在制造业的寒冬下，带你认识柔性制造

董垚

什么是柔性生产，“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，可以从以下几个维度去分析柔性制造系统：1.设备柔性；2.工艺柔性；3.产品柔性；4.作息柔性；5.产能柔性；6.扩展柔性；7.生产柔性。

我们人类从猿人进化到人，体格上的变化致使肢体变小,减弱了攻击力，全身毛发进化成不足以在低温环境下保持体温，这些演化都是为了适应复杂生存环境。这让人起了贝爷的适应环境能力。

近几千年来，“环境”从来都在筛选着人类的基因，而“环境”同样也随着人类发展而不断变化。现在的人是不是变得更不能适应环境了？这要看我们对环境的定义。毫无疑问，现代人更加适应现代的“社会环境”。

从两个方面认识柔性制造   

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。     

目前来看柔性制造的优点是生产率很高，由于所使用的设备是固定的，所以设备利用率也很高，单件产品的成本低。但是我们要付出昂贵的价格，如果你想大批量生产的的话现在是无法实现的，只能加工一个或几个相类似的零件。

如果想要获得其他品种的产品，则必须对其结构进行大调整，重新配置系统内各要素，其工作量和经费投入与构造一个新的生产线往往不相上下。刚性的大批量制造自动化生产线只适合生产少数几个品种的产品，难以应付多品种中小批量的生产，这也是现在普遍面临的问题。

柔性制造的模式其实广泛存在，比如我们生活中常见的定制，这种以消费者为导向的， 以需定产的方式对立的是传统大规模量产的生产模式。在柔性制造中，考验的是生产线和供应链的反应速度。比如目前在电子商务领域兴起的“C2B”“C2P2B”等模式体现的正是柔性制造的精髓所在。

柔性可以表述为两个方面

第一个方面，指生产能力的柔性反应能力，也就是机器设备的小批量生产能力：

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。   

第二个方面，指的是供应链的敏捷和精准的反应能力：

在柔性制造中，供应链系统对单个需求做出生产配送的响应。从传统“以产定销”的“产——供——销——人——财——物”，转变成“以销定产”，生产的指令完全是由消费者独个触发，其价值链展现为“人——财——产——物——销“这种完全定向的具有明确个性特征的活动。

在这个过程中不仅对生产的机器提出了重大的挑战，也对传统的供应链提出了革命性的颠覆。     

各国是如何定义柔性制造系统的？      

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。     ——美国国家标准局

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。  ——国际生产工程研究协会

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。   ——中国国家军用标准

柔性制造系统时光机

以这几个维度去分析柔性制造系统     

1、设备柔性——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——制造一个给定的零件/产品类型的一个给定的一组的能力，每一个可能使用不同的材料。     

3 、产品柔性——系统独特的条件来改变生产一组新的零件或产品的经济和快速。     

4 、 作息柔性——处理故障的能力，并继续制造一组给定的部分/产品类型，使用替代路线。      

5 、 产能柔性——在系列不同的生产量保持盈利能力。

6 、扩展柔性——以模块化的方式逐步扩展的潜力。

7、生产柔性——一种系统所能产生的零件/产品类型的体积。