时间：2023-05-30 10:25:55
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇柔性制造，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
随着社会的进步和生活水平的提高,社会对产品多样化,低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,传统的制造技术已不能满足市场对多品种小批量,更具特色符合顾客个人要求样式和功能的产品的需求。90年代后,由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展,制造业自动化进入一个崭新的时代,技术日臻成熟。柔性制造技术已成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点。
1基本概念
11柔性柔性可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部环境变化的能力,可用系统满足新产品要求的程度来衡量;第二方面是系统适应内部变化的能力,可用在有干扰(如机器出现故障)情况下,系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。“柔性”是相对于“刚性”而言的,传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产。其优点是生产率很高,由于设备是固定的,所以设备利用率也很高,单件产品的成本低。但价格相当昂贵,且只能加工一个或几个相类似的零件,难以应付多品种中小批量的生产。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换,一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内,生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。柔性主要包括1)机器柔性当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。
2)工艺柔性一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力;二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。
3)产品柔性一是产品更新或完全转向后,系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力;二是产品更新后,对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。
4)维护柔性采用多种方式查询、处理故障,保障生产正常进行的能力。
5)生产能力柔性当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统,这一点尤为重要。
6)扩展柔性当生产需要的时候,可以很容易地扩展系统结构,增加模块,构成一个更大系统的能力。
7)运行柔性利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品,换用不同工序加工的能力。
12柔性制造技术柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群,我们认为凡是侧重于柔性,适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为:
1)柔性制造系统(FMS)
关于柔性制造系统的定义很多,权威性的定义有:
美国国家标准局把FMS定义为:“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。国际生产工程研究协会指出“柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族,系统的柔性通常受到系统设计时所考虑的产品族的限制。”而我国国家军用标准则定义为“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统,它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,适用于多品种、中小批量生产。”简单地说,FMS是由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。目前常见的组成通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。目前反映工厂整体水平的FMS是第一代FMS,日本从1991年开始实施的“智能制造系统”(IMS)国际性开发项目,属于第二代FMS;而真正完善的第二代FMS预计本世纪十年代后才会实现。
2)柔性制造单元(FMC)
FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6～8年,FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展的一种产物,它是由1～2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,其特点是实现单机柔性化及自动化,具有适应加工多品种产品的灵活性。迄今已进入普及应用阶段。
3)柔性制造线(FML)
它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分散型控制系统(DCS)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。
4)柔性制造工厂(FMF)FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化。
2柔性制造所采用的关键技术2.1计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.2模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
2.3人工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今,柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为柔性制造的诸方面工作增强了柔性。展望未来,以知识密集为特征,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在柔性制造业(尤其智能型)中起着日趋重要的关键性的作用。目前用于柔性制造中的各种技术,预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在柔性制造技术中的应用规模将在比目前大4倍。智能制造技术(IMT)旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化柔性制造技术具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的,它使传感器具有内在的“决策”功能。
24人工神经网络技术
人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自动化系统中的一个组成部分。
3柔性制造技术的发展趋势
31FMC将成为发展和应用的热门技术
这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
32发展效率更高的FML
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是FML的发展趋势。
33朝多功能方向发展
由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。
4结束语
柔性制造技术是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。届时,智能化机械与人之间将相互融合,柔性地全面协调从接受订货单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。
近年来,柔性制造作为一种现代化工业生产的科学“哲理”和工厂自动化的先进模式已为国际上所公认,可以这样认为:柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上,将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程,在计算机及其软件的支撑下,构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统,以实现全局动态最优化,总体高效益、高柔性,并进而赢得竞争全胜的智能制造技术。它作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技,为未来机构制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图,将成为21世纪机构制造业的主要生产模式。实现了按端口、MAC地址、应用等来划分虚拟网络,有效地控制了企业内部网络的广播流量和提高了企业内部网络的安全性。
4结论
关键词：科技革命 制造业 柔性制造
科技的迅猛发展不但改变了物理世界，而且改变了人们的思想观念，并从根本上改变了人们的生活方式，从而给制造业实体和理念上双重性的深远影响。科技革命带了变革的速度持续加快，从根本上加强了世界的互联性，增加了多样性，使得多元化成为常态，并加剧了不稳定性，从而使商业环境更加呈现出动态性的特点。由此，产品的革新速度和多样性空前加快，特别是全球竞争与国际贸易深入发展，企业想在全球供应链和国际竞争中占据有利位置而不被淘汰，就必须适应由科技突变而带来的环境快速变化的趋势。柔性制造策略是制造业面临信息时代挑战的重要策略，也是适应外部商业环境快速变化和客户需要动态要求的重要策略。因此，建立柔性制造系统对于我国制造业的生存和发展具有重要现实意义。
一、柔性制造概述
1、柔性制造的内涵。柔性制造技术是1967年英国莫林斯（molins）提出来的用于机械制造行业的一种先进制造技术，此后这一理念在各行各业得到了广泛应用，并已成为现代制造的一种科学“哲理”，倍受推崇。柔性制造技术的范围是十分广泛的，是对不同品种实现柔性制造的各种技术的总和。凡是侧重于快速转换的柔性要求、适合多品种、小批量生产的加工技术都属于柔性制造技术的范畴，如柔性制造系统、柔性制造单元、柔性制造线、柔性制造工厂等。
2、柔性制造的影响因素。企业柔性制造的能力受到许多因素的影响，是企业综合灵活适应能力的体现。但具体而言，影响柔性制造技术水平的因素主要包括以下方面：（1）设备柔性：即设备满足工艺变化的程度，这一点主要体现在市场需求变化时，设备转换生产一系列不同品种产品的能力。（2）工艺柔性：工艺柔性包含两个方面：一是工艺流程不变化时，其自身适应产品和原材料变化的能力；二是为适应产品和原材料变化而改变原有工艺的难易程度。（3）产品柔性：一是产品更新或完全转型后，系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力；二是产品更新后，对老产品有用的特性的继承能力和兼容能力。（4）生产能力柔性：当生产量、品种变化时，系统也能经济地运行的能力。（5）维护柔性：持续高效地查询、处理故障以保证生产正常进行的能力。（6）扩展柔性：当生产需要时，扩展系统结构，增加模块，构成一个更大系统的能力。（7）服务柔性：一是在顾客产品使用寿命周期内，用新部件维修旧产品的能力；二是一些产品还需要可升级的能力。
