工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)怎么做：一個(gè)是生產(chǎn)方式將大變身，從大規(guī)模生產(chǎn)向個(gè)性化定制轉(zhuǎn)型、生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型、要素驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型。

發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三大體系：平臺(tái)體系、網(wǎng)絡(luò)體系、安全體系�？梢詮纳�產(chǎn)端切入、產(chǎn)品端切入、平臺(tái)測(cè)切入。做工業(yè)制造的時(shí)候，有信息化研發(fā)、信息化生產(chǎn)信息化運(yùn)維、信息化供應(yīng)鏈，每一個(gè)都有大量的內(nèi)容在里面，實(shí)際上是深度信息化，是我們現(xiàn)在已經(jīng)有的基礎(chǔ)。

在這個(gè)過程中要解決五個(gè)如何的問題：

a、如何將客戶尋求快速轉(zhuǎn)變?yōu)榉桨负彤a(chǎn)品；

b、如何減少人工工序，以提高品質(zhì)管控；

c、如何通過生產(chǎn)過程的透明化，縮短產(chǎn)品的交付周期；

d、如何使信息流快捷有效；

e、在總體的實(shí)施架構(gòu)里面如何降低成本。

具體以下十一點(diǎn)“柔性化”做法以供參考：

第一是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與架構(gòu)，大家都知道，平臺(tái)是核心、網(wǎng)絡(luò)是技術(shù)、安全是保障。特點(diǎn)是設(shè)計(jì)，建設(shè)以數(shù)據(jù)為核心，打造設(shè)備與物、設(shè)備與設(shè)備，設(shè)備與應(yīng)用系統(tǒng)之間的互通互聯(lián)、互操作平臺(tái)。

第二是數(shù)字化協(xié)同創(chuàng)新集成研發(fā)PAAS平臺(tái)，譬如基于機(jī)理模型和數(shù)據(jù)模型的工藝參數(shù)優(yōu)化、質(zhì)量檢測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)。

第三是數(shù)字化運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，特點(diǎn)是以客戶需求驅(qū)動(dòng)，供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)互通互聯(lián)。聚焦面向客戶的解決方案，帶動(dòng)產(chǎn)品定制化。

第四是數(shù)字化精益制造平臺(tái)，通過數(shù)字化仿真，實(shí)現(xiàn)工廠最優(yōu)設(shè)置，提升單位面積的產(chǎn)出率。特點(diǎn)是采用數(shù)字化建模與仿真，利用IT技術(shù)對(duì)工廠物流進(jìn)行規(guī)劃。這是中間生產(chǎn)過程的管理，MES、APS，包括可視化平臺(tái)的搭建。

第五是安全可控的智能柔性生產(chǎn)線與工藝裝備。通過自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)各工藝執(zhí)行環(huán)節(jié)的智能化和柔性化，通過非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化產(chǎn)線的定制化需求。

第六是支持全流程數(shù)據(jù)采集與過程管控的智能傳感與控制，對(duì)多元異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行OPC UA處理與集成，實(shí)現(xiàn)資源、制造生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

第七是智能物流平臺(tái)，就是構(gòu)建敏捷工廠物流管理系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)訂單拉動(dòng)整個(gè)物流的運(yùn)作和AGV自動(dòng)化配送。

第八是基于數(shù)字化檢測(cè)裝備的云檢測(cè)平臺(tái)，云端訓(xùn)練模型后在檢測(cè)裝備邊緣端高效執(zhí)行。

第九是質(zhì)量大數(shù)據(jù)平臺(tái)，質(zhì)量追溯、質(zhì)量大數(shù)據(jù)和智能SPC應(yīng)用。

第十是透明化企業(yè)管控，就是MES、APS，在這里面通過數(shù)據(jù)集成，底層數(shù)據(jù)采集，通過數(shù)字化3D工廠、可視大屏展示生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

第十ー，面向產(chǎn)品服務(wù)的智能云運(yùn)維管理系統(tǒng)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、跨界打擊（如基于數(shù)據(jù)的金融服務(wù)），實(shí)現(xiàn)真正意義上的制造即服務(wù)。

一、柔性制造才是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的真正目的。

柔性生產(chǎn)的概念首次出現(xiàn)于1965年，由英國(guó)的Molins公司首次提出。當(dāng)時(shí)市場(chǎng)繁榮、競(jìng)爭(zhēng)激烈，制造業(yè)需要更加先進(jìn)的生產(chǎn)方式來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的生產(chǎn)要求，于是柔性化生產(chǎn)應(yīng)運(yùn)而生。

剛性生產(chǎn)，體現(xiàn)在產(chǎn)品的規(guī)�；�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(lái)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(lái)，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(lái)，配以自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，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特定的意義：

▼ “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(wú)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；伶俐制造和仿生制造都快速適合多種變化的要求；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、出售和服務(wù)進(jìn)程的合適性要求；而制造資源籌劃和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”是饜足消費(fèi)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)不消思考消費(fèi)者對(duì)其產(chǎn)品的要求，都是企業(yè)生產(chǎn)什么消費(fèi)者就只能購(gòu)買什么。

如今消費(fèi)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，并提升制造產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，因而不但能提升勞動(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，它要求制造廠商與客戶履行互動(dòng)式的信息交換，定時(shí)控制客戶對(duì)產(chǎn)品的需求信息，根據(jù)客戶的意愿和要求構(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，提升經(jīng)濟(jì)效益。

▼ “柔性制造”是全面提升制造本領(lǐng)，縮小與國(guó)際先進(jìn)制造程度差距的途徑。改革開放以來(lái)，我國(guó)已成長(zhǎng)成為制造大國(guó)，但距國(guó)際先進(jìn)制造程度另有很大差距。

而“柔性制造”這種進(jìn)步制造方法的推行將有助于改進(jìn)我國(guó)制造業(yè)的生產(chǎn)配置技能水平和從業(yè)職員的品質(zhì)，促進(jìn)已有的制造資產(chǎn)布局、人才技能布局的優(yōu)化，全面提升制造本領(lǐng)，從而縮小與國(guó)際先進(jìn)制造程度的差距。

【三】柔性制造生產(chǎn)案例

互聯(lián)網(wǎng)+供應(yīng)鏈管理帶來(lái)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(kù)存”也成為可能。

訂單式生產(chǎn)，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？該企業(yè)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。

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(wú)法做到的事情，智能生產(chǎn)線又是如何完成的？

作為國(guó)家首批智能制造試點(diǎn)示范企業(yè)，位于長(zhǎng)沙的某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(wàn)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(lái)并通過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。

二、柔性制造系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacture System)

對(duì)任何制造業(yè)或非制造業(yè)而言，生產(chǎn)力是一個(gè)基本的要素，為了具有競(jìng)爭(zhēng)力，必須增加生產(chǎn)力，因此彈性制造系統(tǒng)不僅提供使用者彈性，同時(shí)也要兼顧提升生產(chǎn)力。彈性制造系統(tǒng)涵蓋了廣泛的生產(chǎn)范圍，包括機(jī)器、制程、組合和一些其它的工作，這些系統(tǒng)可以達(dá)到不同程度的彈性，完全與該系統(tǒng)的組成組件有關(guān)。

自1960 年代后半，顧客對(duì)于產(chǎn)品的要求趨向于多樣化，如此工廠需要低生產(chǎn)成本及短交期來(lái)滿足多樣化的變化。為應(yīng)付此種要求，需要一種適合中品種、中少量生產(chǎn)的生產(chǎn)系統(tǒng)。彈性制造系統(tǒng)可以被定義為一套生產(chǎn)系統(tǒng)，其利用計(jì)算機(jī)控制機(jī)器，裝配生產(chǎn)單元，機(jī)器手臂，檢驗(yàn)機(jī)器等設(shè)備并配合計(jì)算機(jī)整合物料搬運(yùn)及儲(chǔ)存系統(tǒng)�？梢哉f(shuō)是一個(gè)綜合高層次分散是數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)化物流流動(dòng)以及整合式物料處理與物料儲(chǔ)存的系統(tǒng)。

FMS的工藝基礎(chǔ)是成組技術(shù)

它按照成組的加工對(duì)象確定工藝過程 ，選擇相適應(yīng)的數(shù)控加工設(shè)備和工件、工具等物料的儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，并由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，故能自動(dòng)調(diào)整并實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)多種工件的成批高效生產(chǎn)(即具有“柔性”)，并能及時(shí)地改變產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)需求。

FMS兼有加工制造和部分生產(chǎn)管理兩種功能

因此能綜合地提高生產(chǎn)效益。FMS的工藝范圍正在不斷擴(kuò)大，可以包括毛坯制造、機(jī)械加工、裝配和質(zhì)量檢驗(yàn)等。80年代中期投入使用的FMS，大都用于切削加工，也有用于沖壓和焊接的。

采用FMS的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果是能按裝配作業(yè)配套需要，及時(shí)安排所需零件的加工，實(shí)現(xiàn)及時(shí)生產(chǎn)，從而減少毛坯和在制品的庫(kù)存量，及相應(yīng)的流動(dòng)資金占用量，縮短生產(chǎn)周期；提高設(shè)備的利用率，減少設(shè)備數(shù)量和廠房面積；減少直接勞動(dòng)力，在少人看管條件下可實(shí)現(xiàn)晝夜24小時(shí)的連續(xù)“無(wú)人化生產(chǎn)”；提高產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

1967年，英國(guó)莫林斯公司首次根據(jù)威廉森提出的FMS基本概念，研制了“系統(tǒng)24”。其主要設(shè)備是六臺(tái)模塊化結(jié)構(gòu)的多工序數(shù)控機(jī)床，目標(biāo)是在無(wú)人看管條件下，實(shí)現(xiàn)晝夜24小時(shí)連續(xù)加工，但最終由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的困難而未全部建成。

同年，美國(guó)的懷特·森斯特蘭公司建成 Omniline I系統(tǒng)，它由八臺(tái)加工中心和兩臺(tái)多軸鉆床組成，工件被裝在托盤上的夾具中，按固定順序以一定節(jié)拍在各機(jī)床間傳送和進(jìn)行加工。這種柔性自動(dòng)化設(shè)備適于少品種、大批量生產(chǎn)中使用，在形式上與傳統(tǒng)的自動(dòng)生產(chǎn)線相似，所以也叫柔性自動(dòng)線。日本、前蘇聯(lián)、德國(guó)等也都在60年代末至70年代初，先后開展了FMS的研制工作。

1976年，日本發(fā)那科公司展出了由加工中心和工業(yè)機(jī)器人組成的柔性制造單元(簡(jiǎn)稱FMC)，為發(fā)展FMS提供了重要的設(shè)備形式。柔性制造單元(FMC)一般由1～2臺(tái)數(shù)控機(jī)床與物料傳送裝置組成，有獨(dú)立的工件儲(chǔ)存站和單元控制系統(tǒng)，能在機(jī)床上自動(dòng)裝卸工件，甚至自動(dòng)檢測(cè)工件，可實(shí)現(xiàn)有限工序的連續(xù)生產(chǎn)，適于多品種小批量生產(chǎn)應(yīng)用。

70年代末期，F(xiàn)MS在技術(shù)上和數(shù)量上都有較大發(fā)展，80年代初期已進(jìn)入實(shí)用階段，其中以由3～5臺(tái)設(shè)備組成的FMS為最多，但也有規(guī)模更龐大的系統(tǒng)投入使用。

1982年，日本發(fā)那科公司建成自動(dòng)化電機(jī)加工車間，由60個(gè)柔性制造單元（包括50個(gè)工業(yè)機(jī)器人）和一個(gè)立體倉(cāng)庫(kù)組成，另有兩臺(tái)自動(dòng)引導(dǎo)臺(tái)車傳送毛坯和工件，此外還有一個(gè)無(wú)人化電機(jī)裝配車間，它們都能連續(xù)24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。

這種自動(dòng)化和無(wú)人化車間，是向?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)集成的自動(dòng)化工廠邁出的重要一步。與此同時(shí)，還出現(xiàn)了若干僅具有FMS基本特征，但自動(dòng)化程度不很完善的經(jīng)濟(jì)型FMS，使FMS的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)成就得到普及應(yīng)用。

典型的柔性制造系統(tǒng)由數(shù)字控制加工設(shè)備、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和信息控制系統(tǒng)組成。加工設(shè)備主要采用加工中心和數(shù)控車床，前者用于加工箱體類和板類零件，后者則用于加工軸類和盤類零件。

中、大批量少品種生產(chǎn)中所用的FMS，常采用可更換主軸箱的加工中心，以獲得更高的生產(chǎn)效率。

儲(chǔ)存和搬運(yùn)系統(tǒng)搬運(yùn)的的物料有毛坯、工件、刀具、夾具、檢具和切屑等；儲(chǔ)存物料的方法有平面布置的托盤庫(kù)，也有儲(chǔ)存量較大的桁道式立體倉(cāng)庫(kù)。毛坯一般先由工人裝入托盤上的夾具中，并儲(chǔ)存在自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)中的特定區(qū)域內(nèi)，然后由自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)根據(jù)物料管理計(jì)算機(jī)的指令送到指定的工位。固定軌道式臺(tái)車和傳送滾道適用于按工藝順序排列設(shè)備的FMS，自動(dòng)引導(dǎo)臺(tái)車搬送物料的順序則與設(shè)備排列位置無(wú)關(guān)，具有較大靈活性。

工業(yè)機(jī)器人可在有限的范圍內(nèi)為1～4臺(tái)機(jī)床輸送和裝卸工件，對(duì)于較大的工件常利用托盤自動(dòng)交換裝置(簡(jiǎn)稱APC)來(lái)傳送，也可采用在軌道上行走的機(jī)器人，同時(shí)完成工件的傳送和裝卸。磨損了的刀具可以逐個(gè)從刀庫(kù)中取出更換，也可由備用的子刀庫(kù)取代裝滿待換刀具的刀庫(kù)。車床卡盤的卡爪、特種夾具和專用加工中心的主軸箱也可以自動(dòng)更換。切屑運(yùn)送和處理系統(tǒng)是保證 FMS連續(xù)正常工作的必要條件，一般根據(jù)切屑的形狀、排除量和處理要求來(lái)選擇經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案。

FMS信息控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成形式很多，但一般多采用群控方式的遞階系統(tǒng)。

第一級(jí)為各個(gè)工藝設(shè)備的計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(CNC)，實(shí)現(xiàn)各的口工過程的控制；第二級(jí)為群控計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)把來(lái)自第三級(jí)計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)計(jì)劃和數(shù)控指令等信息，分配給第一級(jí)中有關(guān)設(shè)備的數(shù)控裝置，同時(shí)把它們的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況信息上報(bào)給上級(jí)計(jì)算機(jī)；第三級(jí)是FMS的主計(jì)算機(jī)(控制計(jì)算機(jī))，其功能是制訂生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，實(shí)施FMS運(yùn)行狀態(tài)的管理，及各種數(shù)據(jù)的管理；第四級(jí)是全廠的管理計(jì)算機(jī)。

性能完善的軟件是實(shí)現(xiàn)FMS功能的基礎(chǔ)，除支持計(jì)算機(jī)工作的系統(tǒng)軟件外，數(shù)量更多的是根據(jù)使用要求和用戶經(jīng)驗(yàn)所發(fā)展的專門應(yīng)用軟件，大體上包括控制軟件(控制機(jī)床、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、檢驗(yàn)裝置和監(jiān)視系統(tǒng))、計(jì)劃管理軟件(調(diào)度管理、質(zhì)量管理、庫(kù)存管理、工裝管理等)和數(shù)據(jù)管理軟件(仿真、檢索和各種數(shù)據(jù)庫(kù))等。

為保證FMS的連續(xù)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，須對(duì)刀具和切削過程進(jìn)行監(jiān)視，可能采用的方法有：測(cè)量機(jī)床主軸電機(jī)輸出的電流功率，或主軸的扭矩；利用傳感器拾取刀具破裂的信號(hào)；利用接觸測(cè)頭直接測(cè)量刀具的刀刃尺寸或工件加工面尺寸的變化；累積計(jì)算刀具的切削時(shí)間以進(jìn)行刀具壽命管理。此外，還可利用接觸測(cè)頭來(lái)測(cè)量機(jī)床熱變形和工件安裝誤差，并據(jù)此對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。

柔性制造系統(tǒng)按機(jī)床與搬運(yùn)系統(tǒng)的相互關(guān)系可分為直線型、循環(huán)型、網(wǎng)絡(luò)型和單元型。加工工件品種少、柔性要求小的制造系統(tǒng)多采用直線布局，雖然加工順序不能改變，但管理容易；單元型具有較大柔性，易于擴(kuò)展，但調(diào)度作業(yè)的程序設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。

柔性制造系統(tǒng)未來(lái)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(dòng)化功能；擴(kuò)大FMS完成的作業(yè)內(nèi)容，并與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)(CAD/CAM)相結(jié)合，向全盤自動(dòng)化工廠方向發(fā)展。

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(wú)法做到的事情，智能生產(chǎn)線又是如何完成的？

智能化制造車間，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。產(chǎn)品的混裝柔性生產(chǎn)，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(lái)并通過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。

剛?cè)岵��?jì)的未來(lái)

在柔性制造技術(shù)中有很多關(guān)鍵技術(shù)，其中有4大支柱技術(shù)是目前的主要研究方向，也是生產(chǎn)力大突破的關(guān)鍵點(diǎn)。它們分別是：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)；模糊控制技術(shù)；人工智能、專家系統(tǒng)及智能傳感器技術(shù)；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

柔性制造技術(shù)是實(shí)現(xiàn)未來(lái)工廠的新穎概念模式和新的發(fā)展趨勢(shì)，是決定制造企業(yè)未來(lái)發(fā)展前途的具有戰(zhàn)略意義的舉措。屆時(shí)，智能化機(jī)械與人之間將相互融合，柔性地全面協(xié)調(diào)從接受訂貨單至生產(chǎn)、銷售這一企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的全部活動(dòng)。近年來(lái)，柔性制造作為一種現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)"哲理"和工廠自動(dòng)化的先進(jìn)模式已為國(guó)際上所公認(rèn)，可以這樣認(rèn)為：柔性制造技術(shù)是在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，將以往企業(yè)中相互獨(dú)立的工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造及經(jīng)營(yíng)管理等過程，在計(jì)算機(jī)及其軟件的支撐下，構(gòu)成一個(gè)覆蓋整個(gè)企業(yè)的完整而有機(jī)的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)化，總體高效益、高柔性，并進(jìn)而贏得競(jìng)爭(zhēng)全勝的智能制造技術(shù)。它作為當(dāng)今世界制造自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的前沿科技，為未來(lái)機(jī)構(gòu)制造工廠提供了一幅宏偉的藍(lán)圖，將成為21世紀(jì)機(jī)構(gòu)制造業(yè)的主要生產(chǎn)模式。

