快速重組制造系統(tǒng)

快速重組制造系統(tǒng)（RRMS）

——新一代制造系統(tǒng)的原理及應用12/9/20221概述

2RRMS的基本構(gòu)架和主要特征

3RRMS的科學基礎

4RRMS的應用舉例1概述1.1RRMS形成的市場和技術(shù)環(huán)境1.2RRMS的基本需求1.1RRMS形成的市場和技術(shù)環(huán)境1920193019401950196019701980199020002010市場環(huán)境按工序特征應用成組技術(shù)提高工效降低成本通過規(guī)模經(jīng)濟降低成本進行市場競爭適應產(chǎn)品品種發(fā)展和質(zhì)量提高進行市場競爭敏捷響應產(chǎn)品創(chuàng)新加速的全球化市場競爭應用成組工藝原理組織非自動化生產(chǎn)平衡工時負荷提高機床利用率通過試切、測量和調(diào)整保證加工精度專用機床多刀多面組合加工各工序節(jié)拍嚴格平衡質(zhì)量保證主要靠精度儲備通用數(shù)控機床按工序集中原則安排應用緩沖存儲實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)加工質(zhì)量用動態(tài)統(tǒng)計控制通過系統(tǒng)和機床的重組實現(xiàn)工藝優(yōu)化機床品種和結(jié)構(gòu)模塊調(diào)整實現(xiàn)均衡生產(chǎn)過程效應控制加速重組的質(zhì)量提升制造系統(tǒng)發(fā)展及其特點多品種單件小批生產(chǎn)剛性制造系統(tǒng)DML/TL單品種或少品種大批量生產(chǎn)柔性制造系統(tǒng)FMS/FMC/FML多品種成批生產(chǎn)快速重組制造系統(tǒng)RRMS多族品種變批量生產(chǎn)年代機群式制造系統(tǒng)MS制造系統(tǒng)的發(fā)展進程---四類制造系統(tǒng)1.1RRMS形成的市場和技術(shù)環(huán)境通用機床組成的生產(chǎn)線----生產(chǎn)效率較低工序分散的加工方式和工序間物流輸送的等待時間導致生產(chǎn)效率較低已有的制造系統(tǒng)存在的主要問題:1.1RRMS形成的市場和技術(shù)環(huán)境專用機床和組合機床的自動生產(chǎn)線----平均利用率低據(jù)統(tǒng)計國外汽車零件制造的自動生產(chǎn)線的平均利用率僅達53%（Prof.M.Matta),我國汽車行業(yè)的機械加工自動線的利用率約為40~60%。1.1RRMS形成的市場和技術(shù)環(huán)境柔性制造系統(tǒng)---冗余的功能和高的投資統(tǒng)計美國、歐洲和亞洲的22個國家370家制造廠，近乎80%的加工中心只利用其20%的功能（Prof.H.Schalz)1.2RRMS的基本需求快速組成對更新產(chǎn)品的批量生產(chǎn)能力能無縫地縮放生產(chǎn)規(guī)模方便地組織多品種工件的混流生產(chǎn)或并流生產(chǎn)低的重組費用和高的生產(chǎn)效率短的試生產(chǎn)期和穩(wěn)定的加工質(zhì)量目標：快速響應市場需求降低投資風險方便進行技術(shù)升級2RRMS的基本構(gòu)架和主要特征每種零件用一條專用生產(chǎn)線加工零件P11Part零件P11PartP11(零件族F1)（PartFamilyF1）加工方案MachiningSolutionC11專用機床SpecialMachineToolsTL11零件PmnPartPmn(零件族Fm)（PartFamilyFm）加工方案MachiningSolutionCmn專用機床SpecialMachineToolsTLmn零件PmnPartCAD數(shù)據(jù)

工藝設計

機床設計

固定式生產(chǎn)線

成品CADData

ProcessPlanningMachineToolsDesignDedicatedLineProduct專用的制造系統(tǒng)2.1RRMS的基本構(gòu)架2.1RRMS的基本構(gòu)架一族（組）零件用一條柔性制造系統(tǒng)加工CAD數(shù)據(jù)CAM柔性生產(chǎn)線

