随着社会的进步和生活水平的提高,社会对产品多样化,低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,传统的制造技术已不能满足市场对多品种小批量,更具特色符合顾客个人要求样式和功能的产品的需求。90年代后,由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展,制造业自动化进入一个崭新的时代,技术日臻成熟。柔性制造技术已成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点。
1 基本概念
1 1 柔性柔性可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部环境变化的能力,可用系统满足新产品要求的程度来衡量;第二方面是系统适应内部变化的能力,可用在有干扰(如机器出现故障)情况下,系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。“柔性”是相对于“刚性”而言的,传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产。其优点是生产率很高,由于设备是固定的,所以设备利用率也很高,单件产品的成本低。但价格相当昂贵,且只能加工一个或几个相类似的零件,难以应付多品种中小批量的生产。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换,一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内,生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。柔性主要包括
1) 机器柔性 当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。
2) 工艺柔性 一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力;二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。
3) 产品柔性 一是产品更新或完全转向后,系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力;二是产品更新后,对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。
4) 维护柔性 采用多种方式查询、处理故障,保障生产正常进行的能力。
5) 生产能力柔性 当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统,这一点尤为重要。
6) 扩展柔性 当生产需要的时候,可以很容易地扩展系统结构,增加模块,构成一个更大系统的能力。
7) 运行柔性 利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品,换用不同工序加工的能力。
1 2 柔性制造技术柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群,我们认为凡是侧重于柔性,适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为:
1) 柔性制造系统(fms)
关于柔性制造系统的定义很多,权威性的定义有:
美国国家标准局把fms定义为:“由一个传输系统联系起来的一些设备,传输装置把工件放在其他联结装置上送到各加工设备,使工件加工准确、迅速和自动化。中央计算机控制机床和传输系统,柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。 国际生产工程研究协会指出“柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族,系统的柔性通常受到系统设计时所考虑的产品族的限制。” 而我国国家军用标准则定义为“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统,它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,适用于多品种、中小批量生产。” 简单地说,fms是由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。 目前常见的组成通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。目前反映工厂整体水平的fms是第一代fms,日本从1991年开始实施的“智能制造系统”(ims)国际性开发项目,属于第二代fms;而真正完善的第二代fms预计本世纪十年代后才会实现。
2) 柔性制造单元(fmc)
fmc的问世并在生产中使用约比fms晚6～8年,fmc可视为一个规模最小的fms,是fms向廉价化及小型化方向发展的一种产物,它是由1～2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,其特点是实现单机柔性化及自动化,具有适应加工多品种产品的灵活性。迄今已进入普及应用阶段。
3) 柔性制造线(fml)
它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种fms之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、cnc机床;亦可采用专用机床或nc专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于fms,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分散型控制系统(dcs)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。
4) 柔性制造工厂(fmf) fmf是将多条fms连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整fms。它包括了cad/cam,并使计算机集成制造系统(cims)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。fmf是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(ims)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化。
2 柔性制造所采用的关键技术
2.1 计算机辅助设计
未来cad技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用cad数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.2 模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
2.3 人工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今,柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为柔性制造的诸方面工作增强了柔性。展望未来,以知识密集为特征
