摘要文章簡述了柔性、柔性制造技術的概念、分類、所涉及的關鍵技術,以及發(fā)展應用趨勢,以促使人們對新的制造技術認識和重視。

隨著社會的進步和生活水平的提高,社會對產(chǎn)品多樣化,低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切,傳統(tǒng)的制造技術已不能滿足市場對多品種小批量,更具特色符合顧客個人要求樣式和功能的產(chǎn)品的需求。90年代后,由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展,制造業(yè)自動化進入一個嶄新的時代,技術日臻成熟。柔性制造技術已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

1基本概念

11柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統(tǒng)適應外部環(huán)境變化的能力,可用系統(tǒng)滿足新產(chǎn)品要求的程度來衡量;第二方面是系統(tǒng)適應內(nèi)部變化的能力,可用在有干擾(如機器出現(xiàn)故障)情況下,系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無干擾情況下的生產(chǎn)率期望值之比來衡量。“柔性”是相對于“剛性”而言的,傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產(chǎn)線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。其優(yōu)點是生產(chǎn)率很高,由于設備是固定的,所以設備利用率也很高,單件產(chǎn)品的成本低。但價格相當昂貴,且只能加工一個或幾個相類似的零件,難以應付多品種中小批量的生產(chǎn)。隨著批量生產(chǎn)時代正逐漸被適應市場動態(tài)變化的生產(chǎn)所替換,一個制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi),生產(chǎn)出較低成本、較高質量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當重要的位置。柔性主要包括1)機器柔性當要求生產(chǎn)一系列不同類型的產(chǎn)品時,機器隨產(chǎn)品變化而加工不同零件的難易程度。

2)工藝柔性一是工藝流程不變時自身適應產(chǎn)品或原材料變化的能力;二是制造系統(tǒng)內(nèi)為適應產(chǎn)品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。

3)產(chǎn)品柔性一是產(chǎn)品更新或完全轉向后,系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力;二是產(chǎn)品更新后,對老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。

柔性制造系統(tǒng)(FMS)系指具有自動化程度高的制造系統(tǒng)。目前所談及的FMS通常是指在批量切削加工中以先進的自動化和高水平的柔性為目標的制造系統(tǒng)。隨著社會對產(chǎn)品多樣化、低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，F(xiàn)MS發(fā)展頗為迅速，并且由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展，也促使柔性制造技術日臻成熟，80年代后，制造業(yè)自動化進入一個嶄新時代，即基于計算機的集成制造(CIMS)時代，F(xiàn)MS已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

一、規(guī)模

按規(guī)模大小FMS可分為如下4類：

1.柔性制造單元(FMC)

FMC的問世并在生產(chǎn)中使用約比FMS晚6~8年，它是由1~2臺加工中心、工業(yè)機器人、數(shù)控機床及物料運送存貯設備構成，具有適應加工多品種產(chǎn)品的靈活性。FMC可視為一個規(guī)模最小的FMS，是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展和一種產(chǎn)物，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，迄今已進入普及應用階段。

2.柔性制造系統(tǒng)(FMS)

摘要文章簡述了柔性、柔性制造技術的概念、分類、所涉及的關鍵技術，以及發(fā)展應用趨勢，以促使人們對新的制造技術認識和重視。

關鍵詞隨著社會的進步和生活水平的提高，社會對產(chǎn)品多樣化，低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，傳統(tǒng)的制造技術已不能滿足市場對多品種小批量，更具特色符合顧客個人要求樣式和功能的產(chǎn)品的需求。90年代后，由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展，制造業(yè)自動化進入一個嶄新的時代，技術日臻成熟。柔性制造技術已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

一、基本概念

11柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統(tǒng)適應外部環(huán)境變化的能力，可用系統(tǒng)滿足新產(chǎn)品要求的程度來衡量；第二方面是系統(tǒng)適應內(nèi)部變化的能力，可用在有干擾(如機器出現(xiàn)故障)情況下，系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無干擾情況下的生產(chǎn)率期望值之比來衡量。“柔性”是相對于“剛性”而言的，傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產(chǎn)線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。其優(yōu)點是生產(chǎn)率很高，由于設備是固定的，所以設備利用率也很高，單件產(chǎn)品的成本低。但價格相當昂貴，且只能加工一個或幾個相類似的零件，難以應付多品種中小批量的生產(chǎn)。隨著批量生產(chǎn)時代正逐漸被適應市場動態(tài)變化的生產(chǎn)所替換，一個制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi)，生產(chǎn)出較低成本、較高質量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當重要的位置。柔性主要包括1)機器柔性當要求生產(chǎn)一系列不同類型的產(chǎn)品時，機器隨產(chǎn)品變化而加工不同零件的難易程度。

