第三章流水线、成组技术和柔性制造系统

机械制造中的柔性制造系统在当今高度竞争的制造业环境中，企业需要不断提高生产效率、降低成本、提高产品质量，并快速响应市场的变化。

为了实现这些目标，柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）应运而生。

柔性制造系统是一种先进的制造技术，它将计算机技术、自动化技术和制造技术有机地结合起来，为机械制造企业提供了高度灵活和高效的生产解决方案。

一、柔性制造系统的定义和组成柔性制造系统是由数控加工设备、物料储运系统和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。

它能够在不停机的情况下，根据生产任务的变化，自动调整加工工艺和生产流程，实现多品种、中小批量生产的高效化和自动化。

数控加工设备是柔性制造系统的核心，包括数控机床、加工中心等。

这些设备具有高精度、高效率和高自动化程度的特点，能够完成各种复杂零件的加工。

物料储运系统负责原材料、在制品和成品的存储和运输。

它通常包括自动化仓库、输送装置、搬运机器人等，能够实现物料的快速准确配送，保证生产的连续性。

计算机控制系统是柔性制造系统的大脑，它负责对整个生产过程进行监控、调度和管理。

通过计算机控制系统，操作人员可以实时掌握生产进度、设备状态和质量情况，并及时做出调整和决策。

二、柔性制造系统的特点1、高度灵活性柔性制造系统能够快速适应产品品种和生产批量的变化，无需对设备进行大规模的调整和改造。

它可以在同一生产线上同时生产多种不同的产品，大大提高了企业的市场响应能力。

2、高效率通过自动化的物料储运和加工过程，柔性制造系统能够减少生产中的等待时间和运输时间，提高设备的利用率和生产效率。

3、高质量由于采用了先进的数控加工设备和严格的质量控制手段，柔性制造系统能够保证产品的高精度和高质量，降低废品率和次品率。

4、可扩展性柔性制造系统可以根据企业的发展需求进行扩展和升级，增加新的设备和功能，以满足不断增长的生产需求。

三、柔性制造系统的工作原理在柔性制造系统中，计算机控制系统首先接收生产任务，并根据产品的工艺要求和设备的可用性，制定生产计划和调度方案。

制造工艺中的柔性制造系统与流水线设计在现代制造业中，制造工艺的高效性和灵活性对于企业的竞争力发挥着至关重要的作用。

柔性制造系统与流水线设计成为了提升制造效率和适应市场需求变化的关键手段。

本文将探讨柔性制造系统与流水线设计在制造工艺中的应用。

一、柔性制造系统柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）是一种以计算机控制的集成制造系统，能够快速适应产品变化和生产需求的变化。

它由多个自动化机器和设备组成，能够在一个系统内完成从零部件加工到成品组装等多道工序，具备高度自动化和灵活性。

1.1 FMS的特点柔性制造系统具有以下几个明显特点：首先，FMS允许在一个系统中同时处理多种产品的制造任务，因此具备较高的生产灵活性。

它能够根据顾客需求和市场变化，快速切换产品型号，提高企业的市场竞争力。

其次，FMS采用计算机控制技术，实现各个设备之间的联动协调。

通过计算机的智能调度和控制，能够优化生产流程，提高生产效率和质量，并降低了人力成本。

再次，FMS具备自动化程度高、运行稳定可靠的优势。

它能够减少人为因素对生产效率的影响，减少由于操作员疲劳导致的错误发生，提高制造过程的一致性和可靠性。

1.2 FMS的应用领域柔性制造系统广泛应用于汽车制造、电子设备制造、航空航天等行业。

以汽车制造为例，由于市场需求的多样化和快速变化，汽车制造商需要能够迅速调整生产线，满足不同车型的需求。

FMS能够提供高度自动化、模块化的生产设备，并通过计算机控制系统的智能调度，实现车型的快速转换和制造过程的优化。

二、流水线设计流水线是一种将生产任务分解成若干个连续工位，然后在这些工位上进行分工协作的制造方式。

通过流水线设计，能够提高生产效率、降低生产成本、减少物料的滞留和待加工时间，提高企业的市场竞争力。

2.1 流水线的优势流水线设计在制造工艺中具有以下几个优势：首先，流水线能够实现生产过程的高度自动化，减少了人工操作的时间和成本，并提供了更高的生产速度和一致性。

