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1 1 La flexibilidad se puede manifestar en dos aspectos.
El primer aspecto es la capacidad del sistema para adaptarse a los cambios en el entorno externo, que puede medirse por el grado en que el sistema cumple con los requisitos de los nuevos productos; el segundo aspecto es la capacidad del sistema para adaptarse; a cambios internos, que pueden medirse mediante interferencia (como Se mide como la relación entre la productividad del sistema cuando ocurre una falla de la máquina y la productividad esperada cuando no hay perturbaciones). "Flexible" es relativo a "rígido". Las líneas de producción automatizadas "rígidas" tradicionales logran principalmente la producción en masa de una sola variedad. Sus ventajas son la alta productividad y la alta utilización del equipo. Dado que el equipo es fijo, el costo de un solo producto es bajo. Pero el precio es bastante caro y sólo puede procesar una o unas pocas piezas similares, lo que dificulta hacer frente a la producción de múltiples variedades y lotes pequeños. A medida que la era de la producción en masa es reemplazada gradualmente por una producción que se adapta a la dinámica cambiante del mercado, la viabilidad y competitividad de un sistema de automatización de la fabricación depende en gran medida de su capacidad para lograr costos más bajos y más altos dentro de ciclos de desarrollo más cortos y de calidad para producir diferentes tipos de productos. productos. La flexibilidad juega un papel muy importante. La flexibilidad incluye principalmente
1) Flexibilidad de la máquina Cuando es necesario producir una serie de diferentes tipos de productos, es difícil para la máquina procesar diferentes partes a medida que los productos cambian.
2) La flexibilidad del proceso es la capacidad de adaptarse a cambios en los productos o materias primas mientras el proceso permanece sin cambios; en segundo lugar, es la dificultad de cambiar el proceso correspondiente para adaptarse a los cambios en los productos o materias primas; el sistema de fabricación.
3) La flexibilidad del producto es la capacidad del sistema para producir nuevos productos de manera muy económica y rápida después de la actualización del producto o la conversión completa; la segunda es la capacidad del producto para heredar y ser compatible con las características útiles del mismo; Productos antiguos después de la actualización del producto.
4) Mantener la flexibilidad y la capacidad de consultar y manejar fallas de diversas maneras para garantizar una producción normal.
5) Flexibilidad de la capacidad de producción: capacidad del sistema para operar económicamente cuando cambia la capacidad de producción. Esto es particularmente importante para los sistemas de fabricación donde la producción se organiza según pedido.
6) Flexibilidad de expansión Cuando la producción lo necesita, es fácil expandir la estructura del sistema y agregar módulos para formar un sistema más grande.
7) Flexibilidad operativa: Capacidad de producir una gama de productos y el mismo producto utilizando diferentes máquinas, materiales y procesos, así como la capacidad de cambiar a diferentes procesos.
1 2 Tecnología de fabricación flexible La tecnología de fabricación flexible es la suma de varias tecnologías que realizan la fabricación flexible programada y el procesamiento de objetos de diferentes formas. La tecnología de fabricación flexible es un grupo tecnológico intensivo en tecnología. Creemos que todas las tecnologías de procesamiento que se centran en la flexibilidad y son adecuadas para múltiples variedades y lotes pequeños y medianos (incluidos productos individuales) son tecnologías de fabricación flexibles. Actualmente dividido en:
1) Sistema de fabricación flexible (FMS)
Existen muchas definiciones de sistemas de fabricación flexible. Las definiciones más autorizadas son:
Nacional estadounidense. Estándar La definición de FMS de la Oficina es: "Algunos equipos conectados mediante un sistema de transmisión. El dispositivo de transmisión envía la pieza de trabajo a varios equipos de procesamiento en otros dispositivos de conexión, de modo que la pieza de trabajo se pueda procesar de manera precisa, rápida y automática. La computadora central controla el máquina herramienta y sistema de transmisión, el sistema de fabricación flexible a veces puede procesar varias piezas diferentes al mismo tiempo. La Asociación Internacional de Investigación en Ingeniería de Producción afirma que "un sistema de fabricación flexible es un sistema de fabricación automatizado que puede producir cualquier gama de familias de productos con una mínima intervención humana". . La flexibilidad de un sistema suele estar limitada por la gama de productos considerada en el diseño del sistema. "El estándar militar nacional de nuestro país define un sistema de fabricación flexible como un sistema de fabricación automatizado compuesto por equipos de procesamiento CNC, dispositivos de transporte y almacenamiento de materiales y sistemas de control por computadora. Incluye múltiples unidades de fabricación flexibles y puede realizar operaciones rápidamente de acuerdo con los cambios en las tareas de fabricación. o entornos de producción." Ajuste, adecuado para producción multivariedad, lotes pequeños y medianos. "En pocas palabras, FMS es un sistema de fabricación automatizado que se compone de una serie de dispositivos CNC, dispositivos de transporte y almacenamiento de materiales y sistemas de control por computadora. Puede ajustarse rápidamente según los cambios en las tareas de fabricación y las variedades de producción.
