柔性制造技术关键管理论文

2022-04-24

【摘要】本文阐述了柔性制造技术的发展历程,定义、系统特征,总结出目前制丝生产中所应用到的一些柔性技术,并提出未来柔性制丝生产的一些展望。下面是小编为大家整理的《柔性制造技术关键管理论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

柔性制造技术关键管理论文 篇1:

柔性制造技术创新在汽车生产中的应用

摘 要:随着经济的快速发展,社会消费水平得到不断提高,人们逐渐追求汽车的个性时尚化以及款式多样化,传统的生产模式已经不能适应当代汽车产业的发展要求,所以汽車工艺需要不断的创新。柔性制造技术的出现很大程度上解决了市场对汽车消费需求变化和大规模生产模式之间的矛盾,其给汽车生产行业带来改革,加大了其在市场中的竞争力,提高汽车生产效率,满足当前市场的消费需求。该文从柔性制造技术的特点以及在汽车生产过程的应用进行分析,对其在汽车生产产业中的发展前景进行展望。

关键词:柔性制造 汽车生产 应用 发展前景

所谓“柔性”,即灵活性,这是企业自身所拥有的一种可以适应内外部环境变化的能力,使企业可以对生产过程中不确定因素做出及时的反應和处理。汽车生产过程中离不开柔性制造,其缩短了汽车生产的周期,提高生产操作的灵活性,很大程度上提高了汽车产量,同时还能根据市场需求变化做出相对性的判断。与刚性制造的传统单一化生产模式相比,柔性制造能更好地适应当代汽车产业的发展,具有创新性。因此,推动柔性制造技术在汽车生产中的应用成为了企业应该思考的问题。

1 柔性制造技术的创新特点

柔性制造在汽车生产行业的特点可以表现为:(1)生产设备可以进行多种加工操作,实现批量的生产模式,从而降低了产品库存所需要的费用,很大程度提高了生产设备利用率的同时也降低了产品生产周期。(2)机械设备在产品原材料运送过程中可以获得最大程度的利用率以及可获得性。(3)能对相同加工工艺的工件进行多种方式的加工操作,即使生产机器出现故障可以使用柔性制造进行动态调节,降低机械故障给汽车产量带来的影响。(4)生产操作人员具有较高的专业水平,能应对生产过程中不同的岗位职责。(5)柔性系统会将工件加工进行多路线的操作,平衡整个车间机床的负荷,具有较高的稳定以及可靠性。(6)柔性生产制造系统可以进行多种多样的产品设计,满足当代人们的生活需求,提高客户满意度。(7)在机械自动化的生产模式中,企业可以根据市场的需求对生产产品的进行调整更改,还可以对其零部件进行及时的更换,提高市场满意度。(8)柔性制造系统具有较强的开放性,可以很好地适应新市场的需求对生产规模进行扩大,具有较强的生产能力。(9)柔性生产制造系统完善,不用对其进行更新调整也能制造出多样化的产品,完成各式各样的生产任务。(10)柔性生产制造系统可以很好地适应多变的市场环境,推动汽车生产产业的发展。

2 柔性制造技术创新给汽车生产带来的影响

2.1 推动产业生产能力稳定

柔性制造是在汽车生产过程中使用一台或者多台机床组成的自动化加工系统,当机械在运转过程中出现故障,自动化系统会将生产材料越过故障机床,运用多种方式对生产材料进行加工操作。能在机械出现故障的时候对生产进行动态调度,降低了机械故障对汽车生产进度的影响,推动汽车产业的快速发展。

2.2 提高生产设备利用率

利用柔性制造系统进行生产操作的机组生产效率会比同等机组的高出3倍,因为柔性制造会用计算机对汽车整个生产工艺流程进行操控,当流程中出现机床停止工作的现象,计算机会立即做出反应对其进行工作新任务分配,将生产车间机床的利用率提高到最大。这种高效率利用生产设备将汽车生产的成本降低,只需要在第一次购买设备时支付较高的费用,在其设备后期的维护方面降低了很多成本,因此柔性制造对于汽车加工制造产业的成本费用有着很大的收益。

