柔性生產線

隨着科學技術的發展，人類社會對產品的功能與質量的要求越來越高，產品更新換代的週期越來越短，產品的複雜程度也隨之增高，傳統的大批量生產方式受到了挑戰。這種挑戰不僅對中小企業形成了威脅，而且也困擾着國有大中型企業。因為，在大批量生產方式中，柔性和生產率是相互矛盾的。眾所周知，只有品種單一、批量大、設備專用、工藝穩定、效率高，才能構成規模經濟效益；反之，多品種、小批量生產，設備的專用性低，在加工形式相似的情況下，頻繁的調整工夾具，工藝穩定難度增大，生產效率勢必受到影響。為了同時提高製造工業的柔性和生產效率，使之在保證產品質量的前提下，縮短產品生產週期，降低產品成本，最終使中小批量生產能與大批量生產抗衡，柔性自動化系統便應運而生。

自從1954年美國麻省理工學院第一台數字控制銑牀誕生後，70年代初柔性自動化進入了生產實用階段。幾十年來，從單台數控機牀的應用逐漸發展到加工中心、柔性製造單元、柔性生產線和計算機集成製造系統，使柔性自動化得到了迅速發展 ^[1]  。

柔性生產線的種類，按範圍大小分為產品生產線和零部件生產線，按節奏快慢分為流水生產線和非流水生產線，按自動化程度，分為自動化生產線和非自動化生產線 ^[1]  。

就機械製造業的柔性生產線而言，其基本組成部分有：

自動加工系統，指以成組技術為基礎，把外形尺寸(形狀不必完全一致)、重量大致相似，材料相同，工藝相似的零件集中在一台或數台數控機牀或專用機牀等設備上加工的系統。

物流系統，指由多種運輸裝置構成，如傳送帶、軌道一轉盤以及機械手等，完成工件、刀具等的供給與傳送的系統，它是柔性生產線主要的組成部分。

信息系統，指對加工和運輸過程中所需各種信息收集、處理、反饋，並通過電子計算機或其他控制裝置(液壓、氣壓裝置等)，對機牀或運輸設備實行分級控制的系統。

軟件系統，指保證柔性生產線用電子計算機進行有效管理的必不可少的組成部分。它包括設計、規劃、生產控制和系統監督等軟件。柔性生產線適合於年產量1000～100,000件之間的中小批量生產。

柔性生產線是一種技術複雜、高度自動化的系統，它將微電子學、計算機和系統工程等技術有機地結合起來，理想和圓滿地解決了機械製造高自動化與高柔性化之間的矛盾。具體優點如下。

1、設備利用率高：一組機牀編入柔性生產線後，產量比這組機牀在分散單機作業時的產量提高數倍。

2、在製品減少80%左右。

3、生產能力相對穩定：自動加工系統由一台或多台機牀組成，發生故障時，有降級運轉的能力，物料傳送系統也有自行繞過故障機牀的能力。

4、產品質量高：零件在加工過程中，裝卸一次完成，加工精度高，加工形式穩定。

5、運行靈活：有些柔性生產線的檢驗、裝卡和維護工作可在第一班完成，第二、第三班可在無人照看下正常生產。在理想的柔性生產線中，其監控系統還能處理諸如刀具的磨損調換、物流的堵塞疏通等運行過程中不可預料的問題。

6、產品應變能力大：刀具、夾具及物料運輸裝置具有可調性，且系統平面佈置合理，便於增減設備，滿足市場需要 ^[2]  。

柔性生產線的發展趨勢大致有兩個方面：

一方面是與計算機輔助設計和輔助製造系統相結合，利用原有產品系列的典型工藝資料，組合設計不同模塊，構成各種不同形式的具有物料流和信息流的模塊化柔性系統。

另一方面是實現從產品決策、產品設計、生產到銷售的整個生產過程自動化，特別是管理層次自動化的計算機集成製造系統。在這個大系統中，柔性生產線只是它的一個組成部分。

精益生產模式的最終目的是以最優品質、最低成本和最高效率對市場需求作出最迅速的響應，最大限度滿足顧客的要求。通過對生產過程中各個環節的把握，儘可能杜絕一切浪費，去掉一切無用的東西，精簡產品開發設計、生產、管理中一切不產生附加值的工作，從而降低分攤到每件產品中的成本，並滿足顧客對價格的要求 ^[3]  。