什么是柔性制造？柔性制造現(xiàn)狀、意義、案例分析

剛性生產(chǎn)，體現(xiàn)在產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)方面，滿足的是社會(huì)對(duì)大量工業(yè)品的需求。而伴隨著消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)，買方市場(chǎng)和消費(fèi)者個(gè)性化、定制化、時(shí)效性要求的步步緊逼，滿足“多樣化、小規(guī)模、周期可控”的柔性化生產(chǎn)、柔性制造，才是企業(yè)未來生存和制勝的關(guān)鍵。

一、柔性制造枝術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

柔性制造技術(shù)，是對(duì)各種不同形狀加工對(duì)象實(shí)現(xiàn)程序化柔性制造加工的各種技術(shù)的總和。柔性制造技術(shù)是技術(shù)密集型的技術(shù)群，我們認(rèn)為適用于多品種、中小批量（包括單件產(chǎn)品）并側(cè)重于柔性的加工技術(shù)都屬于柔性制造技術(shù)。目前按規(guī)模大小劃分為：

1、柔性制造系統(tǒng)（FMS）。通常包括4 臺(tái)或更多臺(tái)全自動(dòng)數(shù)控機(jī)床（加工中心與車削中心等），由集中的控制系統(tǒng)及物料搬運(yùn)系統(tǒng)連接起來，可在不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量的加工及管理。

2、柔性制造單元（FMC）。FMC 的問世并在生產(chǎn)中使用約比FMS 晚6~8 年，它是由1~2 臺(tái)加工中心、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床及物料運(yùn)送存貯設(shè)備構(gòu)成，具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。FMC 可視為一個(gè)規(guī)模最小的FMS，是FMS 向廉價(jià)化及小型化方向發(fā)展和一種產(chǎn)物，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)單機(jī)柔性化及自動(dòng)化，迄今已進(jìn)入普及應(yīng)用階段。

3、柔性制造線（FML）。它是處于單一或少品種大批量非柔性自動(dòng)線與中小批量多品種FMS 之間的生產(chǎn)線。其加工設(shè)備可以是通用的加工中心、CNC 機(jī)床；亦可采用專用機(jī)床或NC 專用機(jī)床，對(duì)物料搬運(yùn)系統(tǒng)柔性的要求低于FMS，但生產(chǎn)率更高。它是以離散型生產(chǎn)中的柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生產(chǎn)過程中的分散型控制系統(tǒng)（DCS）為代表，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化及自動(dòng)化，其技術(shù)已日臻成熟，迄今已進(jìn)入實(shí)用化階段。

4、柔性制造工廠（FMF）。FMF 是將多條FMS 連接起來，配以自動(dòng)化立體倉庫，用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系，采用從訂貨、設(shè)計(jì)、加工、裝配、檢驗(yàn)、運(yùn)送至發(fā)貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）投入實(shí)際，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化及自動(dòng)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)管理、產(chǎn)品加工及物料貯運(yùn)進(jìn)程的全盤化。FMF 是自動(dòng)化生產(chǎn)的最高水平，反映出世界上最先進(jìn)的自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)。它是將制造、產(chǎn)品開發(fā)及經(jīng)營(yíng)管理的自動(dòng)化連成一個(gè)整體，以信息流控制物質(zhì)流的智能制造系統(tǒng)（IMS）為代表，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)工廠柔性化及自動(dòng)化。

二、制造業(yè)企業(yè)發(fā)展“柔性制造”的意義

柔性制造的根本特性決定了它對(duì)制造職責(zé)和生產(chǎn)策劃環(huán)境的變化有很強(qiáng)的合適本領(lǐng)。因而，在我國(guó)制造業(yè)企業(yè)中推行柔性制造有其極為緊張的意義：

▼ “柔性制造”是當(dāng)代生產(chǎn)方法的主流方向和互助根本。日益劇烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和與日俱增的生產(chǎn)技能推動(dòng)著當(dāng)代企業(yè)生產(chǎn)方法的連續(xù)創(chuàng)新，如定時(shí)生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、并行工程、伶俐制造、仿生制造、綠色制造、制造資源籌劃、提供鏈治理等等。而這些進(jìn)步的生產(chǎn)方法無不因此“柔性”作為其出發(fā)點(diǎn)和根本的，如精益生產(chǎn)的根本條件是根據(jù)用戶的必要生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品；伶俐制造和假造制造都夸大快速合適種種變化的要求；并行工程在產(chǎn)品計(jì)劃開辟階段就集成思考了生產(chǎn)制造、出售和辦事進(jìn)程的合適性要求；而制造資源籌劃和提供鏈治理則是從整個(gè)生產(chǎn)鏈的范疇求得更廣、更高的柔性。

▼ “柔性制造”是饜足損耗者本性化、多樣化需求最堅(jiān)固的支持。過往在供不該求的賣方市場(chǎng)環(huán)境下，制造企業(yè)不消思考損耗者對(duì)其產(chǎn)品的要求，都是企業(yè)生產(chǎn)什么損耗者就只能購買什么。如今損耗者已成為市場(chǎng)的主宰，他們所必要的不但僅是這種逼迫性的準(zhǔn)則化商品，而是亙古未有的非準(zhǔn)則化產(chǎn)品，這將導(dǎo)致大略的同類規(guī)格的大量損耗市場(chǎng)，裂變?yōu)橐幌盗叙愖悴顒e需求的細(xì)分市場(chǎng)，細(xì)分市場(chǎng)又進(jìn)一步深化了產(chǎn)品的多樣化。這使得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的形態(tài)從資本、代價(jià)為主的競(jìng)爭(zhēng)，轉(zhuǎn)向市場(chǎng)合適本領(lǐng)、新產(chǎn)品推進(jìn)速率、產(chǎn)品本性化等方面的競(jìng)爭(zhēng)，這在客觀上必要柔性制造體系的支持。

▼ “柔性制造”是低落生產(chǎn)資本、進(jìn)步經(jīng)濟(jì)效益的有效伎倆。由于柔性制造是一種智能型的生產(chǎn)方法，它將高科技“嵌進(jìn)”到制造配置與制造產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)硬配置的“軟”提拔，并進(jìn)步制造產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，因而不但能進(jìn)步勞動(dòng)生產(chǎn)率，并且能提拔產(chǎn)品的附加代價(jià)；別的，柔性制造還是一種市場(chǎng)導(dǎo)向型的生產(chǎn)方法，它要求制造廠商與主顧履行互動(dòng)式的信息交換，定時(shí)控制主顧對(duì)相干產(chǎn)品的需求信息，嚴(yán)肅根據(jù)主顧的意愿和要求構(gòu)造生產(chǎn)，因而能消除制造商生產(chǎn)的不確定性，同時(shí)使各制造商之間禁止因太過競(jìng)爭(zhēng)而造成兩虎相爭(zhēng)的表象，從而使各制造商裁減虧損，進(jìn)步經(jīng)濟(jì)效益。

▼ “柔性制造”是全面提拔制造本領(lǐng)，縮小與國(guó)際進(jìn)步制造程度差距的緊張途徑。改革綻放以來，我國(guó)已成長(zhǎng)成為制造大國(guó)，但距國(guó)際進(jìn)步制造程度另有很大差距。以國(guó)內(nèi)走在制造業(yè)火線的浙江省為例，根據(jù)浙江省統(tǒng)計(jì)局企業(yè)查看隊(duì)查看分析呈現(xiàn)，如今，浙江制造業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率僅為6568美元，還不到美國(guó)、日本和德國(guó)上世紀(jì)90年代中期程度的1/10，也低于東南亞金融危急過去的馬來西亞和印度尼西亞。就反應(yīng)生產(chǎn)進(jìn)程物耗比重、深加工程度以及技能含量的財(cái)產(chǎn)增長(zhǎng)值率來看，2002年浙江范圍以上制造業(yè)的增長(zhǎng)值率僅為23.2%，與美國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)相比分別低了18至25個(gè)百分點(diǎn)，與馬來西亞的程度相當(dāng)。這些差距顯然是由于我國(guó)的制造配置的技能程度廣泛不高，從業(yè)職員的品質(zhì)相對(duì)低劣等因?yàn)樵斐傻摹６叭嵝灾圃臁边@種進(jìn)步制造方法的推行將有助于進(jìn)步我國(guó)制造業(yè)的生產(chǎn)配置技能水溫和從業(yè)職員的品質(zhì)，促進(jìn)已有的制造業(yè)的財(cái)產(chǎn)布局、人才結(jié)協(xié)商技能布局的優(yōu)化，全面提拔制造本領(lǐng)，從而縮小與國(guó)際進(jìn)步制造程度的差距。

三、柔性制造生產(chǎn)案例

互聯(lián)網(wǎng)+給供應(yīng)鏈管理帶來巨大變革，讓個(gè)性化定制、柔性化生產(chǎn)源源不斷深入制造業(yè)，甚至“零庫存”也成為可能。

汽輪機(jī)也能“搭積木”快裝

在高端裝備制造領(lǐng)域，汽輪機(jī)被稱為裝備制造業(yè)的“皇冠”。

目前，杭汽輪已建立起一套基于互聯(lián)網(wǎng)的供應(yīng)鏈管理體系，涵蓋所有生產(chǎn)信息、原材料及零部件合作伙伴，原材料采購、零部件采購、生產(chǎn)物料管理已全部實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)化。這讓加工生產(chǎn)的前端管理和后端管理效率大大提升，與早前的手工操作方式已完全不可同日而語，原先需四五天的周轉(zhuǎn)時(shí)間僅需幾分鐘完成。

訂單式生產(chǎn)，是汽輪機(jī)這類大型裝備制造業(yè)的生產(chǎn)特色。在為客戶實(shí)施個(gè)性化定制的過程中，能不能像搭積木一樣實(shí)現(xiàn)撬裝化快裝，降低人力、物力成本？杭汽輪集團(tuán)的中能汽輪動(dòng)力有限公司從用戶角度出發(fā)，針對(duì)較小型汽輪機(jī)推出撬裝化快裝式項(xiàng)目，大大提升產(chǎn)品服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)力。去年先后接下10臺(tái)訂單，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)增收500萬元。其中一舉拿下印尼鎳鐵冶煉項(xiàng)目5臺(tái)訂單，還首次成功承接2個(gè)印尼棕櫚油項(xiàng)目，在原先由日企產(chǎn)品統(tǒng)領(lǐng)的領(lǐng)域搶占一席之地，令業(yè)界刮目相看。

面對(duì)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)，特別是裝備制造業(yè)面臨市場(chǎng)平臺(tái)期，管理創(chuàng)新、控本增效，就顯得尤為重要。杭汽輪的智能制造改造還入選省級(jí)示范項(xiàng)目，升級(jí)后，加工生產(chǎn)全過程實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，從研發(fā)、生產(chǎn)、流通等各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)電子數(shù)據(jù)傳遞，既使供應(yīng)鏈管理更加精準(zhǔn)高效，也進(jìn)一步提升質(zhì)量把控。

大數(shù)據(jù)成“柔性制造”關(guān)鍵

按照傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，一條生產(chǎn)線只能生產(chǎn)一個(gè)規(guī)格的產(chǎn)品，而在智能生產(chǎn)線上，可根據(jù)訂單要求的不同，同時(shí)上線生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。那么這些傳統(tǒng)生產(chǎn)模式無法做到的事情，智能生產(chǎn)線又是如何完成的？三一重工的“18號(hào)廠房”給出了答案。

作為國(guó)家首批智能制造試點(diǎn)示范企業(yè)，三一重工位于長(zhǎng)沙的“18號(hào)工廠”號(hào)稱亞洲最大的智能化制造車間之一，各環(huán)節(jié)全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、信息化。在這里已實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)中人、設(shè)備、物料、工藝等各要素的柔性融合。

它擁有8條裝配線，可以實(shí)現(xiàn)69種產(chǎn)品的混裝柔性生產(chǎn)，并將此拓展到其他事業(yè)部，實(shí)現(xiàn)其他事業(yè)部的柔性制造。在這間總面積約10萬平方米的車間里，每一條生產(chǎn)線可以同時(shí)混裝30多種不同型號(hào)的機(jī)械設(shè)備，開足馬力工作時(shí)能支撐300億產(chǎn)值。

廠房的整個(gè)柔性制造生產(chǎn)系統(tǒng)包含了大量數(shù)據(jù)信息，包括用戶需求、產(chǎn)品信息、設(shè)備信息及生產(chǎn)計(jì)劃。依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將這些大數(shù)據(jù)聯(lián)結(jié)起來并通過三一的MES系統(tǒng)處理，能制定最合適的生產(chǎn)方案，最優(yōu)的分配各種制造資源。

得益于車間采用的柔性制造系統(tǒng)，2017年一季度，三一主要產(chǎn)品全面實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng)，其中挖掘機(jī)2月份產(chǎn)量達(dá)到了去年同期的4倍，拖泵、泵車、攪拌車等混凝土機(jī)械也出現(xiàn)100%的恢復(fù)性增長(zhǎng)。

智能化柔性生產(chǎn)解決定制需求

伴隨著工業(yè)4.0時(shí)代的來臨，定制家居市場(chǎng)的個(gè)性化需求的實(shí)現(xiàn)要依靠的是智能化柔性生產(chǎn)。索菲亞2003年開始做定制衣柜，新的工廠就是工業(yè)4.0模式。2013年引入全球先進(jìn)、亞洲一流的生產(chǎn)體系——柔性生產(chǎn)線，生產(chǎn)機(jī)器自動(dòng)調(diào)整，幾乎完成了壓貼、開料、封邊等生產(chǎn)流程。

走進(jìn)寧西一廠，整個(gè)柔性生產(chǎn)車間一片忙碌，然而不見太多工人的影子，生產(chǎn)機(jī)器上下左右搖臂，自動(dòng)調(diào)整，幾乎完成了壓貼、開料、封邊等生產(chǎn)流程。在板件進(jìn)入自動(dòng)打包環(huán)節(jié)前，一些工人細(xì)心地給板件的四角位置加上護(hù)墊，以防在運(yùn)輸過程中發(fā)生摩擦碰撞，加護(hù)墊的工序，也完全可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。

據(jù)了解，索菲亞定制衣柜柔性生產(chǎn)線生產(chǎn)能力達(dá)到2.8萬件/天，相當(dāng)于約700套衣柜/天，不僅工作效率高，而且細(xì)致精準(zhǔn)，比如，對(duì)角線偏差可以控制在0.5mm以內(nèi)。目前，柔性化生產(chǎn)線已在索菲亞全國(guó)各生產(chǎn)基地建設(shè)鋪開，除廣州增城外，河北廊坊、浙江嘉善、四川成都、湖北黃岡都建有柔性生產(chǎn)線，形成了強(qiáng)大的生產(chǎn)支撐體系，為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。