時(shí)間:2023-07-31 17:02:31
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇柔性制造技術(shù)的應(yīng)用范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
工業(yè)革命后形成的標(biāo)準(zhǔn)化、大批量生產(chǎn)方式在短期內(nèi)創(chuàng)造了巨大的社會(huì)財(cái)富,滿足了物質(zhì)相對(duì)匱乏時(shí)期社會(huì)大眾的基本生活需求。但這種大一統(tǒng)的生產(chǎn)方式在一定程度上限制了產(chǎn)品的多樣性,導(dǎo)致了消費(fèi)需求多元化與產(chǎn)品品種相對(duì)單一之間的矛盾。尤其進(jìn)入豐裕社會(huì)后這一矛盾日漸突出,20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的波普風(fēng)格、后現(xiàn)代主義等設(shè)計(jì)風(fēng)格就是大眾對(duì)單調(diào)、乏味的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)形式的直接對(duì)抗。與此同時(shí),在制造領(lǐng)域中適應(yīng)多品種、中小批量生產(chǎn)的柔性制造技術(shù)逐漸成型,并在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的支持下將工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和經(jīng)營(yíng)管理等環(huán)節(jié)整合為一個(gè)有機(jī)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)化和總體的高效益、高柔性[1]。
1 柔性制造技術(shù)綜述
柔性制造技術(shù)集現(xiàn)代信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及機(jī)械裝備加工等高精技術(shù)于一體,是指導(dǎo)現(xiàn)代制造業(yè)快速應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化,實(shí)現(xiàn)訂單式生產(chǎn)的實(shí)用性先進(jìn)制造技術(shù)[2]。柔性制造技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)有較大區(qū)別:運(yùn)用傳統(tǒng)制造技術(shù)的生產(chǎn)線比較適合單一品種產(chǎn)品的大批量生產(chǎn),所以傳統(tǒng)制造技術(shù)也被稱為剛性制造技術(shù);而運(yùn)用柔性制造技術(shù)的生產(chǎn)線則具有較高的可塑性,可以通過調(diào)整設(shè)備、工藝、流程等要素適應(yīng)不同產(chǎn)品的制造要求,能夠在滿足社會(huì)大眾的多元需求的同時(shí)較好地控制成本,提高產(chǎn)品性價(jià)比,增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
1.1 柔性制造技術(shù)發(fā)展概述 柔性制造技術(shù)產(chǎn)生于上世紀(jì)60年代,英國(guó)莫林斯公司研制的“Molins system-24”被認(rèn)為是最早運(yùn)用了這一技術(shù)及理念的柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System,簡(jiǎn)稱FMS)。隨后柔性制造技術(shù)在歐美、日本以及蘇聯(lián)等國(guó)家和地區(qū)倍受重視,形成了不同的技術(shù)特點(diǎn)和豐富的理論內(nèi)涵:1988年美國(guó)通用公司和里海大學(xué)共同提出敏捷制造戰(zhàn)略;1990年開始,美國(guó)、日本、加拿大等國(guó)聯(lián)合進(jìn)行為期十年的智能制造系統(tǒng)(IMS)的研究與開發(fā);1992年德國(guó)和美國(guó)提出精益生產(chǎn)理念(Lean Production) [3]等等。目前,柔性制造技術(shù)已成為制造領(lǐng)域的核心技術(shù),廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造系統(tǒng)中。
1.2 我國(guó)的柔性制造技術(shù)研究現(xiàn)狀 我國(guó)對(duì)柔性制造技術(shù)的研究和應(yīng)用起步較晚,第一套柔性制造系統(tǒng)誕生于1985年;1985年之后我國(guó)對(duì)柔性制造技術(shù)的重視程度不斷提高,在國(guó)家機(jī)電部“七五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目等工程項(xiàng)目的帶動(dòng)下,柔性制造技術(shù)進(jìn)入自行開發(fā)和部分進(jìn)口相結(jié)合的發(fā)展階段。總體而言,我國(guó)比較注重對(duì)柔性制造技術(shù)本身的應(yīng)用,對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)組織、資源配置以及經(jīng)營(yíng)銷售等相關(guān)環(huán)節(jié)及配套理論的關(guān)注度較低。但事實(shí)上柔性制造技術(shù)對(duì)這些環(huán)節(jié)的要求與傳統(tǒng)制造方式有較大區(qū)別,因此在應(yīng)用柔性制造技術(shù)的同時(shí)還必須對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)及理論進(jìn)行研究和改進(jìn),才能充分發(fā)揮柔性制造技術(shù)的效能,而產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品生產(chǎn)的初始環(huán)節(jié)更是首當(dāng)其沖地需要加以改進(jìn)。
2 柔性制造技術(shù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展的意義
當(dāng)前,柔性制造技術(shù)作為一種現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)“哲理”和工廠自動(dòng)化的先進(jìn)模式而被國(guó)際上所公認(rèn),成為現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)展的主流方向[4]。柔性制造技術(shù)的進(jìn)步不僅推動(dòng)了制造工藝技術(shù)群的快速發(fā)展,同時(shí)也對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)展產(chǎn)生了積極促進(jìn)作用。
2.1 推動(dòng)產(chǎn)品更新?lián)Q代,構(gòu)建了有利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展的外部環(huán)境 就產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度而言,產(chǎn)品品種越豐富、更新速度越快對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論、方法以及技術(shù)等發(fā)展的促進(jìn)作用就越大。由傳統(tǒng)剛性制造技術(shù)形成的自動(dòng)化生產(chǎn)線由于資金投入大、建設(shè)周期長(zhǎng),改造成本極高,所以往往在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)持續(xù)生產(chǎn)同一產(chǎn)品。比如福特的T型車從投產(chǎn)到停產(chǎn)延續(xù)將近20年,總產(chǎn)量超過1500萬臺(tái),成為汽車發(fā)展史當(dāng)中的傳奇。但在這近20年的生產(chǎn)過程中T型車只做了少量的局部設(shè)計(jì)改進(jìn),其功能、造型基本保持不變,原因之一就是生產(chǎn)線的改造成本過高。可見傳統(tǒng)剛性制造技術(shù)成為了產(chǎn)品更新?lián)Q代的障礙,不利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)展。而柔性制造技術(shù)的特征之一就是產(chǎn)品的“柔性”,能夠根據(jù)市場(chǎng)變化快速適應(yīng)新產(chǎn)品的生產(chǎn),促進(jìn)產(chǎn)品更替。同時(shí),柔性制造系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代社會(huì)的基礎(chǔ)性生產(chǎn)方式:到上世紀(jì)末,在歐、美、日等制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家中以中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品在數(shù)量上約占85%,在產(chǎn)值上約占60%-70%[5]。柔性制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用為產(chǎn)品的快速更替提供了技術(shù)保障,也為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。
2.2 促進(jìn)學(xué)科交叉滲透,增強(qiáng)了推動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力 柔性制造技術(shù)充分應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及管理技術(shù)等最新成果,這些成果提高了生產(chǎn)制造的難度、精度和速度,同時(shí)也成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。如隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD)的出現(xiàn)和成熟,使產(chǎn)品設(shè)計(jì)的平面、三維虛擬表現(xiàn)變的更加快捷,有效地縮短了設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)效率;而計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)(CAM)的發(fā)展則使得不規(guī)則曲面等原來難以批量生產(chǎn)的形態(tài)變得易如反掌,大幅提升了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新空間;此外,柔性制造技術(shù)涉及領(lǐng)域的相關(guān)理論也為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理論發(fā)展提供了豐富的養(yǎng)分,如模塊化、并行工程以及產(chǎn)品族等理論的應(yīng)用就極大地豐富了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理論內(nèi)涵。柔性制造技術(shù)在技術(shù)和理論兩個(gè)層面都為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)展提供了充足的“燃料”,只要加以合理利用就能轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大的動(dòng)力。
3 柔性制造技術(shù)條件下產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)展要點(diǎn)
現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論產(chǎn)生于工業(yè)革命之后,主要建立在傳統(tǒng)剛性制造技術(shù)基礎(chǔ)之上。由于柔性制造技術(shù)與剛性制造技術(shù)各方面差異較大,原有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論、模式等已不能很好地適應(yīng)制造業(yè)發(fā)展的要求,必須深入研究柔性制造技術(shù)的機(jī)理特性、發(fā)展趨勢(shì)等,在此基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)、創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理論、流程、模式以及手段等,才能適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)需求的快速變化,符合制造技術(shù)發(fā)展的要求。
3.1 持續(xù)深化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與其他學(xué)科的理論融合 現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)涉及經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、文化和藝術(shù)等眾多領(lǐng)域,是不同學(xué)科交叉滲透的成果。產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須加強(qiáng)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的理論研究,從中汲取可借鑒的內(nèi)容充實(shí)自己,才能突破固有設(shè)計(jì)理論的限制,不斷發(fā)掘、豐富自身理論內(nèi)涵,如模塊化設(shè)計(jì)就是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與模塊化理論融合的成果。模塊化是柔性制造系統(tǒng)構(gòu)建的基本理念,而模塊化設(shè)計(jì)則是在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行市場(chǎng)預(yù)測(cè)、功能分析的基礎(chǔ)上,劃分并設(shè)計(jì)出一系列通用的功能模塊;并根據(jù)用戶的要求對(duì)模塊進(jìn)行選擇和組合,以構(gòu)成不同功能或功能相同但性能、規(guī)格不同的產(chǎn)品[6]。模塊化設(shè)計(jì)注重功能模塊的相對(duì)獨(dú)立,使各功能模塊的設(shè)計(jì)、測(cè)試、制造等工作能夠同步進(jìn)行,有效縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期,較好地適應(yīng)柔性制造技術(shù)高效、靈活的生產(chǎn)特性;同時(shí),模塊化設(shè)計(jì)可以通過不同功能模塊的交叉組合形成產(chǎn)品族,而柔性制造技術(shù)源于成組技術(shù),其特點(diǎn)之一就是較適合同一產(chǎn)品族產(chǎn)品的生產(chǎn)。模塊化設(shè)計(jì)理論與柔性制造技術(shù)各方面的高度適配性使它成為了當(dāng)前產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)理論之一,被企業(yè)和設(shè)計(jì)師廣泛采用。柔性制造技術(shù)綜合運(yùn)用了多學(xué)科、多領(lǐng)域的最新理論,產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)充分利用這一平臺(tái)加強(qiáng)與其他學(xué)科的滲透與融合,不斷充實(shí)、深化理論內(nèi)涵。
