[摘要]論述了目前中外農業先進製造技術的發展水平進行分析比較，並對發展趨勢進行了分析討論，最後指明中國農業機械製造技術的發展方向。
[關鍵詞]先進製造技術；工藝；發展趨勢
從機械製造行業來看，現在fms不僅能完成機械加工，而且還能完成鈑金加工、鍛造、焊接、裝配、鑄造和雷射、電火花等特種加工以及噴漆、熱處理、注塑和橡膠模製等工作。從整個製造業所生產的產品看，現在fms已不再侷限於汽車、車床、飛機、坦克、火炮、艦船，還可用於計算機、半導體、木製產品、服裝、食品以及醫藥品和化工等產品生產。從生產批量來看.
fms已從中小批量應用向單件和大批量生產方向發展。有關研究表明，凡是可採用數控和計算機控制的工序均可由fms完成。
1.目前，世界上比較流行的柔性生產主要有以下幾種方式：
（1）精益生產（lp）：是美國提出的，其特點是以簡化組織和強調人的能動性為核心，力求低消耗、高效率、零庫存，杜絕一切浪費，其基本前提是為滿足使用者的高質量產品需求。
（2）併行工程（ce）：也是美國提出的，其特點是對產品開發及其相關過程以組成多功能協同小組工作來進行，並在產品設計階段就整合考慮生產製造、銷售服務過程的適應性要求。
（3）敏捷製造（am）：也是美國提出的，其特點是注重適應各種變化的快速要求，以動態多變的組織結構和充分發揮技術、組織人員的高度柔性集成為主導。
（4）智慧型製造（第一代im，第二代clm或him）：是分別由日本和德國提出的，其特點是強調柔性化生產中人因的決定作用，這是以提高決策化為目的並在整個製造過程中貫穿智慧型活動。
（5）精益—敏捷—柔性生產：是我國學者在全面吸收精益生產、敏捷生產、柔性生產的精髓基礎上提出的，其特點是強調資源快速整合。
2.柔性製造系統的優勢：完成鑽、鏜、銑及攻絲等工序。
後來隨著fms技術的發展，fms不僅能完成其他非迴轉體類零件的加工，還可完成迴轉體零件的車削、磨削、齒輪加工，甚至於拉削等工序。 應用柔性製造系統可以獲得明顯的製造優勢：
（1）裝置利用率高
由於採用計算機對生產進行排程，一旦有工具機空閒，計算機便分配給該工具機加工任務。在典型情況下，採用柔性製造系統中的一組工具機所獲得的生產量是單機作業環境下同等數量工具機生產量的3倍。
（2）減少生產週期
由於零件集中在加工中心上加工，減少了工具機數和零件的裝卡次數。採用計算機進行有效的排程也減少了周轉的時間。
（3）具有維持生產的能力
當柔性製造系統中的一台或多台工具機出現故障時，計算機可以繞過出現故障的工具機，使生產得以繼續。
（4）產具有柔性
可以響應生產變化的需求，當市場需求或設計發生變化時，在fms的設計能力內，不需要系統硬體結構的變化，系統具有製造不同產品的柔性。並且，對於臨時需要的備用零件可以隨時混合生產，而不影響fms的正常生產。
（5）產品質量高
fms減少了卡具和工具機的數量，並且卡具與工具機匹配得當，從而保證了零件的一致性和產品的質量。同時自動檢測裝置和自動補償裝置可以及時發現質量問題，並採取相應的有效措施，保證了產品的質量。
（6）加工成本低
fms的生產批量在相當大的範圍內變化，其生產成本是最低的。它除了一次性投資費用較高外，其他各項指標均優於常規的生產方案。
科學技術的飛速發展，正在把人類推向資訊時代。但是，面對著加工業70%~80%的中小批量生產的經濟結構，如何達到自動化的目的，一直是工業界探索的課題。數控工具機問世雖為這部分工廠自動化創造了條件，但實踐證明，獨立、分散的單機自動化解決不了傳統批量生產所固有的生產率同生產柔性、加工批量同製造成本、生產同市場變化之間的矛盾，必須尋找更完善的自動生產體系。
fms就是在這種追求下誕生的。其優勢在於把生產率同生產柔性、加工批量同製造成本、先進技術同科學管理高度統一起來。發達國家競相開發fms，到80年代初期，隨著一些基本問題的解決，如主機、控制系統等，特別是控制裝置的廉價化、實用化和智慧型化，使它走出實驗室達到商品化和實用化的階段。
