简析柔性生产线

简析柔性生产线

作者：张发铭 王艳菊

来源：《科技创新与应用》2018年第18期

摘 要：在\"智能制造\"、\"工业4.0\"等概念的推广下，柔性线已成为机械加工的必备品。机械加工由技术人员一人一台的单机模式，利用电脑控制技术来完成一部分人工工作，减少人工操作的部分，逐步做到技术人员由台前转到幕后的智能制造模式，达到减员增效的目的。文章根据工作中所使用的中高速柴油机气缸盖柔性线，简单介绍了柔性线在生产加工中使用，及其与精益生产的关系。

关键词：柔性线；精益生产；机械加工

中图分类号：TG659 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）18-0107-02 Abstract： In the promotion of \"intelligent manufacturing\"， \"industrial 4.0\" and other concepts， flexible line has become a necessary part of mechanical processing. Mechanical

processing is made up of a single machine model with one person and one technician， and computer control technology is used to complete part of the manual work， reduce part of manual operation， and gradually realize the intelligent manufacturing mode of transferring the technicians from the front of the platform to the behind， thus achieving the goal of reducing staff and increasing efficiency. According to the flexible line of cylinder head of medium- and high-speed diesel engine， this paper briefly introduces the use of flexible line in production and processing， and the relationship between flexible line and lean production.

Keywords： flexible line； lean production； machining 1 生产线组成

以往气缸盖加工采用的是多台机床单机生产模式。因为机床性能原因，每道工序加工时间较长。完工后的工件由调度安排在工序中流转，为避免多种产品频繁切换导致的工装及刀具频繁切换，浪费时间、耽误生产进度，一般加工多为批量加工，一批次工件加工完工后，再进行切换产品。新采购1套 铣柔性加工线，已经投入生产。该套设备配置如下：4台四轴联动800×800双交换NC旋转工作台卧式加工中心，西门子840Dsl操作系统；柔性系统1套，包括控制系统1套，装卸料站2个，轨道堆垛升降机1台，工作台存放架1套共44个存放位，布局如图1。

柔性线投入生产加工后，柔性线的4台设备每班次只需要2名作业人员进行操作，而传统单机生产模式却需要每台设备配备1名操作人员，4台设备则需要4名操作人员。相比每班次作业人员减少了50%。

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由于其智能化生产系统适合多品种产品的同线生产作业，并可无人化生产，按年工作日250天，三班制作业，年产各型中高速柴油机气缸盖700台以上。传统的单机生产作业模式，极限生产能力为450台气缸盖，生产效率可提高55%。整个生产线的柔性很强，多种产品切换加工不需工装的手动切换，工装安装在工作台上一同存储在存放架中。加工所使用刀具可以按照工序、及共用刀具数量来分别存储刀具。

柔性线机床自带刀具破损检测，主要针对钻头和丝锥。当钻头和丝锥打刀后，能够被及时发现，并停止使用，可以减少因刀具破损而造成的光孔及螺纹孔的不合格导致的废品。 2 生产线运行

柔性线运行中减少了操作者对机床的操作，增加了对系统的操作，以及对加工过程的维护工作。柔性线这样的高效加工模式不单单操作者进行维护就能够保证，需要的所有相关人员的通力合作。

2.1 运行准备工作

柔性线的运转需要做好大量的前期工作，适合成熟产品的批量加工生产。因为成熟产品有足够的加工经验，而且加工过程趋于成熟，所出现的问题较少，加工过程中故障率较低。 一个产品的由设计到成品需要由图纸转化成工艺，根据工艺制作工装、刀具、量具、记录、加工程序。在柔性线系统中工艺、工装、刀具、加工程序都需要前期准备，并将其数据导入系统。这些基础数据是指挥柔性线工作的关键，控制系统根据导入的基础数据来进行生产安排调度、加工，合理的基础数据能够避免加工事故的发生，保证加工过程的流畅。

单个产品的多个工序可以分解为多个单一工序产品，单一工序产品就是单个工序完工后，算作产品加工完成。其能很分明的显示出每道工序的加工数量。也可以将多个工序可以按照工艺顺序编辑到单个产品数据中，其过程工序加工数量不显示，只显示成品完工数量。这两种方式有很明显区别，第一种能够直观反映加工过程中的产品数量，而第二种则是注重订单完成结果的方式。但是第一种方式会造成产品数量众多，数据较多，不便于数据的管理。 2.2 运行监控工作