3.2 深入推進(jìn)設(shè)計(jì)模式的創(chuàng)新實(shí)踐 理論與實(shí)踐相對(duì)獨(dú)立又相輔相成的:理論引導(dǎo)實(shí)踐、實(shí)踐檢驗(yàn)理論,兩者必須緊密結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)各自價(jià)值。產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域同樣如此,在充實(shí)設(shè)計(jì)理論的同時(shí)還必須改進(jìn)設(shè)計(jì)流程、步驟等環(huán)節(jié),形成與理論相匹配的設(shè)計(jì)模式,才能更好地適應(yīng)柔性制造技術(shù)。并行設(shè)計(jì)就是在并行工程、模塊化等理論指導(dǎo)下創(chuàng)新設(shè)計(jì)模式的實(shí)踐成果。在傳統(tǒng)批量化大生產(chǎn)方式條件下,產(chǎn)品設(shè)計(jì)往往采用串行設(shè)計(jì)模式:整個(gè)設(shè)計(jì)過程被盡量細(xì)致地劃分為一系列連續(xù)的工作環(huán)節(jié),不同環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)任務(wù)由不同部門或個(gè)人分別承擔(dān),依次執(zhí)行和完成。串行設(shè)計(jì)模式以職能和分工任務(wù)為中心,條理清晰、職責(zé)明確,但設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、運(yùn)行效率低,且容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)與制造等其他環(huán)節(jié)脫節(jié),不能適應(yīng)柔性制造技術(shù)條件下短、頻、快的生產(chǎn)節(jié)奏,而并行設(shè)計(jì)則較好地解決上述問題。并行設(shè)計(jì)借鑒了并行工程的工作模式,對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造和支持過程)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)[7],并運(yùn)用模塊化理念打破了傳統(tǒng)的部門劃分和封閉的組織模式,強(qiáng)調(diào)不同功能模塊團(tuán)隊(duì)的協(xié)同工作,重視對(duì)產(chǎn)品開發(fā)流程的優(yōu)化重組,從而達(dá)到縮短開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本等目的。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的“并行”主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:其一是同一產(chǎn)品不同功能模塊的設(shè)計(jì)工作并行開展;其二是同一產(chǎn)品族不同產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作并行開展;其三是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造、裝配、檢測(cè)等環(huán)節(jié)并行開展。并行設(shè)計(jì)模式本身還需不斷改進(jìn)和完善,同時(shí)它作為一種對(duì)設(shè)計(jì)模式的創(chuàng)新實(shí)踐也值得進(jìn)一步研究和推廣。
3.3 不斷加強(qiáng)高新科技的設(shè)計(jì)應(yīng)用 “科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”,現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)注重創(chuàng)意,同時(shí)也必須充分利用高新科技改進(jìn)設(shè)計(jì)方法和手段、拓展設(shè)計(jì)范圍和內(nèi)容。產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)高新科技的應(yīng)用包括以下幾個(gè)方面:一是利用高新科技作為設(shè)計(jì)輔助手段,提高設(shè)計(jì)能力和效率。比如以往設(shè)計(jì)中常常需要花費(fèi)大量的財(cái)力、物力和時(shí)間在產(chǎn)品模型的制作上,而3D打印技術(shù)的應(yīng)用使這一環(huán)節(jié)變的簡(jiǎn)便、快捷。福特公司利用這一技術(shù)打印出同一零部件的不同式樣供測(cè)試使用,將這一環(huán)節(jié)由數(shù)月縮短至幾天,極大地提高了設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量;二是將高新科技應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)制造當(dāng)中,創(chuàng)新個(gè)性化生產(chǎn)模式。同樣以3D打印技術(shù)為例,近年來隨著相關(guān)技術(shù)日益成熟,3D打印的成本不斷下降,個(gè)人用戶持續(xù)上升。在不久的將來,每個(gè)人都可以成為設(shè)計(jì)師和生產(chǎn)者,完全按照個(gè)人意愿設(shè)計(jì)、制造日常用品。可以預(yù)見這一全新的設(shè)計(jì)、制造模式將對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大沖擊,需提前準(zhǔn)備、及時(shí)應(yīng)對(duì);三是將高新技術(shù)運(yùn)用于產(chǎn)品當(dāng)中,開發(fā)新產(chǎn)品、滿足新需求。比如觸屏技術(shù)在數(shù)碼產(chǎn)品中的應(yīng)用、3D虛擬顯示技術(shù)在行車導(dǎo)航儀中的應(yīng)用等。
3.4 實(shí)時(shí)更新設(shè)計(jì)師的信息儲(chǔ)備 柔性制造技術(shù)能夠根據(jù)生產(chǎn)需要對(duì)制造工藝、流程以及資源等進(jìn)行適度調(diào)整,但其調(diào)整是相對(duì)有限的。設(shè)計(jì)師一方面需充分了解包括柔性制造技術(shù)在內(nèi)的科技發(fā)展整體趨勢(shì),另一方面還需掌握企業(yè)本身的柔性制造能力、資源配置能力等個(gè)體信息。在此基礎(chǔ)上通過信息的整合、分析,綜合考慮整體和個(gè)體的各方因素,以便有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新,避免因產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求超越企業(yè)的“柔性”范圍而增加額外成本,同時(shí)也能夠從設(shè)計(jì)的角度對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)組織、工藝設(shè)置等提出較為專業(yè)的建議。
4 結(jié)語
柔性制造技術(shù)在國(guó)內(nèi)、外的制造企業(yè)中被廣泛應(yīng)用,成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域的核心技術(shù)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須深入了解柔性制造技術(shù)及相關(guān)理論,并以此為平臺(tái)不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論、模式和手段等,充分適應(yīng)以柔性制造技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生產(chǎn)制造模式,才能設(shè)計(jì)出性能更卓越、價(jià)格更合理、品種更豐富的產(chǎn)品,更好地為社會(huì)、企業(yè)以及消費(fèi)者服務(wù)。
參考文獻(xiàn):
[1]張強(qiáng).淺談柔性制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].技術(shù)與市場(chǎng),2008.(5):39-40.
[2]沈向東.柔性制造技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2013.2.
[3]吳立.關(guān)于柔性制造的研究[J].機(jī)床與液壓,2010,38(14):9-11.
[4]陳琪.制造業(yè)企業(yè)推行柔性制造的意義及對(duì)策[J].企業(yè)經(jīng)濟(jì),2005(4):7-8.
[5]崔培枝,朱勝,姚巨坤.柔性再制造系統(tǒng)研究[J].機(jī)械制造,2003(11):7-9.
1 引言
傳統(tǒng)的飛機(jī)裝配采用剛性工裝定位、手工制孔連接、基于模擬量傳遞的互換協(xié)調(diào)檢驗(yàn)方法和分散的手工作坊式生產(chǎn)。自20世紀(jì) 80 年代以來,隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造(CAD/CAM)技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)代飛機(jī)制造中得到了廣泛的應(yīng)用,飛機(jī)制造進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。
在數(shù)字化技術(shù)的推動(dòng)下,飛機(jī)裝配技術(shù)快速發(fā)展,形成了現(xiàn)代飛機(jī)的數(shù)字化柔性裝配模式。數(shù)字化柔性裝配模式具體表現(xiàn)為:在飛機(jī)裝配中,以數(shù)字化柔性工裝為裝配定位與夾緊平臺(tái),以先進(jìn)數(shù)控鉆鉚系統(tǒng)為自動(dòng)連接設(shè)備,以激光跟蹤儀等數(shù)字化測(cè)量裝置為在線檢測(cè)工具,在數(shù)字化裝配數(shù)據(jù)及數(shù)控程序的協(xié)同驅(qū)動(dòng)下,在集成的數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線上完成飛機(jī)產(chǎn)品的自動(dòng)化裝配。
2 飛機(jī)裝配生產(chǎn)線特點(diǎn)
一般機(jī)械制造中的裝配線是指人和機(jī)器的有效組合,通過將生產(chǎn)中的輸送系統(tǒng)、隨行夾具和在線專機(jī)、檢測(cè)設(shè)備等進(jìn)行有機(jī)組合,從而滿足多品種產(chǎn)品的裝配要求,充分體現(xiàn)了設(shè)備靈活性。裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用,提高了生產(chǎn)效率縮短了制造周期,但自動(dòng)化生產(chǎn)線的成本較高,主要用于批量生產(chǎn),如在汽車行業(yè)。
但飛機(jī)產(chǎn)品型號(hào)多、批量少的特點(diǎn)使得飛機(jī)裝配生產(chǎn)線需要在具有一般機(jī)械產(chǎn)品裝配生產(chǎn)線的特點(diǎn)基礎(chǔ)上,還應(yīng)具有一定的柔,這樣同一生產(chǎn)線既能用于同型號(hào)同批次,又能適用于同型號(hào)改進(jìn)改型系列機(jī)型的飛機(jī)產(chǎn)品裝配,從而滿足了裝配生產(chǎn)線對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量的要求,可充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代飛機(jī)產(chǎn)品的精益制造。
與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)現(xiàn)代飛機(jī)柔性裝配生產(chǎn)線技術(shù)無論在研究層面還是應(yīng)用實(shí)踐層面都存在較大的差距,主要表現(xiàn)在:
(1)現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式和產(chǎn)品特征沒有充分考慮產(chǎn)品柔性裝配技術(shù)的應(yīng)用需求,不適應(yīng)柔性裝配生產(chǎn)線的發(fā)展要求。
(2)基于MBD的數(shù)字化裝配工藝規(guī)劃與管理技術(shù)缺乏系統(tǒng)研究和應(yīng)用。工藝設(shè)計(jì)手段還停留在二維工藝設(shè)計(jì)和表述為主的水平,存在與數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)不銜接、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、返工量大、需要實(shí)物驗(yàn)證和示教性差等諸多問題,大量制造依據(jù)信息以工藝文件形式分離存在,管理混亂,不能滿足柔性裝配生產(chǎn)線可視化裝配、無圖制造的發(fā)展要求。
(3)數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)嚴(yán)重滯后。
大量采用專用工裝、標(biāo)準(zhǔn)量具等模擬量設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品的測(cè)量與檢驗(yàn),測(cè)量效率低、精度差,不能滿足柔性裝配生產(chǎn)線快速精確測(cè)量、在線質(zhì)量控制的需求。
3 數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)
通過研究國(guó)外數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,結(jié)合飛機(jī)裝配及其生產(chǎn)線的特點(diǎn),可得出構(gòu)建新一代飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線必須包括以下內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù):(1)面向裝配的數(shù)字化產(chǎn)品并行設(shè)計(jì),為實(shí)現(xiàn)柔性裝配、敏捷制造提供前提和基礎(chǔ);(2)數(shù)字化三維裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝配過程中數(shù)字量傳遞;(3)數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)工裝快速響應(yīng)、快速重構(gòu)以及數(shù)字化定位;(4)先進(jìn)的連接設(shè)備及技術(shù)(包括柔性制孔技術(shù)、自動(dòng)鉆鉚技術(shù)、電磁鉚接技術(shù)等),保證裝配質(zhì)量和效率,實(shí)現(xiàn)裝配過程的自動(dòng)化;(5)數(shù)字化測(cè)量檢驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)裝配過程中的精確測(cè)量和協(xié)調(diào)裝配,裝配完成后的精確檢驗(yàn);(6)數(shù)字化裝配生產(chǎn)線輔助裝備及管理,建立數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線集成管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、裝配、檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)管理各裝配生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息的高度集成和移動(dòng)生產(chǎn)線的自動(dòng)配送物流管理。
