柔性制造
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柔性制造范文第1篇
在2008年举办的CCMT国内机床展览会上，新瑞自主研发、达到国际领先水平的柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)系列产品成功推出，引起了业界的极大关注，并以“有自主创新、性能优良、质量可靠、造型美观、有良好的市场前景”而获得春燕奖。柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成的，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统。FMS兼有加工制造和部分生产管理的双重功能，因此能综合地提高生产效益。截至目前，新瑞已生产出3套柔性制造系统，其中两套在自己的工厂使用，另外一套被一家著名汽车制造企业订购，用于发动机生产线。新瑞的目标是，将柔性制造系统作为今后公司的主要产品之一推向市场，促进中国机械制造行业技术水平的提升。
系统组成
通常，柔性制造系统按照成组的箱体类零件确定工艺过程，选择多功能卧式加工中心和立体仓库等自动化物流系统，由计算机进行控制，能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批量高效生产(即具有“柔性”)，并能及时改变产品以满足市场需求。一个简单的FMS系统可以由物料输送系统、自动堆垛机、存储系统和相应的数控加工中心(CNC)组成，其各部分的具体数量可根据实际生产量的需要灵活配置(参见图1)。需加工的物料，在物料输送接驳台、加工装备接驳台和存储货架三个物流节点之间，通过自动堆垛机的柔性化作业实现流转。
新瑞研发的柔性制造系统系列产品以FMS63为典型代表。FMS63由3台H63卧式加工中心和两个工件安装站组成；物流系统采用立体仓库(共3层货架)配备一台自动堆垛机，可存储、处理多达60个托盘，托盘上可装载大量的零件与夹具。零件一次装夹以后，FMS63可自动完成铣、镗、钻、扩、铰、攻丝等多个工序，特别适合各类箱体、壳体多孔的中小批量加工。
物流系统作为FMS63柔性集成制造系统的重要组成部分，是新瑞与德马物流技术有限公司联合开发的。物流系统中的自动化立体仓库可实现柔性生产线所需加工工件的存储和搬运(上下料)，其主要硬件组成和性能指标如下：
1、货架系统：分为1排×20列×3层，共60个储存货位，货架总高6020毫米；
2、自动堆垛机：1台(1巷道)，具体参数详见表1，巷道有效宽度1500毫米，运行轨道总长33米；
3、专用托盘：尺寸630×630×150毫米，托盘最大堆高1450毫米(含托盘)。
除了上述硬件设备，信息控制系统是FMS系统的核心部分之一，决定了FMS系统能否正常运行及效率高低。控制软件能帮助监控和控制实时生产系统，进行柔性化的生产管理。基于PC的控制软件可帮助实现产品产出的最大化，同时有效监测所有生产活动。加工程序可通过以太网下载传到加工中心，所有的NC程序可以存储到中央控制系统的硬盘上，并由总控系统进行管理以取得最佳的结果。控制系统还备有刀具和工件的信息文件，系统动态进度表，外部交换工作台和刀具库管理以及远程机床状况监测等功能，同时也允许对通用夹具、零件数据和生产订单进行管理。
技术亮点
整套FMS63柔性制造系统是新瑞及其合作伙伴沈阳机床所、德马公司自主开发生产的，使这一高端数控机床产品成功实现了国产化。在FMS系统的研发过程中，新瑞从用户的角度出发，特别关注生产效率、控制精度和产品质量这三个关键因素。经过不断研究摸索，新瑞FMS系统在以下几个方面取得了较大的突破与创新：
一是采用自动堆垛机实现了生产的高柔性化以及与生产系统的无缝连接。自动堆垛机作为FMS系统的中间环节，维系着物料输送系统、CNC加工单元和存储料架三个管理节点的正常操作。此外，普通堆垛机的停准误差为±3mm，而柔性制造系统中的堆垛机对定位精度的要求更高。新瑞FMS系统中的自动堆垛机是德马公司专门为其开发生产的，最终实现了行走定位误差仅为±1mm，在国内处于先进水平。
二是采用了RFID技术实现数据实时掌控。立体仓库的托盘上安装了RFID标签，堆垛机上安装了识读设备，借此实现对系统中所有物料的全程记录和跟踪。
三是管理软件有创新。考虑到普通工人的知识水平和实际需要，计算机管理系统的设计尽可能简化，以方便应用和维护。
流程规范
新瑞认为，制造企业引入FMS系统，可以使作业流程更加可控，管理更加规范化。其基本操作流程如下：
由生产调度人员根据机床的加工能力形成产品生产计划单，其中包括加工生产的数量、原材料的品种和数量。如果需要加工的毛坯原料已存储在料架上，自动堆垛机直接从料架上取出后送入CNC加工单元；否则，需要及时向FMS系统补料。
一个生产计划对应一台CNC加工中心，经过一台CNC加工中心加工的工件作为该加工单元的成品入库。在异常情况(如设备故障)发生后，把该加工中心正在作业的生产任务中断，将已加工的半成品退出，管理系统查询其他能够完成这个任务的设备的状态：如果设备状态忙，则把该工件自动转入储存货位存储；如有相同加工设备空闲，则把该半成品转入到空闲的加工位继续加工。
为了缩短CNC加工设备因更换加工工件的闲置时间，可以在加工中心接驳台设置工件等待工位。在CNC加工中心完成一个工件加工并将加工完毕的工件送出的同时，送入下一个待加工工件。
市场前景