2.3 降低了人工劳动力成本

柔性制造系统下的汽车生产流程都是直接用计算机进行操控的,对于柔性系统进行管理的员工只需要一到两个人即可。这要求操控管理员对机械生产流程十分地了解并有熟练的操控技术,可以对整个庞大的汽车生产流程进行计算机数控。与传统大规模人工劳动力作业相比,柔性系统的出现在很大程度上降低了汽车生产的劳动力成本。同时系统具有的灵活性又便于对汽车生产设备的检查维护工作,很大程度上减少了机械专人维修的成本。

2.4 提高汽车产品的质量

FMS将卡具和机床的数量进行合理搭配,使得汽车零件保持了一致性,提高了其生产产品的质量。柔性制造具备自动监测设备以及自动补偿系统,当汽车生产过程中出现质量问题可以做出及时的反应,确保了生产产品的质量。

3 汽车产业柔性技术发展的现状

20世纪80年代,国际的柔性制造技术发展迅速,趋于成熟。柔性制造广泛应用于汽车加工制造业以及航空领域,很大程度上提高了两个产业的经济效益,产业的经营管理模式处于领先水平。柔性制造技术飞速发展的时期,正是我国改革开放的好时代,中国对国外先进的生产技术和制造技术进行引进,其中就包括了柔性制造技术。虽然柔性制造很早就引进了中国,但国内的汽车生产技术水平较低,对国外技术性依赖程度高,使得其加工成本高昂,系统容易出现故障,无法达到安全可靠性,导致其发展缓慢。20世纪末,我国的汽车企业实力逐渐变得强大,国外公司也大量涌进中国市场,使得汽车生产设备得到改进完善,柔性制造技术在汽车产业的发展速度加快。汽车生产行业开始在一些生产领域对柔性制造技术进行应用,在生产工艺流程上逐渐用机械手或者其他自动化产品代替人工劳动力,使其实现了对多种产品的混线生产模式。柔性制造技术的开放性以及柔性结构在逐渐形成规模化,汽车产品精度得到提高,给汽车生产产业带来更好的性价比。柔性制造技术推动了整个汽车制造产业的发展。

4 汽车产业柔性技术发展的前景

目前我国的汽车产业具有种类较多,中小批量化生产的特点,柔性制造技术在这种模式中具有很大的优势,故在汽车产业的发展过程中,越来越离不开柔性制造。它不仅可以对机械进行加工操作,且饭金加工的工艺流程以及喷漆热处理等模制工作也逐渐采用柔性制造技术进行操控。机械加工技术、材料运储技术、机械操控技术以及网络通信服务技术构成了柔性制造技术(FMS),这些技术发展迅速很大程度提高了FMS系统的性能。喷水切削加工技术与激光加工技术在汽车生产行业得到广泛推广,推动了FMS的加工技术水平以及生产柔性,达到提高FMS系统性能的效果。自动储存以及提取系统在汽车产业的快速发展为其提供了一个安全可靠的物流运输方案,也很大程度上提高了汽车生产的效率,缩短生产周期以获得更高的经济效益。这些技术的快速发展提高了FMS系统的柔性,减少了因为人为因素出现的失误,提高了汽车产品的质量。计算机集成制造技术和系统(CIMS)已经成为制造业发展的必然趋势,柔性制造技术是其中的重要组成环节,也会随着CIMS的发展得到广泛的推广应用,成为汽车生产产业发展不可或缺的技术。

5 结语

汽车生产产业传统的单品种、大批量生产模式已经不适应当代市场需求,消费者逐渐代替生产者成为汽车生产模式的主导。柔性制造系统引导汽车产业转化为多样化品种、中小批量的生产模式,在生产制造、自动化以及信息技术的支持下,柔性制造技术在汽车生产过程中具有很大的创新优势,其产品柔性可以提高汽车产业的经济效益。还能很大程度上将汽车产业独立的产品理念设计、生产制造过程以及企业的经营管理进行结合,构成一个完善的企业运营有机系统,实现汽车产业全局化,达到优化产业结构,提高整体收益以及加深其高柔性的作用。生产中,要结合汽车企业发展的实际情况,对柔性制造技术进行推广应用,最大程度推动汽车生产产业的发展,使自身综合实力得到提高。

参考文献

[1] 孙建宇.火车柔性工装计算机辅助管理系统的研究[D].南京航空航天大学,2016.

