計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和應(yīng)用,給制造業(yè)帶來(lái)了前所未有的變化,出現(xiàn)了各種先進(jìn)制造技術(shù),柔性制造系統(tǒng)(FMS)就是其中之一。
柔性制造系統(tǒng)釋義
柔性制造系統(tǒng)的英文寫作“FlexibleManufacturingSystem”,簡(jiǎn)稱FMS。它是使用計(jì)算機(jī)技術(shù),將物流和信息流有機(jī)地結(jié)合起來(lái),從而使得加工系統(tǒng)從“剛性”過(guò)渡到“柔性”,即柔性加工、輸送等,用于高效率地制造多品種、中小批量產(chǎn)品。在此讓我們從我國(guó)兵工企業(yè)的生產(chǎn)狀況入手,來(lái)理解柔性的真正含義。
我國(guó)的兵工企業(yè),基本上是在立足于打全面戰(zhàn)爭(zhēng)的戰(zhàn)略形勢(shì)下建設(shè)起來(lái)的。兵工企業(yè)的軍品生產(chǎn),主要是采用大批量生產(chǎn)的剛性生產(chǎn)模式,特點(diǎn)是“一個(gè)產(chǎn)品一個(gè)廠一條生產(chǎn)線”。生產(chǎn)某種槍的生產(chǎn)線,就只能生產(chǎn)這種槍,對(duì)于別的產(chǎn)品就無(wú)能為力了。這種自動(dòng)生產(chǎn)線生產(chǎn)效率高,批量大,但只針對(duì)單一或少量品種產(chǎn)品,缺乏或根本沒有柔性。隨著國(guó)防戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)移,單一軍品訂貨大幅削減,多品種、少批量的新產(chǎn)品需求不斷增加,同時(shí)企業(yè)需要面向市場(chǎng)開發(fā)民用產(chǎn)品。面對(duì)新情況,當(dāng)初追求產(chǎn)量規(guī)模的兵工企業(yè),這時(shí)就很不適應(yīng)了。平戰(zhàn)結(jié)合、寓軍于民的柔性化改造和建設(shè)成了兵工企業(yè)的必由之路。
柔性制造系統(tǒng)是能夠適應(yīng)生產(chǎn)中小批量各種零件的自動(dòng)化系統(tǒng),它具有對(duì)產(chǎn)品品種和批量變化的自動(dòng)響應(yīng)能力。它通常以數(shù)控機(jī)床或加工中心(加工中心實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)復(fù)合的數(shù)控機(jī)床,它復(fù)合了多臺(tái)數(shù)控機(jī)床的功能,并帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀功能)為基本加工設(shè)備,由數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制各加工系統(tǒng)的運(yùn)行。柔性制造系統(tǒng)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在柔性和自動(dòng)化上。
柔性 主要表現(xiàn)在加工對(duì)象的靈活可變性。即可以很容易地在一定范圍內(nèi)從一種零件的加工更換為另一種零件的加工。柔性自動(dòng)化加工是通過(guò)軟件(零件加工程序)來(lái)控制機(jī)床進(jìn)行加工的。更換另一種零件時(shí),只需改變有關(guān)零件數(shù)控加工程序和少量夾具(甚至不必更換夾具),一般不必對(duì)機(jī)床、設(shè)備進(jìn)行人工調(diào)整。這顯著地縮短了多品種生產(chǎn)中的設(shè)備調(diào)整和生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。
自動(dòng)化 各種柔性自動(dòng)化加工方法的加工設(shè)備都可實(shí)現(xiàn)機(jī)床操縱和加工過(guò)程的自動(dòng)化。一些較復(fù)雜和功能完善的系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)工件和其他物料在加工過(guò)程中的自動(dòng)搬運(yùn)、存儲(chǔ)和交換(即物流集成),以及加工過(guò)程的自動(dòng)監(jiān)控,誤差自動(dòng)補(bǔ)償,故障自動(dòng)診斷,自適應(yīng)控制和自動(dòng)化調(diào)度(即信息集成)等功能。
按柔性自動(dòng)化程度不同,可把柔性制造技術(shù)分為以下3類。
(1)單機(jī)數(shù)控加工。是指用一臺(tái)數(shù)控機(jī)床或加工中心加工機(jī)械零件的方法,是柔性自動(dòng)化加工中規(guī)模最小的一種基本方法。其柔性最強(qiáng),但生產(chǎn)效率最低,適合多品種、極少批量或單件的加工。
