多品种小批量离散加工的智能制造系统

        多类型小批量出产是大势所趋，装配出产企业往往以单元线形式应对取得了很好的作用，但是关于离散制作加工企业，依照成组工艺组建的单元线多数并不能正常运转，首要原因是工序多、工序节拍平衡性差、出产反常冲击影响大等等，如何处理这个问题呢？柔性化制作单元形式避开了工序间工时差异大的矛盾，是多品种小批量离散制作进步功率的最佳实践。

一、进步离散加工出产功率的有效途径剖析

从离散加工出产过程的时刻组成来看，D、G是增值时刻，其余都是非增值时刻。进步出产功率的首要途径是有效下降甚至撤销换刀、换工装、装卸等不增值时刻，如下图：

常用的办法以及作用有：

1. OEE经过减少停机时刻、进步质量来增加设备综合功率，能够下降A、B、C、F、H的时刻，但一般不能消除。

2.SMED经过刀具、工装切换的规范作业能够下降A、B的时刻，经过内外部作业转换能够下降E的时刻。

3.TPM经过减少故障停机，进步设备功用可靠性，能够减少H、E、G的时刻。

4. 工艺改进、程序优化能够下降D、G的时刻。

5.6S办理能够下降H时刻。

上述办法都只能是逐渐下降不增值时刻，不能“消除”时刻，而柔性制作技能则能够将不增值时刻A、B、C、E、F悉数“消除”，即转入外部作业形式，从而大大进步设备时刻使用率，进步出产功率。

二、柔性化制作体系的构成

柔性制作体系是上世纪60年代起源于英国，之后日本将之发扬光大，对日本制作业30年辉煌功不可没。我国于上世纪80年代引进，开展30多年一直罕见成功事例，随着企业数字化、智能化转型升级的逐渐深化，近几年来国内柔性制作技能使用风起云涌，格力G-FMS线、三一重工FMS线成效显著。

离散机械加工的柔性制作体系一般由以下子体系构成：

1、通用托盘或多功用抓手体系：这是柔性制作体系的基础中心，快速高精度重复定位技能、联动锁紧技能的老练使用为柔性制作体系的遍及带来了开展机遇。

2、加工设备组合：目前国际上柔性制作体系通常选用自律分散式单元形式，加工设备数量少，但是可组合性强。常用的柔性加工设备有卧式加工中心、立式加工中心、数控车床、数控磨床、三坐标测量等，有的企业将钳工工序、安装作业整合进柔性制作单元中，也取得了不错的作用。

3、刀库体系：一般的数控加工设备自带刀库容量小，换型时换刀时刻占比大，影响了功率的进步。而柔性制作体系往往选用共用大型刀库，由机器人为每台加工设备配送刀具，能够将换刀时刻简直悉数转入外部作业。

4、物料体系：物料体系包含工件的存储、托盘的存储、工装的存储、工件的装卸、工件托盘的运送等等，是完成柔性制作的关键技能。物料存储一般选用货架形式，工件、空托盘、工装以及作业托盘（安装了工装和工件）别离占用不同的货位区域，通常设置工件/工装装卸的独立的工作站，而运送到加工设备的形式比较多样，比如有根据堆垛机的，有根据导轨机器人的，有根据AGV/RGV 的。比较简单的物流体系是选用桁架机械手+两工位工件装卸工作站形式，比较适用于数控加工为主的柔性制作体系。

5、操控工作台：单机或双机柔性制作单元能够使用设备原有的操控体系，但较杂乱的FMS体系往往需求设置独立的操控工作台，与各设备原有的操控体系一同，构成操控网络，以运转统一计划、调度功用。立体货仓、机器人/堆垛机/AGV/RGV、加工程序数据库的办理都需求集成到操控工作台会集进行办理。

6、其他体系：包含切屑主动搜集/输送体系、切削液补给体系、刀具重定位体系、刀具自补偿体系、CCD视觉识别体系等等，依据柔性制作的杂乱需求程度而有不同的规划规划方案。

三、柔性制作体系的规划要素

柔性制作单元，要结合企业本身产品的特色和加工属性进行规划规划，一起也要考虑现有设备状况和可改造才能：

1、首先仍是产品的工艺分类分组。能够依照成组工艺技能办法将所有的产品进行分类分组，形成开始的规模清单。

2、其非必须综合考虑设备、刀具的使用情况进行分组。目的是确认设备组合，以及刀库的容量组合。

3、再次依照产品的工序加工特色，从外形尺寸、定位方式、紧固方式等要素进行剖析，从而确认通用托盘的方式，或者多功用抓手的结构构成。

4、结合产品产量需求和出产节拍，来规划物料体系要选用的形式以及区域面积、货位数量等，而且选择确认工件的运送方式，是堆垛机，仍是机器人，仍是AGV等，当然体系的可扩展性也是需求考虑的重要因素之一。

5、然后规划柔性制作体系的集成操控子体系，是否需求完成程序会集管控，工件运送体系以及原有设备操控台的功用是否需求会集整合等等，确认操控台总体方案。

6、其他体系的规划规划。排屑体系、冷却液补偿等等能够使用原有体系，也能够进行改造，并入中控台会集管控。但是从体系的柔性化来讲，咱们并不主张都进行会集管控，这往往会对后续的柔性化调整带来约束困难。

       柔性制造体系是提高多品种小批量离散加工制造效率的有效办法之一，也是企业数字化、智能化转型的必经之路。柔性制造技能的使用不仅是为了精简人力，降低人力成本，更重要的是缩短出产周期，并处理零件加工的同一性问题，提高产品的质量水平。因此企业只有结合企业本身产品的特征以及实际出产需求，尽快选用适合自己的柔性制造体系，充分发挥其柔性价值，才能在激烈的市场竞争中脱颖而出。