2)工藝柔性一是工藝流程不變時自身適應產(chǎn)品或原材料變化的能力；二是制造系統(tǒng)內(nèi)為適應產(chǎn)品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。

3)產(chǎn)品柔性一是產(chǎn)品更新或完全轉向后，系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力；二是產(chǎn)品更新后，對老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。

柔性制造系統(tǒng)(FMS)系指具有自動化程度高的制造系統(tǒng)。目前所談及的FMS通常是指在批量切削加工中以先進的自動化和高水平的柔性為目標的制造系統(tǒng)。隨著社會對產(chǎn)品多樣化、低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，F(xiàn)MS發(fā)展頗為迅速，并且由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展，也促使柔性制造技術日臻成熟，80年代后，制造業(yè)自動化進入一個嶄新時代，即基于計算機的集成制造(CIMS)時代，F(xiàn)MS已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

一、規(guī)模

按規(guī)模大小FMS可分為如下4類：

1.柔性制造單元(FMC)

FMC的問世并在生產(chǎn)中使用約比FMS晚6~8年，它是由1~2臺加工中心、工業(yè)機器人、數(shù)控機床及物料運送存貯設備構成，具有適應加工多品種產(chǎn)品的靈活性。FMC可視為一個規(guī)模最小的FMS，是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展和一種產(chǎn)物，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，迄今已進入普及應用階段。

2.柔性制造系統(tǒng)(FMS)

摘要文章簡述了柔性、柔性制造技術的概念、分類、所涉及的關鍵技術,以及發(fā)展應用趨勢,以促使人們對新的制造技術認識和重視。

隨著社會的進步和生活水平的提高,社會對產(chǎn)品多樣化,低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切,傳統(tǒng)的制造技術已不能滿足市場對多品種小批量,更具特色符合顧客個人要求樣式和功能的產(chǎn)品的需求。90年代后,由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展,制造業(yè)自動化進入一個嶄新的時代,技術日臻成熟。柔性制造技術已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

1基本概念

11柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統(tǒng)適應外部環(huán)境變化的能力,可用系統(tǒng)滿足新產(chǎn)品要求的程度來衡量;第二方面是系統(tǒng)適應內(nèi)部變化的能力,可用在有干擾(如機器出現(xiàn)故障)情況下,系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無干擾情況下的生產(chǎn)率期望值之比來衡量?！叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍缘?傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產(chǎn)線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。其優(yōu)點是生產(chǎn)率很高,由于設備是固定的,所以設備利用率也很高,單件產(chǎn)品的成本低。但價格相當昂貴,且只能加工一個或幾個相類似的零件,難以應付多品種中小批量的生產(chǎn)。隨著批量生產(chǎn)時代正逐漸被適應市場動態(tài)變化的生產(chǎn)所替換,一個制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi),生產(chǎn)出較低成本、較高質量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當重要的位置。柔性主要包括1)機器柔性當要求生產(chǎn)一系列不同類型的產(chǎn)品時,機器隨產(chǎn)品變化而加工不同零件的難易程度。

2)工藝柔性一是工藝流程不變時自身適應產(chǎn)品或原材料變化的能力;二是制造系統(tǒng)內(nèi)為適應產(chǎn)品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。

3)產(chǎn)品柔性一是產(chǎn)品更新或完全轉向后,系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力;二是產(chǎn)品更新后,對老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。

柔性制造系統(tǒng)(FMS)系指具有自動化程度高的制造系統(tǒng)。目前所談及的FMS通常是指在批量切削加工中以先進的自動化和高水平的柔性為目標的制造系統(tǒng)。隨著社會對產(chǎn)品多樣化、低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，F(xiàn)MS發(fā)展頗為迅速，并且由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展，也促使柔性制造技術日臻成熟，80年代后，制造業(yè)自動化進入一個嶄新時代，即基于計算機的集成制造(CIMS)時代，F(xiàn)MS已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

一、規(guī)模

按規(guī)模大小FMS可分為如下4類：

1.柔性制造單元(FMC)

FMC的問世并在生產(chǎn)中使用約比FMS晚6~8年，它是由1~2臺加工中心、工業(yè)機器人、數(shù)控機床及物料運送存貯設備構成，具有適應加工多品種產(chǎn)品的靈活性。FMC可視為一個規(guī)模最小的FMS，是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展和一種產(chǎn)物，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，迄今已進入普及應用階段。