截止2023年底，世界上的fms擁有量已達370套，美國和日本各佔70套，居世界前列，但美國的技術水平是最高的。fmc是最近幾年廣泛發展起來的一種柔性製造裝置。它是fms向大型化、自動化工廠發展時的另乙個發展方向——向廉價化、小型化發展的產物。
其發展歷史約10年左右，真正被人們認識，並作為乙個獨立的工具機品種，不過幾年的時間。與此同時，近期fms系統設計，普遍希望採取階段式模組組成方式， fmc在其中也占有重要的地位。根據fmc的功能，只要設定與外部運輸系統的連線點，就構成可供組成fms的模組。
但是， fmc並不僅僅作為供組成fms的模組而存在，更主要的是作為獨立的生產裝置而在生產中使用。從目前的發展情況看， fmc作為獨立使用的裝置，已取得了飛速發展，特別對一些小企業，由於fms昂貴，轉而採用相當便宜的fmc來完成其關鍵的加工工序。
（1）fms的小型化
fms需要大量的裝置投資，因此，當採用fms時，事先需要經過認真的研究。fmc可認為是fms中最小的一種，或可認為是擴大了功能的加工中心或切削中心。它也能提高工具機利用率，增大生產柔性，提高產品質量及生產率。
因此，在大多數情況下，不是建造大規模的fms，而是建造小規模的fmc，然後按照需要，逐步將其綜合擴大成fms。據**，到2023年，美國將購置1 300套，其中10%為大規模的fms，其餘90%都是fmc。從而越來越多的fms不再直接由通用加工中心組成，而是由fmc聯接而成。
（2）開發經濟性fms
由於fms需要先進的技術、投資大，使得中小企業望而生畏，這就影響了fms的推廣應用。目前不少廠家積極開發經濟性fms，其規模為2~7臺加工中心，或以nc工具機等通用工具機為基礎構成，多為直線布置。組成的單機可作fmc使用，系統建立可分步擴充套件。
（3）向模組化和標準化發展
模組化已成為當前fms設計、製造和系統擴充套件的乙個主要原則，即fms的各系統，包括工具機、運貯系統、控制系統及軟體，均採用模組化和標準化。如德國werner公司有4種規格的工具機模組，而美國辛辛那提公司開發了3個計畫軟體模組和10個操作軟體模組。近年來，西歐已開始在更大範圍內實現標準化，並研究通訊標準化等課題，以解決各公司模組連線和相容問題。
這種整體系統向模組系統發展是當今的主要發展趨勢。
（4）向功能複雜化發展
目前，大多數fms仍然是以機加工為主，今後的發展將是逐步擴大工藝範圍，如裝配、熱處理等。如果裝配工藝被納入系統，未來的系統將由機加工工序與裝配工序構成。這樣的系統，其生產物件不再是單個零件，而是裝配好的部件；如果其規模進一步從部件發展到整個產品，其生產物件不再是單個零件，而是裝配好的部件；如果其規模進一步從部件發展到整個產品，這樣就涉及到工序之間的銜接，因此相應地增加了必要的零、部件，產品及輔助工序檢測系統。
（5）採用模擬**技術
隨著加工零件種類和工序的增多，為達到系統運輸最佳化，必須對系統進行模擬，以確定其最佳配置方案，選擇作業優化規則等。目前國外正進行這方面的研究，如休斯公司利用計算機來模擬系統效能。
fmc正向裝配fmc及其它功能fmc方向發展，為適應組成系統的需要， fmc不但用來組成fms，部分地用來組成柔性製造線，並將從中小批量柔性自動化生產領域向大批量生產領域擴散應用。fmc的發展趨勢之一是以fmc為基礎的網路化。它是由fmc與區域性網路(lan)組成的所謂「中小企業分散綜合型fms」。
這些fmc之間的資訊流用「lan環」加以連線，因此可以共同使用cad/cam站的資訊、技術等。構成了物和資訊有機結合的生產系統。目前國外正致力於開發研究分散型fmc的課題。
gt首先是為了實現工藝標準化，在20世紀50年代中期由前蘇聯提出。因為當時面對著成批生產中新產品絡繹不絕地試製投產，生產技術準備工作十分繁重，而其中的工藝準備工作尤為突出。工藝準備工作不僅任務重，甚至經常與新產品的研製計畫脫節，以致影響新產品的及時投產和企業的競爭能力。