通过近一年的实践，新瑞采用FMS系统的价值主要体现在：系统能按照装配作业配套的需要，及时安排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少毛坯和在制品的库存量与相应的流动资金占用量，缩短生产周期；提高设备利用率，减少设备数量和厂房面积；减少直接劳动力。在少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续“无人化生产”；提高产品质量的恒定性。
据悉，FMS系统在发达国家已有较多应用，它已成为自动化工厂的重要组成模块。而且，FMS的应用范围正在不断扩大，涵盖毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等诸多方面。可以说，柔性制造系统的发展空间巨大，市场前景广阔。
新瑞认为，与现在常用的机器人搬运系统、AGV等物流装备技术一样，自动堆垛机作为高柔性化的物流装备在FMS系统中的应用同样有很好的市场前景。据悉，新瑞研发FMS系统的构想始于2005年。2007年形成了产品，进入系统调试阶段；2008年新瑞在常州建起的新工厂和宁夏长城工厂各引入了一套FMS系统。当时，新瑞正在规划建设新工厂，面对高端数控机床生产管理异常复杂、专业人才紧缺的状况，想通过引入高效的物流系统尽可能提高生产的自动化程度，从而提高生产效率，减轻操作人员的劳动强度。除了满足自身需要外，新瑞计划待FMS柔性制造系统应用成熟后，将其作为整体产品销售，逐步向汽车、军工等行业推广，使之成为企业的新的经济增长点。
据新瑞公司介绍，目前，国外自动化工厂单元化、模块化的发展趋势明显，以便于迅速复制。而这也正是新瑞FMS柔性制造系统先进性的体现：既可以压缩投资规模，控制风险；又可以满足多批量、小规模生产，柔性化高，便于更新。
可以说，对技术和市场的深入了解与把握正是新瑞看好FMS柔性制造系统的根本原因。
传统观念认为，机械行业属于劳动密集型产业，管理、技术比较落后，自动化程度低，工人的劳动强度大，生产环境恶劣，产品质量很难保证。国内工厂通常没有专门的物流管理，没有采用自动化立体仓库，物料存储占用较大空间，造成空间浪费，一般采用普通搬运小车或者吊车实现简易的物料搬运，整个生产效率不高。如今，随着生产控制系统、计算机软件与硬件水平的提高，采用自动化控制和先进的物流技术设备，可以实现整个生产系统的模块化管理，不仅解决了现有的仓库管理混乱和库存不足的问题。而且生产效率得以大幅提高，今后还可以借助RFID技术实现对每一步加工的追溯管理，实现产品的在线检测，使产品质量控制更为严格。同时，企业生产能力的可扩展性也大大提高，只要事先做好系统接口，今后随着生产的需要添加机床即可，消除了场地制约的瓶颈。
柔性制造范文第2篇
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
柔性制造范文第3篇
关键词：柔性制造；大规模定制；研究综述
中图分类号：F406 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2012）05-0078-03
引言
随着全球经济一体化和卖方市场格局的逐步形成，制造企业面临前所未有的激烈竞争与挑战。与此同时，随着科学技术的进步及其广泛应用，人们开始产生更高层次消费需求。物质生产的丰富与顾客资源相对短缺的矛盾日益突出，尤其是顾客需求的个性化和快速化，使得企业越来越依赖对顾客需求的准确把握和快速反应。因此，如何通过运营模式创新从而建立适应市场需求变化快速响应的运作管理系统构成现代制造企业的一项重要战略任务。基于柔性制造的大规模定制（Mass Customization）在全面综合成本、质量、柔性和时间等竞争因素的前提下有效地解决了需求多样化与大规模生产之间的冲突，从而为现代制造企业提供了一种全新的竞争模式[1]。
一、柔性制造与大规模定制的内涵
（一）柔性制造的内涵
柔性是企业所拥有的一种能够增强反应和竞争的能力，它能使企业快速应对市场变化而不用牺牲企业的大量资源；同时它还是一种过滤器和隔离器，可以消除或者减弱各种环境不确定性变化对企业的影响。关于制造系统的柔性主要体现在两个方面：一个是来自生产制造过程中的柔性；另一方面是影响和决定生产的柔性[2]。
在生产制造过程中柔性包括以下几个方面：（1）机器柔性，是指机器能够处理不同操作的能力，一般取决于机器所能执行的不同操作的个数及其在不同操作之间进行切换所需要的时间。（2）运输柔性，是指各种型号的零部件在不同机器设备上被正确地传送定位能力。（3）操作柔性，是指零部件的加工过程中不同操作序列可被应用的容易程度，基本上取决于零部件的设计。（4）过程柔性，指系统无需重新装设而能生产零部件的集合大小的测度。（5）产品柔性，指系统只需要很少的重新装设而能产品零部件的集合大小测度。（6）生产柔性，指系统无需大的设备投资而能生产的产品集合大小测度。7.程序柔性，指系统运行一段时间无需外部干预的能力[3]。
影响和决定生产的柔性主要包括以下几个方面：（1）人员柔性，是指掌握多种操作技能的人员能够在不同岗位上工作的能力。（2）产量柔性，是指生产系统在已有的产品和零部件生产中生产不同产量而仍能获取利润的能力。（3）混合柔性，是指企业在给定的生产能力条件下能够经济有效地生产不同产品组合的能力。（4）扩张柔性，是指增加生产能力所导致边际投资减少的幅度。（5）市场柔性，是指系统能够有效适应市场条件变化的能力。通常分短期市场柔性（处理消费者订单变化的能力）和长期市场柔性（应付消费者需求变化、产品寿命周期缩短和产品技术变化的能力）。（6）新产品开发柔性，是指企业在最短计划期内开发新产品或者更改原有产品的能力。