上述各項(xiàng)內(nèi)容在實(shí)際應(yīng)用中互相聯(lián)系、互相支撐,通過將其整合和集成,可構(gòu)建現(xiàn)代飛機(jī)的數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代飛機(jī)產(chǎn)品的數(shù)字化、柔性化、自動(dòng)化裝配。
數(shù)字化三維裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)數(shù)字化裝配模式、構(gòu)建飛機(jī)數(shù)字化裝配生產(chǎn)線的軟件基礎(chǔ),現(xiàn)代飛機(jī)整個(gè)裝配過程都是建立在數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上的,只有采用基于單一產(chǎn)品三維數(shù)字量模型的數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)方式,為整個(gè)裝配過程從源頭上提供數(shù)字量數(shù)據(jù)基礎(chǔ),基于數(shù)字化裝配的柔性裝配生產(chǎn)線才有可能真正實(shí)現(xiàn)。
數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng)、先進(jìn)連接設(shè)備及技術(shù)、數(shù)字化測(cè)量檢驗(yàn)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的硬件基礎(chǔ)。通過數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)得到的數(shù)字量數(shù)據(jù)必須由數(shù)字化的工裝及設(shè)備來執(zhí)行,才能保證整個(gè)裝配過程的全數(shù)字量傳遞,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝配生產(chǎn)線的數(shù)字量協(xié)調(diào)。
4 結(jié)論與展望
當(dāng)前國(guó)內(nèi)軍機(jī)產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)與零件制造技術(shù)發(fā)展迅速,但是裝配技術(shù)作為飛機(jī)制造的關(guān)鍵還停留在二、三代機(jī)的制造水平,與其他軍機(jī)制造技術(shù)相比嚴(yán)重滯后,已成為軍機(jī)型號(hào)快速研制和生產(chǎn)的瓶頸。數(shù)字化產(chǎn)品定義取代二維工程圖樣已成為必然趨勢(shì),零件精準(zhǔn)制造技術(shù)的快速發(fā)展為實(shí)現(xiàn)飛機(jī)柔性裝配提供了必要的前提,新一代飛機(jī)長(zhǎng)壽命、隱身、高可靠性、低成本快速研制的需求對(duì)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用提出了迫切要求。
(1)發(fā)展應(yīng)用柔性裝配生產(chǎn)線是現(xiàn)代飛機(jī)制造業(yè)大勢(shì)所趨,通過發(fā)展應(yīng)用柔性裝配生產(chǎn)線,可大幅度提高產(chǎn)品裝配質(zhì)量和效率,是現(xiàn)代飛機(jī)產(chǎn)品制造的顯著特點(diǎn)。
(2)通過發(fā)展柔性裝配生產(chǎn)線,可促進(jìn)數(shù)字化柔性裝配技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,從而解決現(xiàn)有裝配技術(shù)難以滿足新一代飛機(jī)長(zhǎng)壽命、隱身和高可靠性等要求的瓶頸問題。
(3)通過發(fā)展柔性裝配生產(chǎn)線,可建立飛機(jī)柔性裝配多系統(tǒng)異構(gòu)測(cè)量平臺(tái)和集成檢測(cè)系統(tǒng),形成數(shù)字化裝配模式下的新質(zhì)保體系和產(chǎn)品檢測(cè)機(jī)制,從而解決現(xiàn)有模式下測(cè)量手段簡(jiǎn)單、無法實(shí)現(xiàn)空間大尺寸動(dòng)態(tài)測(cè)量,測(cè)量數(shù)據(jù)手工記錄,與產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝規(guī)劃系統(tǒng)脫節(jié),難以保證裝配的高精度與產(chǎn)品及工藝的完整性等關(guān)鍵技術(shù)難題。
綜上所述,在國(guó)內(nèi)發(fā)展應(yīng)用數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線勢(shì)在必行,但應(yīng)充分利用前期研究工作基礎(chǔ),圍繞數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和生產(chǎn)線的迫切需求,根本上改造傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)體系、制造體系、技術(shù)體系和管理體系,實(shí)現(xiàn)流程再造、資源整合和生產(chǎn)組織調(diào)整,從而構(gòu)建現(xiàn)代飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線。
一、當(dāng)前現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的實(shí)際情況
1虛擬制造技術(shù)
虛擬制造技術(shù)是以虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真技術(shù)為基礎(chǔ),對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模,在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、加工和裝配、檢驗(yàn)、使用整個(gè)生命周期的模擬和仿真。虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)時(shí)地以用戶的需求作為切入點(diǎn),對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品進(jìn)行必要的修改,通過這種方式來保證設(shè)計(jì)制造具有較強(qiáng)的針對(duì)性。
2柔性制造技術(shù)
柔性制造技術(shù)指的是基于成組技術(shù),以常規(guī)數(shù)控機(jī)床(不限類型和臺(tái)數(shù))以及數(shù)控柔性機(jī)床指導(dǎo)單位作為中心。柔性制造技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中,連接相關(guān)裝置設(shè)備應(yīng)當(dāng)盡可能的通過應(yīng)用自動(dòng)化物流系統(tǒng)的方式體現(xiàn)出來。雖然說柔性制造技術(shù)同屬自動(dòng)化制造系統(tǒng)的其中一種,但其在生產(chǎn)方式上的變批量特點(diǎn)是其他制造系統(tǒng)所不具備的。有關(guān)機(jī)械制造相關(guān)產(chǎn)品在更新現(xiàn)階段的實(shí)際工作過程與滿足市場(chǎng)動(dòng)態(tài)性發(fā)展需求,都要在一定程度上依賴柔性制造技術(shù)的有效應(yīng)用方可實(shí)現(xiàn)。根據(jù)以往實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來分析,柔性制造技術(shù)能夠結(jié)合成組對(duì)象,并合理選取與數(shù)控相互關(guān)聯(lián)的加工機(jī)械及設(shè)備裝置,從而達(dá)到對(duì)工件成批性生產(chǎn)的目的。另一方面,在應(yīng)用柔性制造技術(shù)的過程中,能夠在同一時(shí)間完成加工制造和生產(chǎn)管理,將其作用于切削加工、焊接、沖壓過程中,這樣可以最大限度的提高生產(chǎn)效益。
3敏捷技術(shù)
敏捷技術(shù)指的是基于精神創(chuàng)新、管理人員創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)管理創(chuàng)新所實(shí)現(xiàn)的全新機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)。如果應(yīng)用合理的話能夠構(gòu)建一個(gè)真實(shí)體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造市場(chǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(共同的),從而動(dòng)態(tài)且準(zhǔn)確地反映出市場(chǎng)變動(dòng)情況。從以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看,如果引入敏捷性機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)科學(xué)合理的話,可以大大提高機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)速度,大幅度地降低生產(chǎn)成本,并且可以優(yōu)化生產(chǎn)效率。
二、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)
1虛擬化
在將虛擬化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造的過程中,衡量應(yīng)用質(zhì)量高低的關(guān)鍵之處就在于合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。通過對(duì)虛擬技術(shù)、擬實(shí)技術(shù)的可靠應(yīng)用,不僅可以提升相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)速度,而且也在很大程度上提高了機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中的能源利用率。
2綠色化
機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用過程中,我們需要從節(jié)約資源能源的角度入手,從保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度進(jìn)行分析。這樣不僅可以有效降低對(duì)環(huán)境發(fā)展的不利影響,還可以提高能源的利用效率。
3一體化
在信息化技術(shù)快速發(fā)展的過程中,各大企業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的綜合實(shí)力得到了質(zhì)的飛躍。企業(yè)更加關(guān)注產(chǎn)品的個(gè)性化和多樣化發(fā)展,傳統(tǒng)意義上的大批量生產(chǎn)已經(jīng)不能滿足企業(yè)的發(fā)展需求,取而代之的是小批量和個(gè)性化生產(chǎn)。事實(shí)證明,這種方式可以控制機(jī)械產(chǎn)品制造中的生產(chǎn)周期,很大程度上降低了原材料的消耗,節(jié)省了資源,確保提升生產(chǎn)質(zhì)量和控制生產(chǎn)成本的前提下,企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到實(shí)現(xiàn)。
綜上所述,隨著科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的日新月異,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)也得到了質(zhì)的飛躍。因此我們?cè)诜治鲞@項(xiàng)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)相關(guān)問題的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)首先了解它的發(fā)展歷程以及當(dāng)前現(xiàn)狀,這樣就可以在應(yīng)用過程中從內(nèi)心對(duì)其產(chǎn)生足夠的重視,以及盡可能地避免出現(xiàn)低級(jí)失誤,從而在保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)省成本的前提下,最大限度地確保現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值能夠得到充分體現(xiàn)。與此同時(shí),機(jī)械制造技術(shù)對(duì)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展也起到了至關(guān)重要的作用。就目前而言出現(xiàn)了很多關(guān)于測(cè)量方面的新問題,我們都可以通過在機(jī)械制造領(lǐng)域中的研究加以解決。與之對(duì)應(yīng)的,新型的測(cè)量技術(shù)也可以為機(jī)械制造專業(yè)創(chuàng)造更加可靠的技術(shù)支持,二者是相輔相成的。
參考文獻(xiàn):
[1] 彭沖.淺析現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)及未來發(fā)展[J].科技致富向?qū)?2015(23)
[2] 楊章民.論現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J].黑龍江科技信息.2015(25)
1.1集成自動(dòng)化技術(shù)集成自動(dòng)化技術(shù)是指機(jī)械制造中對(duì)各類生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、技術(shù)功能的集成性發(fā)展。在傳統(tǒng)技術(shù)模式下,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械制造技術(shù)的集成化發(fā)展是不切實(shí)際的,但隨著信息技術(shù)的逐步完善與應(yīng)用,集成自動(dòng)化技術(shù)不僅得以實(shí)現(xiàn),還成為了機(jī)械制造過程中使用最普遍的技術(shù)內(nèi)容。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制地到來,機(jī)械制造業(yè)地競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈,為了能夠在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟,很多機(jī)械制造企業(yè)開展技術(shù)研究與發(fā)展,通過將電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)控教工技術(shù)以及企業(yè)管理系統(tǒng)等多種技術(shù)與系統(tǒng)內(nèi)容引入到企業(yè)的機(jī)械生產(chǎn)制造系統(tǒng)中,得到了非常顯著地發(fā)展,并成為了機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中企業(yè)的發(fā)展潮流,CIMS工程應(yīng)用的有效保持,在提升機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)里的基礎(chǔ)上,也實(shí)現(xiàn)了集成自動(dòng)化技術(shù)地有效發(fā)展。