3、柔性制造的指标体系。整体而言，柔性制造中“柔性”表现为两个方面：第一方面是系统适应外部变化的能力，第二方面是系统适应内部变化的能力。具体而言，衡量一个制造系统柔性高低程度主要有三个衡量指标：数量的柔性，允许各种因素（如产量）自由变化的幅度；时间的柔性，能够实现变量（如销售量）自由变化的幅度所需对应的时间；成本的柔性，在订单波动、产量波动的情况下，各项费用尤其是人工变动费用如何随之变化，其费用的变动，尤其是人工成本随产量波动而相应变动的逼近程度反映了柔性管理的水平高低。如图1所示。
二、柔性制造系统的优势
1、灵活的适应能力。柔性制造技术的“柔性”是相对于传统生产方式的“刚性”而言的，它是相对的，动态的，也是不断改进的技术，而不是一成不变的。由于工业化带来需求的规模化，传统生产线主要实现的是单品种的持续性的大批量生产，优点是生产效率高，次品率低，单位产品生产成本低，能同时满足大量客户的需求，适合标准化占领市场。但随着科技革命的进一步发展，它改变了商业环境和现代市场的需求方式，客户需求快速变化，并表现为多元化和个性化特征。传统的制造方式难以满足现代市场要求的多品种、小批量和快速化的生产需求，更缺乏现代市场所要求的灵活适应性能力。基于现代市场环境的变化，制造系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它能否在很短的开发周期内生产出低成本、高质量、不同品种产品的能力，能否适应客户需求的不断变化。因而，柔性生产对于制造业变得越来越重要。
2、较高的客户价值。由于柔性制造的思想和方法非常适合小批量、多品种、及时交货的现代市
场需求趋势，在适合市场变化和客户要求方面具有极大的快速灵活适应能力。企业通过创造柔性优势，一方面，可以满足了客户的小批量、多品种的订单需求，适应了制造业市场快速多变的需求；另一方面，柔性制造系统能够充分发挥企业的柔性优势采取design in 的销售模式，主动为客户提升产品个性化价值，提高产品的附加值和客户的满足度，为品牌赢得声誉，树立良好的品牌形象。design in即“设计介入”，是指销售人员要在客户进行产品设计的前端介入。企业在实施design in 的销售模式中，要推广“顾问式销售，专家式服务”的销售文化：要求每位销售人员要成为客户产品问题的解决方案的专家，不仅仅推销自己的产品，更重要的是要从客户需求的角度帮助客户实现产品的优化设计，提升产品的个性化，为客户带来较高的附加价值。同时，将客户的个性化方案与企业的技术优势、柔性优势相结合，实现利润模式上的双赢。在客户价值得到提升的同时，企业也将获得大量订单及个性化的溢价。
三、构建完善的柔性制造系统
1、提高设备柔性。（1）增加灵活性设备。为适应柔性制造的要求，企业在设备设计方面，必须针对柔性的要求进行全面和重大的调整。如在设备的调整方面，可以逐渐放弃单一用途的设备，增加多功能用途的设备；可以放弃难以转换的设备，增加转换能力较强的设备；可以减少设备整机的配备，增加多用途零部件组装型设备等。这样不仅能够提高企业设备的转换能力，而且能够减少设备成本，在最佳经济条件下提高企业的柔性制造能力。（2）统一设备类型。不同型号转换时，由于要求不同，每次转换都会要求进行设备参数的重新调整等许多环节的重复无效率的工作，既影响工效又影响质量。为此，企业应该在生产许可和技术条件可行的情况下，统一零部件生产要求，或产品生产要求，并通过优化设计，将多种型号材料和零部件减少类型，或统一化，同时增加它们的灵活适应性。这样不仅能够提高工作效率，而且能减少浪费，缩减成本，提高柔性制造能力。
2、柔性生产系统的设计。企业在构建适合自身的柔性制造系统时，必须进行生产系统的柔性设计，这里所提高的柔性生产系统主要是“以单元化作业+人工辅助的生产模式”的生产模式。这种方式和完全的人工和自动化相比，具有巨大的优势：通过单元中自动化设备保证了质量水平；通过人工连接，降低了投资与运行成本，而又不影响质量；在一些简单操作工序，采取人工操作，但通过工装夹具来预防和控制人工生产的质量波动。此外，这种模式还具有较好的柔性，对批量的要求大大降低。这一点在中国的许多制造业企业中具有典型的体现，中国之所在在全球供应链中成为重要的零配件生产、加工，以及产品的组装基地，和中国半自动化和人工化的灵活性有一定联系。不过，我国企业未来构建柔性制造系统的重点应该加强科学合理的管理系统建设，加强单元自动化作业和人工辅助的双重建设，并在设备转换，工艺变化，生产能力的维护、扩展和服务方面更加柔性化，提高适应市场变化和客户个性化需求的要求。
3、建立完全信息化的管理系统。在快速变化面前，企业面临的最大风险就是库存的风险。这种风险体现在：客户的个性化要求，带来产品的通用性差，多余的成品就变成了废品，导致企业的成本急剧增加；技术的快速进步引起新生产的产品性能的阶段性提升，导致原来库存的产品自然降级，失去市场流通的利润价值，给企业带来巨大经济损失；有些产品随着库存时间的延长，产品会性能变差，产品有可能损坏而不能出售，给企业造成经济损失。基于快速变化带来的库存性风险，我国制造也企业应该开发或先进的erp系统，提升了信息化管理水平，更重要的是优化了企业的流程，强化了企业精细化管理的观念，对库存产品实行“专用型号订单化管理，通用型号流量化管理”，并按生产批号对库存产品的质量实行全寿命周期的追踪管理，使库存得到有效管理，及时预防和控制因库存而产生的质量问题，使因库存质量而造成的经济损失最小化。
4、建设多能工队伍。由于现代制造业都是按订单生产，而订单的波动性又相当大，由此便导致了产量的剧烈波动。在订单多时，繁忙的季节，员工都能够全员工作，取得可观的收入；但当订单下降时，原来数量的员工就会变得多余，如要保持员工数量的不减少，就会使员工的工作时间大幅缩减，从而使一线工人收入大幅下降，最终将导致员工队伍的稳定。为此，企业应该采用了柔性化的绩效管理机制。将核心骨干和关键岗位的员工发展为多能工，用高工资保证这部分员工队伍的稳定，在较低的订单下，能够一人多能，保持80%的工作饱和度；当订单突然增大时，能够在关键岗位保证产品质量，并带动新人快速适应简单岗位的工作。这样，实现了短期内从较低的产能过渡到较高的产能的快速变换能力。从而使变动成本与实际产量实现基本的同步波动，提高成本的柔性水平
。
四、结束语
现代商业的竞争已经从产品和质量的竞争变成快速适应能力的竞争。在现代全球竞争和科技突飞猛进的今天，只要跟不上市场和客户的需求变化的速度，质量再好的产品也会被淘汰。柔性制造是现代制造业企业适应现代商业竞争环境的重要策略，对于提高企业的灵活适应性能力、满足市场需求和客户需求快速变化的能力至关重要。我国制造业企业具有开阔的视野，在借鉴国外先进柔性制造技术的基础上，结合自身的优势，扬长避短，创建适合自身发展的具有中国特色的制造业企业的柔性制造系统。特别是，我国制造业企业要利用我国丰富的人力资源，并把我国制造业自动化程度不高的缺点转变为转换能力强的优势，因势利导地构建适合现代国际制造业竞争需求和客户需求快速变化的要求，实现我国制造业柔性制造的跨越式发展。
【参考文献】
[1] 孙新、刘铁军、：企业质量管理中精确检测手段的应用[j].郑州航空工业管理学院学报，2005（3）.
[2] 肖智军、党新民、刘胜军：精益生产方式[m].海天出版社，2005.
[3] 张晓玲、史金飞、洪著财等：敏捷制造企业的分布式质量控制系统[j].东南大学学报（自然科学版），2007（6）.
[4] 李鸿斌、何志海：柔性制造技术的现状及发展趋势[j].桂林航天工业高等专科学校学报，2005（2）.
随着社会的进步和生活水平的提高，社会对产品多样化，低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切，传统的制造技术已不能满足市场对多品种小批量，更具特色符合顾客个人要求样式和功能的产品的需求。90年代后，由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展，制造业自动化进入一个崭新的时代，技术日臻成熟。柔性制造技术已成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点。
1 基本概念
1 1 柔性柔性可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足新产品要求的程度来衡量;第二方面是系统适应内部变化的能力，可用在有干扰(如机器出现故障)情况下，系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。“柔性”是相对于“刚性”而言的，传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产。其优点是生产率很高，由于设备是固定的，所以设备利用率也很高，单件产品的成本低。但价格相当昂贵，且只能加工一个或几个相类似的零件，难以应付多品种中小批量的生产。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换，一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内，生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。柔性主要包括
1) 机器柔性 当要求生产一系列不同类型的产品时，机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。
2) 工艺柔性 一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力;二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。
3) 产品柔性 一是产品更新或完全转向后，系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力;二是产品更新后，对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。
4) 维护柔性 采用多种方式查询、处理故障，保障生产正常进行的能力。
5) 生产能力柔性 当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统，这一点尤为重要。
6) 扩展柔性 当生产需要的时候，可以很容易地扩展系统结构，增加模块，构成一个更大系统的能力。
7) 运行柔性 利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品，换用不同工序加工的能力。
1 2 柔性制造技术柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群，我们认为凡是侧重于柔性，适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为:
1) 柔性制造系统(FMS)
关于柔性制造系统的定义很多，权威性的定义有:
美国国家标准局把FMS定义为:“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。 国际生产工程研究协会指出“柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统，在最少人的干预下，能够生产任何范围的产品族，系统的柔性通常受到系统设计时所考虑的产品族的限制。” 而我国国家军用标准则定义为“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统，它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。” 简单地说，FMS是由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。 目前常见的组成通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等)，由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。目前反映工厂整体水平的FMS是第一代FMS，日本从1991年开始实施的“智能制造系统”(IMS)国际性开发项目，属于第二代FMS;而真正完善的第二代FMS预计本世纪十年代后才会实现。
2) 柔性制造单元(FMC)
FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6～8年，FMC可视为一个规模最小的FMS，是FMS向廉价化及小型化方向发展的一种产物，它是由1～2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成，其特点是实现单机柔性化及自动化，具有适应加工多品种产品的灵活性。迄今已进入普及应用阶段。
3) 柔性制造线(FML)
它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机床，对物料搬运系统柔性的要求低于FMS，但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分散型控制系统(DCS)为代表，其特点是实现生产线柔性化及自动化，其技术已日臻成熟，迄今已进入实用化阶段。
4) 柔性制造工厂(FMF) FMF是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际，实现生产系统柔性化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平，反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表，其特点是实现工厂柔性化及自动化。
2 柔性制造所采用的关键技术
2.1 计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将三维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.2 模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能，可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整，使系统性能大为改善，其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
2.3 人工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今，柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为柔性制造的诸方面工作增强了柔性。展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在柔性制造业(尤其智能型)中起着日趋重要的关键性的作用。目前用于柔性制造中的各种技术，预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初，人工智能在柔性制造技术中的应用规模将在比目前大4倍。智能制造技术(IMT)旨在将人工智能融入制造过程的各个环节，借助模拟专家的智能活动，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程，系统能自动监测其运行状态，在受到外界或内部激励时能自动调节其参数，以达到最佳工作状态，具备自组织能力。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化柔性制造技术具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的，它使传感器具有内在的“决策”功能。
2 4 人工神经网络技术
人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域，神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统，成为现代自动化系统中的一个组成部分。
3 柔性制造技术的发展趋势
3 1 FMC将成为发展和应用的热门技术
这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近，更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
3 2 发展效率更高的FML
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是FML的发展趋势。
3 3 朝多功能方向发展
由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。
4 结束语
柔性制造技术是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势，是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。届时，智能化机械与人之间将相互融合，柔性地全面协调从接受订货单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。
近年来，柔性制造作为一种现代化工业生产的科学“哲理”和工厂自动化的先进模式已为国际上所公认，可以这样认为:柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上，将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程，在计算机及其软件的支撑下，构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统，以实现全局动态最优化，总体高效益、高柔性，并进而赢得竞争全胜的智能制造技术。它作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技，为未来机构制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图，将成为21世纪机构制造业的主要生产模式。实现了按端口、MAC地址、应用等来划分虚拟网络，有效地控制了企业内部网络的广播流量和提高了企业内部网络的安全性。
4 结 论
【关键词】柔性；制造系统；加盖机械手；PLC控制；控制流程；接线方式
在柔性制造系统中，加盖机械手主要是通过PLC控制程序实现自动控制和工作运行的，因此，PLC控制是柔性制造系统加盖机械手的重要组成部分，有着非常关键的作用和影响。此外，在柔性制造系统中，加盖机械手的工作运行主要是通过直流电机带动蜗轮蜗杆动作，然后在减速电机作用下，驱动摆臂将上盖装配到工件主体中，以完成装配后工件随着托盘向下一站传送运行的工作任务。下文将在对于柔性制造系统加盖机械手的结构组成分析基础上，对其PLC控制流程以及控制接线方式、PLC控制的设计实现等进行分析论述，以提高柔性制造系统加盖机械手自动控制水平。
一、柔性制造系统加盖机械手的结构组成分析
1、柔性制造系统加盖机械手结构分析
在柔性制造系统中，加盖机械手的作用功能主要体现在通过交流电动机带动加盖机械手中的蜗轮蜗杆，然后在减速电机的作用下驱动摆臂，以实现将上盖装配到工件主体中，并在完成装配工作后使工件随着托盘向下一站传送，以完成加盖机械手在柔性制造系统中的工作任务。根据加盖机械手的这一作用功能，可以知道加盖机械手的主要结构组成包括蜗轮蜗杆减速机构以及传送电机、料槽、摆臂、工作指示灯、直线单元。
2、柔性制造系统加盖机械手控制单元结构分析
在柔性制造系统中，加盖机械手的控制部分是实现加盖机械手自动控制的关键部分，而加盖机械手的自动控制是通过PLC控制程序实现的。通常情况下，加盖机械手控制部分的硬件结构主要包括检测元件以及执行机构、控制元件等，其中，检测元件是加盖机械手控制结构中的传感器部分，它的输出是PLC控制的输入信号，而加盖机械手的机械动作则是由执行结构完成实现的。在实际工作运行中，为了实现加盖机械手控制部分的控制功能，需要在控制结构部分进行各种必需的检测和传感装置的安装设置，通常包括电感式传感器和电容式传感器、微动开关等，此外，还需要进行直流电机以及电磁铁等执行机构和继电器等控制元件的安装设置，如下图1所示，即为加盖机械手控制单元的安装结构示意图。
在上图所示的加盖机械手控制单元安装结构中，S1表示的是托盘检测单元，S2表示的是上盖检测单元，SQ1表示的是取件限位部分，SQ2表示的是放件限位部分，M1表示的是传送电机，M2表示的是加盖电机，KM1表示的是电机取件继电器，KM2表示的是电机放件继电器，YM表示的是直流电磁吸铁，HL1表示的是红色指示灯，HL2表示的是绿色指示灯。
二、柔性制造系统加盖机械手PLC控制流程
在柔性制造系统中，加盖机械手控制单元在系统启动运行后，控制单元的指示灯将处于开启状态，然后由直线电动机驱动传送带进行动作运转，并且在系统运行停止前始终保持运行状态。其次，在加盖机械手控制系统运行期间，如果托盘加载工作主体到达定位口时，电感式传感器在进行托盘检测后发出检测信号，这时绿色指示灯就会启动，同时红色指示灯熄灭，然后再由电容式传感器进行上盖检测后启动主摆臂进行加盖动作执行。此外，加盖机械手控制系统运行期间，PLC控制程序通过两个继电器进行电机正反转控制，同时带动减速机电机促使摆臂进行动作运行，由主摆臂从料槽中取出上盖，并完成加盖动作。最后，加盖机械手控制系统运行期间，摆臂在返回后限位开关发出信号后，摆臂结束返回动作，同时上盖传感器会发出检测信号确认后启动下一步运行动作，并在下一步动作完成后，恢复限位状态，同时绿色指示灯熄灭，红色指示灯亮起，控制单元回归到预备工作的状态。
三、柔性制造系统加盖机械手控制单元软件设计分析
根据上文对于柔性制造系统加盖机械手控制单元的结构组成以及控制流程的分析，可以看出柔性制造系统加盖机械手的动作运行主要是通过PLC控制程序的自动控制完成实现的，因此，在进行柔性制造系统加盖机械手控制单元软件设计中，主要就是进行PLC控制程序的设计实现，对于这一控制单元与程序可以采用西门子S7-200PLC进行设计，以完成对于柔性制造系统加盖机械手的动作运行控制，该控制程序的具体控制流程如上图3所示。