這就是gt產生的背景。最近，隨著科學技術的發展，生產管理的概念也隨之發生了改變，不僅要追求高工具機開動率，而且減少在製品庫存量也是乙個追求的目標。這就產生了不僅利用gt處理單個問題，而且利用它進行綜合處理的概念，這樣， gt與計算機資訊處理有了密切聯絡，這就是gt發展的新階段。
這一階段，在開發零件分類的同時，把重點轉移到其應用和適應性上。目前， gt正向以下三個方面發展：
（1）t與cad/cam相結合
實施cad/cam的基本要求之一是計算機輔助工藝過程設計，自動化工藝過程設計技術是在cad/cam中提高製造業生產率的基礎。因此，發達國家正在開發工藝過程自動設計系統。
（2）以gt單元、流水線為基礎的fms
gt單元、gt流水線的裝置布置方式與根據工具機類別將同類工具機集中的配置方式不同。它是將能滿足一族零件加工要求的不同種類的工具機集中，配置成工具機群。開始由於gt流水線能使非大量生產管理更容易，但是，與以通用工具機為主體、按工具機種類配置的方式相比，工具機開動率明顯較差，處理因產品結構變化等因素引起的負荷變化的能力也較低。
但是，隨著nc工具機、加工中心等復合工具機的大量採用，以及機械人、無人操縱運輸小車等具有柔性的材料處理裝置的開發，製成了自動化fms，使gt流水線的缺點得到彌補。gt分析可用於fms的設計(包括柔性運輸線的設計)。可是在分析中，經驗和直覺是佔優勢的而沒有**科學的分析方法。
現在，這種分析方法分成兩個領域：裝置布置和fms內物料流的**。前者實際上是以傳統的生產流程分析為基礎。
**是研究以生產計畫為主體的成組作業排序。
（3）機加工以外的成組化
國外不同的工業部門已廣泛使用成組工具機，成組夾具，零件族組合和程式編制等，但都集中在切削作業上，現正向壓力加工、鑄造等應用領域擴充套件。
將成為發展和應用的熱門技術
這是因為fmc的投資比fms少得多而經濟效益相接近，更適用於財力有限的中小型企業。目前國外眾多廠家將fmc列為發展之重。
2．發展效率更高的fml
多品種大批量的生產企業如汽車及拖拉機等工廠對fml的需求引起了fms製造廠的極大關注。採用**低廉的專用數控工具機替代通用的加工中心將是fml的發展趨勢。
3.朝多功能方向發展
由單純加工型fms進一步開發以焊接、裝配、檢驗及鈑材加工乃至鑄、鍛等製造工序兼具的多種功能fms。fms是實現未來工廠的新穎概念模式和新的發展趨勢，是決定製造企業未來發展前途的具有戰略意義的舉措。屆時，智慧型化機械與人之間將相互融合、柔性地全面協調從接受訂單貨至生產、銷售這一企業生產經營的全部活動。
4.柔性製造系統的發展趨勢
fms仍將迅速發展，fms在20世紀80年代末就已進入了實用階段，技術已比較成熟。由於它在解決多品種、中小批量生產上比傳統的加工技術有明顯的經濟效益，因此隨著國際競爭的加劇，無論發達國家還是發展中國家都越來越重視柔性製造技術。
fms初期只是用於非迴轉體類零件的箱體類零件機械加工，通常用來完成鑽、鏜、銑及攻絲等工序。後來隨著fms技術的發展，fms不僅能完成其他非迴轉體類零件的加工，還可完成迴轉體零件的車削、磨削、齒輪加工，甚至於拉削等工序。
柔性製造系統未來將向發展各種工藝內容的柔性製造單元和小型fms；完善fms的自動化功能；擴大fms完成的作業內容，並與計算機輔助設計和輔助製造技術(cad/cam)相結合，向全盤自動化工廠方向發展。
隨著計算機整合製造技術和系統(cims)日漸成為製造業的熱點，很多專家學者紛紛預言cims是製造業發展的必然趨勢。柔性製造系統作為cims的重要組成部分，必然會隨著cims的發展而發展。
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