進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，中國汽車工業(yè)一直保持著持續(xù)發(fā)展的勢頭。20世紀(jì)九十年代以前，國內(nèi)汽車工業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品是貨車，經(jīng)過近十年的發(fā)展，出現(xiàn)  了以轎車為領(lǐng)頭羊的可喜格局。汽車工業(yè)重點(diǎn)發(fā)展轎車的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，給裝備制造業(yè)帶來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。各行各業(yè)中，與裝備制造業(yè)關(guān)聯(lián)最大的就是汽車工業(yè)。有關(guān)資料表明，美國機(jī)床的50%以上、工業(yè)機(jī)器人的60%以上用于汽車工業(yè)，因此美國成為汽車王國的同時(shí)，也成為機(jī)床生產(chǎn)大國。發(fā)達(dá)國家汽車工業(yè)的發(fā)展史無不證明這一點(diǎn)：汽車工業(yè)的發(fā)展提升了裝備制造業(yè)特別是機(jī)床制造業(yè)，而機(jī)床制造業(yè)的提升在技術(shù)與工藝上又支撐和保證汽車工業(yè)的繁榮。柔性制造技術(shù)是集數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)以及現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)為一體的現(xiàn)代制造技術(shù)。在汽車加工工業(yè)中主要表現(xiàn)在由計(jì)算機(jī)控制的，多臺數(shù)控機(jī)床、加工中心和自動(dòng)上、下料裝置與輸送系統(tǒng)的運(yùn)用。

1、柔性生產(chǎn)制造的特點(diǎn)

根據(jù)機(jī)械制造科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)分類，按照生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)化水平的高低，制造可以分為柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、柔性制造線(FML)和柔性制造工廠(FMF)。柔性制造最大的特點(diǎn)在于制造上的柔性，在汽車生產(chǎn)中其表現(xiàn)如下：

(1)設(shè)備運(yùn)用柔性化：設(shè)備能完成多種加工，利于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)、降低庫存費(fèi)用、提高設(shè)備利用率和縮短加工周期。

(2)物料運(yùn)送柔性化：物料運(yùn)送設(shè)備能運(yùn)送多種物料，具有較高的可獲得性和利用率。

(3)操作柔性化：具有相同加工工藝的工件能以多種方式進(jìn)行加工，在機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí)易于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)度。

(4)人力資源配飯柔性化：操作人員掌握多種技能，能在不同崗位上工作。

(5)加工路徑柔性化：工件加工能通過制造系統(tǒng)的多種路徑完成，便于平衡機(jī)床負(fù)荷，增強(qiáng)系統(tǒng)在機(jī)床故障、刀具磨損等情況下運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

(6)加工過程柔性化：加工過程能同時(shí)生產(chǎn)多種產(chǎn)品，具有混合比柔性，通過提供多樣化的產(chǎn)品來提高客戶滿意水平。

(7)產(chǎn)品類型柔性化：在產(chǎn)品中能隨時(shí)增加、去除或更換某些零部件，以提高對市場產(chǎn)品需求的響應(yīng)能力。  

(8)生產(chǎn)批量柔性化：在多種生產(chǎn)批量下，制造系統(tǒng)能獲得相應(yīng)利潤，保持其在各種需求水平下的獲利性。

(9)系統(tǒng)擴(kuò)展柔性化：制造系統(tǒng)具有開放性，能擴(kuò)展其生產(chǎn)能力，以適應(yīng)企業(yè)拓展新市場的要求。 

(10)生產(chǎn)種類柔性化：無需增加重要制造設(shè)施，制造系統(tǒng)能制造多種產(chǎn)品，完成多樣化的生產(chǎn)任務(wù)。  

(11)市場需求柔性化：制造系統(tǒng)能在多變的市場環(huán)境下求得生存與發(fā)展，具有較強(qiáng)的適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的市場需求的綜合能力。  

2、汽車業(yè)柔性制造的發(fā)展及其作用

2.1汽車業(yè)柔性制造的發(fā)展

美國 、日本、前蘇聯(lián)、德國等發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)60年代末至70年代初，先后開展了柔性制造技術(shù)以及裝備的研制工作。1976年，日本法納科公司展出了由加工中心和工業(yè)機(jī)器人組成的柔性制造單元，為發(fā)展柔性制造提供了設(shè)備基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代，隨著柔性制造技術(shù)的成熟，柔性制造得到了迅速發(fā)展，并主要應(yīng)用于飛機(jī)、汽車制造業(yè)等。依靠計(jì)算機(jī)、加工中心和數(shù)控機(jī)床組成的柔性自動(dòng)加工系統(tǒng)，使汽車業(yè)由單一品種、大批量的生產(chǎn)方式，轉(zhuǎn)向多品種、中小批量、適應(yīng)市場需求的精益生產(chǎn)方式，也使汽車生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和管理水平大大提高。