柔性制造贯穿于企业生产的全过程，从而增加了生产的灵活性，降低企业生产成本，提高了企业生产的产出率，缩短产品生产周期，同时还能够对顾客需求的多样化和快速化作出迅捷的反应[4]。
（二）大规模定制的内涵
大规模定制通过企业组织核心业务与资源的整合，以大规模生产的成本和效率来提供个性化的产品，同时让顾客参与产品的设计与制造过程，并强调借助与柔性制造过程以大批量和合理的成本提供客户化需要的产品或者服务。大规模定制是高效提供个性化产品的一种先进制造与管理模式，能够有效地解决制造业大规模生产与个性化需求之间冲突的根本问题。企业实施大规模定制能够将“大规模”与“定制”两个不可调和的内容糅合在一起，通过构建高效的信息系统来准确、快速地获得和满足客户需求。企业实施大规模定制可以对企业流程和组织核心业务进行整合，并以一致的质量、合理的成本快速，灵活以及可靠地交付客户所认可的价值，同时也赢得企业自身的价值[5]。
企业实施大规模定制可以将产品研发和制造面向产品族，同时通过系列标准化、规格化的多样性和模块化设计来达成顾客个性化需求与低成本生产的双赢之道。因此，基于柔性制造的大规模定制通常需要解决以下几个问题：（1）为了满足个性化需求和产品生产的多样化，企业应该具有良好的生产柔性。（2）企业实施大规模定制将使得企业生产制造系统变得更加复杂，产品研发、生产制造以及管理控制将会发生频繁改变和转换。如何通过柔性制造降低大规模定制企业运营成本将是一个非常重要的问题。（3）由于市场竞争的不完全性和不对称性，企业需要根据竞争对手等市场竞争因素来决定其柔性水平或者改变运营策略。（4）大规模定制企业还需要考察自身信息技术平台，没有企业信息化是无法实现大规模定制和柔性制造[6]。不同产品类型，其功能柔性水平、资源结构以及投资决策和生产过程控制等运营管理特征都对大规模定制系统快速需求响应能力及其运营效果产生重大影响。大规模定制运营特征主要表现为：（1）制造过程柔性高。（2）功能转换快。（3）管理控制难度大。（4）快速响应能力强。（5）顾客直接参与产品的设计与制造过程。
二、国内外研究现状
（一）国外研究现状
大规模定制思想最早由Akin Tomer在其著作《Future Shock》提出：以大规模生产的成本和时间提供满足顾客特定需求的产品和服务的运营模式，即从大规模生产标准产品转变为有效地提供满足单个客户需求的产品或者服务。大规模定制采用柔性过程和柔性组织结构，以提供个性化的产品和服务，从而使整个制造过程敏捷化，而这种产品和服务价格又必须与标准大规模生产相竞争[6]。
目前，国外学者从不同角度对大规模定制问题进行了大量的相关研究。 Huffman 和Kahn （1998）、Silveria和Borenstein（2001）曾对大规模定制的生产模式及多品种大量生产所引发的制造资源冲突等问题进行系统分析与论述[7-8]。Tseng和Du （1998）、Anderson（2002）以个性化产品需求为驱动，研究了大规模定制模式下客户参与产品簇开发设计的模式及其影响[5-6]。Kotha（1996）以日本国立自行车公司从大规模定制的变化过程，分析了制造业生产模式变革与组织创新的内在动力。Davtd（1998）从大规模定制的特征、环境等方面，探讨了大规模定制的实现途径和方法[10]。Marcia P、Amrik S S和Peter R（20004）对制造企业的快速反应理论和方法进行专门和系统化研究[11]。Berbard H Boar,Llula Arbos（2002）通过建立分布式的快速反应机制，研究企业快速反应中的资源配置能力问题，提出了基于网络协议的敏捷定制联盟模式[12]。Stephen Haag,Rajan Suri（2001）从21世纪全球性竞争趋势探讨了相关行业和企业实施大规模定制的基础条件和竞争策略[13]。Daniel Biodeau,Pierre-Yves Cremieux（2002）给出了一种企业制造柔性的测量方法[14]。R.L.Daniels,J.B.Mazzola 和D.Shi（2002）研究了流通企业计划中应对不确定需求的资源柔性问题[15]。Qiang Tu ,Mark Vonderembse A和Ragu Mathan TS（2001）分析了制造业大规模定制实施对顾客价值及其需求响应时间的影响研究[16]。
（二） 国内研究现状
对于大规模定制研究问题，在国内也引起众多学者和专家的关注和研究兴趣。谭跃雄（2004）研究了大规模定制模式下制造企业柔性的价值及其应用，提出了建立合理制造柔性的有效方法和应用策略[17]。祁国宁、顾新建和李仁旺（2000）系统研究了大批量定制及其模型构建的一般性方法[18]。陈俊、黄炜（2004）通过产品平台在基于大规模定制范式的生产系统中的作用建模，探讨了企业实施大规模定制的产品平台构建及其影响[19]。陈豪、陈剑（2004）以供应链快速需求为导向，探讨了定制延迟模式的供应链协调机制[20]。但斌（2004）提出面向大规模定制产品族功能性评价与选择方法[21]。毛宁等（1996）对制造资源重构问题建模，对大规模定制制造资源优化配置研究具有一定的启发作用[22]。秦明森（2003）探讨了大规模定制模式下企业资源合理配置与利用的决策方法[23]。傅小华、黎志成（2003）研究了大规模定制生产及其实现机制[24]。吴锡英（2001）全面综述大规模定制几种具体模型的特点及其适应性等问题[25]。
三、总结
