柔性制造技術(shù)決定汽車工業(yè)的未來是專門為用戶解決疑難問題的,非常具有代表性,在客戶進(jìn)行產(chǎn)品選型前,我們一般建議用戶先看下柔性制造技術(shù)決定汽車工業(yè)的未來。這樣能對用戶選型有非常大的幫助。
未來CAD技術(shù)發(fā)展將會引入專家系統(tǒng)。使之具有智能化,可處理各種復(fù)雜的問題。當(dāng)前設(shè)計技術(shù)的一個突破是光敏立體成形技術(shù)。即快速原型制造技術(shù)。該項新技術(shù)是直接利用CAD數(shù)據(jù).通過計算機控制的激光掃描系統(tǒng)。將三維數(shù)字模型分成若干層二維片狀圖形。并按二維片狀圖形對池內(nèi)的光敏樹脂液面進(jìn)行光學(xué)掃描。被掃描到的液面則固化成形,在計算機控制下,逐層掃描成形,并自動地將分層成形的各片狀固化塑料粘合在一起,僅需確定數(shù)據(jù),數(shù)小時內(nèi)便可制出精確的原型。它有助于加快開發(fā)新產(chǎn)品和研制新結(jié)構(gòu)的速度。
模糊數(shù)學(xué)的實際應(yīng)用是模糊控制器。最近開發(fā)出的高性能模糊控制器具有自學(xué)習(xí)功能,可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動地對控制量作調(diào)整,使系統(tǒng)性能大為改善,其中尤其以基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)方法更引起人們極大的關(guān)注。
FMS中所采用的人工智能大多指基于規(guī)則的專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)利用專家知識和推理規(guī)則進(jìn)行推理,求解各類問題(如解釋、預(yù)測、診斷、查找故障、設(shè)計、計劃、監(jiān)視、修復(fù)、命令及控制等)。由于專家系統(tǒng)能簡便地將各種事實及經(jīng)驗證過的理論與通過經(jīng)驗獲得的知識相結(jié)合,因而專家系統(tǒng)為FMS的諸方面工作增強了柔性。展望未來,以知識密集為特征。以知識處理為手段的人工智能技術(shù)必將在FMS中起著關(guān)鍵性的作用。人工智能在未來FMS中將發(fā)揮日趨重要的作用。目前用于FMS中的各種技術(shù),預(yù)計最有發(fā)展前途的仍是人工智能。智能制造技術(shù)(IMT)旨在將人工智能融入制造過程的各個環(huán)節(jié),借助模擬專家的智能活動.取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動。在制造過程,系統(tǒng)能自動監(jiān)測其運行狀態(tài),在受到外界或內(nèi)部激勵時能自動調(diào)節(jié)其參數(shù),以達(dá)到最佳工作狀態(tài)。具備自組織能力。故IMT被稱為21世紀(jì)的制造技術(shù)。對未來智能化FMS具有重要意義的一個正在急速發(fā)展的領(lǐng)域是智能傳感器技術(shù)。該項技術(shù)是伴隨計算機應(yīng)用技術(shù)和人工智能而產(chǎn)生的,它使傳感器具有內(nèi)在的“決策”功能。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)是模擬智能生物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信息進(jìn)行并行處理的一種方法。故人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也就是一種人工智能工具。在自動控制領(lǐng)域。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不久將并列于專家系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng).成為現(xiàn)代自支化系統(tǒng)中的一個組成部分。
柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展和未來
通過多年的努力和實踐,FMS技術(shù)已臻完善,進(jìn)入了實用化階段,并已形成高科技產(chǎn)業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍進(jìn)步以及生產(chǎn)組織與管理方式的不斷更換.FMS作為一種生產(chǎn)手段也將不斷適應(yīng)新的需求、不斷引入新的技術(shù)、不斷向更高層次發(fā)展。
FMC將成為發(fā)展和應(yīng)用的熱門技術(shù)。這是因為FMC的投資比FMS少得多而經(jīng)濟(jì)效益相接近。更適用于財力有限的中小型企業(yè)。目前國外眾多廠家將FMC列為發(fā)展之重。進(jìn)入21世紀(jì)后.FMS獲得迅猛發(fā)展,幾乎成了生產(chǎn)自動化之熱點。一方面是由于單項技術(shù)如加工中心、工業(yè)機器人、CAD/CAM、資源管理及高度技術(shù)等的發(fā)展。提供了可供集成一個整體系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。另一方面.世界市場發(fā)生了重大變化,由過去傳統(tǒng)、相對穩(wěn)定的市場,發(fā)展為動態(tài)多變的市場,為了從市場中求生存、求發(fā)展,提高企業(yè)對市場需求的應(yīng)變能力.人們開始探索新的生產(chǎn)方法和經(jīng)營模式。FMS是在自動化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)。將以往企業(yè)中相互獨立的工程設(shè)計、生產(chǎn)制造及經(jīng)營管理等過程,在計算機及其軟件的支撐下。構(gòu)成一個覆蓋整個企業(yè)的完整而有機的系統(tǒng),以實現(xiàn)全局動態(tài)最優(yōu)化?傮w高效益、高柔性,并進(jìn)而贏得競爭全勝的智能制造系統(tǒng)。FMS作為當(dāng)今世界制造自動化技術(shù)發(fā)展的前沿科技。為未來機構(gòu)制造工廠提供了一幅宏偉的藍(lán)圖,已成為2l世紀(jì)機構(gòu)制造業(yè)的主要生產(chǎn)模式。
發(fā)展效率更高的FML。多品種大批量的生產(chǎn)企業(yè)如汽車及拖拉機等工廠對FML的需求引起了FMS制造廠的極大關(guān)注。采用價格低廉的專用數(shù)控機床替代通用的加工中心將是FML的發(fā)展趨勢。
朝多功能方向發(fā)展、應(yīng)用范圍逐步擴大。由單純加工型FMS進(jìn)一步開發(fā)以焊接、裝配、檢驗及鈑材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能FMS。FMS是實現(xiàn)未來工廠的新穎概念模式和新的發(fā)展趨勢.是決定制造企業(yè)未來發(fā)展前途的具有戰(zhàn)略意義的舉措。應(yīng)用范圍逐步擴大,如金屬切削FMS的批量適應(yīng)范圍和品種適應(yīng)范圍正逐步擴大,例如向適合于單件生產(chǎn)的FMS擴展和向適合于大批量生產(chǎn)的FMS(即FML)擴展。另一方面,F(xiàn)MS由最初的金屬切削加工向金屬熱加工、裝配等整個機械制造范圍發(fā)展。并迅速向電子、食品、藥品、化工等各行業(yè)滲透。
向模塊化、集成化方向發(fā)展。為有利于FMS的制造廠家組織生產(chǎn)、減低成本,也有利于用戶按需、分期、有選擇性地購置系統(tǒng)中的設(shè)備,并逐步擴展和集成為功能更強大的系統(tǒng),F(xiàn)MS的軟、硬件都向模塊化方向發(fā)展。與計算機輔助設(shè)計和輔助制造系統(tǒng)相結(jié)合,利用原有產(chǎn)品系列的典型工藝資料,組合設(shè)計不同模塊。構(gòu)成各種不同形式的具有物料流和信息流的模塊化柔性系統(tǒng)。另一方面是實現(xiàn)從產(chǎn)品決策、產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)到銷售的整個生產(chǎn)過程自動化。特別是管理層次自動化的計算機集成制造系統(tǒng)。在這個大系統(tǒng)中。柔性制造系統(tǒng)只是它的一個組成部分。為了保證系統(tǒng)工作的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,可將其主要組成部分標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化。加工件的輸送模塊,有感應(yīng)線導(dǎo)軌小車輸送和有軌小車輸送;刀具的輸送和調(diào)換模塊。有刀具交換機器人和與工件共用輸送小車的刀具輸送方式等。利用不同的模塊組合,構(gòu)成不同形式的具有物料流和信息流的柔性制造系統(tǒng)。自動地完成不同要求的全部加工過程。以模塊化結(jié)構(gòu)集成FMS、再以FMS作為制造自動化基本模塊集成CIMS是一種基本趨勢。
向小型化、單元化方向發(fā)展。早期的FMS強調(diào)規(guī)模。但由此產(chǎn)生了成本高、技術(shù)難度大、系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性不好、不利于迅速推廣的弱點。為了讓更多的中小企業(yè)采用柔性制造技術(shù)。FMS由大型復(fù)雜系統(tǒng)。向經(jīng)濟(jì)、可靠、易管理、靈活性好的小型化、單元化。即向FMC或FMM方向發(fā)展。FMC、FMM的出現(xiàn)得到了用戶的廣泛認(rèn)可。柔性制造系統(tǒng)未來將向發(fā)展各種工藝內(nèi)容的柔性制造單元和小型FMS;完善FMS的自動化功能;擴大FMS完成的作業(yè)內(nèi)容,并與計算機輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)(CAD/CAM)相結(jié)合,向全盤自動化工廠方向發(fā)展。單項技術(shù)性能與系統(tǒng)性能不斷提高。單項技術(shù)性能與系統(tǒng)性能不斷提高,例如采用各種新技術(shù),提高機床的加工精度、加工效率;綜合利用先進(jìn)的檢測手段、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和人工智能技術(shù),提高FMS各單元及系統(tǒng)的自我診斷、自我排錯、自我修復(fù)、自我積累、自我學(xué)習(xí)能力,使之具有對溫度變化、振動、刀具磨破損、工件形狀和表面質(zhì)量的自反饋、自補償、自適應(yīng)控制能力;采用先進(jìn)的控制方法和計算機平臺技術(shù),實現(xiàn)FMS的自協(xié)調(diào)、自重組和預(yù)報警功能等。
加快發(fā)展各種工藝內(nèi)容的柔性制造單元和小型FMS。因為FMC的投資比FMS少得多而效果相仿,更適合于財力有限的中小型企業(yè)。多品種、大批量生產(chǎn)中應(yīng)用FML的發(fā)展趨勢是用價格低廉的專用數(shù)控機床代替通用的加工中心;完善FMS的自動化功能。FMS完成的作業(yè)內(nèi)容擴大,由早期單純的機械加工型向焊接、裝配、檢驗及鈑材加工乃至鑄鍛等綜合性領(lǐng)域發(fā)展,另外,F(xiàn)MS與計算機輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)(CAD/CAM)相結(jié)合,向全盤自動化工廠方向發(fā)展。
柔性制造技術(shù)是實現(xiàn)未來工廠的新穎概念模式和新的發(fā)展趨勢,是決定制造企業(yè)未來發(fā)展前途的具有戰(zhàn)略意義的舉措。屆時,智能化機械與人之間將相互融合。柔性地全面協(xié)調(diào)從接受訂單至生產(chǎn)、銷售這一企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的全部活動。