,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在柔性制造业(尤其智能型)中起着日趋重要的关键性的作用。目前用于柔性制造中的各种技术,预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在柔性制造技术中的应用规模将在比目前大4倍。智能制造技术(imt)旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。故imt被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化柔性制造技术具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的,它使传感器具有内在的“决策”功能。
2 4 人工神经网络技术
人工神经网络(ann)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自动化系统中的一个组成部分。
3 柔性制造技术的发展趋势
3 1 fmc将成为发展和应用的热门技术
这是因为fmc的投资比fms少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将fmc列为发展之重。
3 2 发展效率更高的fml
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对fml的需求引起了fms制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是fml的发展趋势。
3 3 朝多功能方向发展
由单纯加工型fms进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能fms。
4 结束语
柔性制造技术是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。届时,智能化机械与人之间将相互融合,柔性地全面协调从接受订货单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。
近年来,柔性制造作为一种现代化工业生产的科学“哲理”和工厂自动化的先进模式已为国际上所公认,可以这样认为:柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上,将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程,在计算机及其软件的支撑下,构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统,以实现全局动态最优化,总体高效益、高柔性,并进而赢得竞争全胜的智能制造技术。它作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技,为未来机构制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图,将成为21世纪机构制造业的主要生产模式。实现了按端口、mac地址、应用等来划分虚拟网络,有效地控制了企业内部网络的广播流量和提高了企业内部网络的安全性。
4 结 论
随着社会的进步和生活水平的进步,社会对产品多样化,低制造本钱及短制造周期等需求日趋迫切,传统的制造技术已不能满足市场对多品种小批量,更具特色符合顾客个人要求样式和功能的产品的需求。90年代后,由于微电子技术、计算机技术、通讯技术、机械和控制设备的发展,制造业自动化进进一个崭新的时代,技术日臻成熟。柔性制造技术已成为各产业化国家机械制造自动化的研制发展重点。
1 基本概念
11 柔性柔性可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部环境变化的能力,可用系统满足新产品要求的程度来衡量;第二方面是系统适应内部变化的能力,可用在有干扰(如机器出现故障)情况下,系统的生产率和无干扰情况下的生产率期看值之比来衡量。“柔性”是相对于“刚性”而言的,传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产。其优点是生产率很高,由于设备是固定的,所以设备利用率也很高,单件产品的本钱低。但价格相当昂贵,且只能加工一个或几个相类似的零件,难以应付多品种中小批量的生产。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换,一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内,生产出较低本钱、较高质量的不同品种产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。柔性主要包括 1) 机器柔性 当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。
2) 工艺柔性 一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力;二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。
3) 产品柔性 一是产品更新或完全转向后,系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力;二是产品更新后,对老产品有用特性的继续能力和兼容能力。
4) 维护柔性 采用多种方式查询、处理故障,保障生产正常进行的能力。
5) 生产能力柔性 当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统,这一点尤为重要。
6) 扩展柔性 当生产需要的时候,可以很轻易地扩展系统结构,增加模块,构成一个更大系统的能力。
7) 运行柔性 利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品,换用不同工序加工的能力。
12 柔性制造技术柔性制造技术是对各种不同外形加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群,我们以为凡是侧重于柔性,适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为:
1) 柔性制造系统(FMS)
有关柔性制造系统的定义很多,权威性的定义有:
美国国家标准局把FMS定义为:“由一个传输系统联系起来的一些设备,传输装置把工件放在其他联结装置上送到各加工设备,使工件加工正确、迅速和自动化。中心计算机控制机床和传输系统,柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。国际生产工程探究协会指出“柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族,系统的柔性通常受到系统设计时所考虑的产品族的限制。”而我国国家军用标准则定义为“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统,它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,适用于多品种、中小批量生产。”简单地说,FMS是由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。目前常见的组成通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心和车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及治理。目前反映工厂整体水平的FMS是第一代FMS,日本从1991年开始实施的“智能制造系统”(IMS)国际性开发项目,属于第二代 FMS;而真正完善的第二代FMS预计本世纪十年代后才会实现。
