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信息时代的家具先进制造技术(续)

吴智慧

  2.6计算机集成制造系统(CIMS)

  计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System, CIMS),是计算机应用技术在工业生产领域的主要分支技术之一。对于CIMS的认识,一般包括以下两个基本要点:(1)企业生产经营的各个环节,如市场分析预测、产品设计、加工制造、经营管理、产品销售等一切生产经营活动,是一个不可分割的整体。(2)企业整个生产经营过程从本质上看,是一个数据的采集、传递、加工处理过程,而形成的最终产品也可看成是数据的物质表现形式。因此对CIMS通俗的解释可以是:“用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造,以求得企业的整体效益。”整个CIMS的研究开发,即系统的目标,结构、组成、约束、优化和实现等方面,体现了系统的总体性和系统的一致性。

  CIMS一般包括四个功能子系统和两个支撑子系统,即:(1)产品设计与制造工艺自动化子系统(通过计算机来辅助产品设计、制造准备以及产品测试,即CAD/CAPP/CAM阶段);(2)管理信息子系统(以MRPⅡ/ERP为核心,包括预测、经营决策、各级生产计划、生产技术准备、销售、供应、财务、成本、设备、人力资源的综合信息管理);(3)制造自动化或柔性制造子系统(是CIMS信息流和物料流的结合点,是CIMS最终产生经济效益的聚集地,由数控机床、加工中心、测量机、运输小车、立体仓库、多级分布式控制计算机等设备及相应的支持软件组成,根据产品工程技术信息、车间层加工指令,完成对零件毛坯的作业调度及制造);(4)质量保证子系统(包括质量决策、质量检测、产品数据的采集、质量评价、生产加工过程中的质量控制与跟踪等功能,系统保证从产品设计、产品制造、产品检测到售后服务全过程的质量);(5)计算机网络子系统(即企业内部局域网,支持CIMS各子系统的开放型网络通信系统,采用标准协议可以实现异机互联、异构局域网和多种网络的互联,系统满足不同子系统对网络服务提出的不同需求,支持资源共享、分布处理和适时控制);(6)数据库子系统(即支持CIMS各子系统的数据共享和信息集成,覆盖了企业全部数据信息,在逻辑上是统一的,在物理上是分布式的数据管理系统)。

  CIMS是企业的经营过程,人的作用发挥和新技术发应用三方面集成的产物。它是多种技术条件支持下的一种新的经营模式。CIMS通过计算机、网络、数据库等硬、软件,将企业的产品设计、加工制造、经营管理等方面的所有活动有效地集成起来,有利于信息及时、准确地交换,保证了数据的一致性,从而能够缩短产品开发周期,保证产品制造质量,降低生产成本,提高生产效率,增强企业竞争能力。

  2.7柔性制造系统(FMS)

  柔性制造系统(Flexible Manufacturing System, FMS)是“由一组自动化的机床或制造设备与另一个自动化的物料处理系统相结合,由一个共同的、多层的、数字化可编程的计算机进行控制,可对事先确定的类别的零件进行自由地加工或装配的系统。”简单的说FMS是由若干数控设备、物料运输贮装置和计算机控制系统组成,并能根据制造任务和生产品种变化而迅速地进行调整的自动化制造系统,它包含多个柔性制造单元(Flexible Manufacturing cell, FMC),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。

  一个FMS通常包括以下三部分:(1)数台能独立工作的数控机床或加工中心以及其它的加工设备;(2)一套能使系统中各部分协调工作的计算机控制系统。FMS可以简单地用以下公式来概括:FMS=DNC+AGV+AS/RS+计算机控制室。  FMS是为解决制造业多品种、中小批量生产效率低、周期长、成本高及质量差等问题而出现的。FMS的优点很多,(1)能够节约大量劳动力;(2)可以节约工厂占地;(3)也可以极大地缩短生产周期,减少不同工序的产品库存,从而降低成本;(4)产品质量较好,可以减少损耗和产品检修费用;(5)简单地改变控制指令,便能制造出某一零件族的任何零件,能解决多机条件下的零件混合加工和自动进行零件的批量生产;(6)设备运转负荷高,加工程序改编快,可以极大地提高工厂和设备的运用率。这些都使得制造业企业可以较快地追随市场变化趋势。所以,FMS代表的不仅是新技术,也是一种完全新型的企业运营方式。经济学家把FMS的这种优点称为“范围经济”,它是相对于“规模经济”的概念而言的。所谓“规模经济”是指单一品种的大批量生产所能带来的成本降低;而“范围经济”则是指以降低成本实现多成本小批量生产。可以说。FMS是这种特点,打破了传统制造业的主要规则。

  2.8成组技术(GT)

  随着人类生活水平的提高和社会的进步,人们追求个性化、特色化、多样化的思想日益普遍。作为提供人的日常生活所需的家具产品的制造业中,大批量的产品越来越少,单件小批量多品种的产品生产模式越来越多,而传统的生产模式在很大程度上不适应于多品种小批量的生产组织,这是因为:(1)生产计划、组织管理复杂化;(2)零件从投料到加工完成的总生产时间比较长;(3)生产准备工作量大。(4)产量小,使得先进制造技术的应用受到限制。为此,制造技术的研究者提出了成组技术)的科学理论发实践方法,它能从根本上解决生产由于品种多,产量小带来的矛盾。

  成组技术是把相似的问题归纳成组,寻求解决这一问题相对统一的最佳方案,以取得所期望的最佳经济效益。成组技术应用于制造业方面,乃是将品种众多的零件按其工艺的相似性分类成组以形成数量不是很多的零件族,把同一零件中诸零件分散的小生产来年感汇成较大的成组生产量,从而上小批量生产能获得接近于大批量生产的经济效果。这样成组技术就巧妙地把品种多转化为“少”,把生产量小转化为“大”,由于主要矛盾有条件地转化,这就为提高多品种、小批量生产的经济效益提供了一种有效的方法。

  目前,GT将零件分类组成常用的方法有:(1)视检法(是由有生产经验的人员通过对零件图纸仔细阅读和判断,把具有某些特征属性的一些零部件归结为一类);(2)生产流程分析法()是以零件生产流程及生产设备明细表等技术文件,通过对零件生产流程的分析,可以把工艺过程相近的、即使用同一机床进行加工的零件归结为一类,一形成加工族);(3)编码分类法(选用或制定零件分类编码系统,将待分类的零部件进行编码,即将零件的有关设计、制造等方面的信息数字或数字、字母兼容的代码,按零件编码对零件进行分类)。

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