主题:导论——重点知识点讲解（生产管理、运营管理、生产运作管理的概念，霍桑试验结论）1、生产管理：又称生产控制，是有计划、组织、指挥、监督调节的生产活动。

以最少的资源损耗，获得最大的成果。

是对企业生产系统的设置和运行的各项管理工作的总称。

2、运营管理：就是对运营过程的计划、组织、实施和控制，是与产品生产和服务创造密切相关的各项管理工作的总称。

从另一个角度来讲，运营管理也可以指为对生产和提供公司主要的产品和服务的系统进行设计、运行、评价和改进。

3、生产运作管理：是指为了实现企业经营目标．提高企业经济效益，对生产运作活动进行计划、组织和控制等一系列管理工作的总称。

生产运作管理有狭义和广义之分：狭义的生产运作管理仅局限于生产运作系统的运行管理，实际上是以生产运作系统中的生产运作过程为中心对象。

广义的生产运作管理不仅包括生产运作系统的运行管理，而且包括生产运作系统的定位与设计管理，可以认为是选择、设计、运行、控制和更新生产运作系统的管理活动的总和。

4、霍桑试验：实验结论：1、改变工作条件和劳动效率没有直接关系；2、提高生产效率的决定因素是员工情绪，而不是工作条件；3、关心员工的情感和员工的不满情绪，有助于提高劳动生产率。

说明起初，一九二四年西方电子公司在伊利诺州的霍桑工厂做了一个实验（Hawthorne Studies,1927~1932），这个实验在于找出是否有「疲劳」之外但会降低生产力的因素。

工人坡分成两组：一组为控制组，所有工人都往环境不变的情况下持续工作，一组为实验组；实验本身是为了观察工作环境经过各种改变时工人的反应情形，并比较两组之生产力。

霍桑实验的工作环境改变是透过改变照明亮度来观察，结果是，亮度增加，生产力增加，但亮度逐渐下障生产力仍然继续升高。

更奇异的是，控制组的照明其实一点都没改变，但生产力仍会上升。

甚至，实验人员延长工时或减少休息时间，生产力也会上升。

许多工人都比实验前更满意自己的工作。

计算机集成制造技术柔性制造系统1. 引言随着科技的不断发展，计算机集成制造技术已经在制造业中得到广泛应用。

柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）作为计算机集成制造技术的一种重要应用，已经成为现代制造业中的关键组成部分。

