e-works数字化企业网  »  文章频道  »  工业自动化控制  »  工业自动化综合

柔性制造系统 打造智能工厂

2019/4/9        作者:eworks  涂彬      
关键字:柔性制造  智能工厂  FMS  
在国际智能制造考察过程中,e-works发现很多先进制造企业已经全面应用了FMS系统,实现了对机械零件加工的柔性自动化,可以实现长达一个月无人值守,自动化加工不同的机械零件。为此,e-works采访了相关专家和国内外相关企业的负责人,对FMS系统的发展应用进行深度的报道。
    随着客户个性化需求的日益增长,产品生命周期日益缩短,更新换代加速,小批量、多品种成为离散制造业主流的生产模式。而很多制造企业的生产线缺乏柔性,调整不便。一旦市场需求有变,产品设计发生大的改变,企业在技术、管理和供应链三个层面都很难适应。在当今创新加速的时代,“刚性自动化”越来越难以适应离散制造企业应对激烈竞争的需求,企业必须寻求新的制造原理和方式,大幅度提高制造柔性和生产率,显著缩短生产周期,保证产品的质量,降低能耗和物耗,从而降低生产成本,以获得明显的经济效益和社会效益。
 
    柔性制造(Flexible Manufacturing)正是应对这种趋势并实现高效、灵活生产的关键路径之一。柔性制造系统(FMS)能够将多台加工中心实现集成应用,适合单件小批产品的生产,能够实现无人值守地完成多个产品的加工。当设备突然出现故障后,可以将零件转移到另一台设备上继续加工。同时,系统不但可以在短期(间隔几小时或几天)内适应加工对象的变化,在任意时刻混合加工两种以上零件;而且在长期使用中也能够加工各种不同零件。
 
    最近,在国际智能制造考察过程中,e-works发现日本MAZAK、牧野机床、FANUC等公司,以及德国通快、瑞典SUNFAB等企业已经全面应用了FMS系统,实现了对机械零件加工的柔性自动化,可以实现长达一个月无人值守,自动化加工不同的机械零件。为此,e-works采访了相关专家和国内外相关企业的负责人,对FMS系统的发展应用进行深度的报道。
 
柔性制造系统的起源
 
    柔性制造系统是建立在数控设备应用基础上的。1952年,美国麻省理工学院伺服机构实验室按照约翰·蒂·帕尔逊提出的用穿孔带输入数据,以控制加工直升机变截面桨叶的设想,研制出了三坐标数控铣床的原型样机。这标志着数控机床首次问世,开创了NC加工的新纪元。
 
    1967年英国Molins公司的工程师迪奥·威廉姆逊(Theo Williamson)研制出的莫林系统-24(Molins System-24),意即全天24小时都可工作,系统由几台类似于卧式加工中心的数控机床、轨道运输车、工件托盘及刀具托盘运送系统、自动仓库组成。1970年美国K&T公司推出了飞机和拖拉机零件的多品种、小批量生产的自动线。这两大事件被人们公认为FMS系统的起源。
 
    FMS系统的出现,解决了在离散型行业生产中,如何实现经常变换品种的中小批量生产自动化,这一一直试图解决而未能解决的问题。30多年来,FMS受到广泛重视,发展迅速并日趋成熟。
 
    20世纪70年代后期到80年代是FMS蓬勃发展的时期。1982年,在美国芝加哥国际机床展览会和日本第11届大阪国际机床展览会上,有多家公司都展出了FMS系统。据统计,截至1982年8月,世界上有FMS生产线203条。这充分说明了FMS已从实验阶段进入实用阶段,并已开始商品化。
 
    为了推动FMS系统在制造业的应用,英国、日本等工业发达国家都先后推出了一些大型的FMS发展计划,耗资几千万乃至上亿美元,与此同时,考虑到企业的经济承受能力及投资风险性,不少小型、经济型的FMS系统也顺势被推出并得到应用。
 
    在FMS领域,美国、西欧和日本居世界之首。美国是发展FMS最早的国家,多数由自动生产线改建,用数控加工中心机床代替组合机床并加上计算机控制,其规模一般较大(9-10台),平均投资1500万美元,加工3~150种零件,年产量为2000~10万件。
 
    日本也是发展FMS系统较早的国家之一。据美国制造工程师协会统计,日本自1984年开始发展FMC、FMS,到1992年以每年1000~1500套的数量增加,其规模大小不等,加工零件种类为10-300种。
 
    德国发展FMS的情况与美国、日本有所不同,主要用于中小规模企业,FMS规模较小(4-6台机床),具有较高的柔性,加工零件种类为50-250种。
 
    此外,意大利、英国、独联体以及其他一些东欧国家也都发展了自己的FMS,而且水平也相当高。
 
    进入到20世纪90年代,FMS的发展遇到了一些困难,包括设备投资巨大,投资回收期很长,以及资金占压非常大等。而且,由于机床制造业出现了世界性滑坡,也影响了FMS的发展和应用速度。
 
    但是,经过工业界的长期实践,以及丰富的经验和教训积累,如今的FMS系统已超越了早期FMS技术概念的约束,不再盲目追求实现加工全过程的全盘自动化,而是更加注重信息集成和人在FMS中的积极作用。工业界也认识到,对FMS而言,如果系统规模小些,并允许人更多地能动介入,系统运行往往会更有成效。现在,FMS已朝着更加正确的方向发展,不断适应动态多变型市场的需求。
责任编辑:杨培
本文为e-works原创投稿文章,未经e-works书面许可,任何人不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用。如已是e-works授权合作伙伴,应在授权范围内使用。e-works内容合作伙伴申请热线:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