2) 柔性制造单元(FMC)
3) 柔性制造线(FML)
它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线和中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分散型控制系统(DCS)为代表,其特征是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进进实用化阶段。
4) 柔性制造工厂(FMF)FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投进实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产治理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营治理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特征是实现工厂柔性化及自动化。
2 柔性制造所采用的关键技术
2.1 计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引进专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的新题目。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用 CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操纵,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.2 模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制用具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
2.3 人工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今,柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类新题目(如解释、猜测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论和通过经验获得的知知趣结合,因而专家系统为柔性制造的诸方面工作增强了柔性。展看未来,以知识密集为特征
24 人工神经网络技术
人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自动化系统中的一个组成部分。 3 柔性制造技术的发展趋向
31 FMC将成为发展和应用的热门技术
这是由于FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
32 发展效率更高的FML
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替换通用的加工中心将是FML的发展趋向。
33 朝多功能方向发展
由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。
4 结束语
柔性制造技术是实现未来工厂的新奇概念模式和新的发展趋向,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。届时,智能化机械和人之间将相互融合,柔性地全面协调从接受订货单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。
近年来,柔性制造作为一种现代化产业生产的科学“哲理”和工厂自动化的先进模式已为国际上所公认,可以这样以为:柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上,将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营治理等过程,在计算机及其软件的支撑下,构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统,以实现全局动态最优化,总体高效益、高柔性,并进而赢得竞争全胜的智能制造技术。它作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技,为未来机构制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图,将成为21世纪机构制造业的主要生产模式。实现了按端口、MAC地址、应用等来划分虚拟网络,有效地控制了企业内部网络的广播流量和进步了企业内部网络的平安性。
4 结 论
【关键词】 科技革命 制造业 柔性制造
科技的迅猛发展不但改变了物理世界，而且改变了人们的思想观念，并从根本上改变了人们的生活方式，从而给制造业实体和理念上双重性的深远影响。科技革命带了变革的速度持续加快，从根本上加强了世界的互联性，增加了多样性，使得多元化成为常态，并加剧了不稳定性，从而使商业环境更加呈现出动态性的特点。由此，产品的革新速度和多样性空前加快，特别是全球竞争与国际贸易深入发展，企业想在全球供应链和国际竞争中占据有利位置而不被淘汰，就必须适应由科技突变而带来的环境快速变化的趋势。柔性制造策略是制造业面临信息时代挑战的重要策略，也是适应外部商业环境快速变化和客户需要动态要求的重要策略。因此，建立柔性制造系统对于我国制造业的生存和发展具有重要现实意义。
一、柔性制造概述
1、柔性制造的内涵。柔性制造技术是1967年英国莫林斯（MOLINS）提出来的用于机械制造行业的一种先进制造技术，此后这一理念在各行各业得到了广泛应用，并已成为现代制造的一种科学“哲理”，倍受推崇。柔性制造技术的范围是十分广泛的，是对不同品种实现柔性制造的各种技术的总和。凡是侧重于快速转换的柔性要求、适合多品种、小批量生产的加工技术都属于柔性制造技术的范畴，如柔性制造系统、柔性制造单元、柔性制造线、柔性制造工厂等。
2、柔性制造的影响因素。企业柔性制造的能力受到许多因素的影响，是企业综合灵活适应能力的体现。但具体而言，影响柔性制造技术水平的因素主要包括以下方面：（1）设备柔性：即设备满足工艺变化的程度，这一点主要体现在市场需求变化时，设备转换生产一系列不同品种产品的能力。（2）工艺柔性：工艺柔性包含两个方面：一是工艺流程不变化时，其自身适应产品和原材料变化的能力；二是为适应产品和原材料变化而改变原有工艺的难易程度。（3）产品柔性：一是产品更新或完全转型后，系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力；二是产品更新后，对老产品有用的特性的继承能力和兼容能力。（4）生产能力柔性：当生产量、品种变化时，系统也能经济地运行的能力。（5）维护柔性：持续高效地查询、处理故障以保证生产正常进行的能力。（6）扩展柔性：当生产需要时，扩展系统结构，增加模块，构成一个更大系统的能力。（7）服务柔性：一是在顾客产品使用寿命周期内，用新部件维修旧产品的能力；二是一些产品还需要可升级的能力。
