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淺談汽車生產(chǎn)中的柔性制造
（作者未知）
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，中國汽車工業(yè)一直保持著持續(xù)發(fā)展的勢頭。上世紀(jì)九十年代以前，國內(nèi)汽車工業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品是貨車，經(jīng)過近十年的發(fā)展，出現(xiàn)了以轎車為領(lǐng)頭羊的可喜格局。汽車工業(yè)重點發(fā)展轎車的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，給裝備制造業(yè)帶來前所未有的發(fā)展機遇。各行各業(yè)中，與裝備制造業(yè)關(guān)聯(lián)最大的就是汽車工業(yè)。有關(guān)資料表明，美國機床的50%以上、工業(yè)機器人的60%以上用于汽車工業(yè)，因此美國成為汽車王國的同時，也成為機床生產(chǎn)大國。發(fā)達(dá)國家汽車工業(yè)的發(fā)展史無不證明這一點，汽車工業(yè)的發(fā)展提升了裝備制造業(yè)特別是機床制造業(yè)，機床制造業(yè)的提升在技術(shù)與工藝上，支撐和保證汽車工業(yè)的繁榮。
1．柔性生產(chǎn)制造的特點
根據(jù)機械制造科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)類，按照生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)自動化水平的高低制造可以分為柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、柔性制造線(FML)和柔性制造工廠(FMF)。柔性制造最大的特點在于制造上的柔性。汽車生產(chǎn)中其表現(xiàn)如下。
a.設(shè)備柔性：設(shè)備能完成多種加工，利于實現(xiàn)批量生產(chǎn)、降低庫存費用、提高設(shè)備利用率和縮短加工周期。
b.物料運送柔性：物料運送設(shè)備能運送多種物料，具有較高的可獲得性和利用率。
c.操作柔性：具有小同加工工藝的工件能以多種方式進(jìn)行加工，在機器出現(xiàn)故障時易于實現(xiàn)動態(tài)調(diào)度。
d.人員柔性：操作人員掌握多種技能，能在小同崗位上工作。
e.路徑柔性：工件加工能通過制造系統(tǒng)的多種路徑完成，便于平衡機床負(fù)荷，增強系統(tǒng)在機床故障、刀具磨損等情況下運行的穩(wěn)定性和可靠性。
f.過程柔性：制造過程能同時生產(chǎn)多種產(chǎn)品，具有混合比柔性，通過提供多樣化的產(chǎn)品來提高客戶服務(wù)水平。
g.產(chǎn)品柔性：在產(chǎn)品中能隨時增加、去除或更換某些零部件，以提高對市場產(chǎn)品需求的響應(yīng)能力。
h.批量柔性：在多種生產(chǎn)批量下，制造系統(tǒng)能獲得相應(yīng)利潤，保持其在各種需求水平下的獲利性。
i.擴展柔性：制造系統(tǒng)具有開放性，能擴展其生產(chǎn)能力，以適應(yīng)企業(yè)拓展新市場的要求。
j.生產(chǎn)柔性：無需增加重要制造設(shè)施，制造系統(tǒng)能制造多種產(chǎn)品，完成多樣化的生產(chǎn)任務(wù)。
k.市場柔性：制造系統(tǒng)能在多變的市場環(huán)境下求得生存與發(fā)展，具有較強的適應(yīng)動態(tài)變化市場環(huán)境的綜合能力。
2、汽車業(yè)柔性制造的作用及其發(fā)展
美國、日本、前蘇聯(lián)、德國等發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)60年代末至70年代初，先后開展了柔性制造技術(shù)以及裝備的研制工作。1976年，日本法納科公司展出了由加工中心和工收機器人組成的柔性制造單元，為發(fā)展柔性制造提供了設(shè)備基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代，隨著柔性制造技術(shù)的成熟，柔性制造得到了迅速發(fā)展，并主要應(yīng)用于飛機、汽車制造收日。依靠計算機、加工中心和數(shù)控機床組成的柔性自動加工系統(tǒng)，使汽車收由單一品種、大批量的生產(chǎn)方式，轉(zhuǎn)向中小批量、多品種、適應(yīng)市場要求的精益生產(chǎn)方式，也使汽車生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益和管理水平大大提高。
