柔性制造系統的案例
智慧工廠與柔性制造
智慧工廠注重大批量生產的全自動化和效率，而柔性制造則注重適應性和快速更換。混合兩者的解決方案往往能帶來最大的效益。
現代工業面臨著以更快的速度、更高的效率，同時以客戶為導向的方式進行生產的挑戰。工業4.0的兩個核心概念是：智慧工廠和柔性制造。兩者都依賴于自動化和數字化，但追求的戰略不同。在本文中，我們將對這兩種方法進行比較，指出它們的優缺點，并提供實用的決策輔助實例。
智慧工廠：通過全自動化實現最高效率
智慧工廠是一種全自動化生產環境，在其中，機器、機器人、物聯網系統和人工智能無縫協作。其特點是全天候運行，無需人工值守。
智慧工廠的典型特征
所有生產步驟完全自動化
無間斷連續運行
高精度和低錯誤率
使用數字孿生和人工智能支持的流程優化
針對大批量和標準化產品進行優化
智慧工廠實例
發那科（日本）： 在日本忍野（Oshino），有一個產業機器人生產工廠，全天候制造其他機器人，幾乎沒有人工干預。在維護團隊介入之前，生產可持續數周。
飛利浦（荷蘭德拉赫滕）： 電動剃須刀是在一個基本上沒有人的工廠里生產的，由少數專家監控。人工智能還負責質量控制。
特斯拉超級工廠：在電池生產中 ，全自動生產線負責處理和組裝。
柔性制造：適應性是競爭優勢
柔性制造系統（FMS）將自動化與模塊化、可快速轉換的生產系統相結合。這里的重點不僅是效率，更重要的是對不斷變化的產品的適應性。
展開 智慧工廠與柔性制造
智慧工廠注重大批量生產的全自動化和效率，而柔性制造則注重適應性和快速更換。混合兩者的解決方案往往能帶來最大的效益。
現代工業面臨著以更快的速度、更高的效率，同時以客戶為導向的方式進行生產的挑戰。工業4.0的兩個核心概念是：智慧工廠和柔性制造。兩者都依賴于自動化和數字化，但追求的戰略不同。在本文中，我們將對這兩種方法進行比較，指出它們的優缺點，并提供實用的決策輔助實例。
智慧工廠：通過全自動化實現最高效率
智慧工廠是一種全自動化生產環境，在其中，機器、機器人、物聯網系統和人工智能無縫協作。其特點是全天候運行，無需人工值守。
智慧工廠的典型特征
所有生產步驟完全自動化
無間斷連續運行
高精度和低錯誤率
使用數字孿生和人工智能支持的流程優化
針對大批量和標準化產品進行優化
智慧工廠實例
發那科（日本）： 在日本忍野（Oshino），有一個產業機器人生產工廠，全天候制造其他機器人，幾乎沒有人工干預。在維護團隊介入之前，生產可持續數周。
飛利浦（荷蘭德拉赫滕）： 電動剃須刀是在一個基本上沒有人的工廠里生產的，由少數專家監控。人工智能還負責質量控制。
特斯拉超級工廠：在電池生產中 ，全自動生產線負責處理和組裝。
柔性制造：適應性是競爭優勢
柔性制造系統（FMS）將自動化與模塊化、可快速轉換的生產系統相結合。這里的重點不僅是效率，更重要的是對不斷變化的產品的適應性。
展開 改為柔性生產“柔”之制造核心
制造系統的“柔性”可體現在：
1.設備柔性——當要求生產一系列不同類型的產品時，機器隨產品變化而加工不同零件的難易程度。
2.工藝柔性——使用不同的材料制造一個給定的零件/產品類型的能力。
3.產品柔性——獨特的條件來改變生產一組新的零件或產品的經濟和速度。
4.作息柔性——處理故障的能力，并繼續制造一組給定的部分/產品類型，使用替代路線。
5.產能柔性——在系列不同的生產量保持盈利的能力。
6.擴展柔性——以模塊化的方式逐步擴展的潛力。
7.生產柔性——種系統所能生產的零件/產品類型的體積。
現階段的柔性制造技術
1.柔性制造系統(FMS)。
