柔性自动化生产的应用和优势

从20世纪50年代开始，人们逐渐认识到刚性自动流水线存在许多自身难以克服的缺点和矛盾。

（1）劳动分工过细，导致了大量功能障碍。

（2）生产单一品种的专用工具、设备和生产流水线不能适应产品品种、规格变动的需要，对市场和用户需求的应变能力较低。

（3）纵向一体化的组织结构形成了臃肿、官僚的/大而全的塔形多层体制。

面对市场的多变性和顾客需求的个性化，产品品种和工艺过程的多样性，以及生产计划与调度的动态性，迫使人们去寻找新的生产方式，以提高工业企业的柔性和生产率。

自从1946年美国出现了世界上第一台电子计算机以后，人们就不断地将计算机技术引入制造业中。1952年美国麻省理工学院成功试制出世界上第一台数控铣床，不同零件的加工只需改变数控程序即可，有效地解决了工序自动化的柔性问题，揭开了柔性自动化的序幕。1955年在通用计算机上成功开发出自动编程工具，实现了数控程序编制的自动化。为了进一步提高数控机床的生产效率和加工质量，于1958年成功研制出自动换刀镗铣加工中心，能在一次装夹中完成多工序的集中加工。随即于1962年在数控技术基础上成功研制出第一台工业机器人，并先后成功研制自动化仓库和自动导引小车，实现了物料搬运的柔性自动化。1966年出现了用一台较大型的通用计算机集中控制多台数控机床的直接数控，从而降低了机床数控装置的制造成本，提高了工作的可靠性。

数字控制和自动编程工具的出现标志着柔性生产的开始，它将高效率和高柔性融合一体，实现了单机的柔性自动化。但数控机床及用于上下料的工业机器人只实现了零件加工单个工序的自动化，只有将一个零件全部加工过程的物流以及与之有关的信息流都进行计算机化，并追求整体效果，才能大幅度提高生产效率，获得最佳的加工效果。在成组技术和计算机控制基础上，1967年英国莫林公司和1968年美国辛辛那提公司先后建造了一条由计算机集中控制的自动化制造系统，称为柔性制造系统（FMS）。FMS具有更大的柔性和高度应变能力，进一步提高了设备利用率，缩短了生产周期，降低了制造成本。这正是多品种小批量生产所要求的生产方式。20世纪70年代以前，由于计算机处于第三代电路技术，工作性能和可靠性较差，致使FMS技术未获广泛应用。70年代中期由于微处理机的问世和数据库技术的发展，出现了各种柔性制造单元（flexible manufacturing cell，FMC）、柔性生产线（flexible transfer line，FTL）和自动化工厂（factory automation，FA）。与刚性自动化的工序分散、固定节拍和流水生产的特征相反，柔性自动化的共同特征是工序相对集中，没有固定的节拍，以及物料的非顺序输送。柔性自动化的目标是在中小批量生产条件下，接近大量生产的高效率和低成本，并具有刚性自动化所没有的灵活适应性。这期间，还相应开发了一系列用于支撑生产活动的计算机辅助技术：

计算机辅助工艺过程设计（computer aided process planning，CAPP）；

计算机辅助质量控制（computer aided quality control，CAQC）；

计算机辅助制造（computer aided manufacturing，CAM）；(www.xing528.com)

计算机辅助生产管理（computer aided production management，CAPM）；

制造资源计划（manufacturing resource planning，MRP）；

计算机辅助作业计划（computer aided operation plan，CAP）；

计算机辅助设计（computer aided design，CAD）；

计算机辅助工程（computer aided engineering，CAE）；

物料需求计划（material requirement planning，MRP）；

管理信息系统（management information system，MIS）。

这些计算机辅助技术基本上都是在20世纪60、70年代发展起来的，且都已获得广泛的应用，大大提高了企业的决策能力和管理水平。但从整个企业系统而言，前述各种制造技术毕竟都是一些自动化孤岛，只能带来局部的效益。进入80年代，单元技术逐渐成熟，并且商品化、数据库管理系统、局域网络等数据处理和通信网络的软件均可从市场上购得。至此，出现了许多新概念、新思想和新的生产模式，其实质是使生产系统朝着自动化、柔性化、智能化、集成化、系统化和最优化方向发展，以提高企业的整体素质和效益。