1.2柔性自動(dòng)化技術(shù)所謂“柔性自動(dòng)化技術(shù)”是以數(shù)控技術(shù)為核心,在融合其他先進(jìn)技術(shù)的前提下而建立起的新興技術(shù)類型。從生產(chǎn)與操作過程方面來看,柔性自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制作與生產(chǎn)全自動(dòng)化發(fā)展。在柔性自動(dòng)化技術(shù)當(dāng)中,包括機(jī)械設(shè)備的材料準(zhǔn)備、制作、生產(chǎn)等一系列生產(chǎn)行為都由計(jì)算機(jī)來予以控制和操作。相比于傳統(tǒng)人力機(jī)械生產(chǎn)模式,柔性自動(dòng)化技術(shù)不僅能夠在計(jì)算機(jī)技術(shù)的精確控制下,保證機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)、制作過程中的各項(xiàng)生產(chǎn)行為、尺寸的準(zhǔn)確性,同時(shí)還能大大減少對(duì)勞動(dòng)力的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)成本的有效控制,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率地有效提升,在確保機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)秩序的基礎(chǔ)上,提高生產(chǎn)效益。無論是從機(jī)械制造業(yè)未來發(fā)展角度考慮,還是制造企業(yè)的效益提升角度分析,柔性自動(dòng)化技術(shù)都將成為機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)的主流模式。
1.3智能自動(dòng)化技術(shù)智能自動(dòng)化技術(shù)即智能華機(jī)電自動(dòng)化技術(shù),其是在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展支持下,通過利用計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)對(duì)人類行為地模擬,從而替代人類去進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)操作及相關(guān)行為。從表面上看智能自動(dòng)化技術(shù)與柔性自動(dòng)化技術(shù)有一定的共同性,但智能自動(dòng)化技術(shù)要比柔性自動(dòng)化技術(shù)更高級(jí),相比于柔性自動(dòng)化技術(shù)而言,智能自動(dòng)化技術(shù)能夠通過對(duì)人類行為地模仿,來提高自身的工作能力,并對(duì)生產(chǎn)行為產(chǎn)生一定的判斷力,這是柔性自動(dòng)化技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì)。智能自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備制造中的應(yīng)用,能夠更進(jìn)一步提升機(jī)械制造行為的準(zhǔn)確性,并保證這一行為能夠始終保持在一個(gè)高水平狀態(tài)之上。需要注意的是由于智能自動(dòng)化技術(shù)需要人工操作來作為主觀工作支持,因此要經(jīng)常對(duì)智能自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行維護(hù),以確保智能自動(dòng)化技術(shù)的良好工作狀態(tài)。
2注意事項(xiàng)
雖然機(jī)電自動(dòng)化在機(jī)械制造中展現(xiàn)出了多方面的優(yōu)勢(shì),但針對(duì)當(dāng)前的機(jī)電自動(dòng)化水平來看,其仍存在諸多不足,因此在實(shí)際應(yīng)用過程中,要做好以下幾方面的控制:(1)規(guī)范應(yīng)用流程。機(jī)電自動(dòng)化在為機(jī)械制造提供支持是建立起機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備、系統(tǒng)軟件的規(guī)范安裝與應(yīng)用前提下的,為此企業(yè)必須要嚴(yán)格按照機(jī)電自動(dòng)化要求進(jìn)行工作,避免操作不當(dāng)而為企業(yè)帶來不必要的損失;(2)做好質(zhì)量控制。機(jī)電自動(dòng)化在機(jī)械制造當(dāng)中的應(yīng)用,確實(shí)能夠?yàn)闄C(jī)械制造帶來重要幫助,但企業(yè)必須要保證其所制造出來的機(jī)械設(shè)備質(zhì)量符合質(zhì)檢與應(yīng)用要求,否則機(jī)電自動(dòng)化為工程機(jī)械制造帶來的進(jìn)步意義都是空談。
柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)稱柔性制造技術(shù),它以工藝設(shè)計(jì)為先導(dǎo),以數(shù)控技術(shù)為核心,是自動(dòng)化地完成企業(yè)多品種、多批量的加工、制造、裝配、檢測(cè)等過程的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)。它涉及到計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、控制、信息、監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)系統(tǒng)仿真、質(zhì)量控制與生產(chǎn)管理等技術(shù)。其主要研究范圍一般可分為:
1.適用于柔性自動(dòng)化生產(chǎn)的設(shè)備
包括數(shù)控機(jī)床、輔機(jī)、傳輸裝置、機(jī)器人、存儲(chǔ)裝置、柔性自動(dòng)裝夾具、檢具、交換裝置及更換裝置、接口等。
2.自動(dòng)化控制和管理技術(shù)
包括分布式數(shù)字控制技術(shù)、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)和管理信息集成技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)則和動(dòng)態(tài)調(diào)度控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、生產(chǎn)系統(tǒng)仿真技術(shù)等。
3.聯(lián)線技術(shù)
根據(jù)工藝設(shè)計(jì),將各種設(shè)備聯(lián)線,形成一個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)的有機(jī)整體,既具有一定范圍的適用性,又具有較好的可變性。包括FMC、FMS、FML、FA等。
二、選擇依據(jù)
柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的高效性、靈活性和縮短投產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間等特性使其成為實(shí)施靈捷制造、并行工程、精益生產(chǎn)和智能制造等先進(jìn)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)起源于切削加工,至今已遍及到機(jī)械制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域,包括:電火花加工、激光加工、板材剪切和折彎、沖壓加工、水噴射加工、焊接及自動(dòng)化裝配等,甚至還應(yīng)用到測(cè)量、熱處理和噴漆涂覆等領(lǐng)域。
柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)需求及產(chǎn)品不斷迅速更新的主要手段,是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)。實(shí)踐證明,應(yīng)用由不同柔性自動(dòng)化水平構(gòu)成的制造系統(tǒng)可提高生產(chǎn)率1-4倍,新產(chǎn)品試制周期和費(fèi)用減少1/3-1/2。從而可縮短制造周期和交貨期,加快產(chǎn)品更新?lián)Q代,大幅度降低成本,提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的應(yīng)變能力和競(jìng)爭(zhēng)能力,給企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
為了提高我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力和振興機(jī)械制造業(yè),采用先進(jìn)制造技術(shù)勢(shì)在必行,但FMC、FMS、FML、FA……等是附加值高的高科技產(chǎn)品,依靠進(jìn)口則費(fèi)用高昂,而且制造系統(tǒng)包含著技術(shù)、管理和人文意識(shí),故必須我國(guó)自行研制,才能結(jié)合國(guó)情,達(dá)到先進(jìn)而適用,且能節(jié)約大量外匯,取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
三、現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)
美、日、德三國(guó)分別于68年、70年和71年開發(fā)了首套FMS。到90年代全世界擁有1200套左右FMS,其中日本擁有400套,美國(guó)150套,德國(guó)100套。自85年到90年FMS的年平均增長(zhǎng)率為28.7%。而同期FMC的年平均增長(zhǎng)率為72.8%,即FMC的增長(zhǎng)率是FMS的2.54倍。
這是由于FMS是根據(jù)加工的零件族的工藝選用合適數(shù)控機(jī)床的品種和數(shù)量組成的制造系統(tǒng),因而系統(tǒng)較復(fù)雜,雖然生產(chǎn)效率高,但投資較大,資金回收期長(zhǎng),也就承擔(dān)較大的風(fēng)險(xiǎn)。而FMC由于是采用模塊化設(shè)計(jì),數(shù)控機(jī)床品種單一,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,可靠性高,且可根據(jù)需要擴(kuò)展組成FMS,有更好的柔性,較少的投資,調(diào)整周期短,見較快,經(jīng)濟(jì)效益高些,故自80年代中期以來FMC已成為柔性制造系統(tǒng)中主要發(fā)展的工程產(chǎn)品。
1990年全球FMS的銷售額超過了20億美元,F(xiàn)MC銷售額逾40億美元,兩者約占當(dāng)年世界機(jī)床總銷售額的15%,約占數(shù)控機(jī)床銷售額的30%以上。包括各類數(shù)控機(jī)床在內(nèi)的柔性制造機(jī)床和系統(tǒng)的產(chǎn)值約占90年世界機(jī)床總產(chǎn)值465億美元的55%,其中日本和聯(lián)邦德國(guó)分別高達(dá)75%和70%,并呈逐年增加的趨勢(shì)。因而適用于柔性自動(dòng)化生產(chǎn)的機(jī)床和系統(tǒng)已成為機(jī)床工業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。
1958年清華大學(xué)與北京第一機(jī)床廠合作研制了我國(guó)第一臺(tái)數(shù)控銑床,雖與日本研制數(shù)控車床和數(shù)控銑床的時(shí)間接近,但由于數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)的電、液元件未得到相應(yīng)的發(fā)展,所以并沒有能形成數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)。直到“六五”期間由北京機(jī)床研究所引進(jìn)日本FANUC數(shù)控和伺服系統(tǒng)技術(shù),并經(jīng)“七五”、“八五”在引進(jìn)數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)上消化吸收,才從80年代起逐步形成了我國(guó)完整的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè);同時(shí)開發(fā)了在CNC單機(jī)基礎(chǔ)上配置工件自動(dòng)輸送和托盤交換裝置的FMC,自主研制了以國(guó)產(chǎn)設(shè)備為主組成的箱體加工FMS和板材沖壓成型FMS等,并為國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)和摩托車行業(yè)研制了柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線,發(fā)展了基于DNC的獨(dú)立制造島和車間集成信息管理系統(tǒng)等。
但總體而言,無論在柔性自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用廣泛性方面,還是滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要方面,與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比有明顯不足,至于作為工程系統(tǒng)的FMC、FMS和FML等更還處于初步發(fā)展階段。國(guó)內(nèi)機(jī)械制造業(yè)使用的為數(shù)不多的FMC、FMS和FML也大多自國(guó)外引進(jìn)。
從目前來看,國(guó)外柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)可歸為3F和3S。
所謂3F為:柔性化(Flexibility)、聯(lián)盟化(Federalization)、新穎化(Fashion)。
所謂3S為:系統(tǒng)化(System)、軟件化(Software)、特效化(Speciality)。
具體來說,大致有下列四個(gè)方面:
1)創(chuàng)制新一代數(shù)控機(jī)床,根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合,既有適合自動(dòng)化的簡(jiǎn)約型高速數(shù)控機(jī)床,又有用于模具加工的超高速精密加工中心,復(fù)雜零件加工的多功能復(fù)合機(jī)床以及新穎的并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)床(虛擬軸機(jī)床)等。
2)發(fā)展適用于大批量、短節(jié)拍的由數(shù)控機(jī)床組成的自動(dòng)生產(chǎn)線,達(dá)到具有年產(chǎn)量超過30萬件、多品種分批生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。
3)進(jìn)一步提高制造系統(tǒng)的生產(chǎn)規(guī)劃和控制軟件的面向?qū)ο蟮奶匦裕栽鰪?qiáng)其柔性和信息集成性,適應(yīng)構(gòu)建CIMS等更高層次柔性自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的需要。
4)研制靈捷制造單元,使其具有高度的自律性和良好的重組性,成為分布式網(wǎng)絡(luò)集成的智能體,作為實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟企業(yè)實(shí)施異地遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)制造的基礎(chǔ)。