3、柔性制造的指标体系。整体而言，柔性制造中“柔性”表现为两个方面：第一方面是系统适应外部变化的能力，第二方面是系统适应内部变化的能力。具体而言，衡量一个制造系统柔性高低程度主要有三个衡量指标：数量的柔性，允许各种因素（如产量）自由变化的幅度；时间的柔性，能够实现变量（如销售量）自由变化的幅度所需对应的时间；成本的柔性，在订单波动、产量波动的情况下，各项费用尤其是人工变动费用如何随之变化，其费用的变动，尤其是人工成本随产量波动而相应变动的逼近程度反映了柔性管理的水平高低。如图1所示。
二、柔性制造系统的优势
1、灵活的适应能力。柔性制造技术的“柔性”是相对于传统生产方式的“刚性”而言的，它是相对的，动态的，也是不断改进的技术，而不是一成不变的。由于工业化带来需求的规模化，传统生产线主要实现的是单品种的持续性的大批量生产，优点是生产效率高，次品率低，单位产品生产成本低，能同时满足大量客户的需求，适合标准化占领市场。但随着科技革命的进一步发展，它改变了商业环境和现代市场的需求方式，客户需求快速变化，并表现为多元化和个性化特征。传统的制造方式难以满足现代市场要求的多品种、小批量和快速化的生产需求，更缺乏现代市场所要求的灵活适应性能力。基于现代市场环境的变化，制造系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它能否在很短的开发周期内生产出低成本、高质量、不同品种产品的能力，能否适应客户需求的不断变化。因而，柔性生产对于制造业变得越来越重要。
2、较高的客户价值。由于柔性制造的思想和方法非常适合小批量、多品种、及时交货的现代市场需求趋势，在适合市场变化和客户要求方面具有极大的快速灵活适应能力。企业通过创造柔性优势，一方面，可以满足了客户的小批量、多品种的订单需求，适应了制造业市场快速多变的需求；另一方面，柔性制造系统能够充分发挥企业的柔性优势采取DESIGN IN 的销售模式，主动为客户提升产品个性化价值，提高产品的附加值和客户的满足度，为品牌赢得声誉，树立良好的品牌形象。DESIGN IN即“设计介入”，是指销售人员要在客户进行产品设计的前端介入。企业在实施DESIGN IN 的销售模式中，要推广“顾问式销售，专家式服务”的销售文化：要求每位销售人员要成为客户产品问题的解决方案的专家，不仅仅推销自己的产品，更重要的是要从客户需求的角度帮助客户实现产品的优化设计，提升产品的个性化，为客户带来较高的附加价值。同时，将客户的个性化方案与企业的技术优势、柔性优势相结合，实现利润模式上的双赢。在客户价值得到提升的同时，企业也将获得大量订单及个性化的溢价。
三、构建完善的柔性制造系统
1、提高设备柔性。（1）增加灵活性设备。为适应柔性制造的要求，企业在设备设计方面，必须针对柔性的要求进行全面和重大的调整。如在设备的调整方面，可以逐渐放弃单一用途的设备，增加多功能用途的设备；可以放弃难以转换的设备，增加转换能力较强的设备；可以减少设备整机的配备，增加多用途零部件组装型设备等。这样不仅能够提高企业设备的转换能力，而且能够减少设备成本，在最佳经济条件下提高企业的柔性制造能力。（2）统一设备类型。不同型号转换时，由于要求不同，每次转换都会要求进行设备参数的重新调整等许多环节的重复无效率的工作，既影响工效又影响质量。为此，企业应该在生产许可和技术条件可行的情况下，统一零部件生产要求，或产品生产要求，并通过优化设计，将多种型号材料和零部件减少类型，或统一化，同时增加它们的灵活适应性。这样不仅能够提高工作效率，而且能减少浪费，缩减成本，提高柔性制造能力。
2、柔性生产系统的设计。企业在构建适合自身的柔性制造系统时，必须进行生产系统的柔性设计，这里所提高的柔性生产系统主要是“以单元化作业+人工辅助的生产模式”的生产模式。这种方式和完全的人工和自动化相比，具有巨大的优势：通过单元中自动化设备保证了质量水平；通过人工连接，降低了投资与运行成本，而又不影响质量；在一些简单操作工序，采取人工操作，但通过工装夹具来预防和控制人工生产的质量波动。此外，这种模式还具有较好的柔性，对批量的要求大大降低。这一点在中国的许多制造业企业中具有典型的体现，中国之所在在全球供应链中成为重要的零配件生产、加工，以及产品的组装基地，和中国半自动化和人工化的灵活性有一定联系。不过，我国企业未来构建柔性制造系统的重点应该加强科学合理的管理系统建设，加强单元自动化作业和人工辅助的双重建设，并在设备转换，工艺变化，生产能力的维护、扩展和服务方面更加柔性化，提高适应市场变化和客户个性化需求的要求。
3、建立完全信息化的管理系统。在快速变化面前，企业面临的最大风险就是库存的风险。这种风险体现在：客户的个性化要求，带来产品的通用性差，多余的成品就变成了废品，导致企业的成本急剧增加；技术的快速进步引起新生产的产品性能的阶段性提升，导致原来库存的产品自然降级，失去市场流通的利润价值，给企业带来巨大经济损失；有些产品随着库存时间的延长，产品会性能变差，产品有可能损坏而不能出售，给企业造成经济损失。基于快速变化带来的库存性风险，我国制造也企业应该开发或先进的ERP系统，提升了信息化管理水平，更重要的是优化了企业的流程，强化了企业精细化管理的观念，对库存产品实行“专用型号订单化管理，通用型号流量化管理”，并按生产批号对库存产品的质量实行全寿命周期的追踪管理，使库存得到有效管理，及时预防和控制因库存而产生的质量问题，使因库存质量而造成的经济损失最小化。
4、建设多能工队伍。由于现代制造业都是按订单生产，而订单的波动性又相当大，由此便导致了产量的剧烈波动。在订单多时，繁忙的季节，员工都能够全员工作，取得可观的收入；但当订单下降时，原来数量的员工就会变得多余，如要保持员工数量的不减少，就会使员工的工作时间大幅缩减，从而使一线工人收入大幅下降，最终将导致员工队伍的稳定。为此，企业应该采用了柔性化的绩效管理机制。将核心骨干和关键岗位的员工发展为多能工，用高工资保证这部分员工队伍的稳定，在较低的订单下，能够一人多能，保持80%的工作饱和度；当订单突然增大时，能够在关键岗位保证产品质量，并带动新人快速适应简单岗位的工作。这样，实现了短期内从较低的产能过渡到较高的产能的快速变换能力。从而使变动成本与实际产量实现基本的同步波动，提高成本的柔性水平。
四、结束语
现代商业的竞争已经从产品和质量的竞争变成快速适应能力的竞争。在现代全球竞争和科技突飞猛进的今天，只要跟不上市场和客户的需求变化的速度，质量再好的产品也会被淘汰。柔性制造是现代制造业企业适应现代商业竞争环境的重要策略，对于提高企业的灵活适应性能力、满足市场需求和客户需求快速变化的能力至关重要。我国制造业企业具有开阔的视野，在借鉴国外先进柔性制造技术的基础上，结合自身的优势，扬长避短，创建适合自身发展的具有中国特色的制造业企业的柔性制造系统。特别是，我国制造业企业要利用我国丰富的人力资源，并把我国制造业自动化程度不高的缺点转变为转换能力强的优势，因势利导地构建适合现代国际制造业竞争需求和客户需求快速变化的要求，实现我国制造业柔性制造的跨越式发展。
参考文献
[1] 孙新、刘铁军、王毅：企业质量管理中精确检测手段的应用[J].郑州航空工业管理学院学报，2005（3）.
[2] 肖智军、党新民、刘胜军：精益生产方式[M].海天出版社，2005.
[3] 张晓玲、史金飞、洪著财等：敏捷制造企业的分布式质量控制系统[J].东南大学学报（自然科学版），2007（6）.