2.柔性制造系統(tǒng)(FMS)

摘要：隨著航空制造業(yè)的不斷發(fā)展，同一機型、不同構型的任務日趨增加，如何低成本提高多品種、小批量飛機裝配的生產(chǎn)效率至關重要。柔性裝配技術利用自動化生產(chǎn)技術、信息處理技術和制造加工技術來適應新時代的生產(chǎn)要求。文章描述了國內(nèi)外飛機裝配生產(chǎn)線的發(fā)展歷程，介紹了柔性裝配的關鍵技術及其研究現(xiàn)狀，最后對站位式飛機柔性裝配技術的特點進行了探討。

關鍵詞：柔性裝配；飛機裝配；站位式生產(chǎn)線

飛機裝配是按設計要求，將飛機零部組件按照設計和技術要求進行定位連接，形成高一級裝配體或整架飛機的過程。據(jù)統(tǒng)計，由于飛機產(chǎn)品存在大尺寸、外形復雜、零件數(shù)量巨大等特征，飛機裝配工作量約占飛機制造總工作量一半甚至更多。隨著社會對航空產(chǎn)品需求的增長以及市場競爭的加劇，飛機裝配逐漸成為飛機制造周期改進的瓶頸。國內(nèi)外各大飛機制造公司為縮短生產(chǎn)周期、降低成本，對飛機裝配生產(chǎn)線進行持續(xù)的優(yōu)化迭代，從傳統(tǒng)固定式手工裝配生產(chǎn)線、站位式半自動化裝配生產(chǎn)線到近年來的柔性裝配生產(chǎn)線。本文主要介紹了飛機裝配生產(chǎn)線的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，分析了柔性裝配技術的發(fā)展，最后結合國內(nèi)的生產(chǎn)現(xiàn)狀對站位式飛機裝配柔性生產(chǎn)技術的應用進行了探討。

1飛機裝配生產(chǎn)線發(fā)展現(xiàn)狀

1.1飛機裝配生產(chǎn)線發(fā)展進程

隨著航空業(yè)的蓬勃發(fā)展，市場對飛機的需求量大幅增長，以固定工位配置剛性工裝的工作環(huán)境，以手工定位、制孔、裝配操作為主的操作方法，采用模擬量進行協(xié)調(diào)量傳遞的傳統(tǒng)固定式站位飛機裝配生產(chǎn)線已無法滿足市場對飛機的需求。在此背景下，飛機裝配生產(chǎn)線從傳統(tǒng)固定式站位的手工裝配、單站位式的裝配模式，逐步改進為多裝配站位，并按一定的節(jié)拍移動、標準化作業(yè)的站位式裝配生產(chǎn)線。站位式裝配生產(chǎn)線的誕生顯著提高了飛機裝配效率，極大地降低了裝配成本，對于飛機研制和批量生產(chǎn)具有深遠的意義。20世紀80年代以來，隨著市場對飛機產(chǎn)品個性化需求的不斷增加，飛機產(chǎn)品呈現(xiàn)多品種、小批量、質量要求高等特征，為了更高效、更快速地適應市場需求，就需要對目前飛機裝配生產(chǎn)線進行持續(xù)深入改進[1]。近年來，隨著計算機、網(wǎng)絡技術的突破性進步，結合其技術成果飛機裝配技術發(fā)展出了計算機輔助裝配技術、基于網(wǎng)絡進行生產(chǎn)調(diào)度模式以及各種創(chuàng)新裝配工藝技術。基于上述技術進步，國外先進航空制造企業(yè)緊隨汽車柔性裝配制造業(yè)發(fā)展出了飛機柔性裝配技術，并在飛機研制過程中進行了初步的應用，得了較好的成效。（如表1）

制造是人類經(jīng)濟活動的重要基礎，是歷史發(fā)展和文明進步的原動力。隨著人類工業(yè)文明的不斷進步，制造業(yè)已發(fā)展成為一個國家發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，成為國民經(jīng)濟收人的!要來源，并且它一直是工業(yè)工程主要的實施領域。