从上述国内外研究现状分析，目前基于柔性制造的大规模定制问题的研究主要集中体现在以下几个方面：（1）对大规模定制的特征、运营模式等理论和方法的研究。（2）对典型企业或者行业的大规模定制问题进行实证研究。（3）对企业柔性制造的作用、实现途经及其测量方法进行研究。当前，关于基于柔性制造的大规模定制问题的定量化研究是研究的难点问题，也是当前需要进一步研究的热点问题之一。目前，以柔性制造为基础的大规模定制的柔性设计、柔性战略管理和柔性运营方式等问题也引起众多学者和专家的广泛专注和研究兴趣。尽管人们对企业快速响应顾客需求的重要性形成一致的认识，并开始关注大规模定制等相关理论和应用研究，但如何建立大规模定制的快速反应能力，实现企业柔性与大规模定制功能相适应的资源配置优化等方面还缺乏系统的理论和相关应用研究。因此，结合柔性制造与大规模定制问题进行深入研究将有助于大规模定制理论和方法的创新并形成实用的研究成果。
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Summary of the research on the mass customization based on the flexible manufacturing
XU Xu
（Information engineering college,Nanjing finance and economy university,Nanjing 210003,China）
柔性制造范文第4篇
关键词：时间Petri网；状态类方法；柔性制造系统；建模与调度
中图分类号：TP301 文献标识码：A
1引言
在大规模制造系统中，通常有少数几种产品的效率是很高的。但在面对瞬息万变的市场时，它不具有灵活性。为了解决这个问题，一种新的生产系统出现了：柔性制造系统（Flexible manufacturing systems， FMS）。FMS是一个由半独立工作站和原料处理系统组成的计算机可控系统，用于高效地生产中小批量的、多品种的零部件[1]。柔性是指系统能对变化做出快速反应的能力。变化可以是内部的，比如产品质量问题；也可以是外部的，比如设计和需求的变化。
所有FMS具有一组共同的特征：①状态空间是离散集，状态转移是事件驱动的；②系统中的某些事件必须顺序发生，某些以异步方式发生，而某些则可以独立地发生（并发）；③系统会出现冲突的情况，因此会导致非确定性；某些操作过程可能是互斥的；④另外，系统也可能会陷入死锁状态，这是系统设计时应该尽量避免的。因此，柔性制造系统的设计是非常复杂的工作：需要组合很多不同的元素，而且还要考虑许多不同的方面。这种复杂性决定了对形式化方法的重要需求。Petri网的形式化方法家族是柔性制造系统的绝好选择，它已成功应用于FMS设计和操作的各个方面：建模、调度、性能分析、控制和监视[1，2]。
如果我们需要考虑FMS系统性能或实时控制问题，那么引入时间限制是必需的。通常，可以采用两种时间引入方式：时间关联到库所，时间关联到变迁。其中后者更自然，因为变迁通常模拟系统的活动（它们需要一些时间来执行）。联系到变迁上的时间也有多种形式，其中计时 Petri网赋给每个变迁一个固定的延时[3]；时间 Petri网为每个变迁联系一个时间间隔[4]。已经证明，时间间隔比固定延时具有更强的表达能力[5]，因为间隔既能反映事件发生的不确定性，又能刻画事件发生的时限性。时间Petri网已成为描述和验证实时系统最常用的形式模型之一。
文章首先给出时间Petri网的基本定义，然后以一个典型柔性制造系统为例，建立时间Petri网调度模型，并利用状态类分析方法，计算柔性制造系统的所有可行调度及执行时间，获得最优调度，为模型的调度和控制提供有效支持。
4结论
制造系统大多具有离散事件动态系统的特征，所以Petri网非常适合这类系统的建模和分析。特别是柔性制造系统已成为一个活跃和有趣的应用领域，时间Petri网理论可以很好地用于这类系统的实时控制、调度分析和性质验证。文章以一个典型柔性制造系统，给出了基于时间Petri网的柔性制造系统的建模与分析方法，并通过状态类分析方法，得到所有可行调度及执行时间，进而获得模型的最优调度。
参考文献
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柔性制造范文第5篇
主要研究汽车制造企业柔性自动化装配生产线，对汽车装配生产线的国内发展情况和柔性生产线在国内推广的弱势情况进行了阐述，并对柔性自动化生产线进行了一个简单介绍，最后对柔性汽车装配自动化生产线的主要构成进行了分析。
【关键词】柔性生产线 汽车 装配
柔性自动化装配生产线主要负责完成大批量、多品种、多车型、多颜色混线的汽车装配。这套系统应用了自动化机器人，转接重读定位的精度在0.6mm以内，能够完成9种车型、20多种汽车产品的混线生产，并实现有效的生产管理。柔性自动化装配生产线有着极高的生产效率，每小时能够完成65辆以上车辆的装配，而目前国内现有装配线最大产能是每小时44辆车，产能提高了47.6%。这种产能已经和国际先进水平十分接近，可以不再依赖进口。
1 国内发展现状
柔性自动化装配生产线系统主要有车身存储、内饰装配、底盘装配、轮胎储运、座椅储运、分装车门、动力集成、整车装配和线间相互转挂机器人等设备，应用了包括自动识别、跟踪、在线监测、自动存储、工业现场等技术，系统不仅能够进行汽车装配操作，还能够实现对装配过程的生产调度、质量管理和柔性装配控制等功能，提高了汽车装配过程的自动化和信息化水平。