关键词：机械制造技术；特点；发展；趋势
中图分类号：TD404 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
所谓机械制造技术是对产品的设计、加工、出售、使用、维修以及回收等整个过程进行研究的学科。当今大量应用先进机械制造技术的最终目的是迎合社会发展，提高产品质量以及企业竞争力。众所周知，随着我国经济的飞速发展，人们对产品的要求也越来越高，不仅要求外形美观，质量高档，价格合理，使用方便，还要求有多样的品种，快捷的更新，满意的服务以及高程度的自动化。为了迎合社会的发展，满足当代人越来越高的要求，就必须采用先进的机械制造技术。
1 机械制造技术现状及特点
1.1 机械制造技术发展现状自机械制造业出现以来，得到了
企业界领导人士的高度重视，经过几十年的发展，机械制造业已经成为我国工业中的最大产业之一，具备了一定的规模和技术基础。近年来，更是取得了明显进步，尤其是在自主开发创新能力方面以及行业整体技术水平方面显著提高。虽然我国也在不断开发，引进及采用现今的机械制造技术，但与发达国家相比，仍然存在诸多问题，主要体现在设计，工艺，自动化以及管理等方面。
设计方面，常出现所需数据与准则更新速度慢，设计方法落后（仍采用图纸设计和生产），计数机辅助设计技术（CAD/CAM）等新的设计方法应用比例较低等问题；制造工艺方面，我国对新型加工方法，如激光加工技术、电磁加工技术、高精度加工技术、精细加工技术、微细加工技术、纳米加工技术、超塑性加工技术以及复合加工技术等仍处于开发研究阶段，使用比例不高；自动化技术方面，我国尚处在单机自动化及刚性自动化阶段，数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS） 及计算机集成制造系统（CIMS）使用较少，柔性自动化、知识智能化及集成化还没完全实现。
1.2 机械制造技术的特点先进的机械制造技术具有与时俱进性，系统性，市场性及全球性等特点。先进的机械制造技术，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程，与时俱进，不断更新；先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体，是一个系统工程；20 世纪80 年代以后，机械制造业赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为时间、成本和质量的三要素的矛盾，先进的机械制造技术把这三个矛盾有机结合起来，是市场竞争三要素的统一；随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。
2 机械制造技术发展趋势
2.1 信息化和网络化信息化时代的到来，标志着机械制造技术也必将朝着信息化方向发展。网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外，网络通讯技术的快速发展，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。所谓机械制造技术信息化是指机械制造业以信息为主导，借助于物质和能量的力量生产出价值，而不同于以往以物质和能量为主导，借助于信息的力量生产出价值。不久的将来，信息产业和智力产业将成为社会的主导产业。
2.2 自动化和智能化目前我国关于自动化的研究较多，在机械制造业中主要表现在制造系统中的集成技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、柔性制造技术和适应现代化生产模式的制造环境等方面。智能化是柔性自动化的重要组成部分。随着社会的发展，人类早已从繁重的体力劳动中解放出来，然而生活水平的提高促使人类不满足于此，如今我们还要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动，智能化促进柔性化的发展，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。智能制造将作为一种模式，是集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身，并不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进制造系统，也是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统，它突出了在制造诸环节中，以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟的人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。
2.3 技术和管理柔性化实现机械制造的柔性化是为了更好的适应多变的市场和产品需求，柔性化包括技术柔性化和管理柔性化。所谓技术柔性化是指使用装备和技术路线不受工艺及产品种类的约束，能用于各工艺生产各种所需产品。管理柔性化，必须重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出如准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。鉴于企业的一切活动都离不开人的参与，为了使整个制造生产系统无论在技术、管理或是人员、组织上都具备充分的柔性必须进行柔性化管理。柔性化管理必须重视人性化管理，尊重人性，从而增强员工的责任感和自主精神，充分调动员工积极性，在日益强调环保的今天，绿色制造技术的出现，赋予柔性化更深的含义。
2.4 灵活化和绿色化实现机械制造灵活化也就是尽可能地缩短产品从设计生产到出售使用的时间，使机械制造厂的机制能灵活转向。未来的市场是具有高度不确定性的，为了迎合多变的不可预期的市场，机械制造必须具有高度的灵活性。
随着环保意识的增强，绿色制造应运而生并得到高度关注。所谓绿色化是指产品的设计，加工，及出售等整个过程都是绿色无污染的，所用的材料，设备是绿色无污染的，所得的产品自然是绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理加以回收利用。
3 结语
机械制造业是我国工业中的核心产业之一，是国民经济的支柱产业，其技术的高低标志着国家的发展水平及市场竞争力，只有不断加强我国机械制造技术水平，熟悉其发展趋势，才能提高产品质量及企业效益，保证我国在激烈的市场竞争中处于不败之地。
参考文献：
[1]谭学深.浅谈我国机械制造技术的现状及发展方向[J].中国科技信息，2008（15）：117-119.
