1.生产柔性的含义
柔性生产是一个制造技术上的概念。生产的柔性包括两个方面的含义:一是“质”的柔性,即生产系统能适应不同的产品或零件的加工要求。生产系统能加工的品种(种类)越多,则生产制造的柔性越好;二是指“时间”上的柔性,即生产系统在不同的零件之间的转换时间越短,生产系统的柔性则越强。
生产制造中的这种柔性是针对“刚性”而言的。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。其优点是生产效率高,由于使用专用设备,所以生产利用率也很高,单件产品的成本低。但设备价格高昂,且只能加工一种或几种相类似的零件,难以应付多品种中小批量的生产需求。
2.生产系统柔性的内容
生产系统的柔性主要包括以下几个方面的内容：
机器柔性:当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品品种变化而加工不同的零件的难易程度。
工艺柔性:工艺柔性包括两方面的含义,一是指工艺流程不变时生产系统自身适应产品或原材料变化的能力;二是生产制造系统内部为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。
产品柔性:生产系统能够根据市场要要求非常经济地生产出新产品的能力。
生产系统维护柔性:采用多种方式查询、处理故障,保证生产正常进行的能力。
生产能力柔性:当生产量改变时,系统也能很经济地进行能力的调整。对于根据订货组织生产的制造系统而言,这一点特别重要。
扩展柔性:当生产需要时,可以很容易地扩展系统结构、增加模块,构成一个更大系统的能力。
运行柔性:利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系统产品的能力和同样的产品换用不同工序加工的能力。
3.柔性制造系统(FMS)的构成
一个典型的柔性制造系统(FMS)一般由自动化加工系统、自动化的传送系统及信息控制与管理系统等三个子系统构成。
自动化加工系统主要由数控机床、加工中心等加工设备构成。有些系统根据生产工艺需要还带有工件清洗、在线检测等辅助与检测设备。加工系统的性能直接决定并影响柔性制造系统(FMS)的性能,并且加工系统又是FMS中投资最大的部分。所以自动化加工系统的购置选用是FMS运行效率的关键。
自动化传送系统是由多种运输装置构成,如自动传送带、轨道、转盘以及机械手等,完成工件、刀具等的供给与传送的系统。它是FMS的主要组成部分。
控制与管理系统的作用一方面是借助计算机系统对完成生产活动的设计、规划等任务,另一方面对运输过程中所需的各种种信息惧、处理、反馈,并通过计算机或其它控制装备对机床或运输设备实行分级控制,完成生产与控制和系统监督等任务。
二、柔性制造系统(FMS)的优势
柔性制造系统(FMS)较好地解决了制造中高效率与柔性的矛盾。相对于传统的大批量生产的流水线而言,其优势很明显:
1.产品应变能力大。柔性加工系统的刀具、夹具及装置能根据任务要求不同在很短的时间内经济地进行调整,另一方面FMS一般布置合理,随时可以根据市场要求变化、调整或增减。
2.设备利用率高。这体现在一组机床的设备编入FMS后的有机结合,其产量比分散在单机作业时的产量提高数倍。
3.在制品减少。根据统计调查,采用柔性制造系统(FMS)后一般在制品减少率有80%左右。
4.运行相对稳定。FMS中的自动化加工系统由一台或多台机床组成,发生故障时有降级运行的能力,物料传送系统也有自行绕过故障机床的能力。
5.产品质量高。零件在加工过程中,装卸一次完成,加工精度高,加工形式稳定。
6.生产系统运行灵活。很多的FMS的检验、装卡和维护工作可在第一班完成,第二、三班无人照看下仍可正常生产,甚至有些理想的FMS中,其监控系统还能处理诸如刀具的磨损更换、物流堵塞疏通等运行过程中不可预料的问题。
三、制造企业柔性制造的策略
柔性生产制造方式的优势决定了其在企业,尤其是对制造企业完成生产制造任务及适应经营环境变化具有极为重要的意义。