一些部门对世界汽车工业的未来格局进行了预测，认为，在2025年以后，汽车工业的产销将逐渐转移到亚洲市场，中国汽车销量将占到世界总销量的30%。汽车装配生产线的柔性自动化技术是重要的核心关键技术，实现了装备的本土化，为我国汽车生产工业提供了先进并且自主知识产权的生产设备，对我国装备制造业有着重大的意义。该系统能够改变汽车制造生产线依赖进口的情况，基础技术等还能够出口和向相关领域扩散。
但是，即便柔性自动化汽车装配生产线有着非常大的优势，但是在国内的汽车装配制造厂家中应用的仍然多为刚性生产线，应用柔性装配生产线仍然属于少数，年产在10-30万台的大型汽车总装厂的生产流水线基本上都是进口设备，目前我国的一些技术实力较强的企业如华远，开始研发柔性自动化汽车装配生产线成套设备，争取行业高端。
2 柔性自动化生产线
柔性生产线是联结多台能够调整的机床，配合自动化装置组成的生产线，有着很高的自动化和信息化水平，能够通过计算机进行管理和操作，还能够结合多种生产模式同时进行，有效的节省了生产成本，并且极大的提高了生产效率。
汽车装配柔性生产线的基本组成主要有自动加工、物流系统、信息系统、软件系统等几部分。柔性生产线技术复杂，自动化程度非常高，结合了微电子学、计算机和系统工程等技术，有着更高的设备利用率，编入柔性生产线的机床会比单机作业产量高出数倍。柔性生产的产能比较稳定，系统中往往存在几台机床同时工作，出现故障会调整降级运转，物料传送系统可以自行绕过故障机床。在柔性生产线中，零件结构过程装卸一次即可完成，加工精度高，并且形式稳定。
3 生产线组成
柔性生产线按照范围可划分为产品生产线和零部件生产线，按照生产节奏快慢能够划分为流水线和非流水线两种，按照自动化程度则有自动化和非自动化生产线两种。
汽车装配柔性生产线主要有车身存储、内饰、底盘装配、轮胎座椅、最终装配、整车检测、车门分装、发动机前桥分装、仪表等相互独立但相互关联的机床模块组成。
3.1 智能化控制
利用计算机技术和网络技术实现智能化控制。借助计算机、网络和PLC总线网络以及无线LAN网络和射频识别系统以及光电接近开关、机器视觉传感器和执行器等部分组成，对系统的智能化控制按照集中管理、分散控制的形式进行。
电控系统主要三层结构，分别为监控层、控制层、设备层，不同层次均由不同的网络结构和不同的软硬件层进行控制，实现诸如自动识别、跟踪、在线监测和柔性装配等智能化操作。
3.2 自动化执行
自动化执行是智能化控制的执行层面，由智能感知系统获得实时准确的现场信息，智能化管理以及控制系统，在网络环境中控制滑橇滚床系统、滑板系统、摩擦系统、自行单轨车系统和机器人执行指令，通过执行系统完成汽车的整个装配操作过程。
3.3 控制系统
集中管理方式需要有一个有力的管理核心。系统主要通过管理计算机、工业以太网和冗余光纤网连接现场分系统PLC，实现现场信息的采集，进而进行整个装配生产线的柔性管理。上位管理计算机借助工业以太网对现场控制器上传的有效信息进行接受，并建立管理数据库，用于系统的开发和更改，并建立交互界面，管理、监控、记录工件物流状态、质量信息和运行状态，打印报表。
3.4 螺纹柔性装配系统
螺纹联接装配方式经历了手动、半自动、全自动三个发展阶段，目前已经进入了柔性装配阶段。柔性螺纹装配系统能够进行整车螺纹联接的高精度自动化装配，这种技术中应用了伺驱动、机械传动、电力电子、智能控制、传感检测、网络通信等技术，有效的提高了螺纹联接的精度，实现了螺纹联接的自动化、集成化、网络化。
4 结束语
柔性自动化系统能够完成非常复杂的汽车装配操作流程，具有多品种、准时化和高产能的优势，能够同时完成大批量、多品种、多车型和多颜色同时进行的装配生产任务，可以作为各种车型的总装车间。这种生产线除了能够进行装配之外，还能够在适当的改造改建之后用做生产企业的涂装、焊装或者其他分类、储存的柔性系统。柔性装配生产线在汽车装配中的应用能够大程度的提高汽车装配车间的生产效率，提高了装配工作的智能化和自动化水平，提高了生产效率和生产质量，并且还能够节省能耗。汽车制造柔性自动化装配生产线融合了机器人、计算机、自动规划、软件、网络、机械等多个领域的诸多技术，在研发整合之后形成了这套柔性自动化装配生产线，为我国“掌握核心科技”，从制造大国到技术大国的转变做出了微小的贡献。
参考文献
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柔性制造范文第6篇
摘 要：AMOLED在柔性显示领域前途似锦。LG显示展示了一款全彩4 in柔性AMOLED样机，衬底为80μm厚的不锈钢薄片，曲率达到5cm弯曲半径。本文就此项柔性显示技术所面临的挑战进行了探讨，包括柔性衬底衬底的传送、如何获得特性稳定可靠的TFT以使OLED的亮度和一致性适用于此项技术的商业化推广。
关键词：有源有机发光二极管；柔性显示器；电泳显示器
中图分类号：TN873 文献标识码：B
Technological Considerations for Manufacturing Flexible
Active-Matrix OLED Displays
Juhn S. Yoo, Nackbong Choi, Yong-Chul Kim, In-Hwan Kim, Seung-Chan Byun, Sang-Hoon Jung, Jong-Moo Kim, oo-Young Yoon, Chang-Dong Kim, In-Byeong Kang, In-Jae Chunguniformity suitable to commercialize this technology