多臺全自動數控機床，由集中的控制系統及物料搬運系統連接起來，可在不停機的情況下實現多品種、中小批量的加工及管理。
2.柔性制造單元(FMC)。
FMC 的問世并在生產中使用約比FMS 晚6~8 年，它是由1~2 臺加工中心、工業機器人、數控機床及物料運送存貯設備構成，具有適應加工多品種產品的靈活性。
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，對物料搬運系統柔性的要求低于FMS，但生產率更高。它是以離散型生產中的柔性制造系統和連續生產過程中的分散型控制系統(DCS)為代表，其特點是實現生產線柔性化及自動化。
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，用計算機系統進行聯系，采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整FMS。
展開 三坐標測量機：柔性生產制造中的高精度測量解決方案
柔性生產制造是制造業的核心競爭力之一。它強調生產線的靈活性和適應性，以滿足市場對產品多樣化和個性化的需求。在當今快速變化的工業環境中，隨著消費者對產品個性化和定制化需求的增加，柔性生產制造和三坐標測量機的結合，為智能制造提供了一種新的解決方案。
柔性生產制造的核心優勢
1. 快速產品切換：生產線能夠迅速從一種產品的生產轉換到另一種，減少了因換模而造成的停機時間。
2. 多品種生產能力：能夠同時生產多種不同規格和設計的產品，滿足市場多樣化的需求。
3. 成本效益：通過減少庫存和提高生產效率，降低了生產成本。
三坐標測量機的關鍵作用
1. 高精度測量：確保產品尺寸和形狀的精確度，滿足嚴格的質量標準。
2. 自動化和集成：與生產線自動化系統集成，實現測量過程的自動化，提高效率。
3. 數據驅動的決策：提供精確的測量數據，支持生產過程中的數據分析和決策制定。
現代制造業中，三坐標測量機結合自動化技術——全自動化三坐標測量站，實現測量過程的全自動化。
全自動化三坐標測量站具有高度的靈活性和適應性，能夠快速切換測量任務，滿足不同產品的測量需求。這對于提升生產線的柔性和應變能力具有重要意義。
兩者結合的創新應用
隨著工業4.0和智能制造的推進，柔性生產制造將更依賴于高精度的測量和檢測技術。而三坐標測量機結合自動化技術可以構建一個高度自動化和智能化的柔性生產制造系統。這種系統能夠快速響應市場變化，根據客戶需求的變化，迅速調整生產策略；自動化測量和檢測流程，減少人工干預，提高了生產效率。
展開 
《虛擬制造技術》
【目錄】
上篇 基礎篇
第1章 緒論
1.1 虛擬制造產生的時代背景
1.2 虛擬制造的概念
1.3 虛擬制造的相關技術及研究現狀
1.4 虛擬制造技術與其他先進制造技術的關系
1.5 虛擬制造研究與發展趨勢展望
第2章 虛擬現實技術
2.1 概述
2.2 虛擬現實工具
2.3 虛擬現實建模技術
2.4 虛擬現實系統開發軟件
第3章 虛擬制造系統的體系結構與建模方法
3.1 虛擬制造系統的目標需求
3.2 虛擬制造系統模式
3.3 虛擬制造系統的體系結構
3.4 虛擬制造系統的建模方法
3.5 產品模型建模方法
3.6 設備資源模型
3.7 過程模型建模技術
第4章 產品數據交換與建模語言
4.1 概述
4.2 STEP產品模型數據交換標準
4.3 可擴展標記語言XML
4.4 虛擬現實建模語言VRML
4.5 Java語言與c()RBA標準
4.6 XML與關系數據庫的多層次雙向數據集成技術
4.7 產品數據交換技術在虛擬制造中的應用
下篇 應用篇