Actualmente, los componentes comunes suelen incluir cuatro o más máquinas herramienta CNC totalmente automáticas (centros de mecanizado y centros de torneado, etc.), que están conectadas por un sistema de control centralizado y un sistema de manipulación de materiales, que pueden realizar mecanizados y operaciones sin parar. Gestión de múltiples variedades y lotes pequeños y medianos. El FMS que refleja el nivel general de la fábrica es el FMS de primera generación. El proyecto de desarrollo internacional "Sistema de fabricación inteligente" (IMS) implementado en Japón desde 1991 pertenece al segundo. Se espera que en la próxima década de este siglo se pueda lograr el FMS de segunda generación verdaderamente perfecto.
2) Célula de Fabricación Flexible (FMC)
La aparición de FMC y su aplicación en la producción se produce entre 6 y 8 años después que la FMS. El FMC puede considerarse el FMS más pequeño y es el producto del desarrollo del FMS hacia el abaratamiento y la miniaturización. Consta de 65.438+0-2 centros de mecanizado, robots industriales, máquinas herramienta CNC y equipos de transporte y almacenamiento de materiales. Se caracteriza por la flexibilidad y automatización de una sola máquina, y la flexibilidad de adaptarse al procesamiento de una variedad de productos. Ahora ha entrado en la etapa de promoción y solicitud.
3) Línea de producción flexible (FML)
Es una línea de producción entre líneas automáticas no flexibles de monovariedad o pequeña variedad, gran volumen y multilotes de pequeño y mediano tamaño. -variedad FMS. Su equipo de procesamiento puede ser centros de mecanizado ordinarios y máquinas herramienta CNC; también puede utilizar máquinas herramienta especiales o máquinas herramienta especiales CNC. Los requisitos de flexibilidad para el sistema de manejo de materiales son menores que los de FMS, pero la productividad es mayor. Está representado por sistemas de fabricación flexibles en producción discreta y sistemas de control distribuido en producción continua. Se caracteriza por la realización de la flexibilidad y la automatización de la línea de producción. La tecnología está cada vez más madura y ahora ha entrado en la etapa práctica.
4) Fábrica de fabricación flexible (FMF)
FMF conecta varios FMS, utiliza un almacén automatizado y se comunica con un sistema informático, utilizando un FMS completo para realizar pedidos, diseñar y procesar. , montaje, inspección, transporte hasta la entrega. Incluye CAD/CAM e implementa el Sistema de Fabricación Integrado por Computadora (CIMS) para lograr flexibilidad y automatización del sistema de producción, realizando así todo el proceso de gestión de producción en toda la fábrica, procesamiento de productos y almacenamiento y transporte de materiales. FMF tiene el más alto nivel de producción automatizada y incorpora la tecnología de aplicación de automatización más avanzada del mundo. Integra la automatización de la fabricación, el desarrollo y la gestión de productos, y está representado por el sistema de fabricación inteligente (IMS) que controla la logística a través del flujo de información. Su característica es lograr flexibilidad y automatización de la fábrica.
2 Tecnologías clave utilizadas en la fabricación flexible
2.1 Diseño asistido por ordenador
El desarrollo futuro de la tecnología CAD introducirá sistemas expertos para hacerlos inteligentes y capaces de procesamiento Varias cuestiones complejas. El último avance en la tecnología de diseño actual es la tecnología de moldeo tridimensional fotosensible. Esta nueva tecnología utiliza directamente datos CAD y divide el modelo digital tridimensional en varias capas de gráficos en láminas bidimensionales a través de un sistema de escaneo láser controlado por computadora. Según los gráficos en láminas bidimensionales, el nivel de líquido de resina fotosensible en la piscina. se escanea ópticamente para realizar el escaneo. El nivel del líquido se vuelve plástico solidificado. Esta operación cíclica escanea y da forma capa por capa, y los plásticos solidificados en capas se unen automáticamente. Simplemente determine los datos y podrá tener un prototipo preciso en unas pocas horas. Ayuda a acelerar el desarrollo de nuevos productos y estructuras.
2.2 Tecnología de control difuso
La aplicación práctica de la matemática difusa es el controlador difuso. El controlador difuso de alto rendimiento recientemente desarrollado tiene una función de autoaprendizaje, que puede obtener continuamente nueva información durante el proceso de control y ajustar automáticamente la cantidad de control, mejorando así en gran medida el rendimiento del sistema. En particular, el método de autoaprendizaje basado en neuronas artificiales. Las redes han causado gran preocupación.