(LG Display,Korea)
Abstract: AMOLEDs hold great promise for use in flexible displays. LG Display has showcased a full-color 4-in. flexible AMOLED prototype on an 80-μm-thick stainless-steel foil substrate, achieving a curvature of 5-cm bending radius. This article discusses the challenges ahead, including transporting the flexible backplane substrate and obtaining reliable TFT characteristics in order to achieve brightness anduniformity suitable to commercialize this technology
Keywords:AMOLED; flexible display; EPD
显示市场的未来需求是希望所有产品都更为便携、更为时尚、适用环境更为友好[1]。显示器制造商需要提升其自身技术以制造更轻、更薄、更结实的产品，在消耗更低功耗的同时还要提升画面质量。人们正在研发新兴的柔性有源矩阵显示技术以满足上述所有需求。目前，在研的几个项目包括有反射式柔性液晶显示器（LCD）[2]、柔性电泳显示器（EPD）[3]以及自发光柔性有机发光二极管显示器[4]。至今为止，EPD技术被认为是最令人满意的柔性显示技术，因为它的制造工艺简单，且功耗非常低。而从另一方面而言，有源矩阵OLED（AM-OLED）是一种自发光显示器件，它与有源矩阵液晶显示器（AM-LCD）相比可获得更好的画面质量――包括亮度、彩色度、对比度、视角以及响应时间。AM-OLED是一种薄膜固态器件，这使得它更易于用于柔性显示，因为它的制造工艺相对简单，同时也减少了由于显示器几何结构形变带来的误差。然而一般而言AM-OLED的量产仍需克服诸多技术难关［5］。如将AM-OLED用于柔性显示，要考虑的技术问题会更多。
本文以LG显示近来在不锈钢薄片上采用非晶硅薄膜晶体管（a-Si TFT）开发的一款4inAM-OLED样机为基础，分析了将柔性AM-OLED显示器制造技术转移到现有的AM-LCD产品线所需考虑的技术问题。所讨论的问题包括柔性衬底的结构与制造工艺、有关TFT性能要注意的问题以及有关工艺改进的几点建议。同时还展示了显示面板的结构和设计，还有OLED驱动电路的一些问题及可能的解决方案。
柔性衬底制作
与塑料衬底相比，金属薄片在相对较高工艺温度下的形状稳定性非常好。在塑料衬底的热不稳定性问题解决之前，不锈钢衬底仍然是柔性显示器制造的最佳选择。
采用不锈钢薄片，我们考虑的第一个问题是它是不透明的，这就意味着它只能限于反射式或自发光模式的显示器件，因此，我们设计了TFT背板以与顶发射的OLED结构相配，其截面如图1所示；第二个问题是衬底的传送方法，即要在传送进出制造设备时避免出现下沉；第三个问题是表面平坦化方法，用来降低不锈钢板的粗糙度，因为不锈钢板的凸起和凹痕会导致显示矩阵的断线缺陷；第四个问题是传导性衬底与TFT矩阵的绝缘问题，因为容性耦合会导致信号线的延迟及串扰;考虑的第五个也是最重要的问题是制造出稳定可靠的TFT所需的原料及工艺集成问题。
我们采用典型的5次掩膜工艺制造了一个背沟道刻蚀结构的非晶硅TFT矩阵。为了避免衬底下沉，我们用粘合剂在玻璃载板上安装了一组金属薄片。我们开发的一组环氧粘合剂膜可确保耐热高达200°C 而不失效。不锈钢薄片经过机械抛光和化学抛光来降低表面粗糙度，使凸起的高度和凹痕的深度达到最小。为了进一步平坦化金属表面，我们还制备了一种多屏障结构，即涂敷一层3μm厚的聚合树脂，然后用等离子气体增强化学气相沉积法（PECVD）沉积一层0.4μm厚的氮化硅。图2所示为我们制备的衬底结构，图3为不锈钢裸片与平坦化之后的衬底表面的原子显微镜（AFM）图像比较结果。厚绝缘层不仅降低了导电衬底与TFT矩阵之间的容性耦合，同时还保护了金属薄片免受机械损伤。衬底表面粗糙度的RMS值从1,000 Å降到了50 Å。其所制造的非晶硅TFT特性如图4所示。
尽管制作在柔性衬底上的TFT特性可堪比制作在玻璃衬底上的TFT特性，但是此时的TFT在不同温度下其阈值电压的漂移非常严重，如图5所示。将栅绝缘层和有源层的PECVD沉积工艺温度限制在150°C，这样可以阻止粘合膜的脱落。阈值电压随时间变化会导致如图6所示的影像残留现象，图中可观察到前一幅图像的重影。因此我们不建议采用粘合-脱落的方法来传送柔性衬底。若要通过去除热不稳定的粘合工艺来提高工艺温度，可采用的一种办法是采用玻璃减薄工艺中的方法。
顶发射OLED
考虑到金属衬底的不透明特性，传统的底发射OLED结构不再适用。因此，在柔性TFT背板上集成的OLED为顶发射结构。由于受到工艺温度的限制，用非晶硅TFT取代多晶硅TFT是我们的最佳选择，其典型的最高工艺温度超过350°C。由于非晶硅TFT的跨导非常低，因此要求OLED的电光转换效率较高。我们的顶发射OLED结构采用了具备高转换效率的磷光发光层以及高度透明的阴极材料。为保证OLED在不同弯曲应力作用下保持稳定，推荐采用有机围堤层和薄膜钝化结构。我们采用丙烯酸树脂作为围堤层，并用多层有机层和无机层薄膜形成钝化结构。OLED前板最后会被严密涂敷的叠层结构封装成胶囊形式，以避免受到湿气的渗透和刮擦。为了进一步提高顶发射OLED的发光效率，研发出一种具备设计精良微腔结构的反射阳极也是必不可少的。