第5章 虛擬樣機與虛擬產品開發
5.1 虛擬樣機概述
5.2 數字樣機的關鍵技術
5.3 虛擬產品開發
5.4 基于網絡的產品協同設計技術
5.5 網絡環境下產品信息可視化集成共享技術
第6章 虛擬裝配
6.1 虛擬裝配建模
6.2 裝配序列規劃
6.3 裝配路徑規劃
6.4 裝配序列的評價
6.5 虛擬裝配系統簡介
第7章 基于Agent的虛擬柔性制造系統及實現
7.1 基于多Agent的虛擬柔性制造系統
7.2 VFMS的多Agent系統實現方法
7.3 系統行為及其表達方法
7.4 Agent行為推理的Petri網模型
7.5 系統實現與運行
第8章 NC加工過程仿真
展開 ABB聯手貝加萊，柔性制造 “以不變應萬變”
9月6日，以“柔性制造與成本效率”為主題的ABB貝加萊2018年用戶大會在上海舉行。這是自2017年7月貝加萊加入ABB后，雙方首次聯合舉行包括技術交流、新品發布、展覽在內的展示活動，彰顯了ABB在制造業數字化轉型中的獨特優勢與領先地位。
貝加萊大中華區總裁肖維榮在主旨演講中指出，智能制造的目的是高效生產，在全局或局部可持續地提升產品質量、縮短交貨周期、降低總成本。要達到這一目的，就必須在制造過程和相關企業管理活動中融入分析、推理、判斷、構思和決策等智能活動。柔性制造屬于智能制造的范疇，是整個供應鏈中對外部和內部變化的成本最小化的柔性響應能力。它的出現使小批量、大規模定制生產能夠擁有大批量生產的成本優勢。“高效的組織架構、可靈活規劃的生產單元、通過軟件配置或參數調整實現工藝切換、模塊化的機械與電氣組件以及自動化軟件方案等，用這些‘不變’的核心元素應對‘變化’的市場需求、產線狀態等，因此，我們說柔性制造即‘以不變應萬變’。”
在本次大會中亮相的SuperTrak就是貝加萊為柔性制造生產線設計的新型工業輸送系統，它可以改變生產線的組織方式并極大地提升其柔性能力，從而實現生產協同，提高生產效率。目前，已有多條采用SuperTrak的生產線在中國市場投入應用。
無論是智能制造還是柔性制造，其技術主線度都是融合信息技術的工業自動化方案或手段。而工業自動化中融入越來越多的智能化或人工智能（AI）元素，已經成為當今的發展趨勢。ABB集團中國研究院負責人、ABB中國首席技術官劉前進表示，人工智能的發展源于深度學習和大數據結合的紅利，可以彌補某些生產過程無法確切建模的不足，對工業界的影響是顯著的。
展開 魯渝能源無線充電方案：無線充電方案定義AGV/AMR柔性制造新標準
在智能化制造車間與現代化物流倉儲中，AGV和AMR是物料搬運的“血管”。但傳統的接觸式充電或換電模式，已成為制約其發揮最大潛能的“最后一公里”難題。產線節奏因充電而打斷，換電站占用寶貴的地面空間，且機械觸點的磨損與火花風險，在軍工、醫療制藥等對潔凈、安全有嚴苛要求的場景中是不可接受的。
魯渝能源公司推出的工業機器人無線充電系統，正是為破解這一柔性制造瓶頸而生。我們致力于讓每一臺AGV/AMR都成為7x24小時不間斷工作的“永動”單元。
與巡檢機器人類似，AGV/AMR可在任務間隙，自動行駛至地面安裝的無線充電板上進行補電。這一變革性的能源供給方式，帶來了三大核心價值：
1. 最大化設備利用率：消除人為干預和機械對接時間，實現“碎片化充電”，使機器人在不影響整體作業節拍的情況下保持電量充沛，大幅提升整體物料流轉效率。
2. 增強系統柔性：無需精準對位插拔，機器人可以更靈活地規劃路徑和充電點位。在產線變更或工藝調整時，充電站的部署也更為便捷，真正支持“隨需而變”的柔性制造。