再補(bǔ)充一點(diǎn)：

有人認(rèn)為，至于排產(chǎn)和柔性制造的關(guān)系，排產(chǎn)屬于柔性制造的概念，但是我并不這樣認(rèn)為。因?yàn)�，所謂柔性制造的目的是服務(wù)生產(chǎn)計(jì)劃，就是按照生產(chǎn)計(jì)劃，在物理層面柔性的變化自己，以適應(yīng)生產(chǎn)計(jì)劃的需求。所謂柔性，必然發(fā)生物理層面的制造體系的變化，說(shuō)白了，就是設(shè)備的變化，產(chǎn)線的變化，人員的變化等，比如昨天公司有2條產(chǎn)線生產(chǎn)A系列，4條生產(chǎn)B系列；今天市場(chǎng)需求變化了，于是公司有3條生產(chǎn)A系列，3條生產(chǎn)B系列。兩個(gè)不同系列的產(chǎn)線，如果可以一夜之間變化，那么我們可以看做高度柔性。

至于生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)，對(duì)昨天是基于“有2條產(chǎn)線生產(chǎn)A系列，4條生產(chǎn)B系列”，對(duì)今天則是“有3條生產(chǎn)A系列，3條生產(chǎn)B系列”。不可能對(duì)于物理上不存在的生產(chǎn)線進(jìn)行排產(chǎn)。我認(rèn)為排產(chǎn)本身并不存在柔性這個(gè)概念，算法并不能對(duì)現(xiàn)實(shí)不存在和未來(lái)規(guī)劃不存在的產(chǎn)能排產(chǎn)。

來(lái)源：德信誠(chéng)管理百科 

三、柔性制造是什么鬼？

1、柔性生產(chǎn)將成為制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力

國(guó)務(wù)院參事湯敏教授認(rèn)為：未來(lái)中國(guó)，以大批量生產(chǎn)、低成本取勝的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)外遷到東南亞勢(shì)不可擋，中國(guó)唯一可以留下的就是小批量、定制化的柔性制造產(chǎn)能。

換個(gè)角度理解這句話，如果中國(guó)能大規(guī)模的改造生產(chǎn)制造系統(tǒng)，使之都具備柔性化生產(chǎn)能力，那么就可以把更多的制造業(yè)留住中國(guó)。所謂柔性化生產(chǎn)是指，在品質(zhì)、交期、成本保持一致的條件下，生產(chǎn)線在大批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)之間任意切換。

業(yè)界談?wù)摳�多的“大�?guī)模個(gè)性化定制”只是柔性生產(chǎn)的一種形式，并不是通用模型。同時(shí)，所謂“小多快”(小批量、多品類、快速生產(chǎn))也不是真正的柔性化，因?yàn)榇笈�量訂單做不了也不是真正的柔性生產(chǎn)。

目前，方興未艾的“智能制造”，我們認(rèn)為也是應(yīng)用IOT技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)或定制化生產(chǎn)，總體上也屬于這個(gè)范疇。

縱觀國(guó)內(nèi)，從服裝、鞋包到鋼鐵、原材料，各行各業(yè)的制造柔性化都在加速。以煉鋼廠為例，以前訂單生產(chǎn)都是以月為交期，以“爐”為單位批量生產(chǎn)(一個(gè)品種一爐至少50T);而現(xiàn)在鋼廠面臨的多品種、小批次訂單越來(lái)越多，交期也從月到按周交貨，這樣的市場(chǎng)形勢(shì)倒逼鋼廠在生產(chǎn)模式也發(fā)生變化。

總體上，所謂國(guó)內(nèi)的產(chǎn)能過剩指的都是落后產(chǎn)能、一般性產(chǎn)能，真正具備柔性生產(chǎn)能力的產(chǎn)能十分稀缺。

2、車間里如何實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)

60年前大野耐一創(chuàng)立的“豐田式生產(chǎn)方式”(TPS，美國(guó)人總結(jié)為精益生產(chǎn))已經(jīng)極大地突破了柔性化生產(chǎn)問題。精益生產(chǎn)不僅僅是通過消除浪費(fèi)來(lái)提高效率，更重要的是通過快速換模(SMED)、單件流(one piece flow) 等生產(chǎn)方式的創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了柔性化生產(chǎn)。