成品CADDataFlexibleManufacturingLineroductP11…P1n零件族F1PartFamilyF1P11…P1nNC程序NCPrograms11～1nFMS1/FML1DesignandProcessControl設計和運行零件族FmPartFamilyFmPm1…PmnNC程序NCProgramsm1～mnFMSm/FMLmDesignandProcessControl設計和運行

Pm1…Pmn柔性制造系統(tǒng)2.1RRMS的基基本構(gòu)架P11P1nPm1Pmn零件族PartFamilyF1～Fm零件PartsP11…P1nPm1…Pmn零件族加工方案MachiningSolutionforPartFamiliesC1～Cm系統(tǒng)級組態(tài)機床為單元的布局調(diào)整和運行System-LevelConfiguration機床級組態(tài)模塊為單元的機床調(diào)整和運行Machine-LevelConfigurationNC程序NCPrograms11…mn4R1C過程效應建模及控制ModelingandControlingforProessEffect4R1C快速重組制造系統(tǒng)（RRMS）跨族零件加工可通過系統(tǒng)統(tǒng)重組來實現(xiàn)2.2RRMS的主要要特征硬件是可重組的；軟件也是可重組的；制造系統(tǒng)按一定規(guī)劃進行行物理組態(tài)，并依據(jù)經(jīng)濟濟可承受性進行建模、評評估和決策。RRMS構(gòu)成需同時符合合下列三個條件：2.2RRMS的主要要特征積木式機床拼組加工2.2RRMS的主要要特征積木式機床拼組加工2.2RRMS的主要要特征模塊化可集成性可變性可診斷性訂制化2.3RRMS的適適用范圍TL&CTL128100800CNCMT.大小中低25002500050000200000年產(chǎn)量FML

FMC

FMS中大品種數(shù)RRMS2.4RRMS的定定義依據(jù)方法目標一種能按市場需求變化和和系統(tǒng)規(guī)劃與設計的規(guī)定定，以重排（重新組態(tài)）、變變形、重復利用和更新系系統(tǒng)的組態(tài)、子系統(tǒng)或系系統(tǒng)組元的方式，實現(xiàn)低的重組成本、短的的導入時間、高的質(zhì)量和和投資效益、并能快速調(diào)調(diào)整制造過程、制造功能能和制造生產(chǎn)能力的可變變制造系統(tǒng)。3RRMS的科學學基礎RRMS物理組態(tài)集成與整合運行與決策規(guī)劃與設計布局規(guī)劃優(yōu)化經(jīng)濟可承受性評估系統(tǒng)隨機模型設備/組元接口整合原理控制策略可診斷性設計原理與過程效應研究要求：制造系統(tǒng)的物理布局適于于快速重組能根據(jù)產(chǎn)量的變動無縫地地收縮易于進行生產(chǎn)管理和質(zhì)量量控制4RRMS的應用舉例例組態(tài)制造單元（CMC））---可重組制造系統(tǒng)統(tǒng)的基本單元汽車自動變速控制裝置閥閥體加工生產(chǎn)線計算機零件加工生產(chǎn)線12/8/2022例一:組態(tài)制造單元元例二:汽車自動變速控制裝置閥閥體加工生生產(chǎn)液壓本體零件典型外形圖圖柔性加工生產(chǎn)線（FML）總體布局（A方案）快速重組制造系統(tǒng)（RRMS）總體布局（B方案）A、B兩方案的技術(shù)經(jīng)濟性能綜綜合對比對比項目A方案（FML）B方案（RRMS）主要設備

