智能产线单机、单元仿真与调试 课件 1.1柔性线生产管理概述

1.1柔性线生产管理概述PARTONE柔性化生产概要1、柔性化生产的定义与背景第一部分

柔性化生产概要从市场的历史发展来看，在工业化形成的初期，市场对产品有着充分的需求。这一时期的特点是：产品品种单一、生命周期很长、产品数量很多，各类产品的生产、开发、销售主要控制在少数企业手里。这就促使企业采用自动生产线提高生产率以满足市场的需求。19世纪60年代后，世界市场发生了很大的变化，对许多产品的需求呈现饱和趋势，出现产品品种日益增多、产品生命周期明显缩短以及产品交货期缩短的新特征，企业之间面临着激烈的竞争。企业为了赢得竞争的胜利，就要按照客户的不同需求进行生产，因此必须使生产柔性化，从而适应市场的变化。第一部分

柔性化生产概要顾客是上帝停工待料积压库存设备故障质量问题供应商管理．等无法满足客户需求被市场淘汰订单变化新产品授放加快产品更改频繁品质＼价格＼交货期快速响应等等一系列因素出现了柔性化生产2、什么是柔性管理

第一部分

柔性化生产概要柔性管理从本质上说是一种对“稳定和变化”进行管理的新方略。柔性管理理念的确立，以思维方式从线性到非线性的转变为前提。线性思维的特征是历时性，而非线性思维的特征是共时性，也就是同步转型。从表面混沌的繁杂现象中，看出事物发展和演化的自然秩序，洞悉下一步前进的方向，识别潜在的未知需要和开拓的市场，进而预见变化并自动应付变化，这就是柔性管理的任务。柔性管理以“人性化”为标志，强调跳跃和变化、速度和反应、灵敏与弹性，它注重平等和尊重、创造和直觉、主动和企业精神、远见和价值控制，它依据信息共享、虚拟整合、竞争性合作、差异性互补、虚拟实践社团等，实现管理和运营知识由隐性到显性的转化，从而创造竞争优势。PARTTWO柔性生产作用及特点1、柔性生产方式的含义第一部分

柔性化生产概要柔性生产方式适用于品种很多、批量很小、交货期严格的订单生产。它的含义主要包括两个方面：生产量的柔性和时间的柔性。一般说来，柔性生产的柔性应该正比于销售量的自由变化幅度，反比于能够实现销售量自由变化的幅度所需对应的时间。2、柔性生产作用:第二部分

柔性化生产作用及特点柔性可以表述为两个方面：第一方面是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足。新产品要求的程度来衡量；第二方面是系统适应内部变化的能力。第二部分

柔性化生产作用及特点生产量的柔性工厂在组织生产前通过市场调研，预测出市场对产品的需求量，并以此为依据设计生产线的生产能力。但是，由于市场需求是千变万化的，设计生产能力很难与市场的实际需求完全吻合，这就需要设计柔性的生产量。如图所示，如果设计生产能力高于市场的实际需求，那么企业的固定生产成本就会大大提高，导致企业亏本；如果设计生产能力不能满足市场需求的增加，那么企业的竞争力受到影响，企业同样可能亏损。在传统的生产方式中，生产线一旦确定，企业的生产能力也就随之确定，很难做到柔性化生产。JIT将工厂设计为柔性化的工厂，它的生产量完全可以根据销售量自由变化的幅度做出调整，这样既能降低成本，又能满足市场供应，增强产品的竞争力。一般说来，生产量的柔性越大越好，但是这一点很难实现。第二部分

柔性化生产作用及特点时间的柔性当市场需求发生改变的情况下，生产线上生产量的调整是需要一定时间的。例如，生产线生产某种产品的能力原来为每月500吨，现在要调整为每月生产800吨，这就需要一定的时间来完成生产能力的变化。因此，柔性的生产方式还体现在时间的柔性上。如图所示，在传统的刚性生产方式下，生产线上生产量的调整一般需要半年甚至一年的时间，这样往往不能适应市场需求的变化而导致企业亏本。而柔性化生产的工厂完全可以在一个星期甚至三天内完成这种变化。因此，时间的柔性就是要求让销量自由变化的幅度所对应的时间越短越好。2、柔性生产作用:第二部分

柔性化生产作用及特点柔性可以表述为两个方面：第一方面是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足。新产品要求的程度来衡量；第二方面是系统适应内部变化的能力。2、柔性生产作用:第二部分

柔性化生产作用及特点柔性可以表述为两个方面：第一方面是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足。新产品要求的程度来衡量；第二方面是系统适应内部变化的能力。外部需求产品：Ｘ，Ｙ工厂内部急时应变。Ｘ。Ｙ产品制造出产品：Ｘ，Ｙ满足顾客获取最大利润2、柔性生产作用:第二部分