大野先生認(rèn)為生產(chǎn)市場(chǎng)不需要的產(chǎn)品、過多生產(chǎn)是最大的浪費(fèi)。這在本質(zhì)上，已經(jīng)包含了產(chǎn)銷和諧、產(chǎn)銷匹配的深意。到90年代，佳能的細(xì)胞生產(chǎn)(Cell)又將柔性化生產(chǎn)推進(jìn)了一大步。

以大量運(yùn)用多能工的細(xì)胞式生產(chǎn)，不僅實(shí)現(xiàn)了多品種生產(chǎn)組裝的快速切換，而且激發(fā)了工人的創(chuàng)新能力。

同時(shí)期，以戴爾大規(guī)模定制為代表的生產(chǎn)革新代表了另外一種柔性化生產(chǎn)思路，即對(duì)產(chǎn)品按照其功能進(jìn)行劃分而進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，建立產(chǎn)品族和零部件族，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。這一模式成就了戴爾的輝煌，并作為一種商業(yè)思想廣泛傳播。

國(guó)內(nèi)工業(yè)3.0的標(biāo)桿企業(yè)尚品宅配、索菲亞、青島紅領(lǐng)等也都沿襲這一模式而成為行業(yè)翹楚。

3、中國(guó)制造業(yè)如何邁向工業(yè)4.0

中國(guó)制造業(yè)要邁向工業(yè)4.0，必須先補(bǔ)工業(yè)3.0的課——精益生產(chǎn);甚至是工業(yè)2.0的課——IE(工業(yè)工程)。IE是一切之本，TPS、6Sigma、TOC(Theory of constraints，瓶頸理論，常與精益生產(chǎn)、六西格瑪并提)、5S(源自日本的現(xiàn)代工廠管理理論)都是建立在IE基礎(chǔ)之上。

甚至豐田也講到：豐田生產(chǎn)方式就是工業(yè)工程在豐田公司的具體應(yīng)用。IE是以科學(xué)的方法，有效地利用人、財(cái)、物、信息、時(shí)間等經(jīng)營(yíng)資源，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出最大化。

必須承認(rèn)用精益和IE來(lái)改造現(xiàn)有傳統(tǒng)制造業(yè)存在巨大困難，最重要的是一把手的觀念、決心，甚至情懷。因此，就單個(gè)工廠升級(jí)到工業(yè)4.0無(wú)法超越這道鴻溝。

在互聯(lián)網(wǎng)條件下：

有沒有可能通過“技術(shù)-經(jīng)濟(jì)范式轉(zhuǎn)移”的方式實(shí)現(xiàn)超越呢?

是否會(huì)出現(xiàn)制造業(yè)的“云端制”?

是否能實(shí)現(xiàn)超越工廠圍墻的社會(huì)化柔性化生產(chǎn)?

理論是可行的，現(xiàn)實(shí)也具備條件，但是我們還沒有看到!這個(gè)值得持續(xù)觀察。

4、“機(jī)器換人”的核心是軟件如何柔性化

以自動(dòng)化設(shè)備、批量生產(chǎn)、降低制造成本為導(dǎo)向的“機(jī)器換人”可能存在陷阱，因?yàn)檫@正與全球制造業(yè)發(fā)展方向背道而馳。

比如，自動(dòng)縫紉機(jī)一臺(tái)可以替代6個(gè)縫紉工，確實(shí)提高了產(chǎn)能節(jié)省人工。

但是問題來(lái)了：

自動(dòng)縫紉機(jī)要求針對(duì)不同服裝款式，不同縫制要求，預(yù)先制作工裝夾具，還需要人工編程打板，制作縫跡文件。這些額外成本使得自動(dòng)縫紉機(jī)依然最適合的是單一款式大批量生產(chǎn)，而這與服裝行業(yè)柔性化生產(chǎn)的整體發(fā)展方向相悖。