在完成对于加盖机械手控制单元PLC控制程序的设计后，进行加盖机械手控制单元控制运行调试时，可以通过开关进行机械手信号状态模拟的方式，按照相关的顺序动作进行控制模拟输入，并对于输入接口板的指示灯状态以及输出接口板的继电器动作结果进行监控，在控制功能与加盖机械手的控制要求达到一致的情况下，进行机械手输入以及输出控制线缆的连接，其具体连接方式如下图2所示。
此外，在进行加盖机械手PLC控制程序设计过程中，值得注意的是应将交流电动机的正转以及反转动作进行互锁，避免控制程序运行过程中发生短路故障。
四、结束语
总之，在柔性制造系统中，加盖机械手控制单元作为其动作运行控制实现的重要部分，有着非常重要的作用和影响。进行柔性制造系统加盖机械手PLC控制的分析，有利于保证加盖机械手控制单元的控制动作合理稳定，对于加盖机械手的动作任务完成实现都有积极作用。
参考文献
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【关键词】FMS500柔性制造系统；电机抱闸制动；变频调速；随行小车准停
一、概述
柔性制造系统是一个由一组数控机床和其他自动化装备组合在一起，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。它由加工、物流、信息流三个子系统组成。
由于柔性制造系统能够以极快的速度对市场需求进行响应，而且能够极大地提高生产效率，节约生产成本，因此它在汽车、飞机、船舶、模具等现代制造业中有着非常广泛的应用。
柔性制造系统涉及到多门学科种类，如数控技术、控制工程以及先进电子制造等等。柔性制造系统在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能基础上引进微电子技术并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合起来。随着微电子技术、传感器技术、精密机械技术、自动控制技术以及微型计算机技术、人工智能技术等新技术的发展，以数控技术为主体的柔性制造系统正向智能化方向发展，同时它的应用也会带动各个基础学科不断向前发展。
柔性制造系统的复杂性对工程技术人员的知识结构提出更新更高的要求。现代化的技术更需要现代化的人才来掌握和开发它，通过柔性线的实习，可以开阔学生的视野，培养学生的创造性，激发他们的学习兴趣。
包括立式加工中心单元、卧式加工中心单元、回转交换系统三个部分组成。
二、柔性线回转系统介绍
1.回转控制系统说明
柔性线回转交换系统主要由环形输送装置、直线输送装置、随行小车、定位装置、气动系统等部分组成。
（1）环形输送装置
环形输送装置是柔性线随行小车进行回转运动的主要支撑部件，具有较高的刚性，整体采用钢结构焊接而成，内部加满支撑筋板，保证了小车运行的平稳性。
（2）直线输送装置
直线输送装置是负责将随行工作台输送到两台加工中心的重要运动部件，采用高刚性焊接件加工而成，内部有横向和纵向加强筋，并与机床直接连接，保证了输送随行工作台的运行直线度和定位精度。
（3）随行小车
随行小车是负责承载随行工作台，并将随行工作台输送到柔性制造系统的各个工位，随行小车在环形输送装置上回转运行，五个小车在环形线上成均匀分布。随行小车主体由优质铸铁铸造加工而成，保证了整体刚性和运行时的平稳性。
（4）小车定位装置
小车定位装置采用气缸带动定位插销，根据小车运行状态，对小车进行定位或者松开，根据磁性开关判断是否锁紧和松开到位。
定位装置采用亚德客标准气缸和优质铸铁底座，强度高，运行平稳，定位精度高，响应灵敏。
2.柔性线回转系统参数
三、回转控制系统电气控制
1.回转控制系统电气控制
环形输送装置有一台型号为：YEJ132M-4-B5的三相异步电动机（带有制动装置）
直线输送装置有两台型号为：Y90S-4的三相异步电动机回转控制系统。
2.环形输送装置电机制动控制
通过HNC-210B开放式PLC程序控制，当随行小车运行至三号工位电机停止，YEJ132M-4-B5的三相异步电动机带有制动，制动控制的方式采用电机控制主电源接触器的常开触点来实现。
由此种控制方式控制随行小车停止，在三号工位可以进行插销动作，但是由于电机制动延时的误差，加上回转线运行至停止时带来的惯量，以随行小车底槽中心线为准，得出环形输送装置中五个小车在工位三停止时的数据：（cm）
综合以上数据，每个小车在同一位置停车的数据不一致，而且没有一个规律可循。这样小车每个每次到达位置不一致，导致无法完成插销（强行插销会导致机械损坏），无法让小车定位，这样随行小车就无法在直线装置上运动。
四、变频调速电路设计和参数调整
综合上述数据，提出变频调速方案，在二号工位安装一个开关，小车通过时发出信号给PLC，让PLC控制电机通过变频器减至一个很低速度，然后再三号工位处停止。
1.变频电路设计
说明：R、S、T对应三相AC380V，在启动时Y02、Y10、Y21同时得电，回转线额定速度运转，在碰到减速开关后Y02、Y10、Y20同时得电，回转线减速至多段速度1设定频率运转。原来YEJ132M-4-B5的三相异步电动机带有制动更换为YEJ132M-4-B5的三相异步电动机
2.变频器参数设置
多段速度1频率设定为：50HZ，计算出回转线速度：
综合以上参数，对两个预设速度进行调整，调整上述参数时，整个回转线在三号工位处停车误差可以控制插销允许的误差范围内。
五、总结
通过对FMS500柔性制造系统回转控制系统电气设计和改进，了解学习了柔性制造系统含义，对整个柔性制造系统的控制要求有很深感悟。对回转系统变频调速设计和改进，使整个控制系统达到预期的要求。
参考文献：
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关键词：柔性组合夹具；汽车零部件；零部件制造；柔性制造技术；汽车制造业 文献标识码：A
中图分类号：TH163 文章编号：1009-2374（2017）05-0059-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.05.028
在经济快速发展、社会不断进步的同时，人们的生活水平也在逐渐提高，市场中各产品的竞争也更加剧烈。为了获取更多的利益节省更多的时间，厂商在大规模生产时不但要保证产品的质量，还要尽可能多地降低成本，缩短制造周期。传统的制造技术明显已经不能满足现代社会市场的需求，而柔性组合夹具技术能在保证产品质量的同时满足市场对小批量产品生产的需求，使中小批量生产在大批量生产面前有立足之地。
1 柔性制造技术对柔性组合夹具的影响
自20世纪80年代以来，柔性制造技术的发展越来越快且被广泛的应用，形成了FMC与FMS相结合的具有现代先进技术水平的制造形式，它的形成对柔性组合夹具有重要的意义。FMC是指柔性制造单元，FMS是指柔性制造系统，在它们的制造过程中机床自主决定所要制造零件的式样、长短、大小，也就是刀具和零件之间的位置关系，所以不需要安装刀具引导。组合夹具的重要工作就是把零件准确地放入到机床的生产线中，这种先进的机床具有很多夹具的功能，比如说分度夹具、引导刀具及角度形状等，各种虎钳渐渐的成为它的辅助附件，夹具的形状也随之变得越来越简单。与传统的“分离体制”技术相比，如今“集成体制”柔性制造技术更能满足制造的需求，机床上各部件能有效地结合在一起，形成一个综合系统。制造过程中不再一味地要求工作时效，相反要求提高总体的工作效率。以往的积木式组合夹具在新时代制造原理的引导下被灌注了新的意义。结构灵活多变的夹具组合其传统优势之处，被行业内部称之为“同当代机床最为快捷、最为简单、最为匹配的且具备柔性的配置”。
2 柔性组合夹具的形成和运用
2.1 柔性元件的设计
生产中心是以FMC为代表，是将产品部件的多个制造程序集中起来高效率的生产，组合夹具安装一次就能同时完成多个程序的生产。机床、组合夹具及产品部件和过去的生产模式是截然不同的关系，其是在组合夹具的底部，尽最大可能地装置多个需要生产的部件，而且当这套夹具正在运作时，和其拥有同种特性的夹具也同时在机床外进行安装亦或是卸载部件，乃至装置在底板上的夹具还有可能在传输系统里中周转。组合夹具能够确保被生产的工件准确地放入机床的生产线里，夹具上的产品部件都成型以后，机床内部的夹具同机床外部的夹具进行互换，二者迅速地完成连接。因为机床外部具有安装、自卸产品部件的功能，这相对缩减了机床的停机时间。因此，柔性组合夹具在元件系列的设计上发展出与其相适应和匹配的元件系列。通常形式下，夹具和工件单一加工工序主要是以工件整个加工过程之间相互联系，以此形成了多种夹具为主要代表的柔性组合夹具，这种组合夹具主要有基础板和基础角铁、T形基础、方箱等几何形状的基础件系列。在其使用过程中，这些元件最大的特点就是：在与机床工作接过程中会形成一种密切的关系，同时这种形式可以与工作台面上或者是机床的托板相连接，有的时候托板会按照柔性的组合夹具来进行设计，并作为机床的附件出现。随着柔性组合夹具的不断发展，这也进一步推动了柔性制造技术的发展。
2.2 在汽车零部件制造中采用柔性组合夹具
在使用柔性制造技术时，机床的夹具在整个生产过程中产生着巨大的作用。从计算机的集成制造系统来看，大部分单位的柔性制造生产系统都不是很完善。对此为了将这种系统更加的智能化，形成机床和加工零件之间进行对接过程中实现自动化或者是柔性化，实现这种自动化生产模式是非常难的。这种智能化较高的生产技术，务必要在某一技术中有所突破才可以，如果要覆盖全行业是不容易实现的。理想状态柔性化实现的最便捷途径，就是从之前的组成夹具进行优化，进而可以体现出柔性化。随着柔性组合夹具的不断发展，其中柔性组合夹具在其技术制造过程中也取得了前所未有的突破，其中将柔性组合夹具应用在汽车行业中，在此过程中也取得了一定的成绩。柔性化组合夹具和元件系列和机床之间的关系密不可分，当元件系统在压缩时，柔性组合夹具技术就会在机床上被应用，夹具的结构将会从复杂结构转变成为简单结构。比如在汽车柔性制造过程中，将会使用许多的柔性组合夹具，特别是发动机、变速器或者离合器等关键部分的零件。例如离合器与变速器这种主要是由壳体或者盖子组成，被广泛应用在零件夹具结构制造中，进而使得两面加工更加的现实。这种零件通常都是由铝合金材料组成，在此过程中都是保持一种加工刚度特性，其中理想的典型柔性组合夹具都是各种技术应用所体现出的结果。对此需要加强这一方面的技术研究和发展，下面简单列举几种柔性组合夹具的实例：
从图1可以看到，汽车离合器壳体零件是在立式加工中心中所生产的，其主要使用的是组合夹具。这种夹具局限在定位和加紧元件的功能之上，其中系统的结构比较稳定，其中工作人员对夹具组装只需要30min，在进行柔性化生产过程中可以从中看出其速度。图2是一种汽车离合器中的壳体零部件，这种部件主要是在卧式加工中心中使用柔性组合夹具。从中不难看出，夹具虽然是围绕零件的框架式结构，可是也要充分考虑到整体的加工状态，框柱组成双体并作加固，其中各种定位点和辅助支撑点相对要处于合适位置。
在对加工柔性组合夹具进行管理过程中，主要涵盖了各种元件和人的组合系统，同时两种不同的环境中出现各种元件配置或者是在生产准备过程中形成的管理位置、元件管理及技术管理等，换而言之，技术的发挥和管理水平之间存在着柔性化的关系。从技术管理层面来看，管理的重要性则显现得更为突出。这是由于传统的组合夹具已经不能适应当前的生产需求，对此需要建立起一种科学的夹具组装站，并对其相关夹具进行科学管理，以此推动柔性夹具的进一步发展与创新。
3 发展趋势
柔性组合夹具是不可能在每一个方面都实现柔性化的，因此针对某一个方面合理发展与之适应的柔性组合夹具系列，待到发展成熟后再向其他方面逐渐拓展，这样就能开发出更高技术的柔性组合夹具。比如在汽车的车身焊接夹具中可以利用高技术的机器人技术来开发更为简捷的柔性焊接组合夹具，其中采用的夹紧技术更先进、快速、可靠。传统的组合夹具元件这里已经可以完全抛弃，采用先进技术组合的配件自然也是最先进的夹具结构组合。而汽车零部件的大小和形状基本决定了汽车零部件的结构和变化的相似性，在合理的范围内改变也是柔性组合夹具的必要条件。但需要明确的是，虽然柔性组合夹具有着更为可观的应用前景，但我国缺少专业的、高水平的柔性组合夹具人才这是不争的事实，为了解决这一问题，我国高校、政府和社会应多培养这方面的人才，这样才能母本上促使柔性组合夹具取得更好的发展，在促进我国社会经济发展中做出更大的
贡献。
4 结语
综上所述，在现代化发展柔性组合夹具的今天，技术研发者只有了解柔性组合夹具的特点和发展方向，理解柔性制造的特点和基本技术，才能研发出新型的适应市场的柔性组合夹具，只有研发出与市场发展需求相符的柔性组合夹具发展，才能真正受到各大企业的普遍欢迎和认可，但想要达到这一目的还需要我国有关人员对柔性制造的技术和特征深入研究。在不久的将来，柔性组合夹具必定能造福于更多的领域，在各大领域内得到更为普遍的应用。
参考文献
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关键词：可重构制造系统；柔性测度；动态规划；柔性值
一、引言
可重构制造系统（Reconfigurable Manufacturing System，RMS）是一种能够根据产品功能和生产能力的需求及市场需求变化做出快速响应，以应对不可预测的全球性市场激烈竞争的制造系统。在当今全球经济一体化的时代背景下，制造企业面临着提高产品质量、降低产品成本及对市场需求做出快速响应的多重压力。在这一严峻形势下，提升制造系统的柔性对企业提高竞争优势有着非常重要的意义。RMS是一种可重新构形的现代制造系统，它不仅具有刚性制造系统较高的生产制造效率，还具有柔性制造系统自动化程度高的优势，从而它是满足大批定制要求的最佳制造系统。制造企业在构建可重构制造系统时，需要综合考虑柔性与成本两个因素，合理地确定RMS柔性的大小才能使企业获得最大化的利益。因此，准确地测度RMS的柔性具有重要的实践意义。
针对生产制造系统的柔性研究，早期学者的研究侧重于针对柔性制造系统的柔性进行评价。杨思远、刘细兵在讨论柔性制造系统柔性衡量标准的基础上建立了柔性的净现值指标评价模型；李岩、张晓坤和徐跃飞等在针对影响柔性制造系统的柔性因素进行深入分析的基础上提出了用模糊评价方法对制造系统柔性进行评价。随后，学者们逐渐将柔性作为制造系统的一个特征，研究柔性的概念并针对影响制造系统柔性的各种因素进行分析，并且给出了具体的柔性评价的方法。近年来，梁福军、宁汝新及姜晓鹏、王润孝、库祥臣分别对RMS的柔性进行了定义并系统阐述了柔性的分类，但是都没有针对RMS柔性的测度方面进行研究。
在已有的制造系统柔性测度研究中，学者们从不同的角度对制造系统柔性的测度进行了研究。Mandalbaum用制造系统的柔性在环境变化发生时造成的损失或者带来的收益来对柔性进行测度；Gustavsson认为制造系统的柔性可以用制造系统的投资剩余值与投资原值之比来表示；Kumar则根据生产制造系统处理不确定性环境的能力以反映该系统的柔性，建立了基于信息理论的柔性测度方法；Slack认为制造系统的柔性应该在由状态范围维度、状态转移费用维度和状态转移时间维度构成的三维空间中进行度量；Barad认为制造系统运行柔性可以用系统适应变化所需的时间来度量并采用时间Petri网描述柔性。以上为学者从四个不同的角度对柔性的主要特征进行了描述并提出了相应的柔性测度方法。
综上所述，目前对于制造系统柔性的测度主要是基于经济效果、信息论、Petri网和多维度的柔性度量方法，但这些柔性度量方法存在着不同程度的缺陷。虽然目前制造系统柔性度量研究存在一定程度的缺陷，但是针对制造系统“柔性”这一特征的研究已经十分丰富。但是，目前针对可重构制造系统柔性的研究还很贫乏，还仅限于柔性的概念和分类。针对现有研究的不足，本文选用随机动态规划的方法，针对制造系统的一个生产制造周期构造了RMS中柔性的随机动态规划定量评价模型，通过求解模型得到最优收益值，本文用RMS和刚性制造系统最优收益值之差来定义柔性，既可避免由于运行环境、制造系统自身等因素的变化对制造系统柔性测度的准确性的影响，又可以直观地反映出可重构制造系统对顾客需求发生变化的响应程度。
二、RMS的柔性及测度原理
（一）RMS的柔性
RMS的柔性是指RMS整体通过系统本身的构件之间的重新构形从而实现的对加工任务或加工工作的适应性。RMS由七个柔性因素构成，即设备柔性、产品柔性、工艺柔性、工序柔性、运行柔性、批量柔性和重构柔性。RMS具有柔性决定了其在生产制造过程中的优势：RMS具有刚性制造系统和柔性制造系统的特性，其生产能力和生产功能介于刚性制造系统和柔性制造系统之间；RMS是基于多个工件族来进行设计的，对工件族中的所有工件提供定制柔性；另外，其构形能够根据产品生产的变化而进行调整，在一定程度上适应了以多品种、中小批量、短的产品生命周期等为特征的以顾客需求为导向的生产模式。因此，可重构制造系统的柔性对企业适应快速变化的市场需求具有重要的意义。
（二）RMS柔性测度原理
本文设定了一个生产制造周期，即从上一种产品生产制造完成时刻开始到因顾客需求改变而转入下一种能够满足顾客需求的产品的生产制造完成时刻为止。针对这一生产制造周期建立随机动态规划模型，求解出该条件下的最优收益值，即可重构制造在面临需求改变的情况下对自身进行调整以适应这种变化这一过程中的获得的最优收益。由于刚性制造系统不具有柔性，在相同的假设条件下求得的刚性制造系统的最优收益值即制造系统不具备柔性值时的最优收益。RMS的最优收益值和刚性制造系统的最优收益值之差为可重构制造系统仅考虑柔性作用下制造系统的最优收益即可表示RMS的柔性值。
三、RMS柔性测度模型
RMS因其内在的柔性使得企业能够更好地适应外界环境的变化，对各种不确定性因素做出相应的反应，从而增强企业自身的市场竞争力。与此同时，可重构制造系统要素随时间变化的特征使得系统的定量评价更加困难，因此必须建立能够反映其内涵的动态随机模型。由于影响系统的不确定性因素很多，本文主要讨论由于顾客需求发生变化对RMS造成的不确定性，而这里所指的顾客需求变化指的是顾客对产品组合、需求数量及对新产品的需求等。
（一）可重构制造系统柔性定量评价的假设条件
1.假设该机械制造企业一个生产周期为上一批工件加工完毕的时刻开始至下一批工件加工完毕的时刻为止，且生产制造的两种产品种类不同。
2.假设制造系统在第一种产品生产完成至第二种产品开始生产之前自身已完成调整可以进行转产，因为本文主要研究可重构制造系统对顾客需求变化的响应程度。
3.制造系统在整个生产周期内不受到除顾客需求发生变化之外的其他外界因素影响。
（二）评价RMS柔性的随机动态规划模型
1.确定阶段
在此阶段企业将要进行个阶段的生产加工。
2.状态变量和决策变量的设定
在t阶段末，第t阶段的生产制造过程结束并开始第t+1阶段的生产制造。若在第t阶段末，已知顾客需求第i种产品的产量为di（t），即Ni（t）=di（t）；假设生产制造完第j种产品的产量为xj（t），则有：状态变量St=（xi（t），di（t）），可达到的状态集合St={xj（t），dt（t）}，其中i，j=1，2，...，n，xj（t）=1，2，...，Mj，di（t）=1，2，...，Dj。
第t阶段末需要对第t+1阶段的生产进行决策，允许集合为：Dt（St）={xi（t+1）}，其中，i=1，2，...，n，xi=1，2，...，D。
若决策变量Ut（St）=xi（t+1），则有所做的决策为：第t+1阶段生产制造第种产品的产量为xi（t+1）。其中，Mi为每个阶段各种工件的产量上限数，Mi取整数；Di为每个阶段对各种产品的需求上限，Di取整数，且Di≤Mi；xi（t）为第i种工件的产量；dj（t）为顾客对第j种产品的需求产量；Nj（t）为第t阶段末顾客对第i种产品的需求量，Nj（t）=1，2，...，Di；di（t）∈[1，Di]，di（t）取整数，i=1，2，...，n。
（三）决策过程
由于上文中构建的模型假定初始状态已给定，因此选用逆序解法求得结果：F（0，xi（0），dj（0））={EF（1，xi（1），dj（1））}。此时，F值为该可重构制造系统在整个加工阶段的最优收益值。
通过利用上文构建的随机动态规划模型并对其求解，可以得到RMS在需求等外界条件处于经常性变动的情况下整个加工阶段的最优收益值F。同时，也可以计算出该制造系统的刚性最优收益值F，即假设顾客需求等外界条件不变的情况下制造系统生产制造同一种产品的最优收益值Vf。最后，计算两者之差即可定义为RMS的柔性值，即
Vf=F-F′
以Vf，即可重构制造系统与刚性制造系统最优收益值之差来定义可重构制造系统的柔性值更具有准确性和客观性
四、结论
本文在可重构制造系统柔性的相关理论研究的基础上，通过随机动态规划的方法建立模型并通过模型求解分别得到可重构制造系统与刚性制造系统的最优收益值，最后可重构制造系与刚性制造系统的最优收益值之差即可重构制造系统的柔性值。
本文尚存在如下不足：一是只考虑顾客需求发生变化时RMS对这一外界变化的反应能力，而没有考虑其他外界因素发生变化对RMS柔性的影响；二是建立模型时假设了一个理想状态即设备处于无故障状态、原材料供应充足等条件完全具备，但在实际生产制造过程中这种理想状态并不总是存在。因此，今后需要针对以上不足之处进行系统和深入研究。
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【关键词】数字化；柔性化装配；技术
0 背景
飞机装配是将大量零件按图纸进行定位与连接的过程，是飞机制造的重要环节之一，其工作量约占整个飞机制造劳动工作量的一半左右。在传统的飞机装配过程中，需要用特定的工装型架来保证装配精度，由机气动外形的差异，导致型架是唯一的。
伴随用户需求的不断变化与丰富，飞机装配生产线也将越来越“丰富”。传统的“硬性”装配生产线在未来将受到挑战，这种“一对一”的装配模式，其配套专用型架的设计、生产和调试周期很长，且体积大、成本高、占地面积大，不利于产品的研制与快速布局生产。
随着近年来飞机设计行业内数字化、信息化的推进，越来越多的零件将抛开传统的基于模线样板的模拟量传递走向数字化信息传递之路。而采用传统的型架进行人工装配的方式，自动化和柔性化水平低，已无法满足精确化制造装配的要求。
1 国内外研究现状
飞机的数字化装配技术于20世纪90年代在欧美等航空制造业发达国家开始使用，柔性装配技术是近几年才逐渐在航空制造业开始研究和部分应用于生产。国外飞机制造技术表明，采用柔性能够装配是缩短生产周期，降低生产成本的有效措施。它能克服传统飞机制造业模线-样板法在模拟量协调体系下需要大量实物工装且应用单一，制造周期长，费用高，厂房利用率低等缺点，它通过与柔性工装、自动化制孔设备、数控钻铆或自动铆接等设备的集成可组成自动化，数字化的柔性装配系统，能明显缩短装配周期，提高和稳定装配质量。
据悉，在装配中使用了体现柔性工装特点的龙门钻削系统技术的X-35战机，其制造周期缩短了三分之二，工装由350件减少至19件，制造成本降低了一半。其采用的激光定位，电磁驱动能实现精密制孔，不仅能降低钻孔出错率，而且大大降低了工具和工装。
目前，北航与沈飞合作，在国内研制出首个针对壁板类组件的柔性装配工艺装备―数控柔性多点装配型架。哈飞也引进了能柔性夹持的复合材料铣切设备，并得到应用。国内关于柔性装配的研究与应用还不是很广泛。
2 飞机柔性装配技术的应用