显示屏设计
尽管显示屏的衬底是柔性的，但是如果附加上刚性的驱动电路，将显示模块按足够小的弯曲半径卷曲起来还是比较困难的。比较可取的方法是在显示屏上只做出一个或两个柔性连接器，但是同时还需要基于玻璃上芯片（COG）类型的驱动IC。如图7所示，该显示模块可用于固定弯曲半径的卷曲型显示器，而不适用于真正的柔性或结实的显示器应用，因为当扭曲或摆动衬底时，刚性的驱动IC会很容易脱落下来。在显示屏的一侧我们采用了胶带载体封装（TCP）的源极驱动IC。
同时为了降低IC元件的个数还必须采用非晶硅TFT将栅极驱动电路集成在显示屏上，这样便增强了显示模块的柔性。如此一来，我们可以在显示屏沿纵轴以弯曲半径小于5cm进行弯曲时对其进行操作。为提升显示屏沿横轴方向的柔性，应采用柔性印制电路（FPC）替代由刚性塑料制作的印制电路板（PCB）。图8展示的是我们最近开发的一款4in柔性AM-OLED显示模块在弯曲状态下的演示画面，采用了3个驱动IC，一个集成的栅极驱动器，一块控制PCB，一同展示的还有之前开发的一个显示模块，采用了6个驱动IC和3个控制PCB。
结束语
为柔性AM-OLED显示器的制作准备金属薄片衬底是一项要求苛刻的工艺，它要求涂敷一层厚厚的平坦化层，以降低表面的粗糙度以及传导性衬底和TFT之间的容性耦合。由于在衬底传送过程中，玻璃载板的粘合方式受到工艺温度的限制，低于150°C温度下制作的非晶硅TFT在偏置温度条件下所表现出的器件稳定性非常差。为提高工艺温度从而得到性能足够稳定可靠的TFT背板，人们正在开发不锈钢衬底的新的平坦化技术及传送方法。我们采用的高效顶发射OLED结构中采用了磷光发光层，其上集成了有机围堤层和多层薄膜封装结构以保证其柔性。在改善显示器的发光效率方面，具备微腔结构的反射阳极的开发是一项关键技术。为获得真正的柔性或结实的显示模块，就必须要求在显示屏的一侧安装有柔性的驱动电路接口。同时还务必要减少驱动IC的数目，可采用TFT器件将栅极驱动电路集成在显示屏上，并用柔性封装电路替代刚性塑料控制PCB板。
我们已经展示了一款弯曲状态下的4in柔性AM-OLED显示器，其在一个方向轴上的弯曲半径小于5cm。为制作出能够显示高质量画面的可靠柔性AM-OLED显示器，就需要根据上述几方面的考虑改善器件工艺及OLED驱动技术。
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柔性制造范文第7篇
关键词：截齿；弧焊机器人；柔性再制造；建模；反求工程
引言
采掘设备截齿在高冲击、高应力、高磨损条件下，在截肩处受到很大的弯矩和剪切力，所以截齿的齿体易出现破损状态。基于煤矿生产中大量截齿磨损、破损的实际，通过弧焊机器人再制造技术获得性能满足使用要求的截齿，从而实现报废截齿被修复再利用。
反求工程是对已有实物原型进行数据测量、拟合、重构CAD模型的一种技术，是截齿再制造模型建立的基础[1]。采用分层/堆积方式实现重要破损零件维修再制造是目前研究的热点问题之一，柔性化、自动化、智能化的再制造技术是未来再制造工程发展的方向。在基于精密焊接方法制造金属零件的研究方面，国内外都开展了相关工作， 如英国的诺丁汉大学、澳大利亚的威龙宫（Wollongong） 大学 等。西安交通大学机械学院的先进制造研究所进行了等离子弧焊直接金属成形技术的研究工作[2]，华中科技大学材料学院进行了基于焊接机器人的三维快速成形的方法研究等[3]。
本文着重介绍采掘设备截齿机器人柔性再制造三维模型建立的基础-反求工程。
1 截齿三维信息数据的预处理
实际测量结果不可避免存在一定误差，如果直接用这些数据进行拟合及重构，势必会造成曲面不满足精度要求，因此，需要对拟合曲面进行处理[4]：
1.1 数据插补
1.2 数据平滑
测量结果存在误差，部分点是不准确的，除去不在曲面的点，使截齿曲面趋于平滑。
2 曲面重构
根据曲面拓扑的形式不同，曲面构造可分为两种方法[5]：
2.1 以三角Bezier曲面为基础的曲面构造方法
2.2 是以非均匀有理B样条曲线、曲面为基础的矩形域参数曲面拟合方法，即NURBS法，目前大都采用这种方法，本文也采用这种方法。
一般情况下，分两个步骤利用NURBS进行曲面插值，首先，沿着u向对每个切片上的数据，把它们换算成带权的型值点，再按照B样条曲线的边界条件及反算公式，求出控制点，然后再把这些控制点看做v向按照B样条曲线的边界条件及反算公式进行反算，求得矩阵点，构成控制网络。
在反算过程中，应用重节点条件，使特征多边形的首末顶点满足型值点首末端点的插值条件，边界条件取为自由端点条件，节点矢量按照累计弦长法计算。得到控制网格后，就可以利用定义式，进行曲面重构。
3 截齿三维模型
通过空间点数据得到截齿曲面模型后，就可将其导入三维造型软件中，得到截齿的三维实体模型，截齿的种类不同，结构不一，其中一种截齿三维模型如图1所示，图2为其STL模型。
4 结束语
本文主要是对缺损的截齿进行三维结构建模，然后与完整的采掘及截齿进行对比，建立截齿的再制造模型，为后续的弧焊机器人柔性再制造过程奠定了一定的基础。
参考文献
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柔性制造范文第8篇
【关键词】 飞机 数字化 柔性装配
1 引言