3. 提升安全與可靠性：全封閉式非接觸充電，無火花、無磨損，從根本上解決了傳統方式在噴涂車間、高粉塵環境（如面粉、鋁粉車間）下的爆炸風險，并滿足醫療制藥等行業的高潔凈度標準。
魯渝能源的AGV無線充電方案，功率覆蓋從100W到3kW，可滿足從輕型料車到重型背負式機器人的不同需求。我們通過植入智能電源管理算法，實現最優充電曲線，有效延長電池壽命。目前，該方案已廣泛應用于汽車制造、3C電子、生物醫藥等多個行業的領先企業，成為其打造黑燈工廠、實現智能制造不可或缺的能源基礎設施。
展開 MIT研究人員開發出基于并苯Acene的OLED發光材料，可用于制造低功耗柔性面板
“我們認為，未來有可能制造出更多我們目前甚至還沒有合成的不同衍生物，” Gilliard說：“實際上，關于這些材料的光電子特性，我們還有很多需要探索，對此我們也很興奮。”
另據介紹，Gilliard還計劃與麻省理工學院電氣工程教授Marc Baldo合作，嘗試將上述新的蒽發光材料集成到一種太陽能電池中，即單裂變太陽能電池。這種類型的太陽能電池可以從一個光子中產生兩個電子，使電池的效率高得多。
Gilliard說，這些類型的化合物也可以通過進一步開發優化，進而用于電視和電腦等OLED顯示屏幕。這種有機發光二極管比傳統的LED更輕、更靈活，產生更明亮的圖像，并且消耗更少的電力。
Gilliard說：“無論是有機半導體、發光器件還是單重態裂變太陽能電池，我們目前都還處于開發特定應用的早期階段。不過考慮到新材料的穩定性，這些器件的制造應該比這類化合物的典型制造要順利得多。”
中國科學院化學研究所副所長Tiow Gan Ong表示：“通過將反應性零價碳和陽離子硼結合起來，這項創造性的工作與非傳統的范式無疑將為開發具有高度穩定性發光材料以及能量收集器件鋪平了一條充滿希望的道路。”
展開 一文讓您了解離散制造中的制造執行系統 ??(MES)
什么是制造執行系統 ??(MES)？
制造執行系統（通常稱為MES）是一種綜合軟件解決方案，旨在監視、控制和管理車間的制造運營。MES 充當企業級系統（如企業資源規劃或 ERP）與制造環境中發生的實時流程之間的橋梁。它收集、分析和共享數據，以促進決策、增強可視性并提高整體制造效率。
MES在離散制造中的關鍵功能
生產計劃和跟蹤： MES 通過考慮可用資源、訂單優先級和機器能力等各種因素，幫助制造商創建最佳生產計劃。一旦制定生產計劃，MES 就會跟蹤每個訂單的進度，提供每個作業狀態的實時可見性。
質量管理：確保產品質量對于離散制造至關重要。MES 提供用于質量控制、監控和文檔記錄的工具。它可以標記缺陷、跟蹤檢查結果并在必要時啟動糾正措施。
庫存管理： MES 系統提供實時庫存跟蹤和控制，使制造商能夠優化庫存水平、減少浪費并最大限度地降低缺貨風險。這確保了在需要時可以獲得材料，而不會出現庫存過多的情況。
維護和設備管理：為了最大限度地減少停機時間并延長制造設備的使用壽命，MES 有助于安排預防性維護、跟蹤設備性能并在出現問題時向維護人員發出警報。
勞動力管理： 勞動力資源的有效配置對于維持生產力至關重要。MES 提供用于安排和監控勞動力活動的工具，幫助制造商平衡工作負載并保持勞動力效率。
數據收集和分析： MES 從車間的各種來源捕獲數據，包括機器、傳感器和手動輸入。然后對這些數據進行分析，以提供推動持續改進計劃的見解。
可追溯性和譜系：可追溯性對于航空航天和汽車等行業至關重要。MES 系統能夠在整個生產周期中跟蹤材料、組件和流程，確保完整的可追溯性和譜系。
合規性和報告：法規合規性是制造領域的一個重要問題，MES 系統有助于生成必要的報告和文檔以滿足這些要求。
