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柔性的概念研究

来源:未知   作者:admin    发布时间: 2021-07-14 21:59   浏览:

柔性的概念研究

  近年来,柔性已经越来越成为人们关注的系统性能的评定标准。随着市场变化速度的加快,生产效率已经不是评定生产系统性能的唯一标准,柔性作为一个新的性能指标已经越来越受到人们的关注。

  柔性的研究始于80年代初期,国内对柔性的研究由[1]引入,这篇文章可以看作是一篇对国外研究的文献综述,讲述了柔性的概念、分类、度量等方面的研究,并简单的讲述了柔性其他方面的研究。这本可以作为一个国内柔性研究很好的开始,但可惜的是,国内对柔性的理论研究就几乎止于此了,仅有为数不多的几篇论文把注意力放在了对柔性的理论研究上,而更多的是柔性的实际运用,比如如何使得路径的安排具有更大的柔性。

  而与此同时,国外对柔性的研究并没有停止过,尽管没有得出决定性的结论,但在某些方面已经得到了长足的进展。

  对柔性研究的方法分为两大类,一类是理论型的研究方法,一类是经验型的研究方法。理论型的研究方法主要把注意力集中在对柔性的定义与分类上,并思考柔性的组成和柔性在系统表现中的意义。经验型的方法主要把注意力集中在对柔性的组成与它对系统效益影响上。

  从方法上,理论研究通过对文献的阅读以及对制造系统本身的属性出发,从而得出相应的结论,其结果是理论常常与实际相偏离,得到的结论很难对实际的生产起指导作用。比如Kumar[2]提出的柔性的熵值测量法与柔性测量所遵循的标准虽然不断的被人们所引用很承认,但在实际的工作中,熵值的测量方法并不能起到良好的运用结果。

  经验型研究多为管理方面的人所做,其本身并不一定对制造系统的性能有深刻的了解,他们从公司的效益出发,通过做问卷调查的方式,将他们所认为的柔性的组成与企业的效益联系起来,从研究结果中分析出结论。Cannon在[3]中使用的方法可以做为这类研究的代表。在该方法中,Cannon对一些大型企业做了详细的问卷调查,将企业的性质与不同的柔性联系起来,最后的出的结论是不同的企业需要在不同方面的柔性进行加强。这种方法尽管在一定程度上能解决问题。但他们始终没能给出一个柔性究竟是什么的结论。

  就个人认为,经验型的研究是在理论型研究的基础上的,他们所用的柔性的组成也是理论研究的结果,且该方法没有办法得出一个系统有效的研究结果,只是在理论研究不够完善的时候使用代替的方法来暂时的对柔性的使用进行指导。

  [4]指出,柔性的研究方向集中在6个方面。柔性的定义,需求柔性的原因,柔性的分类,柔性的度量,柔性的获得和柔性的位置。

  柔性的定义是指用精确的语言来描述柔性,具体的定义及描述会在第2节中讲到。

  需求柔性的原因通常被认为是外界的变化,但是变化本身有可分为确定的变化与不确定的变化两种。不同的研究针对了不同变化的种类。

  柔性的分类是被人们研究的最多的一个话题Seith和Seith在文献[5]中指出至少有50个术语用于描述不同的柔性类型,且其中有一些用不同的词来描述相同的柔性,或是用相同的词来描述不同的柔性。关于柔性分类的具体分析会在第2节中提到。

  柔性的度量是柔性能够得到很好运用的一个方法和手段,Koste甚至在[6]中指出“了解和改进一种制造能力的第一步是去知道如何测量它。”但是,被人们所接受的测量方法并没有出现,正如[7]中所说的“现在的测量方法要么不完全要么太抽象了以至于无法操作“。具体的分析将在第3节中给出。

  柔性的获得也是常研究的方法之一,国内对此也有一定的研究,不过这方面的研究常常容易将柔性与其他系统属性所混淆,以系统的表现来代替柔性。

  柔性的位置,尽管在实际的运用中,总是容易将系统表现混淆。但是,[4]中列举了一系列的文献是提出柔性是应该做为一种同系统表现或生产效率等传统因素相竞争的条件的。它们之间应该有个相互制约的,即,柔性大的系统并不一定能给企业带来好的效益。

  柔性的定义在不同的文献中有不同的说法,[8]指出,至少有70个不同的术语被用来描述柔性,但是每种描述的侧重点各不相同。

  在最早的时期,柔性与多样性等价起来,将柔性定义为可有效的对外界环境做出反应的能力。这种定义通常表现为,一个柔性大的系统,它可加工的操作就一定多。

  许多文章对此产生了质疑,认为柔性的反应应该加入效率。[9]认为如果一个机器同样能加工两种产品,A机器的加工效率均为50而B机器的加工效率均为100那么,A的柔性将低于B。先不论这种说法是否正确,但是,它提出了一个问题,即,柔性不能单纯的考虑多样性,还应当考虑它在各个环境下改变的简易程度。

  Upton在[10]中提出的柔性的定义是目前最广为人接受的定义,柔性是(系统)以较低的时间、效率、损耗与表现对改变做出反应能力。尽管这个定义已经被大多数的研究者所接受,但是这个定义正如他本人所说的一样“这是一个非常笼统和抽象的定义”,需要进一步细化才能够进行使用。

  实际上,这个定义中仍旧有许多问题应当解决,比如时间、效率、损耗和表现应该怎么被处理,时间是它的反映时间还是完成新工序的加工时间。在Upton下面的叙述中,建立了较为详细的规定来定义这些元素,但是,这些元素并没有得到广泛的接受,人们走向了使用效率来定义柔性的道路。

  使用效率来定义柔性是源于对柔性的度量,其中做的最为突出的为[11]中的做法,他直接将柔性定义为生产效率,加工效率,运输效率和传递效率(producibility, processivity, transferability, introducibility)将它们与生产柔性,工艺柔性,传递柔性和产品柔性联系起来,将效率作为柔性的评判的决定性标准。

  正如上文提到的,Seith和Seith指出至少有50种不同的分类,但是,一般较为被人接受的分类是Browne[12]和Seith[5]的分类方法。Browne将柔性分为了8种:机器柔性,流程柔性,混流柔性,产品柔性,批量柔性,扩展柔性,生产柔性,工序柔性。Seith在他的基础上增加了3个柔性并将它们分成了三个层次。所增加的3个柔性为材料运送柔性,规划柔性和市场柔性。分成的三个层次为基础柔性层,系统柔性层和总计柔性层。

  第一个层次为基础的柔性,即柔性的基本组成部分,而第二个层次又被称做车间柔性层,既一个生产系统在生产中的柔性,而第三个层次则面向公司和市场,故被成作总计柔性层。

  虽然在Seith之后,仍旧有许多人提出了许多不同的分类方式,但是都没有得到这种程度的认可。其他的作法通常是为了某个目的而进行分类。其中为了柔性的度量而进行的分类最多。因为在这11种分类方法中,只有少数的几种柔性是较易于进行度量研究的。