國(guó)內(nèi)柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展總趨勢(shì)仍是遵循著3F和3S的方向,但又有其特點(diǎn):
1)發(fā)展適用、可靠和有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的數(shù)控機(jī)床,開發(fā)市場(chǎng)急需的高效、精密和缺門產(chǎn)品,不斷地提高其功能、性能,更好地適應(yīng)柔性自動(dòng)化生產(chǎn)的需求。
一、基本概念
11柔性柔性可以表述為兩個(gè)方面。第一方面是系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力,可用系統(tǒng)滿足新產(chǎn)品要求的程度來衡量;第二方面是系統(tǒng)適應(yīng)內(nèi)部變化的能力,可用在有干擾(如機(jī)器出現(xiàn)故障)情況下,系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無干擾情況下的生產(chǎn)率期望值之比來衡量。“柔性”是相對(duì)于“剛性”而言的,傳統(tǒng)的“剛性”自動(dòng)化生產(chǎn)線主要實(shí)現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率很高,由于設(shè)備是固定的,所以設(shè)備利用率也很高,單件產(chǎn)品的成本低。但價(jià)格相當(dāng)昂貴,且只能加工一個(gè)或幾個(gè)相類似的零件,難以應(yīng)付多品種中小批量的生產(chǎn)。隨著批量生產(chǎn)時(shí)代正逐漸被適應(yīng)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化的生產(chǎn)所替換,一個(gè)制造自動(dòng)化系統(tǒng)的生存能力和競(jìng)爭(zhēng)能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi),生產(chǎn)出較低成本、較高質(zhì)量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當(dāng)重要的位置。柔性主要包括1)機(jī)器柔性當(dāng)要求生產(chǎn)一系列不同類型的產(chǎn)品時(shí),機(jī)器隨產(chǎn)品變化而加工不同零件的難易程度。
2)工藝柔性一是工藝流程不變時(shí)自身適應(yīng)產(chǎn)品或原材料變化的能力;二是制造系統(tǒng)內(nèi)為適應(yīng)產(chǎn)品或原材料變化而改變相應(yīng)工藝的難易程度。
3)產(chǎn)品柔性一是產(chǎn)品更新或完全轉(zhuǎn)向后,系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟(jì)和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力;二是產(chǎn)品更新后,對(duì)老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。
4)維護(hù)柔性采用多種方式查詢、處理故障,保障生產(chǎn)正常進(jìn)行的能力。
5)生產(chǎn)能力柔性當(dāng)生產(chǎn)量改變、系統(tǒng)也能經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行的能力。對(duì)于根據(jù)訂貨而組織生產(chǎn)的制造系統(tǒng),這一點(diǎn)尤為重要。
6)擴(kuò)展柔性當(dāng)生產(chǎn)需要的時(shí)候,可以很容易地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)結(jié)構(gòu),增加模塊,構(gòu)成一個(gè)更大系統(tǒng)的能力。
7)運(yùn)行柔性利用不同的機(jī)器、材料、工藝流程來生產(chǎn)一系列產(chǎn)品的能力和同樣的產(chǎn)品,換用不同工序加工的能力。
12柔性制造技術(shù)柔性制造技術(shù)是對(duì)各種不同形狀加工對(duì)象實(shí)現(xiàn)程序化柔性制造加工的各種技術(shù)的總和。柔性制造技術(shù)是技術(shù)密集型的技術(shù)群,我們認(rèn)為凡是側(cè)重于柔性,適應(yīng)于多品種、中小批量(包括單件產(chǎn)品)的加工技術(shù)都屬于柔性制造技術(shù)。目前按規(guī)模大小劃分為:
1)柔性制造系統(tǒng)(FMS)
關(guān)于柔性制造系統(tǒng)的定義很多,權(quán)威性的定義有:
美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局把FMS定義為:“由一個(gè)傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設(shè)備,傳輸裝置把工件放在其他聯(lián)結(jié)裝置上送到各加工設(shè)備,使工件加工準(zhǔn)確、迅速和自動(dòng)化。中央計(jì)算機(jī)控制機(jī)床和傳輸系統(tǒng),柔性制造系統(tǒng)有時(shí)可同時(shí)加工幾種不同的零件。國(guó)際生產(chǎn)工程研究協(xié)會(huì)指出“柔性制造系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)化的生產(chǎn)制造系統(tǒng),在最少人的干預(yù)下,能夠生產(chǎn)任何范圍的產(chǎn)品族,系統(tǒng)的柔性通常受到系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所考慮的產(chǎn)品族的限制。”而我國(guó)國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)則定義為“柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng),它包括多個(gè)柔性制造單元,能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整,適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。”簡(jiǎn)單地說,F(xiàn)MS是由若干數(shù)控設(shè)備、物料運(yùn)貯裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種變化而迅速進(jìn)行調(diào)整的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。目前常見的組成通常包括4臺(tái)或更多臺(tái)全自動(dòng)數(shù)控機(jī)床(加工中心與車削中心等),由集中的控制系統(tǒng)及物料搬運(yùn)系統(tǒng)連接起來,可在不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量的加工及管理。目前反映工廠整體水平的FMS是第一代FMS,日本從1991年開始實(shí)施的“智能制造系統(tǒng)”(IMS)國(guó)際性開發(fā)項(xiàng)目,屬于第二代FMS;而真正完善的第二代FMS預(yù)計(jì)本世紀(jì)十年代后才會(huì)實(shí)現(xiàn)。
2)柔性制造單元(FMC)
FMC的問世并在生產(chǎn)中使用約比FMS晚6~8年,F(xiàn)MC可視為一個(gè)規(guī)模最小的FMS,是FMS向廉價(jià)化及小型化方向發(fā)展的一種產(chǎn)物,它是由1~2臺(tái)加工中心、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床及物料運(yùn)送存貯設(shè)備構(gòu)成,其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)單機(jī)柔性化及自動(dòng)化,具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。迄今已進(jìn)入普及應(yīng)用階段。
3)柔性制造線(FML)
它是處于單一或少品種大批量非柔性自動(dòng)線與中小批量多品種FMS之間的生產(chǎn)線。其加工設(shè)備可以是通用的加工中心、CNC機(jī)床;亦可采用專用機(jī)床或NC專用機(jī)床,對(duì)物料搬運(yùn)系統(tǒng)柔性的要求低于FMS,但生產(chǎn)率更高。它是以離散型生產(chǎn)中的柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生過程中的分散型控制系統(tǒng)(DCS)為代表,其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化及自動(dòng)化,其技術(shù)已日臻成熟,迄今已進(jìn)入實(shí)用化階段。
4)柔性制造工廠(FMF)FMF是將多條FMS連接起來,配以自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù),用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系,采用從訂貨、設(shè)計(jì)、加工、裝配、檢驗(yàn)、運(yùn)送至發(fā)貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)投入實(shí)際,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化及自動(dòng)化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)管理、產(chǎn)品加工及物料貯運(yùn)進(jìn)程的全盤化。FMF是自動(dòng)化生產(chǎn)的最高水平,反映出世界上最先進(jìn)的自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)。它是將制造、產(chǎn)品開發(fā)及經(jīng)營(yíng)管理的自動(dòng)化連成一個(gè)整體,以信息流控制物質(zhì)流的智能制造系統(tǒng)(IMS)為代表,其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)工廠柔性化及自動(dòng)化。
二、柔性制造所采用的關(guān)鍵技術(shù)
2.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
未來CAD技術(shù)發(fā)展將會(huì)引入專家系統(tǒng),使之具有智能化,可處理各種復(fù)雜的問題。當(dāng)前設(shè)計(jì)技術(shù)最新的一個(gè)突破是光敏立體成形技術(shù),該項(xiàng)新技術(shù)是直接利用CAD數(shù)據(jù),通過計(jì)算機(jī)控制的激光掃描系統(tǒng),將三維數(shù)字模型分成若干層二維片狀圖形,并按二維片狀圖形對(duì)池內(nèi)的光敏樹脂液面進(jìn)行光學(xué)掃描,被掃描到的液面則變成固化塑料,如此循環(huán)操作,逐層掃描成形,并自動(dòng)地將分層成形的各片狀固化塑料粘合在一起,僅需確定數(shù)據(jù),數(shù)小時(shí)內(nèi)便可制出精確的原型。它有助于加快開發(fā)新產(chǎn)品和研制新結(jié)構(gòu)的速度。
2.2模糊控制技術(shù)
模糊數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用是模糊控制器。最近開發(fā)出的高性能模糊控制器具有自學(xué)習(xí)功能,可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動(dòng)地對(duì)控制量作調(diào)整,使系統(tǒng)性能大為改善,其中尤其以基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)方法更引起人們極大的關(guān)注。
2.3人工智能、專家系統(tǒng)及智能傳感器技術(shù)
迄今,柔性制造技術(shù)中所采用的人工智能大多指基于規(guī)則的專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)利用專家知識(shí)和推理規(guī)則進(jìn)行推理,求解各類問題(如解釋、預(yù)測(cè)、診斷、查找故障、設(shè)計(jì)、計(jì)劃、監(jiān)視、修復(fù)、命令及控制等)。由于專家系統(tǒng)能簡(jiǎn)便地將各種事實(shí)及經(jīng)驗(yàn)證過的理論與通過經(jīng)驗(yàn)獲得的知識(shí)相結(jié)合,因而專家系統(tǒng)為柔性制造的諸方面工作增強(qiáng)了柔性。展望未來,以知識(shí)密集為特征,以知識(shí)處理為手段的人工智能(包括專家系統(tǒng))技術(shù)必將在柔性制造業(yè)(尤其智能型)中起著日趨重要的關(guān)鍵性的作用。目前用于柔性制造中的各種技術(shù),預(yù)計(jì)最有發(fā)展前途的仍是人工智能。預(yù)計(jì)到21世紀(jì)初,人工智能在柔性制造技術(shù)中的應(yīng)用規(guī)模將在比目前大4倍。智能制造技術(shù)(IMT)旨在將人工智能融入制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié),借助模擬專家的智能活動(dòng),取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)。在制造過程,系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài),在受到外界或內(nèi)部激勵(lì)時(shí)能自動(dòng)調(diào)節(jié)其參數(shù),以達(dá)到最佳工作狀態(tài),具備自組織能力。故IMT被稱為未來21世紀(jì)的制造技術(shù)。對(duì)未來智能化柔性制造技術(shù)具有重要意義的一個(gè)正在急速發(fā)展的領(lǐng)域是智能傳感器技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)是伴隨計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和人工智能而產(chǎn)生的,它使傳感器具有內(nèi)在的“決策”功能。
2.4人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)是模擬智能生物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)信息進(jìn)行并處理的一種方法。故人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也就是一種人工智能工具。在自動(dòng)控制領(lǐng)域,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不久將并列于專家系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng),成為現(xiàn)代自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分。
三、柔性制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
31FMC將成為發(fā)展和應(yīng)用的熱門技術(shù)
這是因?yàn)镕MC的投資比FMS少得多而經(jīng)濟(jì)效益相接近,更適用于財(cái)力有限的中小型企業(yè)。目前國(guó)外眾多廠家將FMC列為發(fā)展之重。