立式加工中心13臺臥式加工中心6臺清洗機1臺檢泄漏機1臺綜合精度檢測機1臺立式加工中心10臺臥式加工中心5臺清洗機1臺檢泄漏機1臺綜合精度檢測機1臺

物流系統(tǒng)組成

遠程雙手高架機器人4套（最大行程41米）盤式料倉9套帶翻轉(zhuǎn)臺緩沖站7套

短程單手高架機器人6套（最大行程<15米）有軌搬運小車2套固定式緩沖托盤站12套

占地面積1044m2(58m18m)756m2(42m18m)加工的柔性度

多品種分批加工各加工周期主要進行單一品種的加工多品種并行加工可同時進行多至5個品種的混流加工

均衡生產(chǎn)和調(diào)度的靈活性中等優(yōu)良年產(chǎn)量（兩班制）15.5萬套15萬套工程費用對比

100%75%工程實施的敏捷性需一次到位建成，建設周期較長

可分步實施，按市場需求無縫擴展，降低產(chǎn)品進入市場的前期投資，有利于投資回收

例三:計算機零件加工生生產(chǎn)線由124臺加工中心組成成的生產(chǎn)線例三:計算機零件加工生產(chǎn)線分別由30臺和172臺臺加工中心組成的兩種產(chǎn)品的生產(chǎn)線200余臺加工中心，按按訂貨的零件品種和批量量，重組生產(chǎn)線按周計劃重組生產(chǎn)線重組周期最短為8小時，，利用第三班時間例三:計算機零件加工工生產(chǎn)線返回9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)業(yè)貧。。12月-2212月-22Thursday,December8,202210、雨中黃葉樹，燈下白頭頭人。。21:26:3021:26:3021:2612/8/20229:26:30PM11、以我獨沈久，愧君相見見頻。。12月-2221:26:3021:26Dec-2208-Dec-2212、故人江海別，幾度隔山山川。。21:26:3021:26:3021:26Thursday,December8,202213、乍見翻疑夢，相悲各問問年。。12月-2212月-2221:26:3021:26:30December8,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青青山。。08十二月20229:26:30下午21:26:3012月-2215、比不了得就不比，得不不到的就不要。。。十二月229:26下午12月-2221:26December8,202216、行動出成果，工作出財財富。。2022/12/821:26:3021:26:3008December202217、做前，能夠環(huán)視四周；；做時，你只能或者最好好沿著以腳為起點的射線線向前。。9:26:30下午9:26下午21:26:3012月-229、沒有失敗，只有暫時停停止成功！。12月-2212月-22Thursday,December8,202210、很多事情努力了未必有有結(jié)果，但是不努力卻什什么改變也沒有。。21:26:3021:26:3021:2612/8/20229:26:30PM11、成功就是日復一日那一一點點小小努力的積累。。。12月-2221:26:3021:26Dec-2208-Dec-2212、世間成事，不求其絕對對圓滿，留一份不足，可可得無限完美。。21:26:3021:26:3021:26Thursday,December8,202213、不知香積寺，數(shù)里入云云峰。。12月-2212月-2221:26:3021:26:30December8,202214、意志堅強的人能把世界界放在手中像泥塊一樣任任意揉捏。08十二月20229:26:30下午21:26:3012月-2215、楚塞三湘接，荊門九派派通。。。十二月229:26下午12月-2221:26December8,202216、少年十五二十時，步行行奪得胡馬騎。。2022/12/821:26:3021:26:3008December202217、空山新雨后，天氣晚來來秋。。9:26:30下午9:26下午21:26:3012月-229、楊柳散和風，青山澹吾吾慮。。12月-2212月-22Thursday,December8,202210、閱讀一切好書如同和過過去最杰出的人談話。21:26:3021:26:3021:2612/8/20229:26:30PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加加自命不凡。12月-2221:26:3021:26Dec-2208-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡歡挑剔別人的錯兒。21:26:3021:26:3021:26Thursday,December8,202213、知人者智，自知者明。。勝人者有力，自勝者強強。12月-2212月-2221:26:3021:26:30December8,202214、意志堅強的人能把世界界放在手中像泥塊一樣任任意揉捏。08十二月20229:26:31下午21:26:3112月-2215、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過過于提升自我。。十二月229:26下午12月-2221:26December8,202216、業(yè)余生活要有意義，不