柔性制造——制造业转型的一个重要方向

自2010年以来,我国制造业增加值已连续11年位居世界前位,成为全球工业体系健全的国家。到2020年,国内制造业增加值增长到26.6万亿元,占全球比重的近30%,制造业在国内GDP的比重高达40%,并且直接为1.3亿人提供了工作岗位,这个数字在过去数十年一直保持相对平稳。

伴随“中国制造”向“中国智造”不断转变,“互联网+”为制造业带来更多可能,工业互联网、数字化、AI等技术正改变着传统工业的产销形式,“个性定制”、“小批量生产”成为现实,进而“柔性化生产”、“柔性制造”等新型方式备受关注。

什么是“柔性制造”?

“柔性制造”顾名思义就是富有弹性和灵活性的生产制造方式,而“柔性”相对于“刚性”,传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产,而“柔性”生产线则更能够满足当今买方市场和消费者个性化、定制化、时效性要求的增多。以市场为导向,按需生产,能够增强企业的灵活性和应变能力,提高生产效率,缩短生产周期,帮助企业适应多变的市场需求和激烈的市场竞争,具有更强大的生命力。

“柔性制造”的基本特征及功能

“柔性制造技术”是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和,一般有以下基本特征:

01机器柔性

当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。

02工艺柔性

系统能够根据加工对象的变化或原材料的变化而确定相应的工艺流程,其中一方面是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力;第二方面是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。

03产品柔性

一是产品更新或完全转向后,系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力;二是产品更新后,对老产品有用特性的集成能力和兼容能力。

04维护柔性

系统能够采用多种方式查询、处理故障,保障生产正常进行。

05生产能力柔性

当生产量改变时,系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统,这一点尤为重要。

06扩展柔性<<<<

当生产需要的时候,可以容易地扩展系统结构,增加模块,构成一个更大系统的能力。

07运行柔性<<<<

利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品,换用不同工序加工的能力。

总之,“柔性制造”通过这些技术特征能实现以下功能:

· 能够自动控制和管理零件的加工过程,包括制造质量的自动控制、故障的自动诊断和处理、制造信息的自动采集和处理;

· 通过简单的软件系统变更,便能制造出某一零件族的多种零件;

· 自动控制和管理物料(包括工件与刀具)的运输和存储过程;

· 能解决多机床下零件的混流加工,且无需增加额外费用;

· 具有优化的调度管理功能,无需过多的人工介入,能做到无人加工。

“柔性制造”的优点

柔性制造系统是一个技术复杂、高度自动化的系统,结合了微电子学、计算机和系统工程等技术,解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾,作为一种生产手段,它有很多优点:

设备利用率高

通过计算机把每个零件安排了相应的加工机床,该机床空闲时就马上将零件送上加工,尽量使制造系统中的加工设备都得到利用。

减少设备投资

由于设备的利用率高,柔性制造系统能以较少的设备来完成同样的工作量。把车间采用的多台加工中心换成柔性制造系统,其投资一般可减少三分之二。

快速的生产应变能力

柔性制造系统有其内在的灵活性,能适应由于市场需求变化和工程设计变更所出现的变动,进行多种产品的生产。而且能够在不明显打乱正常生产计划的情况下,插入备件和急件制造任务。

提高了生产效率

因为柔性制造更看重需求,其实属于按照需求生产的拉动型生产模式。不需要浪费大量时间等待之前的工序加工完成,从而缩短了生产制造的时间,提高了生产效率。除此之外,还能减少库存量,节约进行储存的仓库成本。

“柔性制造”的市场趋势

商业发展到如今,市场差异化的要求对生产线的要求越来越高,消费需求的变化逼着生产商和服务商改变传统模式,所以越来越多的企业急需进行产业升级,逐渐走向以消费者为导向的创新型道路。而在工业化时代,讲究的是效率和批量化,但是定制经济没办法达到规模化生产,想同时满足个性化需求和批量化生产,”柔性制造“应运而生。

超通智能主要围绕面向新能源汽车电池、航空航天、电子制造等行业的无人化、柔性化的智能工厂产线管控软件和专门加工设备开展产品的研发与应用,完成研发及产生市场销售的项目主要包括:智能加工生产产线、产线数字孪生系统、车灯透镜精密分切标印一体化装备等智能加工产线装备等。

作为智能制造的重要内容,柔性制造是推动国内制造业从高速增长转向高质量发展的关键,随着工业互联网应用的深入,将双向赋能制造业企业及制造行业,成为未来推动制造产业发展的驱动力。

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