传统的飞机装配采用刚性工装定位、手工制孔连接、基于模拟量传递的互换协调检验方法和分散的手工作坊式生产。自20世纪 80 年代以来，随着计算机辅助设计/制造（CAD/CAM）技术、计算机信息技术、自动化技术和网络技术的发展，数字化技术在现代飞机制造中得到了广泛的应用，飞机制造进入了数字化时代。
在数字化技术的推动下，飞机装配技术快速发展，形成了现代飞机的数字化柔性装配模式。数字化柔性装配模式具体表现为：在飞机装配中，以数字化柔性工装为装配定位与夹紧平台，以先进数控钻铆系统为自动连接设备，以激光跟踪仪等数字化测量装置为在线检测工具，在数字化装配数据及数控程序的协同驱动下，在集成的数字化柔性装配生产线上完成飞机产品的自动化装配。
2 飞机装配生产线特点
一般机械制造中的装配线是指人和机器的有效组合，通过将生产中的输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备等进行有机组合，从而满足多品种产品的装配要求，充分体现了设备灵活性。装配生产线的应用，提高了生产效率缩短了制造周期，但自动化生产线的成本较高，主要用于批量生产，如在汽车行业。
但飞机产品型号多、批量少的特点使得飞机装配生产线需要在具有一般机械产品装配生产线的特点基础上，还应具有一定的柔，这样同一生产线既能用于同型号同批次，又能适用于同型号改进改型系列机型的飞机产品装配，从而满足了装配生产线对产品产量的要求，可充分发挥其优势，实现现代飞机产品的精益制造。
与国外发达国家相比，我国现代飞机柔性装配生产线技术无论在研究层面还是应用实践层面都存在较大的差距，主要表现在：
(1)现有的产品设计模式和产品特征没有充分考虑产品柔性装配技术的应用需求，不适应柔性装配生产线的发展要求。
(2)基于MBD的数字化装配工艺规划与管理技术缺乏系统研究和应用。工艺设计手段还停留在二维工艺设计和表述为主的水平，存在与数字化产品设计不衔接、设计周期长、返工量大、需要实物验证和示教性差等诸多问题，大量制造依据信息以工艺文件形式分离存在，管理混乱，不能满足柔性装配生产线可视化装配、无图制造的发展要求。
(3)数字化检测技术严重滞后。
大量采用专用工装、标准量具等模拟量设备进行产品的测量与检验，测量效率低、精度差，不能满足柔性装配生产线快速精确测量、在线质量控制的需求。
3 数字化柔性装配生产线内容及关键技术
通过研究国外数字化装配技术的发展状况，结合飞机装配及其生产线的特点，可得出构建新一代飞机数字化柔性装配生产线必须包括以下内容及关键技术：(1)面向装配的数字化产品并行设计，为实现柔性装配、敏捷制造提供前提和基础；(2)数字化三维装配工艺设计与仿真系统，实现整个装配过程中数字量传递；(3)数字化柔性工装系统，实现工装快速响应、快速重构以及数字化定位；(4)先进的连接设备及技术（包括柔性制孔技术、自动钻铆技术、电磁铆接技术等），保证装配质量和效率，实现装配过程的自动化；(5)数字化测量检验系统，实现装配过程中的精确测量和协调装配，装配完成后的精确检验；(6)数字化装配生产线辅助装备及管理，建立数字化柔性装配生产线集成管理系统，实现从产品设计、工艺、装配、检验和现场管理各装配生产环节信息的高度集成和移动生产线的自动配送物流管理。
上述各项内容在实际应用中互相联系、互相支撑，通过将其整合和集成，可构建现代飞机的数字化柔性装配生产线，实现现代飞机产品的数字化、柔性化、自动化装配。
数字化三维装配工艺设计与仿真系统是实现飞机数字化装配模式、构建飞机数字化装配生产线的软件基础，现代飞机整个装配过程都是建立在数字化工艺设计的基础之上的，只有采用基于单一产品三维数字量模型的数字化工艺设计方式，为整个装配过程从源头上提供数字量数据基础，基于数字化装配的柔性装配生产线才有可能真正实现。
数字化柔性工装系统、先进连接设备及技术、数字化测量检验系统是实现数字化柔性装配生产线的硬件基础。通过数字化装配工艺设计仿真系统得到的数字量数据必须由数字化的工装及设备来执行，才能保证整个装配过程的全数字量传递，从而实现整个装配生产线的数字量协调。
4 结论与展望
当前国内军机产品的数字化设计与零件制造技术发展迅速，但是装配技术作为飞机制造的关键还停留在二、三代机的制造水平，与其他军机制造技术相比严重滞后，已成为军机型号快速研制和生产的瓶颈。数字化产品定义取代二维工程图样已成为必然趋势，零件精准制造技术的快速发展为实现飞机柔性装配提供了必要的前提，新一代飞机长寿命、隐身、高可靠性、低成本快速研制的需求对数字化柔性装配生产线的应用提出了迫切要求。
(1)发展应用柔性装配生产线是现代飞机制造业大势所趋，通过发展应用柔性装配生产线，可大幅度提高产品装配质量和效率，是现代飞机产品制造的显著特点。
(2)通过发展柔性装配生产线，可促进数字化柔性装配技术的发展和应用，从而解决现有装配技术难以满足新一代飞机长寿命、隐身和高可靠性等要求的瓶颈问题。
(3)通过发展柔性装配生产线，可建立飞机柔性装配多系统异构测量平台和集成检测系统，形成数字化装配模式下的新质保体系和产品检测机制，从而解决现有模式下测量手段简单、无法实现空间大尺寸动态测量，测量数据手工记录，与产品设计和工艺规划系统脱节，难以保证装配的高精度与产品及工艺的完整性等关键技术难题。
综上所述，在国内发展应用数字化柔性装配生产线势在必行，但应充分利用前期研究工作基础，围绕数字化装配技术的发展趋势和生产线的迫切需求，根本上改造传统的设计体系、制造体系、技术体系和管理体系，实现流程再造、资源整合和生产组织调整，从而构建现代飞机数字化柔性装配生产线。
参考文献: