多品種小批量離散加工的智能制造系統(tǒng)

        多類型小批量出產(chǎn)是大勢所趨，裝配出產(chǎn)企業(yè)往往以單元線形式應(yīng)對取得了很好的作用，但是關(guān)于離散制作加工企業(yè)，依照成組工藝組建的單元線多數(shù)并不能正常運轉(zhuǎn)，首要原因是工序多、工序節(jié)拍平衡性差、出產(chǎn)反常沖擊影響大等等，如何處理這個問題呢？柔性化制作單元形式避開了工序間工時差異大的矛盾，是多品種小批量離散制作進(jìn)步功率的最佳實踐。

一、進(jìn)步離散加工出產(chǎn)功率的有效途徑剖析

從離散加工出產(chǎn)過程的時刻組成來看，D、G是增值時刻，其余都是非增值時刻。進(jìn)步出產(chǎn)功率的首要途徑是有效下降甚至撤銷換刀、換工裝、裝卸等不增值時刻，如下圖：

常用的辦法以及作用有：

1. OEE經(jīng)過減少停機時刻、進(jìn)步質(zhì)量來增加設(shè)備綜合功率，能夠下降A(chǔ)、B、C、F、H的時刻，但一般不能消除。

2.SMED經(jīng)過刀具、工裝切換的規(guī)范作業(yè)能夠下降A(chǔ)、B的時刻，經(jīng)過內(nèi)外部作業(yè)轉(zhuǎn)換能夠下降E的時刻。

3.TPM經(jīng)過減少故障停機，進(jìn)步設(shè)備功用可靠性，能夠減少H、E、G的時刻。

4. 工藝改進(jìn)、程序優(yōu)化能夠下降D、G的時刻。

5.6S辦理能夠下降H時刻。

上述辦法都只能是逐漸下降不增值時刻，不能“消除”時刻，而柔性制作技能則能夠?qū)⒉辉鲋禃r刻A、B、C、E、F悉數(shù)“消除”，即轉(zhuǎn)入外部作業(yè)形式，從而大大進(jìn)步設(shè)備時刻使用率，進(jìn)步出產(chǎn)功率。

二、柔性化制作體系的構(gòu)成

柔性制作體系是上世紀(jì)60年代起源于英國，之后日本將之發(fā)揚光大，對日本制作業(yè)30年輝煌功不可沒。我國于上世紀(jì)80年代引進(jìn)，開展30多年一直罕見成功事例，隨著企業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級的逐漸深化，近幾年來國內(nèi)柔性制作技能使用風(fēng)起云涌，格力G-FMS線、三一重工FMS線成效顯著。

離散機械加工的柔性制作體系一般由以下子體系構(gòu)成：

1、通用托盤或多功用抓手體系：這是柔性制作體系的基礎(chǔ)中心，快速高精度重復(fù)定位技能、聯(lián)動鎖緊技能的老練使用為柔性制作體系的遍及帶來了開展機遇。

2、加工設(shè)備組合：目前國際上柔性制作體系通常選用自律分散式單元形式，加工設(shè)備數(shù)量少，但是可組合性強。常用的柔性加工設(shè)備有臥式加工中心、立式加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、三坐標(biāo)測量等，有的企業(yè)將鉗工工序、安裝作業(yè)整合進(jìn)柔性制作單元中，也取得了不錯的作用。

3、刀庫體系：一般的數(shù)控加工設(shè)備自帶刀庫容量小，換型時換刀時刻占比大，影響了功率的進(jìn)步。而柔性制作體系往往選用共用大型刀庫，由機器人為每臺加工設(shè)備配送刀具，能夠?qū)Q刀時刻簡直悉數(shù)轉(zhuǎn)入外部作業(yè)。

4、物料體系：物料體系包含工件的存儲、托盤的存儲、工裝的存儲、工件的裝卸、工件托盤的運送等等，是完成柔性制作的關(guān)鍵技能。物料存儲一般選用貨架形式，工件、空托盤、工裝以及作業(yè)托盤（安裝了工裝和工件）別離占用不同的貨位區(qū)域，通常設(shè)置工件/工裝裝卸的獨立的工作站，而運送到加工設(shè)備的形式比較多樣，比如有根據(jù)堆垛機的，有根據(jù)導(dǎo)軌機器人的，有根據(jù)AGV/RGV 的。比較簡單的物流體系是選用桁架機械手+兩工位工件裝卸工作站形式，比較適用于數(shù)控加工為主的柔性制作體系。

5、操控工作臺：單機或雙機柔性制作單元能夠使用設(shè)備原有的操控體系，但較雜亂的FMS體系往往需求設(shè)置獨立的操控工作臺，與各設(shè)備原有的操控體系一同，構(gòu)成操控網(wǎng)絡(luò)，以運轉(zhuǎn)統(tǒng)一計劃、調(diào)度功用。立體貨倉、機器人/堆垛機/AGV/RGV、加工程序數(shù)據(jù)庫的辦理都需求集成到操控工作臺會集進(jìn)行辦理。

6、其他體系：包含切屑主動搜集/輸送體系、切削液補給體系、刀具重定位體系、刀具自補償體系、CCD視覺識別體系等等，依據(jù)柔性制作的雜亂需求程度而有不同的規(guī)劃規(guī)劃方案。

三、柔性制作體系的規(guī)劃要素

柔性制作單元，要結(jié)合企業(yè)本身產(chǎn)品的特色和加工屬性進(jìn)行規(guī)劃規(guī)劃，一起也要考慮現(xiàn)有設(shè)備狀況和可改造才能：

1、首先仍是產(chǎn)品的工藝分類分組。能夠依照成組工藝技能辦法將所有的產(chǎn)品進(jìn)行分類分組，形成開始的規(guī)模清單。

2、其非必須綜合考慮設(shè)備、刀具的使用情況進(jìn)行分組。目的是確認(rèn)設(shè)備組合，以及刀庫的容量組合。

3、再次依照產(chǎn)品的工序加工特色，從外形尺寸、定位方式、緊固方式等要素進(jìn)行剖析，從而確認(rèn)通用托盤的方式，或者多功用抓手的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

4、結(jié)合產(chǎn)品產(chǎn)量需求和出產(chǎn)節(jié)拍，來規(guī)劃物料體系要選用的形式以及區(qū)域面積、貨位數(shù)量等，而且選擇確認(rèn)工件的運送方式，是堆垛機，仍是機器人，仍是AGV等，當(dāng)然體系的可擴展性也是需求考慮的重要因素之一。

5、然后規(guī)劃柔性制作體系的集成操控子體系，是否需求完成程序會集管控，工件運送體系以及原有設(shè)備操控臺的功用是否需求會集整合等等，確認(rèn)操控臺總體方案。

6、其他體系的規(guī)劃規(guī)劃。排屑體系、冷卻液補償?shù)鹊饶軌蚴褂迷畜w系，也能夠進(jìn)行改造，并入中控臺會集管控。但是從體系的柔性化來講，咱們并不主張都進(jìn)行會集管控，這往往會對后續(xù)的柔性化調(diào)整帶來約束困難。

       柔性制造體系是提高多品種小批量離散加工制造效率的有效辦法之一，也是企業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路。柔性制造技能的使用不僅是為了精簡人力，降低人力成本，更重要的是縮短出產(chǎn)周期，并處理零件加工的同一性問題，提高產(chǎn)品的質(zhì)量水平。因此企業(yè)只有結(jié)合企業(yè)本身產(chǎn)品的特征以及實際出產(chǎn)需求，盡快選用適合自己的柔性制造體系，充分發(fā)揮其柔性價值，才能在激烈的市場競爭中脫穎而出。