FMS柔性制造系统将成为制造业的核心竞争力
未来中国,以大批量生产、低成本取胜的劳动密集型产业外迁到东南亚势不可挡,中国唯一可以留下的就是小批量、定制化的柔性制造产能。换个角度理解这句话,如果中国能大规模的改造生产制造系统,使之都具备柔性化生产能力,那么就可以把更多的制造业留住中国。
所谓柔性化生产是指,在品质、交期、成本保持一致的条件下,生产线在大批量生产和小批量生产之间任意切换。
柔性制造系统(FMS)具有高度柔性和自动化的加工能力,适应了产品快速变化的要求,是智能工厂建设的新方向。
柔性制造系统(FMS)是指通过中央控制计算机配置多通道协议控制管理软件,既能兼容ERP,MES等企业管理软件,同时兼容各类机床设备硬件控制系统如西门子,发那科,三菱等工控系统,实现跨平台信息控制交流与共享;配备RGV或者AGV实现物流管理;并能实现系统内所有物流,设备,加工信息向中央控制系统提供数据反馈;具有物料流或者信息流自动化的制造系统都可以称为柔性自动化生产线,主要特征:工序集中,没有固定的生产节拍,以及物流的非顺序输送。广泛适用于航空航天,工程机械,机械装备制造,柴油机,新能源汽车等行业多品种,小批量生产场景;特点是工序集成,无人黑灯生产,工艺程序复杂制造。
按照制造系统的规模、柔性和其它特征,柔性自动化具有多种形式,FMS柔性制造系统(以下简称:FMS)就是属于其中之一;除此之外,它还包含独立制造岛(AMI),柔性制造单元(FMC)、柔性制造车间和自动化工厂等。
FMS定义:由一个传输系统联系起来的一些设备,传输装置把工件放在其他联结装置上送到各加工设备,使工件加工准确、迅速和自动化。中央计算机控制机床和传输系统,柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。也就是说FMS系统可以适应多种加工类型,如机械加工、钣金加工、激光加工、喷涂加工等。例如机械加工FMS包括若干台加工中心、机器人去毛刺单元、清洗单元、轨道输送车等设备和控制软件,配备了立体货架,放置工件和工装,可以完成从粗到精的全自动加工。
FMS组成构造
FMS是一种柔性的自动化生产线系统,在当今苛刻的生存环境中,是一种有效提高公司业务潜力的最佳实践手段。
FMS具有如下三大特性:
灵活 根据实际情况变更生产的零件种类,同时可以多种零件同时生产,还可以根据目前订单或者任务紧急情况调整生产任务。
高效 在上料口人工预先将工件装夹好,节约了设备装夹等待时间和更换夹具的时间,大大的提高了设备的利用率。
智能 通过生产规划和物联网相结合,FMS可以为您提供无人值守熄灯生产模式。
FMS流程
信息化
柔性制造系统特性及优势
FMS系统是一种具有很高柔性的自动化制造系统,它有如下主要优势:
1、对加工对象具有快速应变能力。FMS有其内在的灵活性,能适应由于市场需求变化和工程设计变更所出现的变动,进行多品种生产。而且还能在不明显打乱正常生产计划的情况下,插入备件和急件制造任务。
2、保证系统具有一定柔性的同时,还具有较高的设备利用率。FMS能获得高效率的原因,一是控制系统给每个加工对象都安排了加工机床,一旦机床空闲,即刻将零件送上加工,同时将相应的数控加工程序输入这台机床。二是由于送入机床的零件早已在装卸站上装夹在托盘上,因而机床无需等待零件的装夹。
3、减少了工序中在制品量,缩短了生产准备时间。和一般加工相比,FMS由于缩短了等待加工时间,因而在减少工序中零件的积存数量上有惊人的效果。促成等待加工时间缩短的因素主要有:系统占用的场地小;在制品流动路线缩短;加工工序集中,零件装夹次数减少;计算机按制定的进度计划高效地把零件分批送入FMS加工。
4、产品质量高、稳定性好。FMS与联成系统的数控机床相比,产品质量高,并具有良好的质量稳定性。高度的自动化,零件装卡次数的减少,工装的精心准备等都有利于提高单个零件的质量。
5、维持生产能力强。许多FMS系统设计成具有当一台或几台机床发生故障时仍能降级运转的能力。即采用了加工能力有冗余度的设计,并使物料传送系统有自行绕过故障机床的能力。此时,虽然生产率要降低些,但系统仍能维持生产。
6、减少设备投资。由于设备利用率高,FMS就能以较少的设备来完成同样的工作量。把车间采用的多台加工中心换成柔性制造系统,其投资一般可减少三分之二。
7、减少直接工时费用。数控机床是在计算机控制下进行工作的,整个系统除工件装卸外,不需工人去操纵。
根据中国市场的发展形势,未来市场对产品的需求将是个性化的,无论是在生产实施还是制造需求方面,推动FMS的实施都符合个性化需求发展的大趋势。FMS系统在加工柔性上有明显的提高,它具有多种加工方法,特别适应多品种小批量的生产类型。机械加工企业的生产是非常合适FMS的,它实现了机械加工过程和物料运输的高度自动化。
柔性制造系统的发展趋势
更高度的集成 通过先进制造技术、信息化技术和智能技术等的集成和融合,实现设备集成、刀具集成、工装集成、检测集成、物流集成、信息化网集成、车间管理集成。
应用范围逐步扩大 如金属切削柔性制造系统的批量适应范围和品种适应范围正逐步扩大,另一方面,柔性制造系统由最初的金属切削加工向金属热加工、装配等整个机械制造范围发展,并迅速向电子、食品、药品、化工等各行业渗透。
向“自律分散式”发展 自律分散式单元构成的FMS系统由各个独立平等的柔性制造单元(FMC)组成的,完全区别于过去的FMS系统,可结合市场及实际生产需求,通过自立分散式单元来扩展制造柔性,根据市场及产品变化,对机床及周边设备进行灵活组合,来适应产品的生产需求。
单项技术性能与系统性能不断提高 例如采用各种新技术,提高机床的加工精度、加工效率;综合利用先进的检测手段、网络、数据库和人工智能技术,提高柔性制造系统各单元及系统的自我诊断、自我排错、自我积累、自我学习能力;采用先进的控制方法和计算机平台技术,实现柔性制造系统的自协调、自重组和预警功能等。

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