32發(fā)展效率更高的FML
多品種大批量的生產(chǎn)企業(yè)如汽車及拖拉機(jī)等工廠對(duì)FML的需求引起了FMS制造廠的極大關(guān)注。采用價(jià)格低廉的專用數(shù)控機(jī)床替代通用的加工中心將是FML的發(fā)展趨勢(shì)。
33朝多功能方向發(fā)展
由單純加工型FMS進(jìn)一步開發(fā)以焊接、裝配、檢驗(yàn)及鈑材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能FMS。
4.結(jié)束語
柔性制造技術(shù)是實(shí)現(xiàn)未來工廠的新穎概念模式和新的發(fā)展趨勢(shì),是決定制造企業(yè)未來發(fā)展前途的具有戰(zhàn)略意義的舉措。屆時(shí),智能化機(jī)械與人之間將相互融合,柔性地全面協(xié)調(diào)從接受訂貨單至生產(chǎn)、銷售這一企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的全部活動(dòng)。
近年來,柔性制造作為一種現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)“哲理”和工廠自動(dòng)化的先進(jìn)模式已為國(guó)際上所公認(rèn),可以這樣認(rèn)為:柔性制造技術(shù)是在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)上,將以往企業(yè)中相互獨(dú)立的工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造及經(jīng)營(yíng)管理等過程,在計(jì)算機(jī)及其軟件的支撐下,構(gòu)成一個(gè)覆蓋整個(gè)企業(yè)的完整而有機(jī)的系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)化,總體高效益、高柔性,并進(jìn)而贏得競(jìng)爭(zhēng)全勝的智能制造技術(shù)。它作為當(dāng)今世界制造自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的前沿科技,為未來機(jī)構(gòu)制造工廠提供了一幅宏偉的藍(lán)圖,將成為21世紀(jì)機(jī)構(gòu)制造業(yè)的主要生產(chǎn)模式。實(shí)現(xiàn)了按端口、MAC地址、應(yīng)用等來劃分虛擬網(wǎng)絡(luò),有效地控制了企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的廣播流量和提高了企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性。
現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)當(dāng)中的虛擬制造技術(shù)是指以仿真技術(shù)和虛擬技術(shù)作為前提條件,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造整個(gè)過程當(dāng)中機(jī)械產(chǎn)品的特性建立模型,通過應(yīng)用計(jì)算機(jī),來模擬和仿真操作機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的整個(gè)過程。在將虛擬制造技術(shù)引入機(jī)械設(shè)計(jì)制造的時(shí)候,可以優(yōu)化實(shí)際的方案策略,以更加科學(xué)、合理地配置有關(guān)的生產(chǎn)資源,這樣能夠大大地減少企業(yè)的生產(chǎn)費(fèi)用,提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí),虛擬制造技術(shù)是機(jī)械制造敏捷的一種重要實(shí)現(xiàn)方式,可以有效地突破傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造形式,以更加均衡地處理產(chǎn)品性能、產(chǎn)品作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、產(chǎn)品生產(chǎn)精度,以及產(chǎn)品制造成本之間的關(guān)系。不僅僅是這樣,應(yīng)用虛擬制造技術(shù),還可以實(shí)時(shí)地立足于用戶的實(shí)際需要,以及科學(xué)地修改機(jī)械制造產(chǎn)品,從而使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造更加具有針對(duì)性。
1.2柔性制造技術(shù)
現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)當(dāng)中的柔性制造技術(shù)是指以成組技術(shù)作為前提條件,通過傳統(tǒng)意義上的數(shù)控機(jī)床(可劃分成多臺(tái)臺(tái)數(shù)和不一樣的種類),以及數(shù)控柔性機(jī)床充當(dāng)核心。在柔性制造技術(shù)和它的應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中,能夠以應(yīng)用自動(dòng)化物流系統(tǒng)的形式來連接有關(guān)的設(shè)備和裝置。雖然自動(dòng)化制造系統(tǒng)的一種就是柔性制造技術(shù),但是變批量的特征比較顯著地呈現(xiàn)在了生產(chǎn)形式上。在當(dāng)前的工作實(shí)踐當(dāng)中,都要求應(yīng)用柔性制造技術(shù)來實(shí)現(xiàn)相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品的更新?lián)Q代。通過不斷地總結(jié)工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn):柔性制造技術(shù)可以有效地統(tǒng)一所牽涉到的對(duì)象(一般是成組地出現(xiàn))來確定有關(guān)的工藝過程,且能夠科學(xué)地選擇裝置設(shè)備和有關(guān)數(shù)控加工機(jī)械,實(shí)現(xiàn)批量地生產(chǎn)工件的目的。尤為重要的一個(gè)方面是:在應(yīng)用柔性制造技術(shù)的時(shí)候,可以一起進(jìn)行加工制造和生產(chǎn)管理這兩項(xiàng)工作,在進(jìn)行焊接、沖壓、加工等一系列操作的時(shí)候,應(yīng)用柔性制造技術(shù)能夠大大地增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
2現(xiàn)代化機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析
2.1全球化可以說,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的全球化是機(jī)械制造行業(yè)的一個(gè)非常重要的發(fā)展趨勢(shì)。近些年以來,在一系列的工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中,無論是對(duì)于大企業(yè),還是中小企業(yè)來講,國(guó)際化經(jīng)營(yíng)是必不可少的一個(gè)重要因素。一是因?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步,提供了經(jīng)營(yíng)管理、產(chǎn)品研發(fā)和信息交流的一種國(guó)際化的方式,這就促使著企業(yè)朝著合作和競(jìng)爭(zhēng)的雙重方向進(jìn)行發(fā)展,這種發(fā)展使得國(guó)際市場(chǎng)之間的競(jìng)爭(zhēng)加劇。二是因?yàn)閲?guó)內(nèi)市場(chǎng)與國(guó)際市場(chǎng)之間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,比如在機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中,國(guó)內(nèi)外的一些企業(yè)在如此的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中不斷地淘汰,一些依舊占有國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的企業(yè)為了求得生存和發(fā)展,就需要開拓新型的市場(chǎng)。在這兩種原因的互相影響之下,推動(dòng)著世界化制造行業(yè)的發(fā)展。
2.2智能化通過機(jī)器設(shè)備來取代人做一些比較復(fù)雜的工作,這種發(fā)展趨勢(shì)具有必然性。目前形勢(shì)下,生物技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能,以及人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步推動(dòng)著現(xiàn)代化機(jī)械制造技術(shù)的智能化發(fā)展,其中,重點(diǎn)體現(xiàn)為智能診斷、智能控制、智能加工、智能計(jì)算、智能設(shè)計(jì)和機(jī)器人學(xué)等一系列的方面,我們能夠發(fā)現(xiàn)不少的企業(yè)已經(jīng)在生產(chǎn)的整個(gè)過程當(dāng)中應(yīng)用機(jī)器人。在整個(gè)的制造過程當(dāng)中,系統(tǒng)可以對(duì)工作的狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)化的檢測(cè),在發(fā)生故障的過程中可以進(jìn)行自動(dòng)化地調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)最為理想的工作狀態(tài)。
2.3云制造云制造是一種針對(duì)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化制造的新型模式,它將制造資源當(dāng)成一種服務(wù),以云平臺(tái)的形式提供給廣大的用戶,切實(shí)地給廣大的用戶提供能夠?qū)崟r(shí)地獲取、優(yōu)質(zhì)價(jià)廉和按需應(yīng)用的一系列制造服務(wù),它是創(chuàng)新制造資源分配與共享的一種模式。
2.4自動(dòng)化自動(dòng)化屬于一個(gè)動(dòng)態(tài)性的概念,當(dāng)前,機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)重點(diǎn)體現(xiàn)在適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境、柔性制造技術(shù)、制造敏捷化、制造全球化、調(diào)度與規(guī)劃制造過程、制造單元技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、系統(tǒng)技術(shù)與集成系統(tǒng)等一系列的方面。
2.5低碳化在我國(guó)企業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的過程中,給環(huán)境所造成的威脅是比較大的。對(duì)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,以轉(zhuǎn)變企業(yè)的發(fā)展模式,堅(jiān)持可持續(xù)的發(fā)展日益得到了人們的肯定。目前形勢(shì)下,我國(guó)倡導(dǎo)低碳化的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,嚴(yán)格地限制一部分高污染和高耗能的企業(yè),而現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的浪費(fèi)與污染都是非常嚴(yán)重的,怎樣更加有效地減少污染與能耗引起了人們的廣泛關(guān)注。機(jī)械制造的低碳化發(fā)展,就需要在機(jī)械制造技術(shù)當(dāng)中融入節(jié)約、可持續(xù)額和環(huán)保的思想,以低碳化的包裝、低碳化的工藝、低碳化的設(shè)計(jì)、低碳化的選材和回收再利用等一系列的策略對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,從而提高能源與原材料的使用效率,通過最少的費(fèi)用,實(shí)現(xiàn)最大的企業(yè)效益。
2.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展還處于剛剛起步的階段,與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定的差距,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用是一個(gè)長(zhǎng)期且復(fù)雜的過程,我們需要根據(jù)本國(guó)的國(guó)情,為機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供穩(wěn)定的發(fā)展空間,為技術(shù)的改進(jìn)提供條件,最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的穩(wěn)步向前發(fā)展。對(duì)于機(jī)械現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的分析,主要從三個(gè)方面入手:機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)管理、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)和機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的制造工藝。
2.1機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)管理
我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)管理水平處于一個(gè)相對(duì)落后的階段,大多數(shù)中小型企業(yè)在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)管理方面仍然采用傳統(tǒng)的人工管理模式,依靠自身以往的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行技術(shù)管理,僅有少數(shù)的大型企業(yè)采用了計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行輔助管理。在國(guó)外工業(yè)技術(shù)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家,基本都采用計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行管理與控制,人工管理僅僅是提供輔助管理的作用,對(duì)于生產(chǎn)制造的模式進(jìn)行指導(dǎo)式的調(diào)整,使機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)更好的為企業(yè)為社會(huì)服務(wù)。我國(guó)在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)管理方面還有所欠缺,需要建立成熟的管理體系來加強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用水準(zhǔn)。