一、斷的工業(yè)工程思想

2O世紀7O年代以來，隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，先進的制造技術與作業(yè)管理方法在制造業(yè)中得到了廣泛應用。與此同時，市場環(huán)境日益全球化，產(chǎn)品競爭日趨白熱化。雖然企業(yè)采用了許多單項先進制造技術和管理方法，如CAI〕/CAMjW巧、M丑J〕等，并取得了一定的成效。但實踐證明，任何老的管理方法都已不能適應市場的巨變。至卿年代，各工業(yè)發(fā)達國家在探索先進的生產(chǎn)管理模式方面，形成了一種先進制造技術與現(xiàn)代化管理相結合的制造模式。以徽電子技術、信息技術、自動化技術、新材料技術和現(xiàn)代制造技術與現(xiàn)代化管理為核心的新一代工程技術的飛速發(fā)展，使制造業(yè)進人了信息化、集成化、自動化、智能化和敏捷化的新的工業(yè)工程思想時期。

二、電子商務時代的工業(yè)工程由于電子商務時代

人們對產(chǎn)品功能和質量要求的提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期的縮短及產(chǎn)品復雜程度的提升，那么只有不斷地快速開發(fā)出新的物質產(chǎn)品和知識產(chǎn)品，才能滿足社會鑄要。因此在電子商務時代決定制造業(yè)國際競爭力的關鍵是新產(chǎn)品的快速開發(fā)能力。為此，企業(yè)必須不斷地搜索和發(fā)展新的藉求，通過技術創(chuàng)新，積極主動地去研究市場，去開發(fā)市場，增強競爭力，才能爭取主動，獲取較好的經(jīng)濟效益。制造業(yè)則必須敏銳地意識到這種新需求，加快知識創(chuàng)新和技術創(chuàng)新步伐，并充分考慮到提高質t和降低成本等因素，從而快速地生產(chǎn)出消費者孺要的新產(chǎn)品。

快速產(chǎn)品創(chuàng)新要求實現(xiàn)了制造模式的歷史性變革。自從1954年美國麻省理工學院第一臺數(shù)字控制銑床誕生以后，7o年代初自動化就進入了生產(chǎn)實用階段，幾十年來，從單臺數(shù)控機床的應用到加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)的實現(xiàn)，使柔性自動化得到了迅速發(fā)展。柔性制造系統(tǒng)是一種技術復雜、自動化程度高的系統(tǒng)，它將微電子、計算機和系統(tǒng)工程等技術有機地結合起來，成功地解決了機械制造高自動化與高柔性化之間的矛盾，從而獲得設備利用率高、生產(chǎn)能力相對穩(wěn)定、產(chǎn)品質t高、運行靈活和產(chǎn)品應變能力大等許多優(yōu)點。

本文首先介紹了柔性自動化生產(chǎn)技術的研究范圍,之促機械制造業(yè)使用該技術的依據(jù),描述了該技術的現(xiàn)狀并對其未來發(fā)展做了展望。

一、概述

柔性自動化生產(chǎn)技術簡稱柔性制造技術，它以工藝設計為先導，以數(shù)控技術為核心，是自動化地完成企業(yè)多品種、多批量的加工、制造、裝配、檢測等過程的先進生產(chǎn)技術。它涉及到計算機、網(wǎng)絡、控制、信息、監(jiān)測、生產(chǎn)系統(tǒng)仿真、質量控制與生產(chǎn)管理等技術。其主要研究范圍一般可分為：

1.適用于柔性自動化生產(chǎn)的設備

包括數(shù)控機床、輔機、傳輸裝置、機器人、存儲裝置、柔性自動裝夾具、檢具、交換裝置及更換裝置、接口等。

2.自動化控制和管理技術

柔性制造系統(tǒng)(FMS)系指具有自動化程度高的制造系統(tǒng)。目前所談及的FMS通常是指在批量切削加工中以先進的自動化和高水平的柔性為目標的制造系統(tǒng)。隨著社會對產(chǎn)品多樣化、低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，F(xiàn)MS發(fā)展頗為迅速，并且由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展，也促使柔性制造技術日臻成熟，80年代后，制造業(yè)自動化進入一個嶄新時代，即基于計算機的集成制造(CIMS)時代，F(xiàn)MS已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

一、規(guī)模

按規(guī)模大小FMS可分為如下4類：

1.柔性制造單元(FMC)

FMC的問世并在生產(chǎn)中使用約比FMS晚6~8年，它是由1~2臺加工中心、工業(yè)機器人、數(shù)控機床及物料運送存貯設備構成，具有適應加工多品種產(chǎn)品的靈活性。FMC可視為一個規(guī)模最小的FMS，是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展和一種產(chǎn)物，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，迄今已進入普及應用階段。

2.柔性制造系統(tǒng)(FMS)