目前,在世界经济的版图中,世界制造业的中心在经过了英国、美国、日本三个经济大国后,现正快速移向我国。即我国制造业迎来了世界产业转移的契机。实施与推行柔性制造这一生产方式,是我国制造业企业迅速提高制造水平的可选择的路径之一。面临着一次重大的发展机会,如何在尽可能短的时间内提高制造业水平,适应世界制造业的激烈竞争,就成为一个迫切需要解决的问题。
1. 推行“三化”以实现多品种生产条件下的高效率与低成本。
流水自动化的大批量生产方式的优势是高效率与低成本,柔性制造则是为满足社会对个性需求而发展起来的,这种生产方式虽然满足了消费者个性的需求,但由于生产批量小,就必然造成生产成本高。为此生产制造企业就必须依靠推行“三化”即产品系列化、零件通用化、标准化,来提高生产零部件的批量,以此解决少量个性化需求与规模经济效益之间的矛盾。
2.合理选择合适的柔性制造方法。
柔性制造技术的提出已经有几十年了,其内涵越来越丰富,应用范围已从原来的多品种、中小批量生产领域发展到有约束的品种、可大批量生产的领域。在技术上,也揉合了精益生产、敏捷制造等先进模式。目前柔性生产的常规模式有柔性生产系统、柔性制造系统、柔性自动线、柔性加工线等。这样具有不同生产模式柔性制造系统的选择与设计成为企业应当注意的一个问题。
3.重新构建制造流程,以提高产品制造速度和质量,降低成本。
不可预测的、持续变化的制造环境是企业能重新构建制造流程,以提高产品制造速度和质量,降低生产成本。制造系统的重构可分为静态重构和动态重构。静态重构对应于产品的变化,当一个生产系统的制造任务发生变化后,即加工的产品改变了,生产制造系统就应当进行表态重构;动态重构对应于产品改进和生产需求发生变化而进行的生产制造系统资源的变化。
4.建立有效的互动式的信息共享系统。
信息系统是柔性制造系统的中枢神经,它关系到整个系统是否能准确顺利的运行。尤其是电子商务时代,供应链之间的信息共享对企业的柔性制造系统发挥作用是不可缺少的。企业的柔性制造系统设计得再完美,如果不能与供应链上的其它环节有效配合,那也难以达到低成本与高效率。目前以客户价值库导向的商业模式提倡企业与供应链中的贸易伙伴通过合作来赢得利润,而这有赖于供应链之间的信息集成与共享。这就要求企业能够是客户订单、库存报告、销售数据以及其它关键信息从一个企业(部门)开放地、自动地流向另一个企业(部门),从而实现企业之间、部门之间的信息共享。
5.引进人才,实施“柔性”管理。
柔性制造除了需要柔性设备柔性技术外,还需要引进人才,实施柔性管理,以保证柔性制造系统高效运行。柔性制造是一种智能型的先进方式,这在客观上一切惟有多层次的高素质人才去掌控和运用它。如需要经过多技能培训的工人、一专多能并具有开拓创新能力的技术人员、需要以顾客需求和偏好为导向的柔性管理模式。
“三份在技术,七分在管理”。 柔性制造需要柔性管理。今天的企业尤其是实施柔性制造的企业能否成功,越来越多地依赖于柔性管理的水平和系统运用柔性管理的能力。笔者认为企业实施柔性管理的关键不能脱离以下几点:
一是建立具备柔性的织机构,以网络式、扁平化的组织取代层级组织。组织结构的合理性与柔性程度,直接影响并决定企业对市场需求的反映能力和决策能力。组织的层级结构越多,信息传递的渠道越长、环节越多、速度也慢。显然不能适应生产制造过程对信息的需要,而网络式、扁平化的组织责问则能增强组织的柔性和竞争力。
二是树立与网络式、扁平化的组织制造系统相适应的柔性管理思想。柔性管理思想注重平等尊重、主动创新的“人性化与个性化”的观念。
三是采用柔性的管理制度。21世纪的信息时代,管理环境的变化非常大,因此管理活动的稳定性、可重复性及可预见性大大减少,但这并不意味着企业管理可以不要制度,关键在于制定什么样的制度来管理人。柔性管理时代的管理不能限制员工的主动性与创造性的发挥。制度的制定考虑企业人员的基本素质,应考虑企业当前管理中存在的问题,应考虑团队的氛围,还要考虑人员未来发展情况,使企业的制度不成为束缚人的桎梏,而应成为提高企业凝聚力、应变能力和创新的基础。
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