[2] 罗学科.数控技术与制造自动化[M].北京:化学工业出版社,2015.

[3] 唐珂.汽车工业上的柔性制造[J].工程设计与应用研究,1998(2):26-30.

作者:许奎

柔性制造技术关键管理论文 篇2:

浅谈柔性制造在制丝生产中的应用

【摘 要】本文阐述了柔性制造技术的发展历程,定义、系统特征,总结出目前制丝生产中所应用到的一些柔性技术,并提出未来柔性制丝生产的一些展望。

【关键词】柔性制造;制丝工艺;制丝设备

目前,柔性制造作为一种现代化工业生产的科学理念和工厂自动化的先进模式已为国际上所公认,据统计,国际上以柔性方式制造的产品产值已占制造业总产值的75%以上。目前国内许多高校和科研院所也对此进行了大量的研究。现在的柔性制造技术已经结合自动化技术、信息技术及制造技术,将以往企业的生产决策、生产制造及生产管理形成一个有机体,实现公司生产经营的一体化。

国家烟草专卖局组织正在推广“按客户订单组织货源”的试点工作,这个工作要求烟草工业企业按照商业企业反映的零售客户的实际需求来组织生产。这就必然要求烟草工业企业要努力提高生产组织的快速响应能力,提高技术装备的自动化水平,即提高生产组织的柔性化生产程度,做到用最短的时间,生产出高质量、低成本、符合市场要求的各种牌号卷烟。

1.柔性制造概述

1.1柔性制造的发展简述

1967年,英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念,紧接着,美国、日本等工业强国相继研究柔性化制造系统,70年代末期,柔性制造系统在技术上和数量上都有较大发展,80年代初期已进入实用阶段,其中以由3~5台设备组成的柔性制造系统为最多,但也有规模更庞大的系统投入使用。迄今为止,全世界有大量的柔性制造系统投入了应用,国际上以柔性制造系统生产的制成品已经占到全部制成品生产的75%以上,而且比率还在增加。

国际生产工程研究协会指出“柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族,系统的柔性通常受到系统设计时所考虑的产品族的限制。”国内各行业对柔性制造的定义也不尽相同。但是总的来说,FMS是由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。

1.2柔性制造的特征

“柔性制造”是相对于“刚性制造”而言的。传统的“刚性”流水生产线的优点是生产效率高,设备利用率也很高,单件产品的成本低。缺点就是设备价格相当昂贵,且只能实现一个或几个相类似的产品的大批量加工。如果想要获得其他品种的产品,则必须对其结构进行大调整,重新配置系统内各要素,投入的人力物力成本与建立一条新的生产线差不多。

而“柔性制造”系统是一种智能型的生产方式,它具有根据制造任务和生产环境的变化进行迅速调整的能力,即具有以下“柔性”特征:(1)机器能力柔性,系统的机器设备具有随产品变化而加工不同零件的能力,并且能够在新旧产品之间快速切换生产状态;(2)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; (3)生产组织能力柔性,当生产安排改变时,系统能及时作出反应,自动调节各生产工序的生产节奏、进度;(4)维护柔性,故障定位准确、方便查询;(5)扩展柔性,当生产需要的时候,可以很容易地扩展系统结构,增加模块,构成一个更大的制造系统。

2.传统制丝生产线

传统制丝生产线一般根据各个工序段所承担的工艺任务不同,将制丝过程分为香精香料配置,烟叶预处理、制叶丝、烟梗预处理、制梗丝、掺配加香、贮丝等工段,这些工段通过贮柜或者喂料机连接起来,形成制丝生产的有机整体。一条流水生产线由多台工艺装备组成,每台装备完成固定专一的工艺任务,适合固定产品的大批量生产。由于一条生产线一般只能同时生产一种固定牌号的烟草制品,改变起来比较困难,因此将其划分为刚性制丝线。

