针对多品种小批量柔性生产系统的设计

因为市场、环境和成本的变化，制造业面临的压力越来越大。多品种、小批量已成为机加工行业主流的生产模式，传统制造方式已经越来越难以适应企业应对激烈竞争的需求，企业需要更合理的制造方式。然而与大批量刚性生产相比，传统多品种、小批量机加生产方式大多数是纯人工在操作，存在计划控制难、良品率低、呆滞积压高，同时对人员的技能依赖大、成本高等难题。 机加企业也在不断探索新的制造方式，以满足市场竞争优势。伟立机器人凭借在行业中多年提供柔性制造解决方案的经验，分享针对多品种小批量柔性生产系统的设计。                              

什么是多品种、小批量

多品种、小批量生产是指在规定的生产期间内，作为生产对象的产品种类（规格、型号、尺寸、形状、颜色等）较多，而每个种类产品生产数量较少（平均批量从一件到数百件不等）的一种生产方式。一般来说，这种生产方式与大量生产方式相比，效率低、成本高，且不易实现自动化、生产计划与组织较复杂。

当下显而易见能用自动化实现的场景已经越来越少，同时对具备解决复杂工序、高质量要求、经济效益、数字化能力的场景需求越来越多，这对制造企业与服务商都是考验。而针对多品种小批量柔性生产系统设计时，需要综合考量： 1、返单的概率。虽然在单次计划里，量比较小，但如果每一周期都存在返单，全年或者更大周期内数量比较充分，就可以利用快换夹具等方式实现灵活的切换； 2、相似的工件。更全面的统计所有工件，分类出相似工件，设计标准自动化夹具。通过软件进行参数化设定和柔性控制，可以实现快速切换； 3、相似的装夹方法。对装夹方式和方法进行归类，采用更柔性的夹具去兼容更多工件，有利于提高装夹效率； 4、相似的加工工艺。采用少量更先进的加工设备或特殊刀具，可以更高效的完成多工序的整合，减少装夹次数和难度，更有利于柔性加工的设计； 5、相似的加工工序与辅助工序。可以将传统分散的工序如去毛刺、清洗、测量和打标等进行统一组线设计，在柔性应用方面可以发挥更高效的集成； 6、采用先进的柔性控制系统，在资源规划、操作指导和调度控制方面可以保障更复杂和高效的自动化实现，延长无人值守时间。

我们将自动化也按不同的发展和形态划分四个阶段，为了较形象的去理解，用了拟人的方式，脑眼手脚进行展开介绍。

我们把“手”定义为工序内各种自动化加工和辅助设备；“脚”为工序间各种自动化物流搬运设备；“眼”为工件和位置辨识的视觉系统、工业眼睛；“脑”为产线管理和控制的信息系统、数字化指挥系统。

自动化4.0

目前绝大多数自动化还处于1.0和2.0的阶段，仅满足大批量加工的需要，产线固定、产品固定、工序固定等，不能应对更多产品和工序变化时的快速切换和加工需求。而即使已建成的柔性制造系统，也大多是人指挥设备，只是满足了机床稼动率的提升。

因此需要探索面向柔性生产时更先进的理念和技术，实现更复杂和全面的柔性加工、数字化应用全流程的打通。

审核编辑 ：李倩