國外汽車工業(yè)中，主要汽車廠商如通用、福特、寶馬、奔馳、豐田、大眾、雷諾、沃爾沃等公司都采用了柔性制造系統(tǒng)。例如，美國福特汽車公司在加拿大的一個發(fā)動機廠，在同一條自動線上對4.6L、5.4LV8發(fā)動機和6.8LV10發(fā)動機實現(xiàn)隨機混流生產(chǎn)(年產(chǎn)65萬臺)；而通用汽車公司的傳動系部門于1993年開始作同樣的準(zhǔn)備，采用FMS，以滿足變速器類殼體零件多品種的制造要求；根據(jù)1983年出版的《豐田生產(chǎn)力方式的新發(fā)展》，該公司在3個月內(nèi)的汽車產(chǎn)量為364000輛，共4個基本車型，32100個型號，平均每個型號的產(chǎn)量為17輛，產(chǎn)量最多的型號也只有17輛，最少的則只有6輛。日本汽車業(yè)在20世紀(jì)70年代開始大力發(fā)展柔性制造，到1987年己經(jīng)形成較大規(guī)模，擁有數(shù)控機床2萬余臺，有柔性制造生產(chǎn)線21條。據(jù)日本通產(chǎn)省第8次特定機械設(shè)備統(tǒng)計調(diào)查表明，以汽車制造收為核心的輸送機械制造業(yè)，1987年擁有FMS31條，1994年增加到818條。尤其是大型汽車制造企業(yè)，F(xiàn)MS采用得最多，占7年間增加總量的41％。柔性制造為日本汽車工業(yè)生產(chǎn)率追上并超過美國創(chuàng)造了條件。日本汽車在國際市場上暢銷小衰與它的柔性化制造密切相關(guān)。
國內(nèi)汽車收與發(fā)達(dá)國家一樣，也是先進(jìn)制造方式的發(fā)源地。上世紀(jì)80年代，隨著改革開放進(jìn)程，中國汽車工收開始向發(fā)達(dá)國家汽車工收系統(tǒng)地學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)方式和制造方式，其中就包含有柔性制造的內(nèi)容。上世紀(jì)80年代中后期，汽車界的主要生產(chǎn)廠家開始在一些工藝流程和產(chǎn)品制造中，嘗試柔性制造，初步積累了經(jīng)驗。上世紀(jì)末至今，隨著國內(nèi)汽車企業(yè)實力的增加，以及外國公司的大規(guī)模進(jìn)入和生產(chǎn)裝備的改善，柔性制造在汽車工收的發(fā)展較快。如主要汽車生產(chǎn)廠家第一汽車集團(tuán)等在一些生產(chǎn)領(lǐng)域開始進(jìn)行柔性制造，在焊裝車間等使用多種機器人，在生產(chǎn)工序上機械手以及其他自動化設(shè)備不斷增多，在一定程度上可實現(xiàn)多品種的混線生產(chǎn)；一汽一大眾汽車有限公司用具有CNC三坐標(biāo)模塊的組合機床柔性自動線生產(chǎn)轎車變速器和離合器殼體，自動線節(jié)拍達(dá)到40.5s，年生產(chǎn)能力為36萬件，工序能力指數(shù)Cp>1.33，可連續(xù)4星期無故障生產(chǎn)；再如上海通用汽車公司也擁有柔性化生產(chǎn)線，涵蓋了各大總成及整車等制造環(huán)節(jié)，提高了產(chǎn)品換代速度則。隨著汽車工收的發(fā)展，汽車零部件加工也在向柔性制造力一向發(fā)展洲。FMS帶來了加工的高度靈活性，使得保持高生產(chǎn)率的同時還能生產(chǎn)更多種類的零件。加工中心作為汽車零部件生產(chǎn)線的重要組成模塊，為滿足汽車零部件生產(chǎn)領(lǐng)域可靠、高效的生產(chǎn)提供了保證。其開放式結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)技術(shù)的模塊化，以及加工中心切削速度和精度進(jìn)一步提高，為汽車零部件工收獲得了更好性價比。總之，柔性制造門向著車輛制造的各個領(lǐng)域發(fā)展。
隨著各類先進(jìn)加工技術(shù)的相繼問世，柔性制造技術(shù)本身也在不斷完善和提高。如瑞士的一家工收公司采用了由激光加工中心及CNC自動車床和自動磨床組成的柔性制造單元，該單元由于改用激光加工中心來代替原來的銑床，生產(chǎn)率提高了很多倍，而且產(chǎn)品精度高、質(zhì)量好。以數(shù)控加工為例，為向柔性制造提供基礎(chǔ)設(shè)備，要求數(shù)控系統(tǒng)小僅能完成通常的加工功能，而且還應(yīng)具備自動測量、自動上下料、自動換刀、自動更換主軸頭(有時帶坐標(biāo)變換)、自動誤差補償、自動診斷、進(jìn)線和聯(lián)網(wǎng)功能，特別是依據(jù)用戶的小同要求，司一力一便靈活地配置和集成。各種相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步，促使柔性制造規(guī)模不斷擴大，將對汽車生產(chǎn)帶來深刻影響。
汽車業(yè)傳統(tǒng)的單品種、大批量生產(chǎn)方式門向多品種、中小批量及“變種變量”的生產(chǎn)方式過渡，以生產(chǎn)者為主導(dǎo)的生產(chǎn)方式逐步向以消費者為主導(dǎo)的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，柔性制造是適應(yīng)這種轉(zhuǎn)變的較佳的生產(chǎn)制造方式。在生產(chǎn)制造技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，汽車生產(chǎn)中的柔性制造方式在具有產(chǎn)品柔性制造優(yōu)越性的同時，也有利于將企業(yè)中相互獨立的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造及經(jīng)營管理等過程結(jié)合起來，構(gòu)成企業(yè)中覆蓋面較大的完整而有機的系統(tǒng)，以實現(xiàn)全局動態(tài)最優(yōu)化、總體高效益和高柔性。結(jié)合企業(yè)實際，發(fā)展柔性制造技術(shù)，會使汽車生產(chǎn)企業(yè)受益匪淺，不斷提高自身的綜合實力.
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