因此，“機(jī)器換人”的關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)軟件的柔性化、敏捷編程，或自動(dòng)編程，就像TPS中的“快速換�！币粯右浴皺C(jī)器換人”為主要內(nèi)容的技術(shù)改造主要解決的是高人力成本問題，而實(shí)際上中國(guó)制造業(yè)面臨的主要問題是產(chǎn)能過剩、產(chǎn)銷脫離問題。

其次，機(jī)器人確實(shí)可以提高某個(gè)操作環(huán)節(jié)的效率，并不一定能提升企業(yè)整體效益，要讓機(jī)器人真正發(fā)揮作用還需要將生產(chǎn)管理、人力資源、信息化管理等“軟件”與生產(chǎn)線的硬件進(jìn)行同步規(guī)劃。這就意味著機(jī)器并不是最主要的技改內(nèi)容，系統(tǒng)思考更加重要。

5、供應(yīng)鏈協(xié)同基礎(chǔ)

要實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)同，需要實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)共享和策略一致。在生產(chǎn)制造端，首先需要打通ERP與MES的割裂，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部協(xié)同。

ERP是企業(yè)層級(jí)的資源計(jì)劃管理;MES則是位于上層計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間，面向車間層的管理信息系統(tǒng)。

ERP 的計(jì)劃生成可執(zhí)行的生產(chǎn)工單，而MES則對(duì)工單的執(zhí)行過程跟蹤記錄，并防止錯(cuò)誤發(fā)生。其管理范圍從投產(chǎn)到出貨。

不幸的是大部分的制造業(yè)工廠ERP與MES都是兩套系統(tǒng)，各自為政。產(chǎn)能情況、訂單進(jìn)度和生產(chǎn)庫(kù)存對(duì)ERP來(lái)說(shuō)只是黑箱作業(yè)。若企業(yè)內(nèi)部能實(shí)現(xiàn)ERP、MES，乃至CRM的集成協(xié)同，進(jìn)一步就是需要對(duì)接電商大數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)訂單數(shù)據(jù)、需求預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)等，這部分?jǐn)?shù)據(jù)可能分屬于不同的合作伙伴。這時(shí)候合作伙伴的協(xié)同意識(shí)、信息化水平、數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，乃至激勵(lì)機(jī)制就至關(guān)重要了。

當(dāng)產(chǎn)業(yè)鏈所有系統(tǒng)都全面集成之后，一條連接市場(chǎng)最終客戶、制造業(yè)內(nèi)部各部門、上下游各方的實(shí)時(shí)協(xié)同供應(yīng)鏈就形成了。

IT時(shí)代供應(yīng)鏈的最高境界CPFA(Collaborative Planning Forecasting and Replenishment)--協(xié)同規(guī)劃、預(yù)測(cè)與補(bǔ)貨 系統(tǒng)就橫空出現(xiàn)了。

過去，只有大企業(yè)才能達(dá)到這一點(diǎn)，因?yàn)樯婕熬薮蟮腎T和人才投入，但現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)之后，有可能改變這一格局，小企業(yè)也可以做到，而且可以玩的更為極致。

因?yàn)�，企業(yè)內(nèi)部的系統(tǒng)集成通過以太網(wǎng)(局域網(wǎng))即可完成，而跨企業(yè)之間的協(xié)同互聯(lián)網(wǎng)則扮演重要角色。特別是電商出現(xiàn)之后，基于電商交易的數(shù)據(jù)豐富度、實(shí)時(shí)性和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，遠(yuǎn)非POS信息單一維度的日?qǐng)?bào)所能比擬。

總結(jié)：

“看了以上這么多觀點(diǎn)，想必您必有所思。工業(yè)4.0如何落地，中國(guó)制造業(yè)何去何從，這已經(jīng)不是國(guó)家層面的政策扶持問題，而是更多實(shí)業(yè)家的理解和行動(dòng)。

少一點(diǎn)浮躁的大談理論和投機(jī)取巧，多一點(diǎn)落地和實(shí)干。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還需你我他大家的努力！”

文章來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

力維

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