2.2機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)
在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)方面,我國(guó)目前采用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的企業(yè)還太少,這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍也比較狹窄。在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家中,大多數(shù)企業(yè)都是隨著科技的發(fā)展與時(shí)代的進(jìn)步,隨時(shí)更新自己的技術(shù)設(shè)計(jì),對(duì)設(shè)計(jì)框架與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料實(shí)時(shí)進(jìn)行更新,加上對(duì)于計(jì)算機(jī)的輔助應(yīng)用,保證了設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)選擇。還有一些企業(yè)采用無圖紙生產(chǎn)的方式,設(shè)計(jì)方案直接傳輸?shù)綄?duì)機(jī)械自動(dòng)化進(jìn)行管理的計(jì)算機(jī)中,大大的提高了工作效率,減少了不必要的步驟。我國(guó)在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)方面還存在問題,設(shè)計(jì)水平有待進(jìn)一步加強(qiáng)。
2.3機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)制造工藝
我國(guó)目前大多數(shù)企業(yè)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)制造工藝仍然處于剛性自動(dòng)化、單機(jī)自動(dòng)化的階段,生產(chǎn)產(chǎn)品具有單一性,一條生產(chǎn)線上只能生產(chǎn)某種產(chǎn)品或生產(chǎn)工藝相近的某類產(chǎn)品,自動(dòng)化水平不高。而機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的制造工藝發(fā)展趨勢(shì),是為了實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化,即生產(chǎn)的產(chǎn)品具有可變性與多樣性,表現(xiàn)為機(jī)床的柔性、產(chǎn)品的柔性、加工的柔性和批量的柔性,這些方面的標(biāo)準(zhǔn)都應(yīng)該具有可變性。我國(guó)在加工中心、數(shù)據(jù)控制機(jī)床技術(shù)方面與發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大的差距,在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)制造工藝方面還需要不斷地改良,促進(jìn)技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展。
3.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用
3.1機(jī)械制造的集成化應(yīng)用
機(jī)械制造的集成化應(yīng)用,指的是在機(jī)械制造過程中,技術(shù)經(jīng)營(yíng)與技術(shù)功能的集成。將機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)中的集成化應(yīng)用到機(jī)械制造中去,利用計(jì)算機(jī)集成化制造對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)制造全過程進(jìn)行優(yōu)化。在機(jī)械制造技術(shù)改進(jìn)的過程中,將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、企業(yè)管理信息系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)集成為一體,逐漸的應(yīng)用到機(jī)械制造的系統(tǒng)之中,實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造行業(yè)更好的發(fā)展。
3.2機(jī)械制造的柔性化應(yīng)用
機(jī)械制造中的柔性化應(yīng)用,指的是機(jī)械制造生產(chǎn)出來的產(chǎn)品,更能夠適應(yīng)市場(chǎng)的需要,能夠根據(jù)的市場(chǎng)的不同需求來改變產(chǎn)品的特質(zhì)。機(jī)械制造行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)必須要隨時(shí)根據(jù)市場(chǎng)需求的變化來變化,柔性化技術(shù)的應(yīng)用,可以更好的對(duì)機(jī)械制造中產(chǎn)品的類型與結(jié)構(gòu)屬性進(jìn)行調(diào)整,從而提高機(jī)械制造的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。
3.3機(jī)械制造的智能化應(yīng)用
隨著科技的不斷發(fā)展,智能化的產(chǎn)品越來越多的出現(xiàn)在人們的日常生活中。機(jī)械制造中的智能化應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造過程中的各種現(xiàn)象進(jìn)行智能化的反應(yīng),確保運(yùn)行的最優(yōu)化。
作者:張浩
中圖分類號(hào):G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1672-1578(2013)07-0281-01
1.機(jī)械自動(dòng)化的產(chǎn)生與發(fā)展
自進(jìn)入21世紀(jì)以來,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)取得了迅速的發(fā)展,對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程也產(chǎn)生了巨大的影響,隨著自動(dòng)化技術(shù)在社會(huì)各個(gè)方面的普遍應(yīng)用,機(jī)械自動(dòng)化在實(shí)際生產(chǎn)中的體現(xiàn)也越來越明顯。利用自動(dòng)化生產(chǎn)來加工制造工業(yè)產(chǎn)品,不僅提高了生產(chǎn)效率,也極大的減少了加工所需的人力成本。同時(shí),機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展也起到了巨大的推動(dòng)作用。
一戰(zhàn)后,西方工業(yè)國(guó)家開始了第二輪工業(yè)革命,即通過機(jī)械化大生產(chǎn)來加工制造冷金屬,而后,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的誕生和應(yīng)用,機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)更加成熟,尖端技術(shù)也一直為歐美國(guó)家所壟斷。
近年來,我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化取得了令人矚目的發(fā)展,但距離歐美國(guó)家的先進(jìn)水平仍然有不小的差距,制約我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化的原因主要是:產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次低、機(jī)械制造業(yè)水平參差不齊、企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新產(chǎn)品。
2.自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的具體應(yīng)用
2.1 集成化應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別集成制造系統(tǒng)的構(gòu)造,比較簡(jiǎn)便有效的方法就是對(duì)各種技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的集成化應(yīng)用,主要是借助系統(tǒng)工程理論的有效指導(dǎo)和信息技術(shù)對(duì)企業(yè)的制造流程進(jìn)行整體上的優(yōu)化,通過精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)和過程重組等手段促進(jìn)適度自動(dòng)化,并在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)的支持下,將機(jī)械制造企業(yè)的各種要素以及經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)集成為一個(gè)有機(jī)整體,實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造以人為中心的柔性化生產(chǎn)。自動(dòng)化及相關(guān)技術(shù)的集成化應(yīng)用在提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量,降低新產(chǎn)品研發(fā)成本,保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2.2 柔性自動(dòng)化的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,對(duì)機(jī)械制造企業(yè)的應(yīng)變能力、客戶需求的快速反應(yīng)與適應(yīng)能力都提出了更高的要求,需要企業(yè)能夠結(jié)合市場(chǎng)需求和技術(shù)更新等外部條件的變化,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)以及制造種類的合理調(diào)整,這時(shí)柔性自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用就顯得尤為重要。柔性自動(dòng)化系統(tǒng)是在確保柔性生產(chǎn)的前提下,通過人機(jī)界面的優(yōu)化和自動(dòng)化的合理追求建立相對(duì)完善的信息管理系統(tǒng),進(jìn)而充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)管理所能產(chǎn)生的效益。在柔性自動(dòng)化系統(tǒng)中,自動(dòng)化設(shè)備可能與普通設(shè)備是共同存在的,而且在機(jī)械制造的個(gè)別環(huán)節(jié)允許人為干預(yù)的出現(xiàn),因而有效提高了機(jī)械制造對(duì)外界因素變化的適應(yīng)能力,使得制造出的產(chǎn)品可以更好地適應(yīng)市場(chǎng)的需求。此外,柔性自動(dòng)化加工系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)與柔性制造系統(tǒng)的有效銜接,提高了機(jī)械生產(chǎn)、機(jī)械設(shè)置與機(jī)械制造之間的聯(lián)系,大大提高了機(jī)械制造的自動(dòng)化程度。
2.3 智能化應(yīng)用。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的智能化應(yīng)用,是由自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)、人工智能技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)等彼此間的相互滲透與交織,進(jìn)而形成的一種綜合性的應(yīng)用技術(shù),是人類專家與智能機(jī)械共同組成的一個(gè)人機(jī)一體化的智能系統(tǒng),可以在機(jī)械制造過程開展一系列的智能活動(dòng),如智能化的分析、推理、判斷與決策等。因此,智能機(jī)械制造技術(shù)是人工智能技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)的有效結(jié)合,它把人工智能融入到了機(jī)械制造系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié),可以借助專家智力活動(dòng)的模擬,代替機(jī)械制造過程中很多需要專家親自完成的活動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械制造過程的自動(dòng)化監(jiān)測(cè),并對(duì)監(jiān)測(cè)到的問題進(jìn)行自動(dòng)的改進(jìn)或預(yù)防。
此外,自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的智能化應(yīng)用還具有了一定的突發(fā)事件應(yīng)對(duì)能力,能夠根據(jù)外部事件的發(fā)生對(duì)自身的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)而更好地適應(yīng)外部需求,確保機(jī)械制造過程的最優(yōu)化。
2.4 虛擬化的應(yīng)用。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的虛擬化應(yīng)用,是以系統(tǒng)建模和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)的,包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、現(xiàn)代機(jī)械制造工藝、并行工程、多媒體技術(shù)、人工智能、信息技術(shù)等,是一種由多種學(xué)科技術(shù)組成的綜合系統(tǒng)技術(shù)。機(jī)械虛擬制造技術(shù)通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和信息技術(shù)對(duì)機(jī)械制造的過程進(jìn)行仿真,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)和解決機(jī)械制造過程中可能出現(xiàn)的問題,這對(duì)降低機(jī)械制造成本、縮短機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品合格率,增強(qiáng)機(jī)械產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力都是非常有利的。
3.自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造中的發(fā)展前景
機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展,在很大程度上決定了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和民族的偉大復(fù)興,但是由于我國(guó)的自動(dòng)化水平相對(duì)降低,因此應(yīng)加速尋求更快、更省的發(fā)展之路,但也絕不是對(duì)國(guó)外自動(dòng)化技術(shù)的盲目引進(jìn)和照搬照抄,而是應(yīng)當(dāng)制定長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,從低級(jí)到高級(jí),從不完善到完善需要的逐步發(fā)展。