3.柔性制造在制丝生产中的应用

3.1工艺线路柔性化

工艺路线的柔性化是基于分组加工技术。传统的工艺线路是全配方单线加工,一种叶组配方对应一种丝组配方,产品的风格在叶组配方确定后就已经不可改变。但柔性工艺改变这种单调的对应关系,把原来的全配方分解为不同加工特性的子系统或者加工单元,如回潮子系统、加料子系统、切烘子系统、掺配加香子系统,不同加工特性的子系统可以组合成多点对多点的加工系统; 不同产品或分组模块可以通过对加工设备的选择和参数的改变来满足不同风格的工艺要求。相比传统的刚性制丝生产线,分组加工技术极大地拓展了原料使用范圍,对不同分组的烟叶进行不同的加料、烘丝等处理工艺,实现了一定的精细化加工,产品质量得到明显提升。例如长沙卷烟厂可以采用叶配或丝配方加工模式, 实现卷烟产品的柔性。当然为了方便新工艺、新技术的研究试验,也可以对在制烟丝进行非顺序加工。

3.2设备柔性化

传统制丝设备性能可调性小,加工强度幅度有限。目前制丝生产中所选用的一些设备,已经具备了较宽的生产范围,较大的工艺参数选择余地,较快的状态切换速度。这些柔性设备为制丝柔性生产提供强有力的硬件基础。

(1)烟叶回潮机。目前DCRB润叶机等一些筒类设备不仅可以调整滚筒转速,还可以调整滚筒的倾角,这样以来可以改变烟片在筒体内的加工时间,实现不同的加工强度要求。并且加上自动化的蒸汽、水、空气管路系统,可以实现不同范围的水份和温度控制,满足不同的工艺需求。

(2)烘丝机。如KLD-2滚筒式烘丝机,具有两个温度控制区域,对温度控制反应迅速,同时采用热风进行辅助干燥,干燥温度控制精度高,相应速度快。分区温度控制增加了干燥工艺的多样性,根据不同烟丝特点,选择“先强后弱”或“先弱后强”的干燥方式,针对性的提高烟丝膨胀效果和卷曲程度,从而达到较高的填充值。并且分区温度控制为加工工艺提供了较大的可控调整范围,可对来料水分较高或较低的原料进行加工。

(3)切丝机。切丝机的工艺任务就是把烟叶切成符合工艺要求的烟丝。目前先进的TOBSPIN切丝机对来料的适应范围更宽,含水率18%~25%的烟叶都可以切屑出高合格率的烟丝。而传统切丝机较理想的来料含水率为19%~23%。并且切丝宽度范围从0.1mm到1.5mm之间线性可调,调整快速,不会产生过多料头。并且这款设备结构简易,操作简单,维护方便,维修成本低的优点。

3.3物流系统的柔性化

柔性制造各单元之间的连接需要高智能化的物流系统。传统大规模流水线用的是柜储技术,但分组加工技术需要的是箱装储叶(丝)技术,随着现代物流、信息技术的发展,箱装储叶(丝)技术在装箱、运输、储存、出箱等问题都有了完善的解决方案。自动化物流技术将这些离散的单元有机地连接起来, 实现前后加工单元多点对多点的连接, 完成对物料的连续加工,并且采用自动化物流立库存储,消除贮柜数量限制因素, 使生产线具备同时生产多个品牌规格的能力。目前杭州卷烟厂在国内率先建立起了一套自动化程度高的物流系统。片烟采用了箱式储存,配方高架库,用抱车将烟箱卸到配方库进料辊道上,经条码识别、信息注册后进入配方高架库指定货位存放。生产时根据配方工单的要求,由集控系统发出指令,自动将所需的烟箱输出,经条码验证后送入自动拆箱工序。而各种熟烟丝打包装箱后,进入高架库,根据不同的丝配要求,混丝掺配出各种不同品质、不同风格的成品烟丝。这套系统占地面积小,设备利用率高,达到小流量、中批量、多牌号的柔性加工。

4.结语

柔性制造技术是未来工厂的共同发展趋势,也是一个企业的核心竞争力。目前烟草工业企业总体生产水平还处于半柔性制造阶段,生产能力的柔性、维护柔性、扩张柔性等技术有待提高。随着卷烟产品的进一步市场化,顾客追求产品个性化、内涵等不断变化,这将会给卷烟制造企业带来激烈竞争,竞争将促进烟草企业走进具有快速响应能力、多品种、多批量生产的柔性生产时代。 [科]

【参考文献】

[1]徐杜等.柔性制造系统的原理与实践.北京: 机械工业出版社,2001.