柔性化生产作用及特点柔性可以表述为两个方面：第一方面是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足。新产品要求的程度来衡量；第二方面是系统适应内部变化的能力。PARTThree柔性生产线概述1、柔性生产线:第三部分

柔性生产线概述1967年，美国的怀特·森斯特兰公司建成OmnilineI系统，它由八台加工中心和两台多轴钻床组成，工件被装在托盘上的夹具中，按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。这种柔性自动化设备适于少品种、大批量生产中使用，在形式上与传统的自动生产线相似，所以也叫柔性自动线。日本、前苏联、德国等也都先后开展了FMS的研制工作。1976年，日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC)，为发展FMS提供了重要的设备形式。柔性制造单元(FMC)一般由12台数控机床与物料传送装置组成，有独立的工件储存站和单元控制系统，能在机床上自动装卸工件，甚至自动检测工件，可实现有限工序的连续生产，适于多品种小批量生产应用。随着时间的推移，FMS在技术上和数量上都有较大发展，实用阶段，以由3－5台设备组成的FMS为最多，但也有规模更庞大的系统投入使用。1982年，日本发那科公司建成自动化电机加工车间，由60个柔性制造单元（包括50个工业机器人）和一个立体仓库组成，另有两台自动引导台车传送毛坯和工件，此外还有一个无人化电机装配车间，它们都能连续24小时运转。这种自动化和无人化车间，是向实现计算机集成的自动化工厂迈出的重要一步。与此同时，还出现了若干仅具有FMS基本特征，但自动化程度不很完善的经济型FMS，使FMS的设计思想和技术成就得到普及应用。2、工艺基础第三部分

柔性生产线概述FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。FMS兼有加工制造和部分生产管理两种功能，因此能综合地提高生产效益。FMS的工艺范围正在不断扩大，可以包括毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等。投入使用的FMS，大都用于切削加工，也有用于冲压和焊接的。3、加工设备第三部分

柔性生产线概述加工设备主要采用加工中心和数控车床，前者用于加工箱体类和板类零件，后者则用于加工轴类和盘类零件。中、大批量少品种生产中所用的FMS，常采用可更换主轴箱的加工中心，以获得更高的生产效率。4、储存和搬运第三部分

柔性生产线概述储存和搬运系统搬运的的物料有毛坯、工件、刀具、夹具、检具和切屑等；储存物料的方法有平面布置的托盘库，也有储存量较大的桁道式立体仓库。毛坯一般先由工人装入托盘上的夹具中，并储存在自动仓库中的特定区域内，然后由自动搬运系统根据物料管理计算机的指令送到指定的工位。固定轨道式台车和传送滚道适用于按工艺顺序排列设备的FMS，自动引导台车搬送物料的顺序则与设备排列位置无关，具有较大灵活性。工业机器人可在有限的范围内为1－4台机床输送和装卸工件，对于较大的工件常利用托盘自动交换装置(简称APC)来传送，也可采用在轨道上行走的机器人，同时完成工件的传送和装卸。磨损了的刀具可以逐个从刀库中取出更换，也可由备用的子刀库取代装满待换刀具的刀库。车床卡盘的卡爪、特种夹具和专用加工中心的主轴箱也可以自动更换。切屑运送和处理系统是保证FMS连续正常工作的必要条件，一般根据切屑的形状、排除量和处理要求来选择经济的结构方案。5、信息控制第三部分

柔性生产线概述FMS信息控制系统的结构组成形式很多，但一般多采用群控方式的递阶系统。第一级为各个工艺设备的计算机数控装置(CNC)，实现各的口工过程的控制；第二级为群控计算机，负责把来自第三级计算机的生产计划和数控指令等信息，分配给第一级中有关设备的数控装置，同时把它们的运转状况信息上报给上级计算机；第三级是FMS的主计算机(控制计算机)，其功能是制订生产作业计划，实施FMS运行状态的管理，及各种数据的管理；第四级是全厂的管理计算机。性能完善的软件是实现FMS功能的基础，除支持计算机工作的系统软件外，数量更多的是根据使用要求和用户经验所发展的专门应用软件，大体上包括控制软件(控制机床、物料储运系统、检验装置和监视系统)、计划管理软件(调度管理、质量管理、库存管理、工装管理等)和数据管理软件(仿真、检索和各种数据库)等。为保证FMS的连续自动运转，须对刀具和切削过程进行监视，可能采用的方法有：测量机床主轴电机输出的电流功率，或主轴的扭矩；利用传感器拾取刀具破裂的信号；利用接触测头直接测量刀具的刀刃尺寸或工件加工面尺寸的变化；累积计算刀具的切削时间以进行刀具寿命管理。此外，还可利用接触测头来测量机床热变形和工件安装误差，并据此对其进行补偿。PARTFour柔性生产线设计1、常用柔性生产线:第四部分

柔性生产线设计一字形线体U字形线体Z字形线体C字形线体第四部分

柔性生产线设计