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    江蘇Allwincity丨柔性製造才是發展工業互聯網的真正目的

    柔性生產的概念首次出現於1965年,由英國的Molins公司首次提出。當時市場繁榮、競爭激烈,製造業需要更加先進的生產方式來滿足日益增長的生產要求,於是柔性化生產應運而生。

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    剛性生產,體現在產品的規模化生產方麵,滿足的是社會對大量工業品的需求。而伴隨著消費結構升級,買方市場和消費者個性化、定製化、時效性要求的步步緊逼,滿足“多樣化、小規模、周期可控”的柔性化生產、柔性製造,才是企業未來生存和製勝的關鍵。


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    【一】柔性製造枝術發展現狀

    柔性製造技術,是對各種不同形狀加工對象實現程序化柔性製造加工的各種技術的總和。柔性製造技術是技術密集型的技術群,我們認為適用於多品種、中小批量(包括單件產品)並側重於柔性的加工技術都屬於柔性製造技術。目前按規模大小劃分為:


    1、柔性製造係統(FMS)

    通常包括4 台或更多台全自動數控機床(加工中心與車削中心等),由集中的控製係統及物料搬運係統連接起來,可在不停機的情況下實現多品種、中小批量的加工及管理。


    2、柔性製造單元(FMC)

    FMC 的問世並在生產中使用約比FMS 晚6~8 年,它是由1~2 台加工中心、工業機器人、數控機床及物料運送存貯設備構成,具有適應加工多品種產品的靈活性。


    FMC 可視為一個規模小的FMS,是FMS 向廉價化及小型化方向發展和一種產物,其特點是實現單機柔性化及自動化,迄今已進入普及應用階段。


    3、柔性製造線(FML)

    它是處於單一或少品種大批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS 之間的生產線。其加工設備可以是通用的加工中心、CNC 機床;亦可采用專用機床或NC 專用機床,對物料搬運係統柔性的要求低於FMS,但生產率更高。


    它是以離散型生產中的柔性製造係統和連續生產過程中的分散型控製係統(DCS)為代表,其特點是實現生產線柔性化及自動化,其技術已日臻成熟,迄今已進入實用化階段。


    4、柔性製造工廠(FMF)

    FMF 是將多條FMS 連接起來,配以自動化立體倉庫,用計算機係統進行聯係,采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM,並使計算機集成製造係統(CIMS)投入實際,實現生產係統柔性化及自動化,進而實現全廠範圍的生產管理、產品加工及物料貯運進程的全盤化。


    FMF 是自動化生產的高水平,反映出世界上先進的自動化應用技術。它是將製造、產品開發及經營管理的自動化連成一個整體,以信息流控製物質流的智能製造係統(IMS)為代表,其特點是實現工廠柔性化及自動化。


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    【二】製造業企業發展

    “柔性製造”的意義

    柔性製造的根本特性決定了它對製造職責和生產策劃環境的變化有很強的合適本領。因而,在我國製造業企業中推行柔性製造有其極為特定的意義:


    ▼ “柔性製造”是當代生產方法的主流方向和互助根本。日益劇烈的市場競爭和與日俱增的生產技能推動著當代企業生產方法的連續創新,如定時生產、精益生產、並行工程、伶俐製造、仿生製造、綠色製造、製造資源籌劃、提供鏈治理等等。


    而這些進步的生產方法無不因此“柔性”作為其出發點和根本的,如:精益生產的根本條件是根據用戶的必要生產出高質量的產品;伶俐製造和仿生製造都快速適合多種變化的要求;並行工程在產品計劃開辟階段就集成思考了生產製造、出售和服務進程的合適性要求;而製造資源籌劃和供鏈治理則是從整個生產鏈的範疇求得更廣、更高的柔性。


    ▼ “柔性製造”是饜足消費者本性化、多樣化需求堅固的支持。過往在供不該求的賣方市場環境下,製造企業不消思考消費者對其產品的要求,都是企業生產什麽消費者就隻能購買什麽。


    如今消費者已成為市場的主宰,他們所必要的不但僅是這種逼迫性的準則化商品,而是亙古未有的非準則化產品,這將導致大略的同類規格的大量損耗市場,裂變為一係列饜足差別需求的細分市場,細分市場又進一步深化了產品的多樣化。


    這使得市場競爭的形態從資本、代價為主的競爭,轉向市場合適本領、新產品推進速率、產品本性化等方麵的競爭,這在客觀上必要柔性製造體係的支持。


    ▼ “柔性製造”是低落生產資本、進步經濟效益的有效伎倆。由於柔性製造是一種智能型的生產方法,它將高科技“嵌進”到製造配置與製造產品中,實現硬配置的“軟”提拔,並提升製造產品的性能和質量,因而不但能提升勞動生產率,並且能提拔產品的附加代價。


