柔性生产线——让企业实现生产自动化
自70年代柔性自动化系统进入实用阶段以来，它已由一台数控机床的应用逐渐发展到加工中心、柔性制造单元、柔性生产线和计算机集成制造系统。近年来,在西欧、美国、日本柔性生产线更是受到普遍重视，因为采用这种生产线,可大幅度提高劳动生产率,降低成本,且质量又有保证，尤其值得注意的是,这种生产线能适应多品种、小批量的产品生产。
众所周知，产品更新换代的越来越快，由于科技的发达和人类的需求，再加上社会竞争的日趋激烈，使之对产品的要求也越来越高，在传统的大批量生产方式中，只有品种单
一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高，才能构成规模经济效益；反之，多品种、小批量生产，设备的专用性低，在加工形式相似的情况下，频繁的调整工夹具，工艺稳定难度增大，生产效率势必受到影响。而柔性生产线恰好解决了这一问题，它在保证产品质量的前提下，缩短产品生产周期，降低产品成本，使中小批量生产能与大批量生产抗衡，让柔性和生产率已不在相互矛盾，如此完美的设计，难怪柔性生产线会成为制造业的宠儿！
就机械制造业而言，它们的柔性生产线一般由四大部分组成：
一、自动加工系统，指以成组技术为基础，把外形尺寸(形状不必完全一致)、重量大致相似，材料相同，工艺相似的零件集中在一台或数台数控机床或专用机床等设备上加工的系统。
二、物流系统，指由多种运输装置构成，如传送带、轨道一转盘以及机械手等，完成工件、刀具等的供给与传送的系统，它是柔性生产线主要的组成部分。
三、信息系统，指对加工和运输过程中所需各种信息收集、处理、反馈，并通过电子计算机或其他控制装置(液压、气压装置等)，对机床或运输设备实行分级控制的系统。
四、软件系统，指保证柔性生产线用电子计算机进行有效管理的必不可少的组成部分，它包括设计、规划、生产控制和系统监督等软件。因此柔性生产线特别适合于年产量1000～100,000件之间的中小批量生产。
那么柔性生产线到底有何优势，在制造业中娇宠不断？
首先柔性生产线是一种技术复杂、高度自动化的系统，它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来，这样就圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。具体优点如下：第一，能充分利用设备，提高生产产量。一组机床编入柔性生产线后，产量比这组机床在分散单机作业时的产量提高数倍。
第二，故障少，提高生产效率。自动加工系统由一自或多台机床组成，发生故障时，有降级运转的能力，物料传送系统也有自行绕过故障机床的能力。
第三，加工一次性到位，提高产品质量。零件在加工过程中，装卸一次完成，加工精度嵩，加工形式稳定。
第四，生产系统智能化，能够防患于未然。有些柔性生产线的检验、装卡和维护工作可在第一班完成，第
二、第三班可在无人照看下正常生产。在理想的柔性生产线中，其监控系统还能处理诸如刀具的磨损调换、物流的堵塞疏通等运行过程中不可预料的问题。
第五，能够适应频繁变化。刀具、夹具及物料运输装置具有可调性，且系统平面布置合理，便于增减设备，满足市场需要。
放眼未来，柔性制造系统将有两大发展趋势：一方面是与计算机辅助设计扣辅助制造系统相结合，利用原有产品系列的典型工艺资料，组合设计不同模块，构成各种不同形式的具有物料流和信息流的模块化柔性系统。另一方面是实现从产品决策、产品设计、生产到销售的整个生产过程自动化，特别是管理层次自动化的计算机集成制造系统。在这个大系统中，柔性制造系统只是它的一个组成部分。
1、模块化的柔性制造系统
为了保证系统工作的可靠性和经济性，可将其主要组成部分标准化和模块化。加工件的输送模块，有感应线导轨小车输送和有轨小车输送；刀具的输送和调换模块，有刀具交换机器人和与工件共用输送小车的刀盒输送方式等。利用不同的模块组合，构成不同形式的具有物料流和信息流的柔性制造系统，自动地完成不同要求的全部加工过程。图1是典型模块化柔性制造系统特征图。由图1可见，刀具的供给方式、工件的输送存储和交换方式，是影响系统复杂程度的最大因素。
2、计算机集成制造系统
据统计，从1870～1970年的100年中，加工过程的效率提高了2000%，而生产管理的效率只提高了80%，产品设计的效率仅提高了20%左右。显然，后两种的效率已成为进一步发展生产的制约因素。因此，制造技术的发展就不能局限在车间制造过程的自动化，而要全面实现从生产决策、产品设计到销售的整个生产过程的自动化，特别是管理层次工作的自动化。这样集成的一个完整的生产系统就是计算机集成制造系统(CIMS)。
CIMS的主要特征是集成化与智能化。集成化即自动化的广度，它把系统的空间扩展到市场、产品设计、加工制造、检验、销售和为用户眼务等全部过程；智能化的自动化朝深度，不仅包含物料流的自动化，而且还包括信息流的自动化。
通过管理信息系统掌握扔连接各部门的信息。虚框内是产品制造过程的信息流。生产活动的信息源来自生产对象——产品的订货。根据用户对产品功能的要求，CAD(计算机辅助设计)系统提供有关产品的全部信息和数据。产品原始数据是企业生产活动初始的信息源，所以，智能化的CAD系统是CIMS的基础。CAPP(计算机辅助工艺过程设计)系统不仅要编制工艺规程，设计工夹量具，确定工时和工序费用，还要与CAM(计算机辅助制造)系统连接，为数控机床提供工艺数据，为生产计划、作业调度、质量管理和成本核算提供数据，井将诸如制造可能性和成本等信息反馈至CAD系统，生产计划与控制系统是全厂的生产指挥枢纽。为使生产有条不紊地进行，必须相应建立生产数据来集系统，以此构成一个能反映生产过程真实情况的信息反馈系 在一些工业化国家中，柔性制造系统已作为迈向工厂自动化的第一步，可以说柔性生产线已成为企业保证生产而适应市场需求变化的一种有效手段。