展開 航天云網CMSS云制造支持系統：依云而生的云制造新生態
INDICS+CMSS架構完美演繹了操作系統+軟件應用（PaaS+SaaS）的互相促進作用和雙向迭代模式：一方面，基于互聯網應用特點和工業應用要求，INDICS疊加了大數據處理、工業數據分析、工業微服務等創新功能，可擴充的開放式操作系統，并提供微服務組件和工業應用開發工具，幫助開發者快速構建定制化的工業APP；另一方面，基于INDICS建設CMSS云制造支持系統，創造工業應用APP開發、部署、運行等一系列新的產業環節和價值，在工業知識高度積累、復用的基礎上，實現應用創新的爆發式增長，有效支撐智能化改造、協同制造和云制造等新型制造模式的實現。
不斷進化的CMSS云制造支持系統
CMSS是基于INDICS工業互聯網空間衍生的面向用戶提供云制造服務、助力企業云化的SaaS層應用環境。該系統基于航天裝備制造多年來工業知識、企業管理知識所形成的工業軟件，將業務、算法、模型通過微服務架構進行改造封裝，形成航天云網CMSS核心工業應用APP，以CCO云協作、CPDM協同設計引擎、CRP資源調度引擎、CMOM制造管理引擎、COSIM虛擬仿真等核心5C工業應用APP為支撐，提供全產業鏈、產品全生命周期智能協同服務。CMSS的形成有其高遠的歷史使命，目的在于構建一個開放共享的創新生態，為企業的數字化改造、產業的云化改造提供穩定可靠的整套解決方案。
毋庸置疑，航天云網平臺已經進入SaaS 2.0階段——不僅提供裝備制造核心SaaS應用，還向眾多開發方、使用方、行業合作伙伴開放具備強大定制能力的快速應用定制平臺，使大家能夠利用平臺迅速配置出面向特定領域、特定場景的SaaS應用，并通過航天云網的門戶平臺服務于最終企業用戶，實現信息共享和資源盤活。
在工業互聯網平臺競爭愈演愈烈之際，基于平臺的SaaS應用已經成為制勝關鍵。
展開 晶圓幾何量測系統支持半導體制造工藝量測，保障晶圓制造工藝質量
WD4000無圖晶圓幾何量測系統已廣泛應用于襯底制造、外延制造、晶圓制造、晶圓減薄設備、晶圓拋光設備、及封裝減薄工藝段的量測；覆蓋半導體前道、中道、后道整條工藝線。該系統不僅廣泛應用于半導體行業，在3C電子玻璃屏、光學加工、顯示面板、光伏、等超精密加工行業也大幅鋪開應用。
量測系統自動上下料，自動測量
編輯
測量報告分享
諾德股份鋰電銅箔智能制造MOM系統案例 | 達索系統百世慧?
達索系統、百世慧與諾德股份正式簽署戰略合作協議
諾德股份惠州聯合銅箔工廠全景
諾德股份與達索系統戰略合作簽約儀式
諾德股份MOM項目第一期建設目標
項目需求
工程數據記錄及設備數據采集
產銷一體化協同管理
成品撿料方案與包裝標簽打印
基于檢測結果的最終訂單生產履歷制定
轉序投領料校核及工序流轉無紙化
工廠多層級看板規劃
諾德股份MOM項目第一期（惠州聯合銅箔）實施范圍
制造運營管理系統平臺
基礎數據管理 · 業務數據模型 · 二次開發平臺 · 流程配置器 · 應用開發配置；設備集成器 · 業務集成器 · Job服務管理 · 日志管理 · 數據歸檔 · 用戶權限管理；接口管理 · 系統管理(角色管理、權限管理)點位配置管理
諾德股份MOM系統對業務的價值
生產計劃
系統對接ERP系統讀取銷售訂單，記錄訂單產品信息、需求數量、需求時間等信息。將生產計劃根據產品BOM形成工單，做到生產數據可追溯。
產品模型
系統的工藝管理由生產工序、BOM、工藝路線三部分構成并規定它們之間的關系，工藝管理將物料、人員、設備、工序、質檢等生產要素有機的結合到一起，詳細記錄生產過程。
