摘　要：文章簡述了柔性、柔性制造技術的概念、分類、所涉及的關鍵技術，以及發(fā)展應用趨勢，以促使人們對新的制造技術認識和重視。

　　隨著社會的進步和生活水平的提高，社會對產(chǎn)品多樣化，低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，傳統(tǒng)的制造技術已不能滿足市場對多品種小批量，更具特色符合顧客個人要求樣式和功能的產(chǎn)品的需求。90年代后，由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展，制造業(yè)自動化進入一個嶄新的時代，技術日臻成熟。柔性制造技術已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

　　1、基本概念

　　1 .1、柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統(tǒng)適應外部環(huán)境變化的能力，可用系統(tǒng)滿足新產(chǎn)品要求的程度來衡量；第二方面是系統(tǒng)適應內(nèi)部變化的能力，可用在有干擾（如機器出現(xiàn)故障）情況下，系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無干擾情況下的生產(chǎn)率期望值之比來衡量�！叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍�言的，傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產(chǎn)線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。其優(yōu)點是生產(chǎn)率很高，由于設備是固定的，所以設備利用率也很高，單件產(chǎn)品的成本低。但價格相當昂貴，且只能加工一個或幾個相類似的零件，難以應付多品種中小批量的生產(chǎn)。隨著批量生產(chǎn)時代正逐漸被適應市場動態(tài)變化的生產(chǎn)所替換，一個制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi)，生產(chǎn)出較低成本、較高質(zhì)量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當重要的位置。

　　柔性主要包括：

　　1）、機器柔性　當要求生產(chǎn)一系列不同類型的產(chǎn)品時，機器隨產(chǎn)品變化而加工不同零件的難易程度。

　　2）、工藝柔性　一是工藝流程不變時自身適應產(chǎn)品或原材料變化的能力；二是制造系統(tǒng)內(nèi)為適應產(chǎn)品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。

　　3）、產(chǎn)品柔性　一是產(chǎn)品更新或完全轉(zhuǎn)向后，系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力；二是產(chǎn)品更新后，對老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。

　　4）、維護柔性　采用多種方式查詢、處理故障，保障生產(chǎn)正常進行的能力。

　　5）、生產(chǎn)能力柔性　當生產(chǎn)量改變、系統(tǒng)也能經(jīng)濟地運行的能力。對于根據(jù)訂貨而組織生產(chǎn)的制造系統(tǒng)，這一點尤為重要。

　　6）、擴展柔性　當生產(chǎn)需要的時候，可以很容易地擴展系統(tǒng)結構，增加模塊，構成一個更大系統(tǒng)的能力。

　　7）、運行柔性　利用不同的機器、材料、工藝流程來生產(chǎn)一系列產(chǎn)品的能力和同樣的產(chǎn)品，換用不同工序加工的能力。

　　1 .2、柔性制造技術柔性制造技術是對各種不同形狀加工對象實現(xiàn)程序化柔性制造加工的各種技術的總和。柔性制造技術是技術密集型的技術群，我們認為凡是側(cè)重于柔性，適應于多品種、中小批量（包括單件產(chǎn)品）的加工技術都屬于柔性制造技術。目前按規(guī)模大小劃分為：

　　1）、柔性制造系統(tǒng)（ＦＭＳ）

　　關于柔性制造系統(tǒng)的定義很多，權威性的定義有：美國國家標準局把ＦＭＳ定義為：“由一個傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設備，傳輸裝置把工件放在其他聯(lián)結裝置上送到各加工設備，使工件加工準確、迅速和自動化。中央計算機控制機床和傳輸系統(tǒng)，柔性制造系統(tǒng)有時可同時加工幾種不同的零件。 國際生產(chǎn)工程研究協(xié)會指出”柔性制造系統(tǒng)是一個自動化的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，在最少人的干預下，能夠生產(chǎn)任何范圍的產(chǎn)品族，系統(tǒng)的柔性通常受到系統(tǒng)設計時所考慮的產(chǎn)品族的限制�！� 而我國國家軍用標準則定義為”柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)組成的自動化制造系統(tǒng)，它包括多個柔性制造單元，能根據(jù)制造任務或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進行調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)�！� 簡單地說，ＦＭＳ是由若干數(shù)控設備、物料運貯裝置和計算機控制系統(tǒng)組成的并能根據(jù)制造任務和生產(chǎn)品種變化而迅速進行調(diào)整的自動化制造系統(tǒng)。 目前常見的組成通常包括4臺或更多臺全自動數(shù)控機床（加工中心與車削中心等），由集中的控制系統(tǒng)及物料搬運系統(tǒng)連接起來，可在不停機的情況下實現(xiàn)多品種、中小批量的加工及管理。目前反映工廠整體水平的ＦＭＳ是第一代ＦＭＳ，日本從1991年開始實施的”智能制造系統(tǒng)“（ＩＭＳ）國際性開發(fā)項目，屬于第二代ＦＭＳ；而真正完善的第二代ＦＭＳ預計本世紀十年代后才會實現(xiàn)。

　　2）、柔性制造單元（ＦＭＣ）

　�。疲停玫膯柺啦⒃谏�產(chǎn)中使用約比ＦＭＳ晚6～8年，ＦＭＣ可視為一個規(guī)模最小的ＦＭＳ，是ＦＭＳ向廉價化及小型化方向發(fā)展的一種產(chǎn)物，它是由1～2臺加工中心、工業(yè)機器人、數(shù)控機床及物料運送存貯設備構成，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，具有適應加工多品種產(chǎn)品的靈活性。迄今已進入普及應用階段。

　　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線與中小批量多品種ＦＭＳ之間的生產(chǎn)線。其加工設備可以是通用的加工中心、ＣＮＣ機床；亦可采用專用機床或ＮＣ專用機床，對物料搬運系統(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)生過程中的分散型控制系統(tǒng)（ＤＣＳ）為代表，其特點是實現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化及自動化，其技術已日臻成熟，迄今已進入實用化階段。

　　4）、柔性制造工廠（ＦＭＦ）ＦＭＦ是將多條ＦＭＳ連接起來，配以自動化立體倉庫，用計算機系統(tǒng)進行聯(lián)系，采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發(fā)貨的完整ＦＭＳ。它包括了ＣＡＤ/ＣＡＭ，并使計算機集成制造系統(tǒng)（ＣＩＭＳ）投入實際，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化及自動化，進而實現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)管理、產(chǎn)品加工及物料貯運進程的全盤化。ＦＭＦ是自動化生產(chǎn)的最高水平，反映出世界上最先進的自動化應用技術。它是將制造、產(chǎn)品開發(fā)及經(jīng)營管理的自動化連成一個整體，以信息流控制物質(zhì)流的智能制造系統(tǒng)（ＩＭＳ）為代表，其特點是實現(xiàn)工廠柔性化及自動化。

　　2、柔性制造所采用的關鍵技術