2.2汽車業(yè)柔性制造的作用

在國外汽車工業(yè)中，主要汽車生產(chǎn)廠商如通用、福特、寶馬、奔馳、豐田、大眾、雷諾、沃爾沃等公司都采用了柔性制造系統(tǒng)。例如，美國福特汽車公司在加拿大的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)廠，在同一條自動(dòng)線上對4.6L、5.4LV8發(fā)動(dòng)機(jī)和6.8LV10發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)隨機(jī)混流生產(chǎn)(年產(chǎn)65萬臺)：而通用汽車公司的傳動(dòng)系部門于1993年開始做同樣的準(zhǔn)備，采用FMS，以滿足變速器類殼體零件多品種的制造要求：根據(jù)1983年出版的《豐田生產(chǎn)力方式的新發(fā)展》，該公司在3個(gè)月內(nèi)的汽車產(chǎn)量為36400()輛，共4個(gè)基本車型，32100個(gè)型號，平均每個(gè)型號的產(chǎn)量約為12輛，產(chǎn)量最多的型號也只有17輛，最少的則只有6輛。日本汽車業(yè)在20世紀(jì)70年代開始大力發(fā)展柔性制造，到1987年己經(jīng)形成較大規(guī)模，擁有數(shù)控機(jī)床2萬余臺、柔性制造生產(chǎn)線21條。據(jù)日本通產(chǎn)省第8次特定機(jī)械設(shè)備統(tǒng)計(jì)調(diào)查表明，以汽車制造業(yè)為核心的輸送機(jī)械制造業(yè)，1987 年擁有FMS31條，1994年增加到818條。尤其是大型汽車制造企業(yè)，F(xiàn)MS采用的最多，占7年間增加總量的41%。柔性制造為日本汽車工業(yè)生產(chǎn)率追上并超過美國創(chuàng)造了條件。日本汽車在國際市場上暢銷不衰與它的柔性化制造密切相關(guān)。

隨著各類先進(jìn)加工技術(shù)的相繼問世，柔性制造技術(shù)本身也在不斷完善和提高。如瑞士的一家工業(yè)公司采用了由激光加工中心及CNC自動(dòng)車床和自動(dòng)磨床組成的柔性制造單元，該單元由于改用激光加工中心來代替原來的銑床，生產(chǎn)率提高了很多倍，而且產(chǎn)品精度高、質(zhì)量好。以數(shù)控加工為例，為向柔性制造提供基礎(chǔ)設(shè)備，要求數(shù)控系統(tǒng)不僅能完成通常的加工功能，而且還應(yīng)具備自動(dòng)測量、自動(dòng)上下料、自動(dòng)換刀、自動(dòng)更換主軸頭(有時(shí)帶坐標(biāo)變換)、自動(dòng)誤差補(bǔ)償、自動(dòng)診斷、進(jìn)線和聯(lián)網(wǎng)功能，特別是依據(jù)用戶的不同要求，方便靈活地配置和集成。各種相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步，促使柔性制造規(guī)模不斷擴(kuò)大，將對汽車生產(chǎn)產(chǎn)生深刻影響。

3、我國汽車業(yè)柔性制造的發(fā)展現(xiàn)狀

我國汽車業(yè)與發(fā)達(dá)國家一樣，也是先進(jìn)制造方式的發(fā)源地。20世紀(jì)80年代，隨著改革開放進(jìn)程加快，中國汽車工業(yè)開始向發(fā)達(dá)國家汽車工業(yè)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)方式和制造方式，其中就包含有柔性制造的內(nèi)容。20世紀(jì)50年代中后期，汽車界主要生產(chǎn)廠家開始在一些工藝流程和產(chǎn)品制造中，嘗試柔性制造，初步積累了經(jīng)驗(yàn)。