    別的,柔性製造還是一種市場導向型的生產方法,它要求製造廠商與客戶履行互動式的信息交換,定時控製客戶對產品的需求信息,根據客戶的意願和要求構造生產,因而能消除製造商生產的不確定性,同時使各製造商之間禁止因太過競爭而造成兩虎相爭的表象,從而使各製造商裁減虧損,提升經濟效益。


    ▼ “柔性製造”是全麵提升製造本領,縮小與國際先進製造程度差距的途徑。改革開放以來,我國已成長成為製造大國,但距國際先進製造程度另有很大差距。


    而“柔性製造”這種進步製造方法的推行將有助於改進我國製造業的生產配置技能水平和從業職員的品質,促進已有的製造資產布局、人才技能布局的優化,全麵提升製造本領,從而縮小與國際先進製造程度的差距。


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    【三】柔性製造生產案例

    互聯網+供應鏈管理帶來巨大變革,讓個性化定製、柔性化生產源源不斷深入製造業,甚至“零庫存”也成為可能。


    訂單式生產,在為客戶實施個性化定製的過程中,能不能像搭積木一樣實現撬裝化快裝,降低人力、物力成本?該企業從用戶角度出發,針對較小型汽輪機推出撬裝化快裝式項目,大大提升產品服務競爭力。


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    大數據成“柔性製造”關鍵

    按照傳統生產模式,一條生產線隻能生產一個規格的產品,而在智能生產線上,可根據訂單要求的不同,同時上線生產不同的產品。那麽這些傳統生產模式無法做到的事情,智能生產線又是如何完成的?


    作為國家首批智能製造試點示範企業,位於長沙的某亞洲的智能化製造車間之一,各環節全部實現自動化、信息化。在這裏已實現了生產中人、設備、物料、工藝等各要素的柔性融合。


    它擁有8條裝配線,可以實現69種產品的混裝柔性生產,並將此拓展到其他事業部,實現其他事業部的柔性製造。在這間總麵積約10萬平方米的車間裏,每一條生產線可以同時混裝30多種不同型號的機械設備,開足馬力工作時能支撐300億產值。


    廠房的整個柔性製造生產係統包含了大量數據信息,包括用戶需求、產品信息、設備信息及生產計劃。依托工業互聯網絡將這些大數據聯結起來並通過MES係統處理,能製定合適的生產方案,優的分配各種製造資源。


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    柔性生產為何如此被看重?

    柔性生產,簡單來說就是一條生產線上能製造出滿足不同需求的產品。這是相對剛性生產來說的,剛性生產製造出的都是批量、標準化的產品。


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    現在我們市場差異化的要求越來越高,比如你買個iPhone,你想買土豪金的,他想買粉色的,每個客戶想要的顏色不一樣,以後甚至對軟件版本的要求都不一樣。個性化的要求越來越高,但會帶來一個矛盾,對生產線的要求越來越高。


    那麽,該如何解決流水線批量化和柔性化的矛盾呢?采取“人機結合”的方式。


    利用人的靈活性,人的靈活性是什麽?就是四肢。同時利用電腦的特點,邏輯性強,能夠防錯,一致性高。


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    “國內首條軌道交通的智能製造生產線”,並非想象中滿是四處揮舞的機械臂。相反,除了一些全自動工序,大部分工位上都有工人操作。


    你看這裏有很多螺釘槍,打的時候它其實是電腦在控製。原來的時候,這裏用什麽螺釘、用什麽螺釘槍,完全是靠人控製的。但是如果用人機結合,其中的力矩控製、包括采集都是電腦控製的,到哪裏打、怎麽打都會采集的。但如果全自動化的話,做開發、生產的靈活性又喪失了。


     除了“人機結合”,也有分析指出,柔性生產的另一重要途徑是基於工業互聯網的大數據。因為企業可以通過大量的數據采集、分析,更快地找準市場,讓消費者介入生產、服務過程。數據顯示,未來十年,全球在工業互聯網上的投資將達幾千億美元,製造巨頭像德國大眾和日本日立公司都已斥巨資進行專項研究。


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    在國內,不少製造企業正在搶灘布局工業互聯網。這個係統通過傳感器等終端,能實時采集產品的位置、溫度、工作狀態等信息。基於這些數據,可以有針對性地改進裝備製造工藝、為用戶提供個性化服務等。


    能夠知道每個市場的市場熱度,對指導做銷售預測、做生產預測就會有很好的幫助,而且它不同型號、不同產品的使用趨勢的變化,會幫助判斷哪些產品在未來做重點開發,哪些是要減少的。


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