2.3 Inteligencia artificial, sistemas expertos y tecnología de sensores inteligentes
Hasta ahora, la inteligencia artificial aplicada a la tecnología de fabricación flexible se refiere principalmente a sistemas expertos basados en reglas. Los sistemas expertos utilizan conocimiento experto y reglas de razonamiento para razonar y resolver diversos problemas (como explicación, predicción, diagnóstico, búsqueda de fallas, diseño, planificación, monitoreo, reparación, comando y control, etc.). y la teoría probada se combinan con el conocimiento adquirido a través de la experiencia, por lo que mejora la flexibilidad para todos los aspectos de la fabricación flexible. De cara al futuro, la tecnología de inteligencia artificial (incluidos los sistemas expertos), caracterizada por métodos intensivos en conocimiento y procesamiento de conocimiento, seguramente desempeñará un papel cada vez más importante y crítico en la fabricación flexible (especialmente la inteligenteización). Actualmente, la inteligencia artificial sigue siendo la tecnología más prometedora en la fabricación flexible.
Se espera que a principios del siglo XXI, la escala de aplicación de la inteligencia artificial en la tecnología de fabricación flexible sea cuatro veces superior al nivel actual. La Tecnología de Fabricación Inteligente (IMT) tiene como objetivo integrar la inteligencia artificial en todos los aspectos del proceso de fabricación, utilizando las actividades inteligentes de expertos en simulación para reemplazar o ampliar parte del trabajo mental humano en el entorno de fabricación. Durante el proceso de fabricación, el sistema puede monitorear automáticamente su estado operativo y ajustar automáticamente sus parámetros cuando se expone a estímulos externos o internos para lograr condiciones de trabajo óptimas y tiene capacidades de autoorganización. Por eso las IMT se denominan la próxima tecnología de fabricación del siglo XXI. La tecnología de sensores inteligentes es un campo en rápido desarrollo que tiene gran importancia para la futura tecnología de fabricación inteligente y flexible.
Esta tecnología, acompañada de tecnología de aplicaciones informáticas e inteligencia artificial, confiere al sensor una función innata de "toma de decisiones".
2 4 Tecnología de redes neuronales artificiales
La red neuronal artificial (RNA) es un método para simular la red neuronal de organismos inteligentes y procesar información. Por tanto, las redes neuronales artificiales también son una herramienta de inteligencia artificial. En el ámbito del control automático, las redes neuronales pronto se sumarán a los sistemas expertos y a los sistemas de control difusos y se convertirán en una parte integral de los sistemas de automatización modernos.
3 Tendencias de desarrollo de la tecnología de fabricación flexible
3 1 FMC se convertirá en una tecnología de moda en desarrollo y aplicación.
Esto se debe a que la inversión de FMC es mucho menor que la de FMS y los beneficios económicos son similares, por lo que es más adecuado para pequeñas y medianas empresas con recursos financieros limitados. En la actualidad, muchos fabricantes extranjeros han incluido al FMC como su foco de desarrollo.
3 2 Desarrollar un FML más eficiente
La demanda de FML por parte de varias empresas de producción a gran escala, como automóviles y tractores, ha atraído gran atención por parte de los fabricantes de FMS. Reemplazar los centros de mecanizado ordinarios con máquinas herramienta CNC especiales de bajo costo será la tendencia de desarrollo de FML.
3 3 Desarrollar hacia la multifunción.
El sistema de fabricación flexible multifuncional que integra soldadura, montaje, inspección, procesamiento de chapa, fundición y forjado es un desarrollo adicional del sistema de fabricación flexible de procesamiento simple.
4 Conclusión
La tecnología de fabricación flexible es un modelo conceptual novedoso y una nueva tendencia de desarrollo para hacer realidad la fábrica del futuro. Es un movimiento estratégico que determina el desarrollo futuro de las empresas manufactureras. . Para entonces, las máquinas y las personas inteligentes estarán integradas entre sí, y todas las actividades de la empresa, desde la aceptación de pedidos hasta la producción y las ventas, estarán coordinadas de manera flexible y completa.
En los últimos años, la fabricación flexible ha sido reconocida internacionalmente como una "filosofía" científica de la producción industrial moderna y un modelo avanzado de automatización fabril. Se puede decir que la tecnología de fabricación flexible se basa en la tecnología de automatización, la tecnología de la información y la tecnología de fabricación, con el apoyo de las computadoras y su software, forma un sistema completo y orgánico que cubre toda la empresa, logrando así una optimización dinámica global y una optimización general. Alta eficiencia y alta efectividad. Como tecnología de vanguardia en el desarrollo de la tecnología de automatización de fabricación en el mundo actual, proporciona un gran modelo para las futuras fábricas de fabricación de mecanismos y se convertirá en el principal método de producción de fabricación de mecanismos en el siglo XXI. La red virtual se divide según puertos, direcciones MAC y aplicaciones, lo que controla eficazmente el tráfico de transmisión de la intranet corporativa y mejora la seguridad de la intranet corporativa.
