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

专家眼中的FMS柔性制造系统

2019/4/12        作者:e-works  涂彬      
关键字:柔性制造  FMS系统  
FMS系统日本企业应用非常成熟,是支撑企业无人化生产的重要组成部分,取得了非常好的成效。但反观国内,却很少有企业成熟应用这种柔性制造系统。笔者分别采访了几位业内专家,专家普遍认为,国内企业要想应用好FMS系统,还有很多基础工作需要进行落实。
    FMS系统在发那科、马扎克、牧野机床等这些日本企业应用的非常成熟,是支撑企业无人化生产的重要组成部分,取得了非常好的成效。但反观国内,却很少有企业成熟应用这种柔性制造系统。带着这个疑问,笔者分别采访了几位业内专家,分别是:
 
    华中数控股份有限公司董事长 陈吉红
 
    四川普什宁江机床有限公司总工 刘雁
 
    沈阳自动化研究所研究员 杜劲松
 
    北京工研精机股份有限公司副总经理、总工程师 贺大兴
 
    中国船舶重工集团公司第七一六研究所总工 徐鹏
 
    法斯顿(FASTEMS)中国区总经理 丁永平
 
    牧野机床(中国)有限公司总裁 朱良
 
    通过几位专家的采访,也让我们从不同视角了解到FMS系统在国内的应用情况,以及这项技术在推广和应用过程中所面临的问题和解决方案。
 
    陈吉红:前路障碍重重 但难以阻挡FMS系统技术走向成熟 
 
    实际上,FMS技术很早就进入了中国,但整体应用状况不温不火。华中数控董事长陈吉红先生指出,FMS系统早在90年代国家推广CIMS应用时就开始进入国内,如上海纺机、郑纺机等企业当时都导入了FMS系统,但由于当时控制技术、信息技术如RFID等应用还不是很成熟,导致一些企业已建成的FMS实际运行情况,并不像预先想象的那样,一按电钮就能万事大吉,一切都能自动进行。事实上,系统越复杂,故障率就越高,运行的可靠性越差,而一些企业的投资能力有限,所以对FMS望而生畏。
 
    这种复杂的FMS系统实际上属于一个串行的系统,任何一个环节出现问题都会影响生产,使系统的可靠性大打折扣,导致很多项目都流于形式,企业在导入FMS系统后又都拆除掉了,没有将这套系统很好地利用起来。
 
    目前,国家大力在推进04专项(国家科技重大专项:高档数控机床与基础制造装备专项)中,很多军工企业在FMS系统应用上取得了很好的成效,如航天三院、成飞、沈飞、宁江机床等。
 
    刘雁:FMS是并联开放式的制造系统 快速应对新产品研制和个性化定制需求
 
    针对国内FMS系统的应用现状,四川普什宁江机床有限公司总工刘雁在接受笔者采访时也指出,和日本等发达国家相比,中国制造业整体发展阶段相对滞后,目前FMS仍然未进入普及应用层面。
 
    由于我国机电工业水平较低,单项技术和元器件不过关,使用数控机床的经验不足,所以目前发展FMS方面还有不少困难,并且技术并不是唯一决定性因素,生产组织结构的改革、人员素质的提高是中国制造业从FMS技术中获得更大潜在效益的重要源泉,国内制造业应采取既积极又稳妥的方针,不宜一哄而起。
 
    目前,用户对FMS产品的认识深度不够,还没有意识到FMS与传统柔性生产线之间的差别。FMS是并联开放式的制造系统,柔性更强,资源利用率和利用效率更高,可以更快速应对新产品研制和个性化定制需求,尤其是具备停机不停线功能,大大降低了投资回收期。
 
    从用户的角度来看,使用FMS能力不足,没有建立配套的后台保障体系,严重影响了FMS的成线应用;从制造企业角度看,目前的高级计划排程、智能调度等工业软件水平与国外发达国家还有差距。或者说能力不足,导致FMS无法发挥应有的效益。   
 
    FMS是车间级自动化、柔性化、智能化开放式制造平台,具备企业横向、纵向良好的互联互通集成条件,是当前实施智能制造最有效的途径之一。要实现大规模应用还必须加强推广和应用示范。
 
    近期,四川普什宁江机床有限公司作为国内FMS的龙头企业已经成功研制了两条用于公司箱体数字化车间建设的精密柔性制造系统(FMS),实现了8种以上机床箱体类零件混流加工、四种工艺路线并行生产;并且自主开发了FMS总控等关键技术、实现了MES系统和DNC系统的集成,拥有多项专利和软件著作权。截止目前,四川普什宁江机床有限公司已有40多条柔性制造系统在国家重点行业应用,初步实现了FMS产业化。
 
       四川普什宁江机床FMS63柔性制造系统     
图 四川普什宁江机床FMS63柔性制造系统
 
    杜劲松:企业在工厂建设过程中应注重系统规划 减少制造孤岛
 
    当然,FMS系统的实施成本也是不可回避的问题,受访的大部分企业负责人都表示目前应用FMS系统的成本较高,对于这种投入能否快速回收成本缺乏信心。可见很多企业对于FMS的投资回报还是存在一些偏见,认为投入较大而效益回收较慢,不值得应用。
 
