1.5 柔性制造系统的特征
对于柔性制造的定义还有的很多。但是,不管怎样,对于一个制造系统而
言,如果它是柔性的,就应具备如下特点:
(1)有能力通过重新编制机床操作程序就能加工多种不同零件;
(2)有能力在已有的机床上提供零件加工所需求的全部工具;
(3)有能力实现工件在不同机床间的传递,并实现工件的自动加卸载。
显然,根据上述的FMS系统所应具备的基本特征,可以认为,FMS应包含2台以上具有自动刀具交换和自动工件托盘交换装置的数控机床,以加工中心为核心设备,配有自动物料传递和管理系统,如有轨运输小车或自动导引运输小车,并在中央计算机统一控制和管理下,能动态地平衡资源的有效利用,具有生产调度和对加工过程的实时监控能力,可动态地实现多种零件族的自动加工。
1.6 柔性制造系统的优缺点
FMS由于与传统的制造系统相比具有许多突出的优点,所以一经问世就引起了工业界的极大重视,各工业化国家有关部门纷纷投入极大的人力、物力和财力积极研究、开发。FMS的优点在许多技术文献中已有详细叙述,本文不再讨论具体内容,仅罗列其主要条目:
(1)高柔性制造能力;
(2)高设备利用率,典型的数据为75%~90%;
(3)减少设备费用;
(4)减少占地面积,典型的可减少20%~50%;
(5)减少直接劳动费用,可节约30%~50%;
(6)减少生产准备时间,压缩在制品数量,改善对市场的响应能力;
(7)简化制造并提高经营控制能力;
(8)缓慢的系统衰变,即制造系统在意外情况下可降级运行;
(9)高产品质量;
(10)可实现准时制制造;
(11)高经济效益;
(12)允许分阶段投资与运行。
尽管FMS有许多优点,但是工业实践业已证实发展FMS也有一些困难,或者说还存在缺点。正是由于这些困难或缺点,使得许多企业对FMS缺乏信心,望而却步,不敢做出采用这种新技术的决策;也正是由于这些难点,促进了FMS技术观点的变化与进步。发展FMS的难点主要表现在:
(1)投资高昂。
FMS价值昂贵,视FMS构成规模的大小,一般需要500~7000万美元的投资,这还不包括支持FMS运行环境建设的费用。这对于财源有限的中小企业来说是难以承受的,即使是技术与经济承受能力较强的大公司和大企业,采用FMT也有很大的风险,决策者须有足够的勇气和胆略。
(2)周期长。
FMS系统技术复杂,开发、研制、调试一套FMS系统需要较长的周期,从提出开发一个系统的概念到具体实现,往往需要5~6年的时间,有时甚至更长。若要完全满足用户的要求则需更长的时间。典型的FMS,仅调试周期通常就需要半年,有的甚至一年后还不一定能完全正常运行。调试一套大型FMS可能需要18个月,而使系统在良好的性能状态下运行可能再需要18个月。对于一个企业来说,如果一项新的技术投资在3~5年内得不到良好的回报,往往会导致他们失去信心。
(3)高技术支持需求。
企业建立FMS需要相当高的物质和技术知识支持,必须拥有熟悉这一领域的人才(领域专家和科技队伍),建成后文持系统正常运行也需要一支具备高级技能的队伍。
(4)有限的“柔性”。
FMS尽管具有高柔性,但是这种柔性仍然限于特定的范围。比如,加工箱体零件的FMS就不能用于加工旋转体、冲压件等。同样是箱体零件的FMS,用于加工变速箱体零件的FMS就不一定适合于加工发动机汽缸体。因此,一个FMS系统建成后,改变加工对象(一种固有柔性)是比较困难的。
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