5 Conclusión
En realidad, existen muchos tipos diferentes de redes, algunas admiten TCP/IP, otras siguen protocolos estándar OSI y los protocolos de capa correspondientes a cada máquina son diferentes. Para qué capa de conexión se requiere el equipo de interconexión de red correspondiente.
En términos generales, la conmutación de Capa 2 se refiere a un concentrador de conmutación multipuerto, es decir, un conmutador de red. Su propósito es reemplazar los hubs tradicionales y mejorar el ancho de banda efectivo de la red. Utilizado principalmente en LAN. El uso de puentes (hubs) entre diferentes o mismos tipos de LAN es un dispositivo de capa de enlace de datos en términos de la capa de protocolo, pero siguen siendo un método de conexión de red, porque el IMP de LAN en sí no tiene una capa de red, solo el sitio anfitrión tiene funciones de capa de red o proporciona servicios de capa de red. A diferencia de los puentes, las puertas de enlace funcionan en la capa de red. Esto le da más flexibilidad. Por ejemplo, convertir direcciones entre diferentes redes, etc. , pero esto también da como resultado una velocidad de puerta de enlace lenta. Por lo tanto, las puertas de enlace se utilizan generalmente para conexiones entre WAN o para la interconexión entre LAN y WAN. Con la evolución de la red y la aparición de Ethernet de alta velocidad de 100 M, el retraso causado por los enrutadores cuando se comunican entre segmentos de la red se ha convertido en un cuello de botella en la transmisión de información de la red [4]. El surgimiento de la tecnología de conmutación de tercera capa resolvió el problema de los cuellos de botella en la transmisión de información de la red entre segmentos de subred LAN a gran escala, reemplazó a los costosos enrutadores y se convirtió en una tecnología de red práctica y económica.
La composición y los objetivos técnicos del centro flexible
A través de la investigación científica y la construcción del centro flexible, las capacidades de aplicación informática y el nivel de procesamiento de procesos en el desarrollo de antenas a gran escala. Los sistemas han alcanzado niveles líderes a nivel nacional e internacional a principios de la década de 1990, lo que proporciona una sólida garantía para completar tareas clave de investigación y desarrollo.
(1) Basado en tecnología de fabricación flexible y tecnología de integración de sistemas, mediante la configuración de equipos de procesamiento CNC y sistemas informáticos avanzados, y la aplicación de tecnología moderna de diseño, fabricación y gestión con tecnología informática como núcleo, estableceremos un Centro de fabricación flexible único líder en la industria.
(2) Utilizando la tecnología CAD/CAM, se realiza el diseño asistido por computadora de los componentes clave del sistema de antena y el proceso de diseño del centro flexible se paraleliza gradualmente.
(3) Aplicar tecnología moderna de gestión de la información y tecnología de control informático de procesamiento para lograr flexibilidad en el proceso de fabricación de piezas clave.
(4) Al establecer un entorno de nube de red y base de datos, se crean las condiciones para la interacción funcional, la integración de información y el intercambio de recursos durante la operación del centro.
(5) Mejorar la solidez general y el nivel de modernización de la unidad y mejorar su capacidad de adaptación al mercado.
(6) La estructura funcional general del centro flexible se muestra en la Figura 1, que consta de un sistema de diseño de ingeniería, un sistema de gestión de ingeniería, un subsistema de gestión de calidad, un subsistema de fabricación en taller y un sistema de soporte de base de datos en red.
① El subsistema de información de gestión de proyectos (EMS) realiza la gestión de proyectos, la gestión del estado técnico, la gestión de inventario, la planificación de la producción y la gestión de costos.
②El subsistema de gestión de información de calidad (QMS) realiza la recopilación, análisis, procesamiento, retroalimentación y gestión de documentos de calidad de la información de calidad del proceso de producción basado en Intranet.
③La aplicación del subsistema de diseño de ingeniería basado en PDM realiza el diseño integrado CAD/CAPP/CAM de partes clave de la alimentación.
(4) El subsistema de fabricación en taller (WMS) realiza el procesamiento CNC de piezas clave de la antena, DNC de equipos CNC, planificación y programación de producción, etc. El entorno de soporte de bases de datos de red (NET/DB) proporciona un entorno integrado para la operación de los subsistemas EMS, EDS y WMS, proporciona servicios de intranet y admite la integración de información en el centro flexible.