柔性装配技术范畴很广，涵盖了柔性装配工装，柔性制孔，装配系统、装配设计，虚拟装配，装配集成管理，数字化检测，面向柔性装配的设计技术等领域。本文仅从柔性装配工装，柔性制孔等几个方面做出简要介绍。
2.1 柔性装配技术
柔性装配技术是基于产品数字量尺寸协调体系的可重组的模块化、自动化装配工装技术，其目的是免除设计和制造各种零件装配的专用固定型架、夹具，可降低工装制造成本，缩短工装准备周期、减少生产用地，同时大幅度提高装配生产率。
柔性工装技术在国外飞机各级装配中都得到广泛应用，无论是壁板类组件的装配还是机身机翼等大部件的装配，直至最后部件级别的对接，都应用了大量的柔性装配工装。柔性装配工装的类型包括用于壁板类组件装配的多点阵真空吸盘式柔性装配工装、用于机翼翼梁和机翼壁板装配的确定性装配工装，用于机身部件装配的分散式柔性装配工装，以及大部件对接的自动化对接平台等几类。
现代飞机蒙皮主要以铝制钣金件为主，典型结构是由蒙皮和框缘、补偿片装配而成的壁板。壁板外形虽然复杂，但多数可有贝赛尔曲线拟合得出。若壁板为刚体，则可采用三点定位便可以满足装配要求，但是飞机钣金件刚性查，若要满足装配要求，必须采用更多定位点。当定位点足够多时，原则上壁板外形是可控的。多点阵成型真空吸附式万能吸盘柔性工装系统就是用这种原理制造的，它带有一组真空吸盘立柱阵列，模块化的立柱可由程序控制三维移动到任意空间位置定位，形成与装配曲面完全符合并均匀分布的吸附点阵，能精确夹持和固定壁板以便完成钻孔、铆接和铣切等工作。当壁板外形发生变化时，柔性工装的外形和布局能自动进行调整。通过改变定位和夹紧位置，可以适应不同零部件结构和定位夹紧要求，从而降低综合成本，缩短工装准备时候和产品研制周期。
框梁类的零件，通常刚度比较大，可借助零件上的自我特征，比如孔、面等，进行自我定位，进而能简化工装的需求。这便是确定性装配（Determinant Assembly）确定性装配式一中无工装夹具飞机装配技术，也属于柔性工装范畴。为减少和减少工装，确定性装配使用零件自我特征来定位，免去了垫片、装配后的返修。零件刚度从某种意义上来讲决定了零件精度，要借助零件特征进行定位，就必须有足够刚度的精密零件的支持骨架，理论上讲零件有了符合精密尺寸的关键特征就可以用来互相配合。按照波音公司的定义，确定性装配有一下特征：①利用零件或组件关键特征之间的空间关系；②关键特征在数字化设计时进行定义；③关键特征借助于精确的数控机床在适当的时间用于零件的制造和装配过程；④装配件不是工装，而是依照工程设计来进行制造；⑤取消了复杂的工装。
部件类零件的装配，通常选取主要的结构交点、重要部位外形，测量点对部件进行姿态控制，传统的对接平台可以被由计算机控制的自动化千斤顶、激光定位跟踪系统，激光垂直定位系统等组成的柔性对接平台取代。这项技术能大幅提高装配质量，节省对接时间。
2.2 柔性制孔技术
目前国内外采用的自动化柔性制孔设备有：自动钻铆机器、机器人制孔系统、柔性制孔系统等。
现代飞机对气动外形要求非常严格，在技术条件中甚至对埋头铆钉突出蒙皮的高度都有要求。采用人工钻铆，工艺顺序为：画线钻孔粗绞精绞分离清理等，此过程耗时，孔位精度差，铆接质量不能稳定保持。而柔性化自动钻孔技术可以实现孔位，进给量的精确控制，自动钻铆机能一次性的完成夹紧、钻孔、锪窝、注胶、放铆和铣平等工序，一次进能钻出0.005mm内的高精度孔，又能将埋头窝和深度控制在0.01mm内。由于钻孔时铆接件处于高夹紧力下，层间不会产生毛刺和孔壁划伤，能有效减少疲劳源。但是由于自身结构限制，自动钻铆机多数用于壁板类零件。
机器人制孔系统国外多有应用，如C-130飞机梁腹板用机器人自动钻孔，波音的F-18后沿襟翼机器人制孔系统。
3 未来展望
柔性装配技术的应用时当前国内外飞机制造业数字化制造的大趋势，可以预见，柔性装配技术的推广将大大提高我国航空制造业水平，将强力的推进我国迈向航空强国的步伐。
【参考文献】
关键词：机械制造技术 特点 发展 趋势
通常意义上讲我们所涉及的机械制造技术是对产品的设计、加工、出售、使用、维修以及回收等整个过程进行研究的学科。当今大量应用先进机械制造技术的最终目的是迎合社会发展,提高产品质量以及企业竞争力。技术的革新极大程度上提高了我们技术的进步,人民群众对其要求也是越来越高,不仅要求外形美观,质量高档,价格合理,使用方便,还要求有多样的品种,快捷的更新,满意的服务以及高程度的自动化。为了迎合社会的发展,满足当代人越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。
1、机械制造技术现状及特点
(1)我们的机械制造技术近些年来得到了迅猛的发展,日益受到经济管理部门关注,取得了一系列的突破:
近年来,更是取得了明显进步,尤其是在自主开发创新能力方面以及行业整体技术水平方面显著提高。虽然我国也在不断开发,引进及采用现今的机械制造技术,但与发达国家相比,仍然存在诸多问题,主要体现在设计,工艺,自动化以及管理等方面。
(2)机械制造技术的特点先进的机械制造技术具有与时俱进性,系统性,市场性及全球性等特点。先进的机械制造技术,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程,与时俱进,不断更新;先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体,是一个系统工程;20世纪80年代以后,机械制造业赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为时间、成本和质量的三要素的矛盾,先进的机械制造技术把这三个矛盾有机结合起来,是市场竞争三要素的统一;随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。
2、机械制造技术发展趋势
(1)科技新时代的到来,尤其是网络新时代的到来,标志着机械制造技术也必将朝着信息化方向发展。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。所谓机械制造技术信息化是指机械制造业以信息为主导,借助于物质和能量的力量生产出价值,而不同于以往以物质和能量为主导,借助于信息的力量生产出价值。不久的将来,信息产业和智力产业将成为社会的主导产业。
(2)自动化和智能化在我们国家的技术革新中占据了重要的地位,这要求我们在这容易领域,实现重要的突破,这就是在机械制造业中主要表现在制造系统中的集成技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、柔性制造技术和适应现代化生产模式的制造环境等方面。智能化是柔性自动化的重要组成部分。随着社会的发展,人类早已从繁重的体力劳动中解放出来,然而生活水平的提高促使人类不满足于此,如今我们还要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来,以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动,智能化促进柔性化的发展,它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。智能制造将作为一种模式,是集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身,并不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进制造系统,也是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统,它突出了在制造诸环节中,以一种高度柔性与集成的方式,借助计算机模拟的人类专家的智能活动,进行分析、判断、推理、构思和决策,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。
(3)技术和管理柔性化实现机械制造的柔性化是为了更好的适应多变的市场和产品需求,柔性化包括技术柔性化和管理柔性化。我们这里所谈论到的所谓技术柔性化也就是我们在施工过程中所使用装备和技术路线不受工艺及产品种类的约束,这样的技术就会使我们的工艺得到更大的提升。我们需要在工作中重视管理的柔性,这就是要求我们需要了解管理柔性化的优势,在我们的实际管理中需要重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出如准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。在整个的流程中我们的人为因素发挥了重要的作用,为了就会使我们整个制造生产系统无论在技术、管理或是人员、组织上都具备充分的柔性必须进行柔性化管理。柔性化管理必须重视人性化管理,尊重人性,从而增强员工的责任感和自主精神,充分调动员工积极性,在日益强调环保的今天,绿色制造技术的出现,赋予柔性化更深的含义。
(4)灵活化和绿色化实现机械制造灵活化也就是尽可能地缩短从设计生产到出售使用的时间,使机械制造厂的机制能灵活转向。未来的市场是具有高度不确定性的,为了迎合多变的不可预期的市场,机械制造必须具有高度的灵活性。随着环保意识的增强,绿色制造应运而生并得到高度关注。所谓绿色化是指产品的设计,加工,及出售等整个过程都是绿色无污染的,所用的材料,设备是绿色无污染的,所得的产品自然是绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理加以回收利用。
3、结语
在技术飞速发展的今天,我们越来越能发现机械制造行业的重要性。我们国家近些年来逐渐将机械制造业发展成为我国工业中的核心,其在国民经济的发展中有着不可替代的作用,对于提高我国的综合技术实力有着十分关键的作用。这就是要求我们从业人员不断加强机械制造技术水平,掌握好相关的发展方向,也就能在最终实现提高产品质量及企业效益的目标,保证我国在激烈的市场竞争中处于不败之地。
参考文献
[1]谭学深.浅谈我国机械制造技术的现状及发展方向[J].中国科技信息,2008(15):117-119.
[2]王国栋.我国先进机械制造技术的创新及发展趋势[J].技术与创新管理,2008(3):229-230.
关键词：夹具；柔性夹具；应用实例
中图分类号：TG75 文献标识码：A
在现代制造业中，制造装备和工艺装备视为实现产品优质、高产、低耗原则而必备的硬件。机床夹具属于重要工艺装备之一，广泛应用于机械制造业。柔性夹具是指用同一夹具系统，完成形状尺寸变化的多种工件装夹的装备。无论是工件尺寸系列化，形状相似性，还是加工的零件尺寸形状，都需要与之相适应的夹具。夹具的性能以及质量会直接影响工件的质量，传统夹具一些缺陷开始崭露出来，因此柔性夹具应时而生。
1 夹具
简单来讲，夹具可以定义为：在机械加工中，用来固定工件，使机床、刀具、工件相互间保持正确位置的工艺装置。
1.1 柔性夹具。柔性夹具属于可拆卸、易连接家具，依照工艺规程可以循环使用，其强度以及精度都相对较高，由标准化柔性原件构成。首先柔性夹具需要标准化的元件，依照规程预先制造好相关原件后，依照工件的要求对元件进行组装。由于柔性夹具原件通用性较强，因而其元件具有多功能性，元件之间也可以进行互换。这就使得柔性夹具具有较为灵活的结构，且元件能够重复利用。
1.2 设计。专用夹具需要进行专门的设计，虽然柔性夹具设计原理同其相同，但是不许专门设计。柔性夹具的设计需要利用专业的软件，从而对标准元件进行调用、组装，依照相关工艺规程对被加工零件进行加紧、定位。在柔性夹具的设计中，通过相关软件，可以更加快捷、只管的对柔性夹具进行设计，不但提高了设计效率，更保证了设计质量；设计软件会自动做出零件明细表，为元件库存管理以及账目管理提供便利。