以往每天规定每种产品加工数量，而柔性线系统则有自己的生产安排功能，排产功能是根据工序加工时间、装卸工件时间、以及订单数量及订单排产时间等多方面数据进行计算得出订单优先级。订单优先级决定了每天的产品加工任务。柔性线也有手动安排生产功能，这种功能实际中使用较少，但合适的手动安排能够提高设备的利用率。自动安排模式是利用以往的加工数据来进行分析计算得到安排列表，并且固定时间间隔刷新来更新安排列表。实际中，因为自动安排不能对临时安排做出迅速反应，这时需要人工安排来进行微调，当操作系统对信息更新后，再转为自动模式。手动模式的介入能够提高设备的利用率，但是如果过多介入又会降低设

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备的利用率，而人工介入的时机又不是能够很好的把握。所以要减少手动安排模式，尽可能保持自动状态。

加工耗材应当经常性的检查，比如刀具、切削液、以及滤纸等。然后根据各种耗材的使用情况进行分析计算，做出合适的检查时间安排。

质量是产品的生命，过程中的质量监控才是决定产品加工进程的关键。生产效率的提高，同时提高了发现生产质量问题及时性的重要性。及时的发现质量变化，能够及时做出应对，并减少发生批量生产事故的可能性。这需要更快捷直观的测量方式，比如柔性线中并入检测设备、采用更先进或更便捷量具。

除了柔性线运行所需的部分，针对柔性线的偶发事件，比如生产事故或者故障，应当建立反馈机制。这里需要各部门相互协调，形成一个完整的异常反馈机制。这个反馈机制应当快速简单，并对各个部门的反应时间做出规定，减少推诿情况的发生。发现异常应立即与问题解决部门直接通话，解决部门对现场问题分析分类，本部门能够解决的当场解决，无法解决则与维修部门或售后部门联络协助。解决部门在对问题分析后对问题进行公示，在问题解决后，对问题公示进行消除并说明最终结果及解决方案。生产等部门及领导则需对问题进行了解，并跟踪解决情况。 2.3 保养工作

这种工作效率极高的加工柔性线，其对运行环境要求也非常高。要保证其工作稳定及使用年限，就必须做好相应的保养工作。柔性线的保养包括机床及柔性线运输、传感部分等。保养工作需要有详细的保养计划，以及明确的保养工作步骤，这样便于执行。除去日常维护工作，使用一定时候后，应当进行专业维护。 3 精益生产方面

精益生产起源于丰田，被公认为是一种本着花费更少的成本来做更多工作，且持续改进的生产管理系统。它的旨在消除浪费，减少工作过程中不必要的变化和步骤等不能够增加产品价值的行动。重点是消除诸如需要返工、不必要的加工步骤、材料或人员流动、等待时间、过剩库存和生产过剩等缺陷，创造出一种高效、高质量的生产管理系统，按照客户需求的速度，以最小的浪费来交付产品。

精益生产的本质与柔性线的生产方式非常契合，柔性线将机床加工与物流管理进行糅合，一是便于物料流转管理。以前物料流转线路长，现场物料管理都是单个机床的物料进行管理，所占空间较大，柔性线模式生产比单机加工节省空间，占地面积少。物料由机床之间外部流传变为系统内部流转，所有的柔性线将机床上下物料处统一出入口，物料管理区域也由多块变为一块，精益生产现场管理工作也变的更为方便；二是柔性线的实时显示功能。精益生产的看板功能就是为了能够实时真实的反应现场各个方面的情况。这些数据需要人工及时维护，才能缩

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短延迟时间。柔性线是由控制系统来控制操作，控制系统的主机存储着整个系统的相关信息，这些信息就是看板所要反应的相关内容，比如生产状态、生产信息、机床利用率等；三是柔性线采用的是订单模式进行加工安排。订单模式能以满足客户订单为要求工作，减少不必要的物料、时间等成本；四是与MES，ERP，PLM等系统的交互更为方便，数字信息化更便捷。 4 结束语

柔性线加工模式在各个方面改变了以往对机械加工的认知，同时改变着从业者的思维方式。柔性线相较于单机生产模式，有以下几点优势：（1）生产效率得到明显提高。（2）运营成本得到降低。（3）产品不良率降低。（4）与精益生产结合更密切。

柔性线的使用是对公司技术及管理的考验，其高效的生产能力是以相关人员做出大量工作为前提。过硬的技术是产品加工生产的保证，高效的管理则是柔性线运行的保障。 参考文献：

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