過程追溯
系統業務流程中每個工序系統都自動記錄了生產工單號以及投入物料號、批次號，成品/半成品批號，可以通過生產工單編號追蹤整個生產過程，包含批次、工序，設備使用情況、在制品、質量檢驗情況等信息。
質量管理
系統將質檢數據與工單進行關聯，即工單號與質檢任務單號有關聯，并將質量數據進行統一匯總后建立質檢檔案，可以根據產品、工序等因素進行質量分析，和追溯質量數據。
展開 萬噸模鍛液壓機的柔性控制系統
因此如何通過有效的電氣液壓系統設計和柔性控制系統來減小甚至消除萬噸級液壓機工作時的液壓沖擊成為了研究方向。本文將就此類液壓機一種典型應用中的柔性控制系統加以詳細介紹。
印度SQUAD公司是世界頂尖的航空航天用不銹鋼、高溫合金及鋁合金、鈦合金大型鍛件的生產公司，是空客、波音、通用、斯奈克瑪、古德里奇、阿海琺等國際著名企業的指定材料供應商。本機是為SQUAD公司設計生產的100MN模鍛液壓機，主要應用于航空類大型鎂鋁合金模鍛件的生產。本機主機結構采用拉桿預應力組合框架式七缸結構形式。主要部件由機身、主油缸（1個柱塞缸）、側油缸（4個柱塞缸）、回程缸（2個柱塞缸）、移動工作臺、下頂出裝置等部分組成。
電氣液壓系統設計及控制原理
液壓系統結構
⑴主動力系統。14臺比例泵構成本設備的動力系統，每個泵都有一套獨立的控制單元，可以自由的加入和退出主油路的輸出。單個比例泵的最大輸出流量370L/min，14臺共計5180L/min。
⑵滑塊動作系統。滑塊上腔設有壓力分級閥塊，以實現液壓機壓力分級功能。滑塊回程腔油路在配置了支撐閥和快下閥之后，又增加了一套比例流量插裝閥與快下閥串聯使用，用以實現滑塊在自重下行時回程腔被動排油的無級調節。
⑶其他動作系統。用以驅動頂出缸、液壓鎖、控制油路和工作臺油路等部件動作。
電氣控制系統拓撲結構
⑴工業控制計算機。作為系統的上位機和人機交互接口，通過交換機以TCP/IP協議與PLC進行通訊。通過工控機可以對整個壓機進行運行狀態的監視、參數設置、故障監視診斷、數據分析等等。
⑵PLC。整個壓機電控網絡的核心，使用S7-400CPU作為整個控制系統的主站，建立起基于Profinet通訊協議的網絡架構。CPU從各個分布式IO站點獲取各種傳感器的信號，并通過IO站點的模塊來控制各個執行機構的動作。
展開 旋轉柔性梁系統振動頻響特性分析及振動抑制
航天器撓性附件或柔性機器人等柔性旋轉梁系統的模態阻尼小，由于擾動，或者在調姿及轉動時，大幅值的振動將持續很長時間，這將影響系統的穩定性和指向精度，因此，必須對振動進行主動控制。提出一種基于加速度傳感器反饋的復合控制算法，快速控制系統設定點及轉動過程的振動。建立撓性旋轉梁試驗平臺，進行了基于加速度傳感器和壓電片傳感器的試驗模態激勵分析、振動頻響特性分析。并根據振動特性選取加速度反饋控制算法的相應參數，利用交流伺服電機驅動器抑制旋轉梁設定點的振動、旋轉過程的振動主動控制進行了試驗研究。試驗結果表明采用提出控制方法能夠快速地抑制系統的振動，驗證了特性分析和提出控制方法的可行性。
旋轉柔性梁系統振動頻響特性分析及振動抑制.pdf
展開 基于samcef的包含柔性化部件的簡單懸掛系統建模
此案例中模型的剛體部件通過運動連接副連接，僅僅將下方三角支架的部位設置為柔性，柔性部分如圖中所示。模型的材料為鋁制材料，利用五個球形元素對模型施加一定約束，他們的位置如圖中所示。再利用三個球形組裝將懸掛部件與車輪連接在一起。利用一個棱柱組裝連接上下兩個懸掛，并在其上定義運動副來施加隨時間變化的位移，這樣作為系統的輸入。
initialfiles.zip
