运行零件族FmPartFamilyFmPm1…PmnNC程序NCProgramsm1～mnFMSm/FMLmDesignandProcessControl设计和运行

Pm1…Pmn柔性制造系统2.1RRMS的基本构架P11P1nPm1Pmn零件族PartFamilyF1～Fm零件PartsP11…P1nPm1…Pmn零件族加工方案MachiningSolutionforPartFamiliesC1～Cm系统级组态机床为单元的布局调整和运行System-LevelConfiguration机床级组态模块为单元的机床调整和运行Machine-LevelConfigurationNC程序NCPrograms11…mn4R1C过程效应建模及控制ModelingandControlingforProessEffect4R1C快速重组制造系统（RRMS）跨族零件加工可通过系统重组来实现2.2RRMS的主要特征硬件是可重组的；软件也是可重组的；制造系统按一定规划进行物理组态，并依据经济可承受性进行建模、评估和决策。RRMS构成需同时符合下列三个条件：2.2RRMS的主要特征积木式机床拼组加工2.2RRMS的主要特征积木式机床拼组加工2.2RRMS的主要特征模块化可集成性可变性可诊断性订制化2.3RRMS的适用范围TL&CTL128100800CNCMT.大小中低25002500050000200000年产量FML

FMC

FMS中大品种数RRMS2.4RRMS的定义依据方法目标一种能按市场需求变化和系统规划与设计的规定，以重排（重新组态）、变形、重复利用和更新系统的组态、子系统或系统组元的方式，实现低的重组成本、短的导入时间、高的质量和投资效益、并能快速调整制造过程、制造功能和制造生产能力的可变制造系统。3RRMS的科学基础RRMS物理组态集成与整合运行与决策规划与设计布局规划优化经济可承受性评估系统随机模型设备/组元接口整合原理控制策略可诊断性设计原理与过程效应研究要求：制造系统的物理布局适于快速重组能根据产量的变动无缝地收缩易于进行生产管理和质量控制4RRMS的应用举例组态制造单元（CMC）---可重组制造系统的基本单元汽车自动变速控制装置阀体加工生产线计算机零件加工生产线5/9/2023例一:组态制造单元例二:汽车自瓦动变速再控制装促置恨阀体慈加工生犹产液压本关体零件愁典型外若形图柔性加阶工生产撒线（FML）总体艇布局（A方案）快速重舞组制造或系统（RRM泥S）总体邮布局（B方案）A、B两方案的牲技术经济击性能综合童对比对比项目A方案（FML）B方案（RRMS）主要设备

立式加工中心13台卧式加工中心6台清洗机1台检泄漏机1台综合精度检测机1台立式加工中心10台卧式加工中心5台清洗机1台检泄漏机1台综合精度检测机1台

物流系统组成

远程双手高架机器人4套（最大行程41米）盘式料仓9套带翻转台缓冲站7套

短程单手高架机器人6套（最大行程<15米）有轨搬运小车2套固定式缓冲托盘站12套

占地面积1044m2(58m18m)756m2(42m18m)加工的柔性度

多品种分批加工各加工周期主要进行单一品种的加工多品种并行加工可同时进行多至5个品种的混流加工

均衡生产和调度的灵活性中等优良年产量（两班制）15.5万套15万套工程费用对比

100%75%工程实施的敏捷性需一次到位建成，建设周期较长

可分步实施，按市场需求无缝扩展，降低产品进入市场的前期投资，有利于投资回收

例三:计太算机零件栏加工生产推线由12呼4台加霉工中心君组成的五生产线例三:计算机零舞件加工生涉产线分别由鼠30台减和17表2台加刻工中心组成的两种鸽产品的膜生产线200余辞台加工中知心，按订雷货的零件伙品种和批屈量，重组感生产线按周计划笨重组生产叠线重组周蔬期最短围为8小嗓时，利陆用第三升班时间例三:赛计算机零谣件加工生拿产线返雾回9、静夜籍四无邻勤，荒居诸旧业贫祖。。4月-状234月-赠23Frid烫ay,副Apri您l28传,20筒2310、雨中骑黄叶树现，灯下柳白头人松。。16:2债4:2216:2咱4:2216:2光44/28陷/202籍34:馋24:2冠2PM11、以我贫独沈久胡，愧君艺相见频权。。4月-2甜316:环24:析2216:换24Apr-雪2328-A庸pr-2斯312、故人江速海别，几替度隔山川律。。16:2究4:2316:辩24:颗2316:2浅4Frid鸦ay,方Apri林l28移,20哭2313、乍见哀翻疑梦蓬，相悲依各问年示。。4月-2目34月-2迷316:闲24:骨2416:幅24:贼24Apr窝il区28,捷20肤2314、他乡生婆白发，旧沃国见青山幻玉。。28帽四月伸202蠢34:2哑4:2少4下脑午16:2陪4:244月-2摇315、比不鲜了得就仙不比，优得不到着的就不备要。。柴。四月泳234:2承4下泽午4月-茄2316:2嗓4Apr首il轿28,滥20吗2316、行动出戚成果，工胆作出财富精。。2023座/4/2槽816瓶:24:勺2416:滚24:锄2428A管pril锯202岛317、做前英，能够赶环视四财周；做遮时，你友只能或桃者最好浸沿着以捎脚为起丛点的射怀线向前切。。4:24姨:24驱下午4:2希4下竭午16:2仅4:244月-2捧39、没有失窗败，只有泰暂时停止据成功！。4月-2兔34月-奇23Fri乎day街,A吊pri睡l2雄8,齐202蓄310、很多事鸭情努力了逮未必有结塔果，但是乒不努力却盲什么改变杆也没有。鹿。16:验24:虫2416:梯24:蜻2416:昂244/28竭/202耳34:圈24:2缴4PM11、成功就欢是日复一末日那一点裁点小小努犯力的积累乎。。4月-2蚊316:鸽24:候2416:2热4Apr防-2328-珍Apr笼-2312、世间裤成事，劣不求其锈绝对圆考满，留骗一份不缸足，可惰得无限滔完美。姿。16:绪24:施2416:掉24:裕2416:2财4Fri除day榴,A键pri僵l2谎8,原202侦313、不知香晕积寺，数触里入云峰浸。。4月-汽234月-炉2316:2昂4:2416:2战4:24Apr落il位28,裂20仪2314、意志坚房诚强的人能糠把世界放颗在手中像网泥块一样谜任意揉捏献。28四桥月20油234:2斯4:2横4下疾午16:2座4:244月-2走315、楚塞三誉湘接，荆芹门九派通边。。。四月作234:24倦下午4月-2听316:2皮4Apr锯il骆28,浪20利2316、少年十低五二十时搏，步行夺宽得胡马骑要。。202致3/4拼/28邪16阿:24奥:2416:棒24:抖2428A楚pril声202送317、空山新同雨后，天忧气晚来秋透。。4:24庄:24盛下午4:2三4下财午16:2吹4:244月-2格39、杨柳役散和风愤，青山柔澹吾虑录。。4月-2卖34月-2奖3Fri枯day麦,A则pri丑l2胸8,浙202炒310、阅读一嫩切好书如英同和过去暖最杰出的基人谈话。16:捡24:喉2416:蹄24:邮2416:葡244/28竟/202蓬34:认24:2而4PM11、越是没垃有本领的粮就越加自抵命不凡。4月-流2316:2羡4:2416:柱24Apr前-2328-A臂pr-2逗312、越是完无能的奥人，越科喜欢挑省剔别人绞的错儿粗。16:暴24:颗2416:色24:病2416:2样4Frid汇ay,路Apri旁l28晴,20扭2313、知人者聚智