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柔性再制造系统研究

柔性再制造系统研究 2011年12月10日 来源： 随着技术水平的飞速进步和人们消费方式的发展，制造业正在不断抛弃自动机床、组合机床等组成的刚性大批量生产方式，向由数控技术为基础的自动化设备组成的柔性生产系统发展，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%。 再制造工程中加工的“毛坯”是由制造业生产的、经过使用后到达寿命末端的产品。制造业产品品种的增加、批量的减少、个性化的加强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，要求建立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。目前日本部分再制造厂已经建立了具备一定柔性的汽车自动化拆解生产线。 1 柔性再制造的概念及特点 柔性再制造的概念 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，最大限度地减少再制造产品的生产时间，优化物流，提高对市场响应能力，保证产品的质量，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，可以显著地增加再制造产品的类型，缩短再制造周期，降低费用，提高再制造产品质量。柔性再制造系统的特点 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；动态响应不同失效形式的再制造加工；根据市场需求，快速改变再制造方案；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 柔性再制造系统中的关键技术根据一般情况下再制造工艺步骤，可以知道柔性再制造系统主要包括以下关键技术。 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及升级。表面工程技术是再制造中的主要和关键技术。再制造加工中心的柔性主要体现在加工设备可以通过操作指令的变化而变化，以对不同种类零部件的不同失效模式，都能进行自动化故障检测，并通过逆向建模，实现对故障的科学自动化再制造加工。柔性预处理中心 再制造的毛坯到达再制造工厂后．首先要进行拆解、清洗和分类，此三步是再制造加工和装配的重要准备阶段，可以作为再制造的预处理阶段。对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，也是再制造过程中劳动密集的步骤，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，提高预处理质量、降低预处理费用。柔性物流系统 废旧产品由消费者流到再制造工厂的过程被称为逆向后勤，其直接为再制造提供了毛坯．是再制造的重要组成部分。但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。柔性管理决策中心柔性 管理决策中心是柔性再制造系统的神经中枢，具有对各单元的控制能力，可通过数据传输动态、实时地收集各单元数据，形成决策，发布命令，实现对各单元操作的自动化控制。通过柔性管理决策中心．可以实现再制造企业的各种要索如人员、技术、管理、设备、过程等各个方面的实时协调，对生产过程中的个性化特点迅速响应，形成最优化决策，其主要是靠各单元与决策中心之间的数据线、监视设备来完成。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，可以增强对不同类型产品装配及性能检测的适应性。 3 柔性再制造系统的建立在开发用于再制造的柔性生产系统时，不仅要考虑各单元操作功能的完善，而且要考虑该单元或模块是否有助于提高整个生产系统的柔性；不仅要改善各单元设备的硬件功能，还要为这些设备配备相应的传感器、监控设备及驱动器，以便能通过决策中心对它们进行有效控制。同

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