[2]罗登山.关于卷烟柔性制丝的几点思考.烟草科技,2010,(1).

[3]康文利等.引领制造业前沿技术的柔性制造.现代制造工程,2006,(4).

作者:陈子觉

柔性制造技术关键管理论文 篇3:

自动化技术在冲压生产中的应用及发展趋势

【摘要】随着国民经济和现代科学技术的不断的发展,冲压生产制品在我们的生活中应用的越来越广泛,需求不但体现在数量上,更主要的是在品质上。冲压生产是我国工业生产的重中之重,冲压生产的技术水平决定着一个国家的工业水平是否先进。本文介绍了目前自动化技术在冲压生产中的应用,并对未来冲压生产自动化技术的发展趋势进行了分析。

【关键词】自动化技术;冲压生产;发展趋势;FMS

随着国民经济的发展和科学技术的不断进步,自动化已成为生产的主要手段。我国冲压加工自动化技术经过几十年的发展,经历了从无到有的发展过程,到目前已接近国际先进技术水平,形成了从研究、开发到生产的完整体系。特别是近几十年的改革开放,引进、消化、吸收国外先进的冲压技术,使得我国冲压加工自动化技术呈现迅速发展的趋势。本文从自动化技术和冲压生产的定义、发展历程及其内容入手来对自动化技术在冲压生产中的应用及发展趋势进行解析。

一、自动化技术的定义

自动化技术是一门综合性技术,它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系,而其中对自动化技术影响最大的是控制论和计算机这两门技术。将自动化技术应用于工业生产中,就是运用数字、计算机、机械组合等相关技术对工业生产进行调整及管理。

二、冲压生产的定义

冲压生产一般指的是借助于专用冲压设备的动力、使板料在模具里受到变形力并进行变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料、模具和设备是冲压加工的三要素。冲压是一种金属冷变形加工方法,所以,被称之为冷冲压或板料冲压,简称冲压,它是金属塑性加工(或压力加工)的主要方法之一。

三、自动化技术在冲压生产中的应用

冲压产品被广泛地应用在国民经济的各个领域,从航天航空、交通运输、机械电子、医疗器械到日常的生活用品都离不开冲压件。不但整个产业界涉及它,而且我们每个人都直接与冲压产品密切相关。像飞机、火车、汽车、拖拉机上就有许多大、中、小型冲压件,轿车的车身、车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的。据有关调查统计,自行车、缝纫机、手表里有80%是冲压件;电视机、收录机、摄像机里有90%是冲压件;还有锅炉、食品金属罐壳、

不锈钢餐具及搪瓷制品等,全都是冲压产品;就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。那么,自动化技术在冲压生产中又有怎样的应用呢?下面就让我们来解析一下吧。

1、人工机器人技术的运用

随着汽车工业的发展,科研人员将人工机器人应用于冲压生产中。车身冲压原材料由原来的以板材为主、卷料为辅朝着以卷料为主、板料为辅的方向发展。毛坯下料设备由原来的普通剪板机过渡到现已基本实现开卷落料的自动化装置。机器人这一高新技术产品,承担了从卷材与堆垛到零部件的码垛;从提供控制系统到企业ERP;从设计到生产支持与效率优化的全盘工作。机器人的运用不仅代替人完成一些人类不可能完成的工作,而且可以减少生产中的失误率和危险性,生产效率、产品质量和材料的利用率都得到了很大的提高。

