柔性制造的核心是什么?
中国制造业崛起的重要因素之一是国内规模化生产效应的实现,但随着消费水平的提高,人们越来越青睐个性化、定制化的产品。柔性生产就是在这种背景下超前诞生的制造理念。柔性生产将是未来一些制造企业需要重点关注的方向。柔性制造在改变制造业生产的同时,也将对制造业的商业模式产生巨大的影响。
什么是柔性制造?
随着量产进入瓶颈期,消费者的个性化需求日益强烈。柔性制造是针对“大规模定制”生产而产生的,它具有小批量、多品种的特点,通过良好的规划实现对生产过程的高效控制。
柔性制造模式已经广泛应用,比如我们生活中常见的定制化。这种以消费者为导向,以生产为导向的生产模式就是传统的大规模生产模式。柔性制造,考验的是生产线和供应链的反应速度。例如,电子商务领域正在兴起的“C2B”和“C2P2B”模式,反映了柔性制造的本质。
灵活性可以表现在两个方面:- 第一个方面是指生产能力的柔性反应能力,即机械设备的小批量生产能力。
设备利用率和生产率高,单位成本相对较低。但它只能加工一个或几个类似的零件,很难应付中小批量多品种的生产。随着大规模生产时代逐渐走向以生产为导向的时代,以适应市场的变化,在短时间内开发出多品种、高质量、低成本的产品是制造系统的竞争力。柔性制造恰好满足这一点,它在制造业发展中的分量越来越重。 - 第二个方面是供应链的敏捷性和精确性。
柔性制造,供应链系统响应个体的生产和分配需求。从传统的“production-to-sale”“production-to-sale-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-be-to-to-to-to-to-be-to-to-to-to-be”,仅生产指令完全由消费者,及其价值链显示为“大Cai生产销售商品”是一个完全有针对性的活动有明确的个人特征。在这个过程中,它不仅对生产机器提出了重大挑战,也彻底改变了传统的供应链。
- 设备灵活性——当要求生产一系列不同类型的产品时,机器加工不同零件的难度随着产品的变化而变化。
- 工艺灵活性-使用不同材料制造给定零件/产品类型的能力。
- 产品灵活性——改变生产一套新零件或产品的经济性和速度的独特条件。
- 工作灵活性-处理故障的能力,并继续生产一组给定的零件/产品类型,使用替代路线。
- 灵活的生产能力——在不同产量系列中保持盈利能力的能力。
- 扩展包的灵活性—扩展包的潜力以模块化的方式逐步扩展。
- 生产灵活性——系统可以生产的部件/产品类型的数量。
柔性制造技术
- 柔性制造系统(FMS)。多台全自动数控机床,通过集中控制系统和物料搬运系统连接,可实现多品种、中小批量的加工管理,不停机。
- 柔性制造单元。FMC的出现及其在生产中的应用比FMS晚了6 ~ 8年。它由1 ~ 2个加工中心、工业机器人、数控机床、物料运输和储存装置组成。它具有适应加工多种产品的灵活性。
- 柔性生产线(FML)。它是介于单一或小品种大批量非柔性自动线和中小批量多品种FMS之间的生产线。加工装置可以是通用加工中心或数控机床;它也可以是专用机床或nc专用机床。物料搬运系统的灵活性要求比FMS低,但生产率较高。它以离散生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散控制系统(DCS)为代表。它的特点是生产线的灵活性和自动化。
- 柔性制造工厂(FMF)。FMF连接多个FMSs,配备自动化三维仓库,并与计算机系统通信。它采用从订货、设计、加工、装配、检验、交货到交货的完整FMS。它包括CAD/CAM,并采用计算机集成制造系统(CIMS),实现生产系统的灵活性和自动化,从而实现整个工厂的全面生产管理、产品加工和物料储运流程。FMF是自动化生产的最高水平,体现了世界上最先进的自动化应用技术。它集制造自动化、产品开发自动化、运营管理自动化为一体,以控制信息流的智能制造系统(IMS)为代表。它的特点是工厂的灵活性和自动化。
技术一直是推动商业环境演变的重要因素,而当前最热门的技术升级趋势无疑是人工智能。目前,虽然人工智能产业本身已经进入稳定发展期,但其对各行各业的赋能正在更加热烈地进行。
未来,大规模生产和低成本劳动密集型产业将大量转移。小批量、定制化的柔性制造能力将成为中国制造业的主流。所谓柔性生产,是指在保证产品质量的基础上,在生产线上实现小批量生产和大批量生产的相互转换。正如我们经常提到的,大规模定制只是柔性生产的一种重要形式,而不是通用的标准。
在实施柔性生产过程中,智能机器人的应用已成为实现柔性生产优化目标的重要驱动力。实现“机器换人”的关键是实现软件的灵活性、自动化编程、自动化操作。主要解决了企业在运营过程中遇到的人工成本高的问题。另一方面,在机器人的应用过程中,确实可以提高相关操作的效率,但并不一定能提高企业的整体效率。要使机器人充分发挥其作用,还需要将生产、人力、信息整合在一起,同时规划基础设施和生产线基础设施建设将机器人应用融入工业生产的全过程。
供应链协同是柔性制造的基础。在实现供应链协作的过程中,需要实现产业链各环节信息的一致性和统一性。ERP是企业资源计划管理,MES是面向工厂的管理信息系统。大多数制造企业ERP和MES是两套系统,两者相互独立,而世界上的智能管理系统可以实现ERP、MES的集成和协同,进一步与公共大数据对接,实时分析和共享订单数据和需求数据,建立实时协同供应链。