1.3 使用。由于循环使用这一特性，柔性夹具元件同传统专用元件的使用明显不同，柔性夹具投入使用后可以循环利用，其使用寿命更长。专用夹具使用过程（生命周期）：设计原材料及制造使用返修或报废；柔性夹具使用过程（生命周期）：设计元件库及组装使用返回拆卸清洗元件库；在新产品的研制、生产中，柔性夹具更加适用，并在小批量生产以及单件生产中发挥了巨大的优势。柔性夹具受到工件形状限制的几率较小，柔性夹具元件种类有大型、中型以及小型，不同的元件之间有过渡元件，因而更便于组装，在工件的尺寸上受限性较小。另外柔性夹具能够适用诸多加工工艺，能够组装成各类机床夹具。如：车床、钻床、铣床、磨床、镗床及电加工机床；也可以组装定位焊接用夹具、测量用夹具等。
2 柔性夹具应用实例
图1为利用相关软件设计的导管类零件定位焊用的柔性夹具。图2为被焊接零件。零件焊接加工要求：用零件两端内孔及端面定位及管子上特征点定位，焊接完成后，保证管子零件的空间角度、方向、尺寸正确。根据需要选用适当尺寸基础板作为夹具基体，选用适当尺寸伸长板作为夹具的连接部分，选用键槽折合板、键槽定位角铁、钻模板、插销等作为夹具的定位部分，实现零件的空间定位及夹紧，完成定位焊接工作。该夹具应用的所有零件均为柔性夹具的标准件，从夹具设计到组装完成用时约3天。夹具结构合理，操作方便，组装迅速，完全可以替代专用夹具，满足生产需求。数字化信息技术已经开始在工业生产中广泛应用，随着技术的发展产品数字化产品模型开始应用到设计、制造产品中。通过相关计算机软件的应用，对柔性夹具进行设计，在模拟产品模型中完成夹具的装配，令产品设计更加精确、便捷，从而提高生产效率以及生产质量，推进企业的进一步发展。
参考文献
关键词：柔性生产；定制化生产；组织结构；工业4.0
一、引言
随着市场全球化和竞争的加剧，顾客对产品质量、生产周期和个性化的要求越来越高，对制造企业的生产成本、产品质量、生产周期以及个性化需求满足方面提出了更高的要求。为适应日趋激烈的市场竞争，基于订单生产的单件、小批量、多品种的柔性生产方式逐渐成为制造业的不二选择。
德国在2011年汉诺威工业博览会上提出了工业4.0的智能工业项目概念，之后便引起了广泛的关注。工业4.0是智能化、绿色化和人性化的，其对制造业提出了新的挑战：在柔性生产模式下，产品的种类、产量与生产时间的波动性较大，需要对单件产品的生产过程进行实时控制，且要求单件小批量生产能够达到大批量生产同样的效率和成本，这不仅要求生产模式增加柔性，还要求管理模式提高灵活性。
钱芝网、王晓光等（2012）从生产物流的角度，提出保持生产线平衡、识别瓶颈资源、编制好生产作业计划、设置缓冲环节可以平衡生产物流，进而更好地开展柔性生产。赵秀乐（2014）从成本管理的角度，阐述了单件小批量产品的设计、制造、质量管理等方面成本控制的要点和方法。赵亚玲、葛茂根等（2015）从人员调度的角度，根据操作人员对各任务的累计工作时间计算任务人员之间的匹配度，建立人员调度数学模型，以此来推进柔性生产的实现。本文将从管理模式的角度，探讨项目化管理在定制型生产企业的应用。
二、柔性生产方式的特点
柔性生产是指根据客户订单和市场需求组织生产，以小批量、多品种的产品高效地满足顾客的个性化需求的一种新型生产方式。主要有以下特点。
（一）满足个性化需求
随着市场需求不断变化，个性化的消费模式开始取代大规模的、单调统一的消费模式。柔性生产方式以顾客的需求为导向，由设计部门和销售部门捕捉市场上不断变化的顾客需求，依托企业内外部资源，生产小批量、多品种的产品，以期更好地满足客户的个性化需求，赢得更多新市场。
（二）追求生产短周期
需求日益变化的市场，要求企业以更短的产品生产周期满足顾客需求。柔性生产方式可以根据顾客的个性化需求，利用其多品种共线生产能力和柔性产量生产能力，适当地进行生产工序调整和人员调度，缩短生产周期，在产品需求旺季或淡季调整产量以满足市场个性化需求，提高企业的市场应变能力。
（三）要求产品高质量
柔性生产方式更加注重产品的质量检控力度，以保证产品高质量，避免延长产品交货期，降低顾客满意度。因为产品是根据顾客的个性化需求定制生产的，因不满退回的产品无法像标准产品一样再次销售给其他客户，这不仅降低了顾客需求满意率，还会带来生产资源浪费、库存积压等问题。
三、传统流水化生产管理与定制化生产的矛盾――以ZJFC公司为例
ZJFC公司成立于1984年，是国内最早生产冷藏、保温汽车的专业汽车制造公司，主要产品为0.5～20吨系列冷藏保温汽车、厢式类特种改装车和军、民用方舱（房）及饮食保障车等。公司由销售部门签单，设计部门按照客户需求进行产品设计，交付生产部门生产。生产过程基于流水化生产思路进行，按照工序进程分设一、二、三车间，统一进料，按需领料。其组织结构属于典型的职能型模式，各部门遵循传统的职能划分，生产、技术、研发、质量及销售由不同的副总分管，如图1。
然而，近年来市场需求日趋个性化，公司更趋向于小批量、多品种的柔性生产方式，但在目前的管理模式下，出现了如下矛盾。
（一）组织结构条块分割
ZJFC公司组织结构条块分割，导致部门职责模糊。军品研发部和特种装备部在军品任务多和任务少这两种情况下，与其它部门的协调容易发生矛盾：军品任务多时，制造部门的生产不容易安排；军品任务少而民品任务多时，部门之间忙闲不均；采购中心归口财务科，与生产的衔接不够，品种与生产需要不符合，用料时间与采购时间不协调，导致材料供应与生产脱节。市场综合处负责底盘的采购，企业的采购业务由多个部门负责，影响生产的整体协调。公司没有一个统一的售后服务部进行专门的售后管理，一旦出现问题，很难明确责任。
（二）生产成本过高
ZJFC公司在材料的采购、材料储存、产品的生产等环节都存在着资源浪费，成本过高等问题。企业分设四个部门分别对原材料、底盘、制冷机及产成品进行库存管理，无法统一规划资金的使用，导致资金浪费。库房只有季末才盘点，不能及时清理不用物资，为财务科调整库存、采购部补货提供数据支撑，增加库存成本。库存警戒线下无报警机制，导致停工待料现象时有发生，生产成本增加。生产过程中的材料、工时、低值易耗品如钻头均存在浪费现象。
（三）生产周期较长
ZJFC公司在备料、制图、生产等环节各自为政，导致整体的生产周期延长。公司的采购与生产经常出现脱节，需要用的原材料领不到，紧急采购情形较多；生产与卸货共用一个装卸班，存在收货不及时、验货滞后等现象；设计人员从合同订单到下达计划单，一般需要3天出图，但如有拖延，却没有惩罚措施；此外，生产各个工序结转不及时，也延长生产周期。
（四）质量检控无法落实到责任部门及责任人
ZJFC公司虽然有质检员巡查、产品复检、抽检等程序，但是由于柔性生产产品的小批量和多样性，生产部门各行其是，检控标准不统一。生产过程中存在工人生产不看图的现象；设计与生产部门缺乏及时沟通，特别是新产品的生产，由于没有生产经验可循，如果图纸不详尽的话，生产部门将无法准确生产。质量管理部门只关注到生产过程的质量控制，忽视结转环节的质量监控，产品最终完成后，如出现产品质量不过关，则无法追究到责任人。
（五）顾客个性化需求满足率较低
ZJFC公司的各部门管理人员尚未摆脱标准化、大批量生产模式的观念，忽视了顾客的反馈意见及其个性化需求。销售部门不能准确地捕捉顾客的需求并提供个性化产品，也未能将需求准确地提供给设计部门，而设计部门缺乏与客户沟通来确定顾客的需求并按需设计产品。制造部门对于不清楚或错误的图纸不向设计部进行反馈，或者反馈了设计部未能及时处理。此外，安装部门和售后服务部门提供的服务不到位，对客户的投诉解决不当，也降低了顾客个性化需求的满足率。
可见，ZJFC公司的生产管理模式与目前公司的销售个性化、生产订单化显得格格不入主，组织结构条块分割、业务流程僵化使得企业在定制型生产中出现较多的问题，阻碍公司的长远发展。
四、组建临时性团队，通过项目化管理实现柔性化生产
柔性生产方式在制造企业的实际应用中，需要企业具有与柔性生产相适应的管理观念。由ZJFC公司的现状可以看出，传统的流水化管理已经不适应单件小批量生产模式，组建临时性团队，以项目化管理进行订单的跟踪与生产，不失为一种可行的柔性生产实现方式。
（一）项目化管理在ZJFC公司生产中的可行性分析
随着顾客需求的日趋个性化，更多客户不再追求简单的标准化产品，而是追求个性化的定制型产品，这势必要求企业要进行多品种产品的生产，目前ZJFC公司能生产20多个品种的通用冷藏车型以及其它异型车型。
虽然ZJFC公司的组织结构条块分割，使得各个职能活动协调性差，阻碍柔性生产的实现，但在不改变目前职能化组织结构情况下，可以根据顾客的个性化需求整合企业内外部资源，在项目产品研发设计、产品制造、产品销售等方面对单件产品进行跟踪制造，这既可以充分利用生产资源、提高产品质量、保障顾客的满意率，又可以满足多品种产品生产的条件。
当一份销售合同签订后，即可以由相关职能部门副总牵头，从销售、技术、生产、质量等各部门抽取人员，组建临时任务小组，或者称为虚拟化的项目团队，其主要职责是完成定制化产品的设计、生产和制造等，围绕每一份订单，按照项目管理的方式完成生产。
客户经理、销售代表更多的是扮演一种产品项目经理的角色，根据与客户接触的情况，将客户的个性化需求传达给设计员、生产主管，同时跟踪订单设计、生产、入库情况，整合设计部门、采购仓储部门和制造部门的生产资源，保质保量地生产出顾客的定制化产品。因此，每一份合同，实际上可以成为一个单独的生产项目，以此为基点设计和生产。
通过项目组的建立，在公司内部形成矩阵式组织结构，克服职能部门条块分割、协调困难的局面。项目经理可由技术人员、销售人员或生产人员承担，每个人可以负责多个项目，亦可以参加多个项目。行政隶属关系上，归各自职能部门管理，但对于产品的责任，则由其所在团队考核。
此外，ZJFC可以把生产资源集中到自身的核心竞争力上，而把业务流程中的其他任务外包给其他企业，与其他企业一同进行项目化的管理，提高生产效率。可见，若ZJFC公司在柔性生产方式的推进工作中采用项目化管理模式，则可以弥补现有组织结构条块分割带来的管理问题。
（二）虚拟团队的项目化管理应注意的问题
首先，产、供、销协调性要求提高。在项目化管理方式下，需要实现多品种共线生产能力，即一条生产线在进行必要的换产情况下，能够满足生产多种产品的工艺需求及能力，这对各部门协调性提出较高要求。
其次，财务核算流程要求提高。需要为每一份合同设立明细账簿，建立项目利润中心。按照每个项目组核算收入、成本、利润，以此作为每个项目组的考核依据，对财务工作的细化提出了更高的要求。
最后，资源的调配与协调性要求提高。改变了公司垂直式的管理模式，加入横向的管理后，公司的整个管理需要配合项目进行管理，管理者应该协调好生产、配料、资金的资源分配。
五、小结
面对竞争激烈、不断变化的市场环境，柔性生产方式可以给制造企业带来巨大竞争优势。本文以ZJFC公司为例，依照柔性生产方式的特点，分析了ZJFC公司在柔性生产中存在的问题，并在此基础上，建议项目化管理模式应用到制造企业的定制型生产中，以期有效地优化生产模式，控制生产成本，缩短生产周期，提高产品质量，高效率地满足用户个性化的需求，提高企业的市场竞争力和市场应变能力，以应对即将到来的工业4.0带来的新的机遇和挑战。
参考文献：
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[3]赵秀乐.复杂式单件小批量产品成本管理方法探究[J].商业会计，2014（16）.
[4]赵亚玲，葛茂根，等.柔性生产中基于人员任务匹配度的人员调度[J].合肥工业大学学报，2015（02）.