[关键词]柔性制造系统(FMS) 组成 优势 发展方向
70年代末80年代初，随着计算机辅助管理、物料自动搬运、刀具管理和计算机网络、数据库的发展以及CAD/CAM技术、成组技术(GT)、工业机器人等技术的成熟，更加系统化、规模化的柔性制造系统(FMS)就出现了。
所谓FMS，是一组数控机床和其他自动化的工艺设备，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统(Flexible Manufacturing System)。下面就柔性制造系统的组成、分类、优势及发展趋势进行阐述。
一、柔性制造系统(FMS)的组成
1.加工系统
柔性制造系统采用的设备由待加工工件的类别决定，主要有加工中心、车削中心或计算机数控(CNC)车、铣、磨及齿轮加工机床等，用以自动地完成多种工序的加工。
2.物料系统
物料系统用以实现工件及工装夹具的自动供给和装卸，以及完成工序间的自动传送、调运和存贮工作，包括各种传送带、自动导引小车、工业机器人及专用起吊运送机等。
3.计算机控制系统
计算机控制系统用以处理柔性制造系统的各种信息，输出控制CNC机床和物料系统等自动操作所需的信息。通常采用三级(设备级、工作站级、单元级)分布式计算机控制系统，其中单元级控制系统(单元控制器)是柔性制造系统的核心。
4.系统软件
系统软件用以确保柔性制造系统有效地适应中小批量多品种生产的管理、控制及优化工作，包括设计规划软件、生产过程分析软件、生产过程调度软件、系统管理和监控软件。
二、柔性制造系统的分类
1.柔性制造单元(FMC)
FMC由单台带多托盘系统的加工中心或3台以下的CNC机床组成，具有适应加工多品种产品的灵活性。FMC的柔性最高。
2.柔性制造线(FML)
柔性制造线FML是处于非柔性自动线和FMS之间的生产线，对物料系统的柔性要求低于FMS，但生产效率更高。
3.柔性制造系统(FMS)
FMS通常包括3台以上的CNC机床(或加工中心)，由集中的控制系统及物料系统连接起来，可在不停机情况下实现多品种、中小批量的加工管理。FMS是使用柔性制造技术最具代表性的制造自动化系统。
三、柔性制造系统的优势
1.设备利用率高。由于采用计算机对生产进行调度，一旦有机床空闲，计算机便分配给该机床加工任务。在典型情况下，采用柔性制造系统中的一组机床所获得的生产量是单机作业环境下同等数量机床生产量的3倍。
2.减少生产周期。由于零件集中在加工中心上加工，减少了机床数和零件的装卡次数。采用计算机进行有效的调度也减少了周转的时间。
3.具有维持生产的能力。当柔性制造系统中的一台或多台机床出现故障时，计算机可以绕过出现故障的机床，使生产得以继续。
4.生产具有柔性。可以响应生产变化的需求，当市场需求或设计发生变化时，在FMS的设计能力内，不需要系统硬件结构的变化，系统具有制造不同产品的柔性。并且，对于临时需要的备用零件可以随时混合生产，而不影响FMS的正常生产。
5.产品质量高。FMS减少了卡具和机床的数量，并且卡具与机床匹配得当，从而保证了零件的一致性和产品的质量。同时自动检测设备和自动补偿装置可以及时发现质量问题，并采取相应的有效措施，保证了产品的质量。
6.加工成本低。FMS的生产批量在相当大的范围内变化，其生产成本是最低的。它除了一次性投资费用较高外，其他各项指标均优于常规的生产方案。
四、FMS发展方向
1.FMS仍将迅速发展
FMS在20世纪80年代末就已进入了实用阶段，技术已比较成熟。由于它在解决多品种、中小批量生产上比传统的加工技术有明显的经济效益，因此随着国际竞争的加剧，无论发达国家还是发展中国家都越来越重视柔性制造技术。
从机械制造行业来看，现在FMS不仅能完成机械加工，而且还能完成钣金加工、锻造、焊接、装配、铸造和激光、电火花等特种加工以及喷漆、热处理、注塑和橡胶模制等工作。从整个制造业所生产的产品看，现在FMS已不再局限于汽车、车床、飞机、坦克、火炮、舰船等，还可用于计算机、半导体、木制产品、化工等产品生产。从生产批量来看，FMS已从中小批量应用向单件和大批量生产方向发展。
随着计算机集成制造技术和系统(CIMS)日渐成为制造业的热点，很多专家学者纷纷预言CIMS是制造业发展的必然趋势。柔性制造系统作为CIMS的重要组成部分，必然会随着CIMS的发展而发展。
2.FMS系统性能不断提高
构成FMS的各项技术，如加工技术、运储技术、刀具管理技术、控制技术以及网络通信技术的迅速发展，毫无疑问会大大提高FMS系统的性能。在加工中采用喷水切削加工技术和激光加工技术，并将许多加工能力很强的加工设备如立式、卧式镗铣加工中心，高效万能车削中心等用于FMS系统，大大提高了FMS的加工能力和柔性，提高了FMS的系统性能。AVG小车以及自动存储、提取系统的发展和应用，为FMS提供了更加可靠的物流运储方法，同时也能缩短生产周期，提高生产率。刀具管理技术的迅速发展，为及时而准确地为机床提供适用刀具提供了保证。同时可以提高系统柔性、生产率、设备利用率，降低刀具费用，消除人为错误，提高产品质量，延长无人操作时间。
一、规模
按规模大小fms可分为如下4类：
1.柔性制造单元(fmc)
fmc的问世并在生产中使用约比fms晚6~8年，它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成，具有适应加工多品种产品的灵活性。fmc可视为一个规模最小的fms，是fms向廉价化及小型化方向发展和一种产物，其特点是实现单机柔性化及自动化，迄今已进入普及应用阶段。
2.柔性制造系统(fms)
通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等)，由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。
3.柔性制造线(fml)
它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种fms之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、cnc机床；亦可采用专用机床或nc专用机床，对物料搬运系统柔性的要求低于fms，但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(dcs)为代表，其特点是实现生产线柔性化及自动化，其技术已日臻成熟，迄今已进入实用化阶段。
4.柔性制造工厂(fmf)
fmf是将多条fms连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整fms。它包括了cad/cam，并使计算机集成制造系统(cims)投入实际，实现生产系统柔性化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。fmf是自动化生产的最高水平，反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统(ims)为代表，其特点是实现工厂柔性化及自动化。
二、关键技术
1.计算机辅助设计
