制造系统柔性集成智能优化

1）柔性化

柔性化是制造企业对市场多样化的需求和外界环境变化的快速动态响应能力，即是制造系统快速经济地生产出多样化新产品的能力。

柔性化涉及制造系统的所有层次。底层加工系统的柔性化问题，在20世纪50年代NC机床诞生后，出现从刚性自动化向柔性自动化的转变，而且发展极快。CNC系统已发展到第六代，加工中心、柔性制造系统的发展也已比较成熟。CAD/CAPP/CAM直至虚拟制造等技术的发展，为底层加工的上一级技术层次的柔性化问题找到了解决方法。经营过程重组（business process reengineering，BPR）、可重构制造系统（reconfigurable manufacturing system，RMS）等新技术和新模式的出现为实现制造系统的柔性化提供了条件。

柔性化还为大量定制（mass customization，MC）生产模式提供了基础。大量定制生产是根据每个用户的特殊需求以大量生产成本提供定制产品的一种生产模式。它实现了用户的个性化和大量生产的有机结合。大量定制生产模式有可能是下一次的制造革命，如同20世纪初的大量生产方式，将对制造业产生巨大变革。大量定制生产模式的关键是实现产品标准化和制造柔性化之间的平衡。

2）集成化

先进制造系统向着集成化的深度和广度方向发展。目前已从企业内部的信息集成和功能集成发展到实现产品全生命周期的过程集成，并正在步入动态的企业集成。

（1）实现集成的基本形式：

①单元技术与单元技术的集成。它是指凭借可利用的各种单元技术（包括传统技术和高新技术），创造性地集成应用于产品、工艺和服务上，从而创造新产品、新市场。

②设计技术与过程技术的集成。应用信息技术将先进设计技术与过程技术加以集成，即将制造业的“做什么”和“怎么做”两大本质问题加以集成，这是改变传统制造过程中的串联工作方式造成返工和周期冗长等问题的最佳解决办法。而信息技术、虚拟技术和快速成型技术为实施产品设计技术和工艺过程技术的集成创新创造了前所未有的理想工具。(www.xing528.com)

③单元技术与系统技术的集成。机器人加工工作站及FMS使产品的加工、检测、物流、装配过程走向一体化；大型成套设备就是将众多的单机、配套产品，通过系统设计，集成为实现某一整体目标的大系统。例如，火力发电机组就是由锅炉、汽轮机、发电机、励磁机以及配套产品上的大量先进单元技术和测量、控制、整体优化等系统技术综合集成的产物。

④制造技术与制造模式的集成。AMS是制造技术与制造模式集成的产物。近几年来，许多企业将技术与管理相集成，放弃了“大而全”“小而全”的企业组织结构，集中发展自身最具竞争力的核心业务，重点抓好设计、总装试验及销售，非核心业务和零部件供应则充分利用社会优势资源，这也带来了生产和经营方式的改变。

（2）促使技术资源的集成因素：①为满足市场需求，企业必须快速响应那些具有很高期望和多种选择的顾客；②快速响应环境要求在组织的各个层次上进行高效的通信，特别是与顾客、供应者和合作者的通信；③新技术的快速吸收要求整个企业具有快速的学习能力；④频繁的生产要素重构要求企业采用系统方法；⑤成功企业要求工人具有自我激励精神和在制造与经营过程中的主人翁意识。

（3）企业之间的集成度问题。企业之间集成涵盖动态联盟企业和企业内上下游各个环节，集成后的企业要用动力学系统的观点和方法来建模和表述，充分发挥各部分的潜力以期达到整体的优化。企业之间集成是多维的，在企业集成空间中，集成点距原点愈远，则集成企业的复杂程度愈高，达到企业整体优化所需管理水平也愈高。所以企业集成度要和企业人员素质、管理水平、技术水平和效益状况相适应，集成度要适当，要效益驱动，逐步实施。

3）智能化

智能化是制造系统在柔性化和集成化基础上的延伸。近年来，制造系统正由原先的能量驱动型转变为信息驱动型，要求制造系统不但应具备柔性，而且还要表现出某种智能，以便应对大量复杂信息的处理、瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境。现今信息化时代要走向未来智能化时代。因此，智能化是制造系统发展的前景。

由于日、美、欧都将智能制造视为21世纪的制造技术和尖端科学，并认为是国际制造业科技竞争的制高点，且有着重大利益，所以他们在该领域的科技协作频繁，参与研究计划的各国制造业力量庞大，大有主宰未来制造业的趋势。

智能制造将是21世纪制造业赖以行进的基本轨道。可以说智能制造系统（intelligent manufacturing system，IMS）是集自动化、集成化和智能化于一身，并具有不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进制造系统。尽管智能化制造道路还很漫长，但是必将成为未来制造业的主要制造系统之一，潜力极大，前景广阔。