工信部发布的《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》提倡,汽车和钢铁等行业企业应基于用户数据分析挖掘个性化需求,构建模块化组合和大规模混线生产等柔性生产体系,促进消费互联网与工业互联网融合,推广需求驱动、柔性生产和供应链协同的新模式。
事实上,柔性制造并非新概念,但它具体有何作用呢?
过去,生产线通常只能生产一种规格的产品,而且考虑到生产成本,一件产品需要达到数百甚至数千件的起订量,工厂才会进行生产。如果要生产定制产品或接受小订单,成本会显著增加。现在,通过升级改造,生产线变得更加灵活。许多企业开始建设工业物联网平台,实现平台与人、机、料、法、环的融合对接。通过智能化生产和管控以及产品生产全过程追溯,企业进一步发展工业应用。借助柔性制造系统(FMS),企业建立了科学的排产制度,针对生产调整频繁、计划执行多变等问题,建立了工厂的柔性生产体系。
依靠大数据和智能化技术,生产各环节实现了高效模块化拆解,可以进行不同的排列组合,一条生产线可以同时生产十几种产品,从而降低企业的运维成本。在产品质量、生产成本不变且工期不延长的情况下,企业可以在大批量生产和小批量生产之间灵活切换,即使是10件的小订单也能迅速完成。
工业生产过程中的各个流程缺一不可,今天我们先讨论柔性零件加工系统。根据主机与物料输送系统的组合方式,可以将柔性零件加工系统分为以下几种类型:
柔性制造单元 柔性制造单元(FMC)由主机、刀具交换装置(ATC)、工件交换装置(如托盘交换器APC)和物料存储装置(如托盘缓冲站)组成,可以长时间自动化制造。例如,维宏推出的义齿机自动化生产线,通过其xFactory智能工厂系统,将机器人、料库、义齿机和上料传送带完美结合在一起,实现了24小时不间断生产。
柔性制造单元群 一个柔性制造单元就是一个自动化制造孤岛。如果通过物料自动输送装置将几个柔性制造单元连接起来,或者通过统一的生产调度计划将它们组合起来,就形成了柔性制造单元群。维宏的xFactory系统使得板式家具生产线更加灵活多变,可以进行多种类定制,大大提升了生产线的应变能力。
典型的柔性制造系统 通过物料自动输送装置将多台以数控机床为主体的设备(或FMC)有机结合起来,形成独立的制造系统,并通过计算机管理和控制整个系统的运行,这就是典型的柔性制造系统(FMS)。构成柔性制造系统的设备可以多样化,不仅包括数控机床,还可以包括机器人、AGV等其他设备。
作为智能制造的重要组成部分,随着工业互联网应用的不断深入,柔性制造将成为推动制造业未来发展的重要力量。