20世紀(jì)末至今，隨著國內(nèi)汽車企業(yè)實(shí)力的增強(qiáng)，以及外國公司的大規(guī)模進(jìn)人和生產(chǎn)裝備的改善，柔性制造在汽車工業(yè)的發(fā)展較快。主要汽車生產(chǎn)廠家如第一汽車集團(tuán)等在一些生產(chǎn)領(lǐng)域開始進(jìn)行柔性制造，在焊裝車間使用多種機(jī)器人，在生產(chǎn)工序上機(jī)械手以及其他自動(dòng)化設(shè)備不斷增多，在一定程度上可實(shí)現(xiàn)多品種的混線生產(chǎn)：一汽大眾汽車有限公司用具有CNC三坐標(biāo)模塊的組合機(jī)床柔性自動(dòng)線生產(chǎn)轎車變速器和離合器殼體，自動(dòng)線節(jié)拍達(dá)到40.5，年生產(chǎn)能力為36萬件，工序能力指數(shù)Cp>1.33，可連續(xù)4星期無故障生產(chǎn)：上海通用汽車公司也擁有柔性化生產(chǎn)線，涵蓋了各大總成及整車等制造環(huán)節(jié)，提高了產(chǎn)品換代速度。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車零部件加工也在向柔性制造方向發(fā)展。FMS帶來了加工的高度靈活性，使得在保持高生產(chǎn)率的同時(shí)還能生產(chǎn)更多種類的零件。加工中心作為汽車零部件生產(chǎn)線的重要組成模塊，為滿足汽車零部件生產(chǎn)領(lǐng)域的可靠性和高效性提供了保證。其開放式結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)技術(shù)的模塊化，以及加工中心切削速度和精度進(jìn)一步提高，為汽車零部件工業(yè)獲得了更好的性價(jià)比。總之，柔性制造正向著車輛制造的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展。

4、我國汽車業(yè)柔性制造的發(fā)展前景

從整個(gè)汽車及其相關(guān)行業(yè)來看，柔性制造技術(shù)在多品種、中小批量生產(chǎn)中具有明顯的優(yōu)勢，因此在汽車工業(yè)中，扮演著越來越重要的角色。它不僅能完成機(jī)械加工，而且還能完成飯金加工、鍛造、焊接、裝配、鑄造和激光、電火花等特種加工以及噴漆、熱處理、鑄塑和橡膠模制等工作。構(gòu)成FMS的各項(xiàng)技術(shù)如加工技術(shù)、運(yùn)儲技術(shù)、刀具管理技術(shù)、控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，毫無疑問會大大提高FMS系統(tǒng)的性能。在加工中采用噴水切削加工技術(shù)和激光加工技術(shù)，并將許多加工能力很強(qiáng)的加工設(shè)備如立式、臥式銼銑加工中心，高效萬能車削中心等用于FMS系統(tǒng)，大大提高了FMS的加工能力和柔性，提高了FMS的系統(tǒng)性能。AVG小車以及自動(dòng)存儲、提取系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，為FMS提供了更加可靠的物流運(yùn)儲方法，同時(shí)也能縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)率。刀具管理技術(shù)的迅速發(fā)展，保證了及時(shí)、準(zhǔn)確地為機(jī)床提供適用刀具。同時(shí)可以提高系統(tǒng)柔性、生產(chǎn)率、設(shè)備利用率，降低刀具費(fèi)用，消除人為錯(cuò)誤，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長無人操作時(shí)間。隨著計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)和系統(tǒng)(CIMS)日漸成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，柔性制造系統(tǒng)作為CIMS的重要組成部分，也必然會隨著CIMS的發(fā)展而發(fā)展。

5、結(jié)論

汽車業(yè)由傳統(tǒng)的單品種、大批量生產(chǎn)方式向多品種、中小批量及“變種變量”的生產(chǎn)方式過渡，以生產(chǎn)者為主導(dǎo)的生產(chǎn)方式逐步向以消費(fèi)者為主導(dǎo)的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，柔性制造是適應(yīng)這種轉(zhuǎn)變的較佳的生產(chǎn)制造方式。在生產(chǎn)制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，汽車生產(chǎn)中的柔性制造方式在具有產(chǎn)品柔性制造優(yōu)越性的同時(shí)，也有利于將企業(yè)中相互獨(dú)立的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造及經(jīng)營管理等過程結(jié)合起來，構(gòu)成企業(yè)中覆蓋面較大的完整而有機(jī)的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)化、總體高效益和高柔性。結(jié)合企業(yè)實(shí)際，發(fā)展柔性制造技術(shù)，會使汽車生產(chǎn)企業(yè)受益匪淺，不斷提高自身的綜合實(shí)力。（作者：侯勇）