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柔性再制造体系及其工程应用

作者:  信息来源:info.mt.hc360.com  2006-4-2

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随着技术水平的飞速进步和人们消费方式的发展,激烈的市场竞争使得目前的制造业正在抛弃刚性大批量生产方式,向柔性生产系统发展,以适应产品的多品种、中小批量、个性化等特点。统计资料表明,在欧、美、日制造业中,中小批量生产的产品在数量上约占85%,在产值上约占60~70%。发达国家在建立柔性加工系统中投入大量资金,...

 

   原来制造业的加工设备或生产线专用性强,功能单一,主要目的是以尽可能低的装备投资、尽可能快的生产速度、尽可能大的生产批量获得最大效益。随着技术水平的飞速进步和人们消费方式的发展,激烈的市场竞争使得目前的制造业正在抛弃刚性大批量生产方式,向柔性生产系统发展,以适应产品的多品种、中小批量、个性化等特点。统计资料表明,在欧、美、日制造业中,中小批量生产的产品在数量上约占85%,在产值上约占60~70%。发达国家在建立柔性加工系统中投入大量资金,美国1988年投入3.49亿美元,1990年超过20亿美元。

   再制造加工的原料是由制造业生产的、经过使用后到达技术或者使用寿命的末端产品。随着制造业生产的产品种类的增加、批量的减少、个性化的突出以及产品退役情况的多样性,都对再制造产业的发展提出了严峻的考验,要求再制造业发展出对废旧产品种类及失效形式适应性强、生产周期短、加工成本低、产品质量高的柔性再制造系统,以应对制造业的巨大变化。

   1 柔性再制造的内涵及特点

   柔性再制造是以先进的信息技术、再制造技术和管理方式为基础,通过再制造系统的柔性、可预测性和优化控制,达到最大限度减少再制造产品生产时间、优化物流、提高对市场响应能力、保证产品质量,实现对多品种、小批量、不同退役形式的末端产品进行个性化再制造。柔性再制造的目的在于对再制造毛坯、再制造加工及市场的快速响应,通过建立柔性再制造生产系统,可以显著地提高再制造产品的类型、缩短再制造周期、降低费用、提高再制造产品质量。

   制造业的加工对象是性质相同的材料及零部件,而再制造的加工对象则是废旧产品。由于废旧产品在服役期间的工况不同、退役原因不同、失效形式不同、来源数量不确定等特点,使得再制造的对象具有个体性及不确定性等特点。因此,柔性再制造系统相对传统的再制造系统来说,具有明显的特点和特定的难度。参照制造系统中柔性装配系统的特点,可知柔性再制造系统应具有以下特点:同时对多种产品进行再制造;通过快速重组现有硬件及软件资源,实现新类型产品的再制造;对不同失效形式进行动态响应的再制造加工;快速根据市场需求,改变再制造方案;具有高度的可扩充性、可重构性、可重用性及可兼容性,实现模块化、标准化的生产线。以上特点,可以显著地提高再制造适应废旧产品的种类、失效的形式等产品的个性化因素,并使再制造产品具有适应消费者个性化需求的能力,加强再制造产业的生命力。

   2 柔性再制造系统的关键单元

   1) 柔性管理决策中心

   柔性管理决策中心可通过数据传输动态实时地收集各单元数据,形成最优化决策,发布命令,实现对再制造企业的各个要素:人员、技术、管理和设备等的实时协调和自动化控制,并对生产过程中的各个个性化特点迅速响应,是柔性再制造系统的神经中枢。它主要是依靠各单元与决策中心之间的数据线和监视设备来完成的。

   2) 柔性预处理中心

   再制造毛坯在再制造加工前首先要进行拆解、清洗和分类,这是再制造加工和装配前的重要准备阶段,属再制造的预处理阶段。不同类型产品的拆解,不同污染情况零件的清洗以及零件的分类贮存,都具有非常强的个体性,对其采用柔性化设计,主要是增强设备的适应性及自动化程度,以减少预处理时间,提高质量,降低费用。

   3) 柔性再制造加工中心

   再制造加工主要包括对缺损零件的再制造修复与升级。柔性再制造加工中心主要表现在对不同种类零部件的不同失效模式,加工设备可以进行自动化故障检测,选用不同的设备对故障进行修复。

   4) 柔性装配及检测中心

   对再制造后所有零部件的组装及对再制造产品性能的检测,是保证再制造产品质量和市场竞争力的最后步骤。采用模块化设备,可以提高对不同类型产品装配及性能检测的适应性。

   5) 柔性物流体系

   柔性再制造系统中的物流主要考虑废旧产品及零部件在再制造工厂内部各单元间的流动,包括零部件再制造前后及再制造过程中的贮存、物料在各单元间的传输时间及方式、新零部件的需求及调用、零部件及产品的包装等,其中重要的是实现不同单元间及单元内部物流传输的柔性化,使得相同的设备能够适应多种类零部件的传输,以及经过重组后能够适应新类型产品再制造的物流需求。理想的柔性再制造物流系统具有传输多种类物品、可调的传输速度、离线或实时控制能力、可快速重构、对空间占用最小等特点。

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