(2)柔性制造系統(tǒng)。這類系統(tǒng)除了具有柔性自動(dòng)化加工功能外,還可實(shí)現(xiàn)工件、刀具及其他與加工有關(guān)的物料在加工過(guò)程中的柔性傳送、搬運(yùn)和存儲(chǔ)。通常由多臺(tái)數(shù)控機(jī)床或加工中心組成,由計(jì)算機(jī)控制和管理。
(3)柔性自動(dòng)線。它是在柔性制造系統(tǒng)和非柔性自動(dòng)線(如組合機(jī)床自動(dòng)線)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,適用于少品種、大批量生產(chǎn)的一種高效自動(dòng)化制造系統(tǒng)。在功能上,提高了專用性而降低了柔性,加工對(duì)象只限于若干種產(chǎn)品。
輕武器柔性制造系統(tǒng)
為了適應(yīng)軍品任務(wù)小批量、多品種和民品市場(chǎng)開拓的需要,兵工企業(yè)大都進(jìn)行了以柔性制造系統(tǒng)為基礎(chǔ)的先進(jìn)制造技術(shù)改造,輕武器柔性制造系統(tǒng)便是其中較為成功的實(shí)踐典型。
如某單位在已有設(shè)備的基礎(chǔ)上,引進(jìn)5臺(tái)加工中心(3臺(tái)立式加工中心、2臺(tái)立臥轉(zhuǎn)換加工中心),1臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(注:三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)和普通數(shù)控機(jī)床類似,只不過(guò)主軸安裝的不是加工刀具而是測(cè)量頭傳感器,用于高精度測(cè)量工件的幾何尺寸和形位誤差,是柔性制造系統(tǒng)的基本構(gòu)成之一),1臺(tái)刀具預(yù)調(diào)儀等,構(gòu)筑企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng),對(duì)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成,形成分布式計(jì)算機(jī)數(shù)控,初步打通輕武器CAD/CAPP/CAM工程設(shè)計(jì)加工系統(tǒng)。這樣,一個(gè)輕武器柔性制造系統(tǒng)便形成了。
輕武器柔性制造系統(tǒng)由4個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)和1個(gè)支撐系統(tǒng)構(gòu)成。4個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)是生產(chǎn)管理信息分系統(tǒng)(PMIS)、質(zhì)量保證分系統(tǒng)(QES)、工程設(shè)計(jì)分系統(tǒng)(EDS)、制造集成分系統(tǒng)(FIS),1個(gè)支撐系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)分系統(tǒng)(NDS)。4個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)分系統(tǒng)的支撐下完成信息、功能和過(guò)程的集成。
這套輕武器柔性制造系統(tǒng)的建成,使企業(yè)具有研制生產(chǎn)多品種、少批量產(chǎn)品的綜合生產(chǎn)能力,大大縮短了輕武器產(chǎn)品的研制周期,同時(shí)提高了產(chǎn)品質(zhì)量,保證了輕武器產(chǎn)品零部件生產(chǎn)的一致性和互換性。如在未采用輕武器柔性制造時(shí),研制SAS12號(hào)霰彈槍,歷時(shí)60個(gè)月;采用輕武器柔性制造系統(tǒng)后,研制WMQ612-12號(hào)半自動(dòng)獵槍,歷時(shí)15個(gè)月,大大縮短了研制周期。
輕武器柔性制造系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)實(shí)用,適合我國(guó)國(guó)情,它的建立具有很強(qiáng)的示范作用,尤其對(duì)我國(guó)兵器工業(yè)系統(tǒng)的技術(shù)改造將產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響,值得推廣。
結(jié)束語(yǔ)
輕武器柔性制造系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)踐表明,我國(guó)現(xiàn)階段企業(yè)的技術(shù)提升和改造,應(yīng)立足先進(jìn)和實(shí)用,把重點(diǎn)放在信息的集成和利用上,而不要盲目追求高自動(dòng)化,這樣更能取得預(yù)期的效果?!?/p>
(編輯/魏開功)