2、仿真技术的运用

随着科学技术的不断进步与发展,人们在科学领域取得了越来越多的成就。特别是在一些仿真技术上,将动物及植物的特性应用到冲压生产这一领域中。仿真技术的运用不仅是改进磨具设计方式的一个有力手段,也是促进磨具工业技术进步、提高产品质量和生产效率的关键因素。其应用不仅节约了大量的人力、物力和财力,提高了企业的经济效益,同时也促进了企业生产的规模化和集约化,对扩大再生产和国民经济的发展起到了积极的推动作用。

四、自动化技术在冲压生产中的发展趋势

柔性制造技术是自动化技术向高发展的必然产物。柔性制造系统(FMS)由加工、物流、信息流三个子系统组成,它在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上,将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来。FMS的工艺基础是成组技术,它按照成组的加工对象确定工艺过程,选择相适应的冲压设备和工件及模具等物料的储运系统,并由计算机控制,自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产,并能随时改变产品以适应市场需求。FMS兼有加工制造和生产管理两种功能,它将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程在计算机及其软件的支撑下,构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统,以实现全局动态最优化的目的。FMS作为当今世界发展的前沿科技,为未来企业提供了一幅宏伟的蓝图,将成为21世纪机械制造业的主要生产模式。

柔性制造技术趋于成熟是汽车零部件生产最重要的技术进步。首先,组成冲压生产线的设备的数控化奠定了冲压生产线自动化的基础;而柔性传送技术、机外仿真技术、脱机编程技术的日臻完善,特别是包括模具自动仓库、模具自动识别与提取、模具工作参数自动调整等功能的模具系统实用化,标志着汽车零部件柔性化技术已趋成熟,使大型覆盖件的“个性化”、“按定单”和“准时”生产成为可能。主要体现在:

(1)设备功能柔性化:设备能完成多种加工、利于实现批量生产、提高设备利用率和缩短加工周期。

(2)操作柔性化:具有相同加工工艺的工件能以多种方式进行加工,在机器出现故障时易于实现动态调度。

(3)加工路径柔性化:工件加工可通过制造系统的多种路径完成,便于平衡机床负荷,增强系统在机床故障、刀具磨损等情况下运行的稳定性和可靠性。

(4)加工过程柔性化:加工过程能同时生产多种产品,具有混合比柔性,通过提供多样化的产品来满足客户越来越高的要求。

柔性冲压自动化生产线的基本结构大多由一台双动压力机与数台单动压力机串联布置。在双动压力机之前有拆垛装置,双动压力机与单动压力机之间及单动压力机之间有上下料装置,最后一台单动压力机之后是码垛装置。此外,自动快速换模系统、自动快速调整系统、故障检测系统以及废料排除与运输系统都是必不可少的。

冲压生产柔性技术未来的发展方向:

(1)向小型化、单元化方向发展 为了让更多的中小企业采用柔性制造技术,FMS将由大型复杂系统向经济、可靠、易管理、灵活性好的小型化、单元化方向发展。

(2)向模块化、集成化方向发展 为了有利于FMS的制造厂家按需、分期有选择地购置系统中的设备,并逐步扩展和集成为功能强大的系统,FMS的软硬件都将向模块化方向发展。以模块化结构集成FMS,再以FMS作为基本模块集成CIMS是一种基本趋势。

(3)控制智能化 首先对材料或工艺参数建立在线检测系统,当材料性能或工艺参数发生变化或产生波动时,由自动检测系统在线确定相关参数的瞬时量值,并通过计算机模拟分析和优化软件确定参数变化后的最佳工艺参数组合。自动控制系统调整工艺参数后,可以实现冲压工艺过程的自适应控制,新的生产数据逐渐积累可进一步成为后续加工过程的工艺优化基础。

总结

自动化技术已深入到机械制造的各个领域,因其生产的高效率和产品的高质量已被生产企业普遍接受。大力发展工控自动化是加快企业技术提升和扩大再生产、提高经济效益的有效路径和手段。科研人员要不断探索和研究冲压生产的自动化技术,使其与国际接轨,努力使我国冲压生产水平处于世界领先地位。相信在不久的将来,我国冲压生产的自动化水平还将取得更大的进步。

参考文献

[1]自动化技术在冲压生产中的应用及发展趋势(摘自百度文库)

作者:王晓辉

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