自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用已經(jīng)有很多年的歷史,但是與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化水平還相對(duì)較低,目前僅僅是處于起步階段。伴隨著我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,其在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。
對(duì)于機(jī)械制造企業(yè)而言,只有堅(jiān)持以國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展需要以及廣大世界人民生活水平發(fā)展需要為導(dǎo)向,實(shí)事求是,腳踏實(shí)地,不斷的學(xué)習(xí)、研究和借鑒世界其他國(guó)家的先進(jìn)技術(shù),這樣才能確保機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的健康、可持續(xù)發(fā)展,在機(jī)械制造領(lǐng)域產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)全面的機(jī)械自動(dòng)化目標(biāo),努力提高我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
4.結(jié)束語
機(jī)械制造行業(yè)對(duì)于一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的發(fā)展具有十分關(guān)鍵的作用,這就要求我國(guó)要不斷的加大機(jī)械自動(dòng)化的力度,促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。總之,隨著自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展,其在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛,必然會(huì)促使我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)入一個(gè)全新的階段。因此,我們需要在積極引進(jìn)和吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)成果的基礎(chǔ)上,樹立高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn),循序漸進(jìn)、持續(xù)開發(fā)的發(fā)展理念,促進(jìn)我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的又好又快發(fā)展,不斷提高機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
目前,在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)的背景下,機(jī)械制造業(yè)也在整體轉(zhuǎn)型升級(jí),而隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展,自動(dòng)化技術(shù)正在并將廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)融合了信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程等諸多方面的理論,其在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用,不僅極大減少了企業(yè)生產(chǎn)的成本費(fèi)用,提高了機(jī)械制造的生產(chǎn)效率,而且使機(jī)械制造整個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)模式發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變,極大地提高了企業(yè)的市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。
1自動(dòng)化技術(shù)概述
自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)綜合性技術(shù),其涉及的范圍比較廣,主要包括系統(tǒng)工程、信息論、控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制以及電子學(xué)等,其中以控制理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)為主。自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面:機(jī)電一體化、機(jī)械功能多元化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化以及控制智能化。歷經(jīng)多年的發(fā)展與完善,現(xiàn)階段的自動(dòng)化技術(shù),融合了信息處理技術(shù)以及計(jì)算機(jī)管理技術(shù),相比于傳統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù),新時(shí)期的自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用更好的提高了機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)效率。在現(xiàn)階段機(jī)械制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新常態(tài)下,自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)自動(dòng)化技術(shù)可以更好地代替人工工作,進(jìn)而逐漸替代人腦工作部分,確保工作結(jié)果的精準(zhǔn)性;(2)自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造系統(tǒng)的自動(dòng)化、流程化;(3)自動(dòng)化技術(shù)可以使機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)過程變得更加具體。
2自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的具體應(yīng)用
2.1柔性化應(yīng)用
柔性化應(yīng)用即指機(jī)械制造企業(yè)需要根據(jù)市場(chǎng)的需求變化,不斷的自身的生產(chǎn)過程進(jìn)行合理調(diào)整,以保證機(jī)械生產(chǎn)能夠符合當(dāng)下市場(chǎng)的實(shí)際需求。為此,在實(shí)際生產(chǎn)的過程中,企業(yè)必須精確把握機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)以及市場(chǎng)三者之間的關(guān)系,并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)使其有效統(tǒng)一起來。機(jī)械自動(dòng)化柔性化技術(shù)的應(yīng)用,極大的提高了企業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品性能,同時(shí)也提高了機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)與市場(chǎng)實(shí)際需求之間的適應(yīng)性。此外,柔性制造在降低了企業(yè)人工成本的同時(shí),也提高了生產(chǎn)的安全性,減少了意外的人身傷害。與此同時(shí),自動(dòng)化技術(shù)的柔性化也在很大程度上提高了資源利用率,在順應(yīng)了時(shí)展趨勢(shì)的同時(shí),進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程。需要注意的是,企業(yè)應(yīng)該善用計(jì)算機(jī)管理技術(shù)對(duì)制造、設(shè)計(jì)與市場(chǎng)三者間的關(guān)系進(jìn)行管理。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,不僅可以增強(qiáng)信息處理水平,同時(shí)還可以打破空間與時(shí)間上的限制,顯著降低信息處理成本,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)多樣化生產(chǎn),進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求的適應(yīng)能力。但是,不可否認(rèn)的是,我國(guó)機(jī)械制造業(yè)目前的柔性制造仍然受到許多因素的限制。例如,信息系統(tǒng)的安全性、市場(chǎng)反應(yīng)的靈活性以及市場(chǎng)靈敏度等。所以,在其推廣過程中,相關(guān)人員需要進(jìn)行更加深入的改進(jìn)與完善。
2.2集成化應(yīng)用
集成化應(yīng)用即指企業(yè)利用計(jì)算機(jī)集成思想,站在企業(yè)生產(chǎn)的整個(gè)過程中,對(duì)現(xiàn)有的原料、信息以及生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行集成與優(yōu)化,進(jìn)而促使技術(shù)功能與經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的有效集成,并通過技術(shù)與經(jīng)營(yíng)的集成推動(dòng)企業(yè)發(fā)展,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。而計(jì)算機(jī)集成思想指的是利用信息技術(shù),優(yōu)化企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)制造過程的一種思想。現(xiàn)階段,機(jī)械企業(yè)的集成需要以其內(nèi)部的動(dòng)態(tài)集成作為首要目標(biāo),以此來推動(dòng)自身企業(yè)的全球化、國(guó)際化發(fā)展。目前,高度集成化的芯片以及專用集成電路以及在機(jī)械制造行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,極大的提高了機(jī)械制造數(shù)控系統(tǒng)的集成性,以及系統(tǒng)軟硬件的運(yùn)行速度;而LED平板計(jì)數(shù)的應(yīng)用,則極大的增強(qiáng)了顯示器的性能;在機(jī)械制造中的互連技術(shù)以及封裝技術(shù)中,也融合了表面安裝技術(shù)與半導(dǎo)體;同時(shí),通過縮短互連長(zhǎng)度、減少互連數(shù)量、增強(qiáng)集成電路密度等措施,有效降低了產(chǎn)品價(jià)格,并且極大的改進(jìn)了產(chǎn)品性能,是組件的尺寸變小,進(jìn)而增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。
2.3智能化應(yīng)用
智能化應(yīng)用即指企業(yè)根據(jù)制造整個(gè)過程的需求與實(shí)際情況,適當(dāng)?shù)膽?yīng)用人工智能技術(shù),以此來縮小人工生產(chǎn)與機(jī)械化生產(chǎn)二者間的距離,進(jìn)而使機(jī)械化生產(chǎn)逐步取代人工生產(chǎn),降低企業(yè)的人力資源費(fèi)用。智能化的機(jī)械制造系統(tǒng),不僅將智能性完美的體現(xiàn)了出來,同時(shí)還極大的提高了系統(tǒng)的外部適應(yīng)能力,以及系統(tǒng)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)變處理能力,從某種角度上看,智能化制造技術(shù)將機(jī)械制造系統(tǒng)維系在一個(gè)相對(duì)完善的狀態(tài)之內(nèi)。相比于傳統(tǒng)的機(jī)械制造系統(tǒng),智能化制造系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)更加明顯,不需要學(xué)習(xí)提升或是組織適應(yīng)的過程,不僅降低了人工成本,同時(shí)也提高了生產(chǎn)的效率以及質(zhì)量。此外,智能化制造體系還能夠?qū)κ袌?chǎng)變化進(jìn)行一定程度的預(yù)測(cè),進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃,合理管理材料,控制機(jī)械生產(chǎn)過程。現(xiàn)如今,我國(guó)已經(jīng)研發(fā)出了CAD、CAPP等新型智能技術(shù),極大促進(jìn)了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。
3結(jié)論
本文簡(jiǎn)要介紹了自動(dòng)化技術(shù)的基本情況,在此基礎(chǔ)上,對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了深入探究:柔性化應(yīng)用、集成化應(yīng)用以及智能化應(yīng)用。總而言之,自動(dòng)化、信息技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)三者的有機(jī)統(tǒng)一,是機(jī)械制造行業(yè)未來的主要發(fā)展趨勢(shì)。因此,相關(guān)企業(yè)或者生產(chǎn)技術(shù)人員必須將機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行有效的整合、優(yōu)化與完善,進(jìn)而借助機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的柔性化、集成化以及智能化,為產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提供保障,從而顯著增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,使其在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利位置。
參考文獻(xiàn)
[1]謝世權(quán),謝麗.淺談機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展[J].知識(shí)經(jīng)濟(jì),2013(09):115-116.
[2]傅彩虹.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的運(yùn)用分析[J].時(shí)代農(nóng)機(jī),2016,43(05):17-18.
[3]王玲維,占建民.試論機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用[J].工業(yè)設(shè)計(jì),2016(12):167-168.