本文将介绍计算机集成制造技术柔性制造系统的概念、特点、优势以及在实际应用中可能面临的挑战。

2. 柔性制造系统的概念柔性制造系统是指利用计算机控制和自动化技术来实现对多品种、小批量生产的一种生产方式。

它通过灵活的生产能力和自动化设备的配合，能够快速地适应市场需求的变化，提高生产效率和产品质量。

柔性制造系统通常由计算机控制的机器设备、计算机网络、传感器、执行器等组成。

它能够自动调整生产线的组成和工艺流程，实现多种产品的生产，并能根据生产需求进行自主调整。

3. 柔性制造系统的特点柔性制造系统具有以下特点：•多品种生产能力：柔性制造系统能够通过调整设备和工艺流程，适应多种产品的生产需求。

•小批量生产能力：柔性制造系统能够实现快速转换，并且能够适应小批量的生产需求。

•自动化程度高：在柔性制造系统中，大部分的生产过程都是通过计算机控制和自动化设备实现的，减少了人为操作的错误和劳动强度。

•生产效率高：柔性制造系统通过自动化和优化的工艺流程，能够提高生产效率，减少生产时间和资源的浪费。

4. 柔性制造系统的优势柔性制造系统具有以下优势：•提高生产效率：柔性制造系统能够实现生产过程的自动化和优化，提高生产效率，降低生产成本。

•更快的产品上市时间：柔性制造系统能够快速适应市场需求的变化，减少了产品的研发和上市时间，提高了企业的竞争力。

•降低库存成本：柔性制造系统能够根据需求进行调整，减少了库存的积压，降低了库存成本。

•提高生产质量：柔性制造系统能够通过自动化和优化的工艺流程，减少了人为操作的错误，提高了产品的质量。

5. 柔性制造系统的挑战柔性制造系统在实际应用中也面临一些挑战：•技术要求高：柔性制造系统的建设和运行需要高水平的技术和专业知识，对人员的要求较高。

流水线生产：指劳动对象按照一定的工艺路线,顺序的通过各个工作地，并按照统一的生产速度（节拍）完成工艺作业的连续的重复的生产过程。

流水生产一般具有以下特征：１、工作地专业化程度较高，每个工作地只固定完成一道或少数后道工序。

２、生产具有明显的节奏性，即按照节拍生产３、流水线上各工序之间的生产能力是平衡的，成比例的。

即各道工序的工作地（设备）数同各道工序单件作业时间的比例相一致。

４、工艺过程是封闭的。

即劳动对象某一工艺阶段原全部或大部分工序都在生产线中完成５、工作地（设备）按照工艺顺序排列，劳动对象如同流水一样从一个工作地转移到另一个工作地。

组织流水生产应具备的条件：1、产品结构和工艺相对稳定2、工艺过程能划分为简单的工序，又能根据同期化的要求把某些工序适当合并和分解，各工序的工时不能相差过大。

3、制品的产量足够大，单位劳动量也较大，以保证流水线各工作地（设备）正常的负荷。

4、厂房建筑和生产面积容许安装流水线的设备、工艺装备和运输传送装置。

流水线组织设计内容:1、流水线节拍的确定2、设备需要量和设备负荷系数的计算3、工序同期化4、人员配备5、生产对象传送方式的设计6、流水线平面布置设计7、流水线工作制度、服务组织和标准计划图表的制定等等。

8、流水线技术经济评价流水线组织设计的准备工作：1、进行产品零件的分类2、改进产品结构3、提高产品的工艺性4、审查工艺规程5、收集整理设计所需资料节拍：指流水线上连续出产两个相同制品之间的时间间隔节奏（或称运输批节拍）：流水线上出现两个运输批量之间的时间间隔。

节奏＝节拍×运输批量周期时间（Cycle Time）:反映流水线的生产速度，以生产一件产品所需要的时间（秒数）来表示。

节距时间（Pitch Time）:是流水线传送带流过两相邻工作站的时间。

在设计过程和实际生产过程中，一般取节距时间等于周期时间。

稼动时间：去除（导致生产线停止、作业故障导致的运输混乱等现象）这些无效时间之后的时间。

第三章流水线、组成技术和柔性制造系统学习目的：了解流水线的分类、组成技术的背景、柔性制造技术的概念。

掌握流水线生产的特点、流水线组成的几个主要问题、自动线组织的优点、成组技术的定义、成组技术的主要内容。

熟练掌握流水线的节拍和工序同期化、柔性制造系统的组成。

第一节流水线生产一、流水线概述再按对象专业化形式组织生产单位的基础上进一步提高，就可组成流水线生产。

所谓流水线生产是指劳动对象按规定的工艺路线、生产速度、连续不断地通过各个工作地，顺序进行加工，并出产产品（零件）的一种生产组织形式。

流水线的生产示意图如图3-1所示。

历史上的流水线对生产管理发展起过很大的作用。

图3-1 流水线生产示意图（一）流水线生产的主要特点（1）工作的专业化程度高，每一工作地只固定完成一道或少数几道工序。

（2）工作地按工艺顺序排列，劳动对象在工序间作单向移动。

（3）节奏性强，按规定的节拍生产产品。

所谓节拍，是指流水线上前后两件产品之间间隔。

节拍是流水线生产的一个重要参数，是流水线生产企业的指挥棒，企业的一切生产活动都围绕着节拍来组织。

某压缩机制造企业，其装配流水线的节拍为13秒，这意味着全厂的生产活动的节奏，均以此为指标，即它所有的零部件生产都必须以此为节奏，甚至包括原料的采购等。

（4）流水线上各工序之间生产能力是平衡的，成比例的。

（二）组织流水线生产的条件（1）产品结构和工艺相对稳定。

（2）制品要有足够大的产量，以保证流水线各项工作有充分的负荷。

（3）制品加工个工序能细分和合并，能达到工序同期化。

工序同期化是指流水线上各工序的时间定额与其生产节拍相等或成倍数关系。

（三）流水线的分类1. 按流水线上生产对象的种类划分（1）单一对像流水线。

它是固定生产一种产品或零件，也叫不变流水线。

（2）多对象流水线。

固定生产几种结构上、工艺上相似的产品或零件。

从劳动对象轮换方式看，多对象流水线又可分为可变流水线、成组流水线和混合流水线。

可变流水线是成批轮番地生产固定在流水线上的几种加工对象，当变换生产对象时，流水线上的设备和工装需要调整。

《生产运作管理》课程教学大纲第一部分大纲说明课程代码：课程名称：生产运作管理总学时：64学时(其中理论56学时，实践8学时)总学分：3.5 学分课程类别：必修*适用专业：工商管理专业预修要求：概率和数理统计、经济学、管理学等。