    不过,实施成本并不是这项技术难以推广的决定因素,沈阳自动化研究所研究员杜劲松认为,国内在FMS系统应用上之所以很少,很大一部分原因还是在于企业管理及企业的自身习惯问题。企业在建设过程中很少有系统规划,热衷于单机设备的采购,导致设备之间的联通存在一些问题,也导致不能在单元设备自动化的基础上,把物流及信息系统整合到一起。
 
    贺大兴:企业应加强制造工艺能力建设
 
    北京工研精机股份有限公司副总经理、总工程师也认同机床企业应用FMS系统的价值。对于目前国内FMS的应用现状,他认为主要与各企业的工艺路线、工艺能力、成本等实际需求,以及企业的工艺研究深度有关。另外,他认为还有一个可能的因素就是从十多年前开始,国内盲目推崇哑铃型管理结构,认为微笑曲线两端的研发、市场价值最高,留在企业内部,中间制造环节价值低,都采用外购外协的方式,所以企业内部就削弱了制造工艺能力。从结果看问题,盲目套用管理理论并不适合企业的实际,效果并不好。
 
    徐鹏:按FMS机理实现模块化、参数化设计
 
    可见,对于FMS系统实施也存在很多现实问题需要解决,中国船舶重工集团公司第七一六研究所总工徐鹏在采访中也指出,FMS系统在刀具切换,加工程序切换等方面肯定是不存在问题的,但对于很多企业而言可能还有一些限制因素。
 
    例如,针对具体的产品要考虑工装夹具的兼容性问题,如果是异形件就会存在工装夹具不兼容。其次,在加工过程中,有些环节必须要人工参与来解决,例如刀具缠屑,工装夹具需要人工清理等。最后,针对多品种,多工序的柔性制造,就算夹具、手爪、程序、清理等都可以兼容及实现自动化,但是各工序节拍匹配是非常难以解决的问题,单一产品的生产线,其各工序设备数量与加工时间都是计算匹配过的,如果更换产品或者切换工序,会导致生产线节拍下降而部分设备却闲置的情况出现。
 
    e-works认为,企业在新品开发前期,就应该按FMS机理实现模块化、参数化设计,将典型结构、典型零部件设计成标准件、通用件,产品实现一体化、系列化设计,从而加快新产品开发速度,节约新产品开发投资,使产品由单一品种变化为近百种适合不同用途、不同环境、不同地区的产品族,从而实现对市场需求的快速响应,赢得商机。
 
    丁永平:企业应提升规范管理水平来支撑FMS系统应用
 
    对于国内推进FMS系统的问题,专业FMS厂商法斯顿(FASTEMS)中国区总经理丁永平先生也分享了几点看法。
 
    他认为,FMS系统之所以在国内应用还不广泛,主要在于国内企业对这项技术还是缺乏一定的了解,认识程度还不深。另外,企业推进自动化需要具备整体实力,光有自动化是不行的。
例如,企业首先要实施工艺的标准化,如果工艺没有做到标准化或者说工艺很破碎的话,盲目推进自动化是产生不了效益的。
 
    其次,FMS属于较前沿的技术,需要企业有相对规范的管理水平才能够成功实施。一些企业工艺管理非常混乱,一个操作工在加工工件时,可以随意修改加工程序,不同工人采取不同的加工方式,导致加工同一工件的数控程序存在多个版本,如果是这样的情况,企业就很难实施FMS。
 
    因此,企业需要开展大量的标准化工作,一定要有非常稳定的工艺才能导入自动化。也许很多公司领导也有意向推行FMS系统,但受限于公司的管理水平,还是比较担忧最终的成效,如果处理不当,反而得不偿失,毕竟这是一笔真金白银的投资,价格不菲,这也使得很多企业还处于观望状态。
 
    另外,前些年很多企业觉得只要产品生产出来就可以,根本不会去考虑人工成本方面的问题。然而近几年来,大多数企业的原材料和人工成本迅速攀升,企业还面临着招人难问题。例如在江浙地区,很多机床厂甚至连招两个愿意去上夜班的人都很难。在这种背景下,企业不得不更加重视推进自动化,降低人工成本。因此,从2016年开始,企业对FMS的需求不断增加,法斯顿的业绩年年创下新高。
 
    对于FMS系统的可靠性,丁永平先生强调,FMS系统早在60年代就技术就已经成型了,通过改良、优化发展至今,已经是一套非常稳定、高效的系统,企业完全不需要存在任何顾虑,这项技术的应用在2020年将会迎来爆发。
 
    朱良:企业需构建完善的生产管理体系
 
    对于企业如何能够成熟应用FMS系统,e-works记者采访了牧野机床中国区总裁朱良先生。他指出,企业实施FMS系统对自身生产管理体系有很大挑战,主要包括企业是否拥有完善的计划,合理的工艺,适当的刀具工装、员工的技能是否匹配以及是否具有纪律性等,这些都会影响FMS的实施和使用,而很多国内企业在这方面做的还不足。
 
    从上述专家观点来看,企业要想应用好FMS系统,有很多基础工作还需要进行落实。
责任编辑:杨培
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