未来cad技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用cad数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将三维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能，可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整，使系统性能大为改善，其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
3.人工智能、 专家系统及智能传感器技术
迄今，fms中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为fms的诸方面工作增强了柔性。展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在fms(尤其智能型)中起着关键性的作用。人工智能在未来fms中将发挥日趋重要的作用。目前用于fms中的各种技术，预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初，人工智能在fms中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术(imt)旨在将人工智能融入制造过程的各个环节，借助模拟专家的智能活动，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程，系统能自动监测其运行状态，在受到外界或内部激励时能自动调节其参数，以达到最佳工作状态，具备自组织能力。故imt被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化fms具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的，它使传感器具有内在的“决策”功能。
4.人工神经网络技术
人工神经网络(ann)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域，神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统，成为现代自支化系统中的一个组成部分。
三、发展趋势
1.fmc将成为发展和应用的热门技术
这是因为fmc的投资比fms少得多而经济效益相接近，更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将fmc列为发展之重。
2.发展效率更高的fml
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对fml的需求引起了fms制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是fml的发展趋势。
3.朝多功能方向发展
由单纯加工型fms进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能fms。 fms是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势，是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。目前反映工厂整体水平的fms是第一代fms，90年代此种状况仍将会持续下去，日本从1991年开始实施的“智能制造系统”(ims)国际性开发项目，属于第二代fms；而真正完善的第二代fms预计至21世纪才会实现。届时，智能化机械与人之间将相互融合、柔性地全面协调从接受订单货至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。
一、规模
按规模大小FMS可分为如下4类：
1.柔性制造单元(FMC)
FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年，它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成，具有适应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS，是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物，其特点是实现单机柔性化及自动化，迄今已进入普及应用阶段。
2.柔性制造系统(FMS)
通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等)，由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。
3.柔性制造线(FML)
它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床；亦可采用专用机床或NC专用机床，对物料搬运系统柔性的要求低于FMS，但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS)为代表，其特点是实现生产线柔性化及自动化，其技术已日臻成熟，迄今已进入实用化阶段。
4.柔性制造工厂(FMF)
FMF是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际，实现生产系统柔性化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平，反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表，其特点是实现工厂柔性化及自动化。
二、关键技术
1.计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将三维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能，可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整，使系统性能大为改善，其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
3.人工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今，FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了柔性。展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在FMS(尤其智能型)中起着关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术，预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初，人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术(IMT)旨在将人工智能融入制造过程的各个环节，借助模拟专家的智能活动，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程，系统能自动监测其运行状态，在受到外界或内部激励时能自动调节其参数，以达到最佳工作状态，具备自组织能力。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化FMS具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的，它使传感器具有内在的“决策”功能。