课程性质、目的、任务：本课程是该专业学生必修的专业课，它在整个人才培训计划有着十分重要的作用。

通过本课程教学，要使学生较系统地了解在社会主义市场经济体制下企业生产管理的理论和方法：了解企业生产活动的计划、执行和控制完整的组织过程；掌握企业生产管理中的综合管理和专项管理的方法和手段；是学生学习后续课程、完成课程设计和毕业论文不可缺少的基础。

本课程将培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风；培养学生的自学能力及具有初步理论研究和提出问题、分析问题和解决实际问题的能力。

通过本课程的学习，有初步理论研究和较强实际应用的能力。

教学基本要求：本课程以课堂讲授为主，在课堂讲授时，应尽可能使用多媒体手段，增加学生的视觉效果，要求学生具有一定的计算机应用能力。

教学辅助资料一般应有：习题集、试卷库，可能时编制CAI课件。

本课程的实验环节主要是大型习题课，企业生产现场考察，在条件成熟时可以上机。

本课程作业的目的，一是使学生对学过的内容进行复习（问答题等），二是定量管理管理方法的练习。

考试形式为闭卷考试，将来可考虑部份在计算机上完成。

教学方法和教学手段建议：本课程尽量采用多媒体教学，实训安排可根据具体情况进行调整大纲使用说明：本大纲适用于工商专业本科教学，与教材配套使用，是教师讲课的参考依据。

本课程作业见教材上的复习题以及教师提供的练习题。

第二部分大纲正文第一章现代生产与运作管理概论总学时：8学时（理论8学时）本章教学基本要求：本章讲授要点：了解社会组织的基本职能；企业生产的定义；生产运作分类；现代生产运作战略。

掌握生产运作管理是对生产运作系统的设计、运行与维护的管理，它包括对生产运作活动进行计划、组织和控制；现代企业生产管理的特点。

机械装备制造中的柔性制造系统柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）是一种集成了自动化设备、计算机控制和信息技术的先进制造系统。

在机械装备制造行业中，柔性制造系统的应用已经成为提高生产效率和产品质量的重要手段。

一、柔性制造系统的定义和特点柔性制造系统是一种以计算机控制为核心，将多台机床、搬运设备和自动化仓储系统等设备有机组合在一起，实现多品种、小批量、快速转换的生产方式。

它具有以下特点：1. 多功能性：柔性制造系统能够适应不同的产品加工要求，实现多种加工工艺和加工方式的灵活转换。

2. 自动化程度高：柔性制造系统利用计算机控制和自动化设备，实现了生产过程的自动化，减少了人工操作的需求，提高了生产效率。

3. 快速转换能力：柔性制造系统能够快速地进行生产线的转换，适应不同产品的生产需求，减少了生产线停机时间，提高了生产效率。

4. 生产灵活性：柔性制造系统能够根据市场需求进行快速响应，实现小批量、多品种的生产，满足个性化需求。

二、柔性制造系统在机械装备制造中的应用1. 提高生产效率：柔性制造系统能够实现生产过程的自动化和快速转换，减少了生产线的停机时间，提高了生产效率。

2. 降低生产成本：柔性制造系统通过减少人工操作和提高生产效率，降低了生产成本，提高了企业的竞争力。

3. 提高产品质量：柔性制造系统能够实现精确的加工控制和质量监测，提高了产品的一致性和稳定性，提高了产品质量。

4. 实现个性化定制：柔性制造系统能够快速转换生产线，适应不同产品的生产需求，实现个性化定制，满足市场需求。

5. 实现智能制造：柔性制造系统利用计算机控制和信息技术，实现了生产过程的智能化和自动化，提高了生产的智能化水平。

三、柔性制造系统的挑战和发展趋势虽然柔性制造系统在机械装备制造中有着广泛的应用，但仍面临一些挑战和问题。

1. 技术难题：柔性制造系统的设计和实施需要涉及多个领域的技术，包括机械、电气、计算机等，需要解决多个技术难题。