在经济发展的下行压力下，印刷设备制造业开始了转型升级。在转型过程中，有的企业进入了数字印刷和高端制造领域，提高了自主创新能力，有的企业因转型滞后被淘汰出局，还有一些新型企业主动抓住市场新机，迅速崛起。与此同时，一批适应现代印刷市场需求的新产品得到快速发展，如数字印刷设备，数字化、环保化、智能化和自动化印刷设备等，将成为企业下一步转型、创新和发展规划的方向，印刷设备制造企业将会以优异的装备支持印刷包装业的技术升级和创新。
数字化设备取得突破
直接制版设备已经实现国产化，主要制造企业之一科雷机电已经成为国内唯一一家拥有热敏CTP、UVCTP、紫激光CTP、柔性版CTP、印铁专用CTP、包装超大幅面CTP等制造能力的企业，产品出口到世界多个国家，成为转型的佼佼者。除方正电子、科雷机电、杭州通讯等企业经过自主努力拼搏，成为全系列的制版设备供应商以外，传统印刷设备制造企业在此领域也有可喜的创新成果，如辽宁大族冠华、潍坊华光、北京多元电气制造和销售适合本企业产品规格的系列直接制版机。
我国最早推出数字宽幅面喷绘设备的是IT业，这些企业分布在北京、上海、深圳等城市，产品主要用于广告制作，并替代了一部分丝网印刷设备。目前，数字宽幅面喷绘设备在我国的发展已经成熟，有数十家企业可制造不同规格的数字宽幅面喷绘机，如深圳润天智、沈阳飞行船、上海飞阳、安徽力宇、上海驰廷、上海傲颜、上海泰威、北京恒泽、上海雅色兰等企业。
此外，国内有多家企业参与药监码数字喷码设备的制造与销售，其中包括方正电子、北京圣德科技、北京蒙泰、河北玉田元创、上海德拉根、上海隽大、北京欣健龙、上海天岑和鼎恒联合等企业。这些企业制造的数字喷码设备除适应药监码赋码外，还可以应用在食品监管、彩票、门票、票据、制卡等领域。尤其需要指出的是，上海德拉根制造的药监码数字喷码机已经形成多品种解决方案，包括单张纸水性高速喷码机、高速自动UV喷码机、模切纸喷码机和卷筒纸喷码机，设备纸张规格也实现了多样化，最高喷墨速度达到4000～6500张/小时。
相较于国外，我国数字印刷设备制造业的落后状态凸显，但近年来在众多印刷设备制造企业的共同努力下，也取得了一些新进展。一些企业通过对外开展多种合作的方式，进入数字印刷设备的研制行列，还有的企业通过融合创新技术和新兴技术，取得了数字印刷设备研制的创新，推出了一些创新型数字印刷设备。例如，威海印机推出了国内首台单张纸WIN JET56捷特喷码印刷机，并拥有自主知识产权，可实现标签的可变数据印刷和不可变的条形码、二维码及药监码的印刷。北京多元电气推出Duoyuan Jet3200/5000超宽幅高速UV数字印刷机。北人集团推出了超新星DP32喷墨印刷机，并于2015年4月举办的印刷展览会期间，与惠普携手合作，签署了《战略合作协议》和《惠普高速喷墨协议》，共同推进数字印刷设备在出版印刷、商业印刷和包装印刷领域的应用。辽宁大族冠华推出了筱原JetPress520喷墨印刷机。到目前为止，已经进入数字印刷设备制造领域的企业还有潍坊东航、乐凯华光、上海豹驰、上海紫光等。
虽然目前国内印刷设备制造企业已经可以批量生产直接制版机、数字宽幅面喷绘机、药监码数字喷码机和部分数字印刷机，但核心技术仍然掌握在发达国家手中，激光制版头、喷墨头等关键零部件依然依赖进口。据一家药监码数字喷码机制造企业介绍，一台药监码数字喷码机的受益方有3个：一是国外喷墨头供应商；二是国内软件及操作系统供应商；最后才是印刷设备制造商，这一部分仅占设备销售额的25%～30%，这意味着我国印刷设备制造企业在为国外配套供应商和国内系统供应商打工。因此，对核心技术的国产化已迫在眉睫。
高端设备进入国际俱乐部
国内印刷设备制造企业通过国际并购升级了品牌形象，这标志着我国印刷设备制造企业已经进入了国际俱乐部。这些企业通过自主创新和嫁接国外先进技术，取得了一定的成果。
单张纸胶印机在幅面、印刷速度以及自动化水平上均有了极大提高。在幅面方面，经过几年的发展，江苏昌和河南新机成为超大幅面单张纸胶印机制造领域的佼佼者，已经可批量制造全张和超全张规格的单色、双色及多色单张纸胶印机，并推向市场。产品规格已拓展到1180mm、1300mm、1420mm、1650mm等幅面（仅2050mm幅面是空白），在印刷设备市场不景气的情况下开创了一片属于自己的新天地。在市场上销售多年的对开单张纸多色胶印机在幅面上也不断实现创新，完全可以满足出版印刷和包装印刷的需求，幅面规格包括750mm、790mm、880mm、890mm、920mm、1020mm、1040mm、1050mm、1060mm，与超全张设备一道，可满足整个印刷包装市场的需求。
同时，国产单张纸胶印机的印刷速度也得到进一步提升。上海光华推出了高水平的单张纸五色胶印机，最大印刷幅面为1060mm，印刷速度已经达到18000张/小时，成为我国印刷速度最快的印刷设备之一；北人集团推出的印刷幅面为1050mm的五色+上光单张纸多色胶印机，印刷速度提高到16500张/小时。辽宁大族冠华筱原品牌的单张纸多色胶印机印刷速度达到15500张/小时；江苏昌、中景集团、威海印机、威海滨田等企业推出的单张纸多色胶印机的印刷速度达到13000～15000张/小时。
在自动化水平方面，近年来，国产单张纸胶印机开始广泛应用各种新技术，如自动换版、自动清洗、自动调版、自动套准、自动供墨、油自动降温、自动定点系统、出墨辊自动降温、CPC墨色遥控等，从而大大提高了单张纸胶印机的自动化、数字化水平，满足了印刷企业的普遍需求。
卷筒纸胶印机的整体水平也已经达到国际水平。中型卷筒纸胶印机的印刷速度达到75000张/小时，小型卷筒纸胶印机的印刷速度达到45000张/小时，小型卷筒纸书刊胶印机（含卷筒纸商业胶印机）的印刷速度已经达到40000张/小时（四开折页时）。另外，卷筒纸胶印机已经开始广泛应用独立驱动技术，如电子轴、电子凸轮、电子张力控制和电子套准等技术，并实现了设计模块化、组装机组化和联机个性化，大大缩短了设备的开发设计和制造周期，成为最先进的高端智能化设备。
绿色印刷设备异军突起
近年来，以柔性版印刷机为代表的绿色印刷设备开始走强，科印传媒《印刷技术》杂志的《“2014柔性版印刷在中国”装机量调查报告》显示，截止到2014年6月30日，我国已安装机组式柔性版印刷机1581台，增长率达10.9%，其中，国产机1200台，占75.9%，增量135台；进口机381台，占24.1%，增量21台。可见，国产柔性版印刷机已成为市场主导。
经过企业的不懈努力，大型绿色印刷设备制造水平取得进展，依赖进口的状况得到缓解。如以往无菌灌装设备需要的包装材料70%以上需要进口，国内的生产能力仅占30%左右，而仅这30%的包装材料也大多采用进口柔性版印刷机印刷，现在这种局面正在逐渐被打破。
西安航天华阳是国内柔性版印刷机制造与销售领域的佼佼者，其推出的适应无菌包装材料印刷的高端卫星式柔性版印刷机已经在云南创新新材料公司、青岛人民、北京纷美、昆山乐美等企业使用。2014年5月，西安航天华阳又出口到英国一台“E飞”卫星式柔性版印刷机，并且成功通过客户的验收。需要指出的是，西安航天华阳2014年的销售额大幅增长，超过6亿元。
陕西北人制造的三款卷筒料卫星式柔性版印刷机也进入市场，能够适应无菌包装材料、塑料薄膜、纸箱预印的印刷加工，卷筒料幅面可以达到1250～1300mm。这三款设备与江南轻工机械有限公司推出的JDLF（90-65）×2-1000型多层淋膜复合机一起生产的纸基复合包装材料，适用于食品包装的印刷和制造，包括砖型、枕型、钻石型、三角型、屋顶型的牛奶、果汁、茶饮料等食品包装。
北人富士生产的书刊宽幅柔性版印刷机已经落户上海，开始进行绿色书刊印刷，并取得了成功。可以预见，这种设备将是教科书实现绿色印刷的骨干设备。上海高斯图文针对书刊印刷和包装印刷推出的卷筒纸柔性版印刷机，采取翻转印刷技术，可以实现包装印刷品的单面印刷需求。该系列设备的印刷幅面有1060mm、1100mm、1300mm，不仅可以实现连线折页，而且还具有包装印刷需要的模切、复卷、上光等辅助功能。如果书刊柔性版印刷机市场适应性和价格等因素得到用户的认可，那么设备更新改造的新周期就会来临，部分淘汰传统胶印书刊印刷机的市场就会形成，这将是大型印刷设备制造企业战略转型的希望所在。
开创转型进入新领域
在市场持续低迷的情况下，我国印刷设备制造企业纷纷采取国际合作、产业拓展、贴近用户等措施，以寻求新的增长点，为企业转型提供新的动力。
2014年7月，长荣股份两份公告，一是拟收购海德堡目前经营的高端模切机和糊盒机的相关有形、无形资产和业务，交易总金额为2500万欧元；二是继续增资以满足子公司长荣健豪发展规划和实际生产的经营需要。
2014年5月，辽宁大族冠华与我要印公司联手开发“小型合版云印刷系统”，探索共建信息产业与制造业结合的全新商业模式，致力于让缺乏竞争力的中小型印刷企业在工价、接单、管理、采购等方面富有竞争力。
2014年6月，北人集团面对印刷设备制造业发展速度放缓的态势，利用闲置资产投资文化创意产业园，一是转型探索新领域，进入文化创意产业；二是通过调整内部生产流程，更好地利用企业现有资源，盘活存量房产土地资源，开拓新的市场增长点。另外，其还开始跨行业进行智能制造的探索，与科研院所合作进入工业机器人集成系统和塑胶设备制造领域。
上海电气印包集团采取销售不盈利国有资产的方式，如出售所持上海亚华全部股份、出售上海申威达和上海紫光100%的产权，集中精力推动高端产品的创新与发展。
松德股份自上市以来，公司业绩一直不够理想。通过收购深圳大宇精雕公司，松德股份在运营管理、技术、资本与平台方面实现较好的协同效应，有利于发展高端装备制造业，使上市公司的产品结构更加优化，盈利能力更强。
“十三五”时期市场预测
“十三五”时期是印刷设备制造业向绿色、数字、智能制造的转型成熟期。报纸印刷设备的更新改造应该首选柔性版轮转印刷机，市场占有率应该达到5%～10%以上，并逐步替代传统胶印机；另外，数字印刷设备在报纸印刷领域的应用也会有一定的增长。书刊印刷设备，尤其是教科书印刷设备应该更新为柔性版轮转印刷机，以实现书刊的绿色印刷，市场占有率应达到30%～50%以上，此外数字印刷设备在书刊印刷领域的应用也会快速增长。快速印刷、办公印刷、户外广告印刷设备将以数字印刷机为主，胶印机在此领域也还有一定的市场，因为每天换版超过50套的规模已经不成问题。当前无菌灌装材料和食品包装材料以柔性版印刷和凹版印刷为主，预计印刷设备将转型使用柔性版印刷机，机组式、卫星式窄幅和宽幅柔性版印刷机的市场占有率将提高到50%～70%左右。纸质标签和不干胶标签印刷设备仍然以胶印机和柔性版印刷机为主，但短版标签印刷将采用数字印刷机。包装印刷市场仍将被胶印、凹版印刷和柔性版印刷所分割，其中柔性版印刷的市场占有率会快速提高。