4.人工神经网络技术
人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域，神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统，成为现代自支化系统中的一个组成部分。
三、发展趋势
1.FMC将成为发展和应用的热门技术
这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近，更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
2.发展效率更高的FML
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是FML的发展趋势。
3.朝多功能方向发展
随着机械制造技术的不断发展，自动化技术在机械制造领域的应用也越来越广泛，从机械制造行业的实际情况及未来发展需求而言，自动化技术水平的高低已成为决定机械制造技术水平高低的重要因素，因此研究机械制造中自动化技术的应用有着重要的现实意义。本文就针对该问题进行分析。
关键词：机械制造；自动化技术；应用分析
中图分类号：F407文献标识码： A
一、机械自动化技术的优势
所谓机械自动化即是在机械制造过程中应用自动化技术的过程，该过程实现了对加工对象进行连续性、自动化的生产作业，故推动整个机械制造行业向着高效化、安全化、自动化的方向发展。机械制造过程中，自动化技术的应用可有效提高原料的流通效率，改进加工工艺，提高加工精度，在降低生产成本的基础上提高生产质量与生产效率。并且，应用自动化技术有效改善了工作人员的作业环境，降低了劳动强度。由此可见，在机械制造领域中，自动化技术已成为技术改造、产业升级的关键因素，其合理利用可以实现机械制造行业各生产要素的优化配置。
二、机械自动化的主要技术组成
广义上讲，机械自动化技术属于一个综合体系，其融合了多个学科，其有着广泛的应用空间。此处我们所说的机械自动化是指狭义范畴的自动化，即机械化技术是系统工程本身的表现形式之一，由此可见，机械自动化的主要组成包括程序模块、作用模块、传感模块、制定模块及控制模块。其中程序模块是整个机械自动化系的主要单元，其主要作用是发送指令，解决系统“做什么”、“如何做”的问题。作用模块的主要作用对系统施加能量，并进行明确定位，其属于自动控制系统的前期性单元。传感模块是整个系统中的基础性单元，其主要作用是实时监测系统运行过程中的实时状态、性能参数等数据，并将监测结果传送至制定模块；制定模块的主要作用是比较、分析传感模块所传输的信息数据，再根据系统的实际运行情况制定并发送对应的动作信号，因此制定模块是整个自动化系统的核心部分。控制模块的主要作用是解决单元制定及动作调节等问题，属于系统工作过程中的保障性单元。
三、机械制造中自动化技术的应用
（一）信息自动化
可以说现代机械制造行业是应用最为广泛的即为信息自动化技术，其主要内容包括产品数据库管理、工艺辅助设计、辅助制造及计算机辅助设计等。其中产品数据库管理的主要功能是收集计算机在进行产品设计、生产过程中产生的各种数据信息，并利用数据分析软件对其进行分析、管理，分析结果可作为后续生产的依据。对于机械制造而言，辅助制造功能是核心技术，其主要作用是在产品生产过程中，对其生产工艺及生产过程进行数值化控制，从而对整个机械加工过程进行全面控制。辅助制造功能包括两个部分，即工艺辅助设计与计算机辅助制造，其中工艺辅助设计实现了计算机辅助设计与数控技术的有机结合，其不仅有效提高了机械制造的生产效率，而且对生产工艺予以优化，保证产品质量；计算机辅助制造主要是利用计算机进行机械制图进行设计，以提高机构设计的合理性与科学性。
（二）柔性自动化技术的应用
柔性制造技术是一种融合了数据技术、机器人技术及计算机技术等多个专业领域的先进的机械制造技术。基于计算机的统一控制，采用柔性制造技术可以实现普通设备与先进的自动化生产设备的同步使用，且能够在某些生产环节采用人工介入的方式，从而整合出适合多种产品及小批量生产的系统。柔性制造系统包括自动加工系统、自动物流系统、自动仓库系统、自动监控系统及计算机控制系统等多个子系统，其具备较好的适应外界因素干扰的能力，可以进行自装自卸，零件可以自行整合，真正实现工作流程一体化。由于柔性制造系统则计算机进行统一控制，故体现出高柔性、高利用率的优势，在进行准确的市场调查及科学分析的基础上，可以根据市场需求对生产计划做出及时调整，实现生产、设计、制造的有机结合。此外，系统还具备较强的内部因子变化抗干扰能力，此处所指的柔性性能包括产品的机械柔性，生产过程的延展柔性与工艺柔性，以及生产及产品的运维柔性。
（三）自动化检测系统
随着机械加工技术的不断发展，机械制造的复杂程度、精密程度及性能要求也越来越高，且不断涌现的新技术、新工艺、新材料等均不同程度的增加了最终产品的检测难度。机械加工过程中，传统的人工检测及抽查模式已经无法满足日益升高的产品量要求，无法保证最终产品的精确度及准确度，正是在这种情况下，自动化检测技术应运而生。现阶段常用自动化检测技术包括智能检测技术，可进行多方面的判断；人工神经网络技术，其模仿人的大脑神经网络的行为特征，对数据信息进行分布式并行处理，该模型可根据系统的复杂程度，对信息节点之间的连接关系予以调整，实现处理信息的目的；此外还包括微电子类的电流信号检测技术、时序识别检测技术等。
（四）集成化技术
综观整个机械制造自动化技术的发展过程可知，微电子技术、计算机技术、自动化技术的应用贯穿始终，并由此衍生出诸如数据加工、数据库管理、柔性制造系统等一系列新技术，而在实际生产过程中，机械制造的另外一个重点就是实现这些先进技术的有机整合，即信息集成技术。集成制造是利用信息技术对企业的整个制造过程予以优化，在系统理论工程的指导下，借助过程重组及精简机构等手段，提高机械制造自动化程度与实际生产要求的适用性。基于计算机网络技术及数据库管理系统的支持，把机械制造过程中所有的生产要素及经营活动集成为一个有机整体，保证产品研发、生产制造、成本控制、质量控制等各个生产环节达到最佳效果。
四、结语
总之，在机械制造领域自动化技术的应用与发展是大势所趋，也是促进机械制造企业提高生产能力及质量水平的重要因素，从某种程度上讲，机械制造行业的发展水平是由自动化技术水平的高低来决定的，因此要进一步加大机械制造业人力、物力的投入，促进机械制造自动化技术的不断更新与发展。
参考文献：
[1] 蔺志丹.机械自动化技术在机械制造业中的应用[J].科技创新与应用，2012（3）
[2] 林瑾.机械制造自动化的再探讨[J].无锡商业职业技术学院学报，2008（2）
