概 述
装配是整个生产系统的一个主要组成部分，也是制造过程的最后环节。装配对产品的成本和生产效率也有重要的影响。作为最后的生产阶段，它必须在交货时间、批量大小、质量控制、产品更新等方面最大限度地适应不断变化的市场要求。
从工业革命开始，装配技术的发展经历了由手工装配到圆台式自动装配机、自动装配线装配，最后发展到柔性自动式装配系统的过程。
自动化装配的重要目的是提高生产效率、降低装配成本、稳定和改善产品质量、减轻劳动强度以及取代特殊条件下的人工装配，传统的自动化装配由于受到技术的限制，集中使用在单一大批量生产的产品线上。对于多品种小批量的离散式制造，通常不使用自动化装配。
进入21世纪后，随着先进的制造技术的发明，尤其是市场对个性化产品要求的推动下，柔性自动化技术开始在汽车、电子、机床等行业大行其道，但是由于装配自动化需要解决零件的整理、传送、抓取和装配，以及计算机辅助制订装配计划、零件的性能和尺寸必需非常稳定一致等高技术的要求，这些技术门槛对于刚刚起步不久的中国装配行业尤其是一些中小企业，无论是在资金上还是在技术上都是无法逾越的鸿沟。因此近年来一种高投入产出比的装配线模式浮出水面，逐渐适应了中小企业对装配技术的要求，这就是柔性混合式装配系统。
柔性混合式装配系统，顾名思义：柔性能够适应多品种的生产要求；混合式既包含自动装配，又包含手工装配，通过软件系统完美的结合自动及手工装配，实现提高装配效率、降低装配成本、稳定装配工艺、提高产品质量的最终目的。
自2005年以来，我们已先后为XXX公司和XXXX公司提供了三条柔性混合式装配系统，效果良好，受到一致好评。2007年为山西泰富的VVT生产线和广州佳鑫公司的天窗生产线，也分别提供了柔性混合式装配系统方案，目前项目正在洽谈中。
一. 实现基础：柔性技术
柔性技术即生产系统对多品种的适应能力。
我们说企业购买生产线实际就是付出昂贵代价聘请一个高级工人，这个工人能力越强，投资的回报也就越高，因此企业希望购买的生产线能够适应企业所有产品的生产，柔性技术更好地满足了企业的这种需求。
（一）柔性技术的原理
在更多的情况下，我们将企业的生产线设计成一个生产平台，至于生产什么由其上执行的工艺系统来确定。而生产能力由生产平台的可支配资源来确定，生产能力与工艺系统既互相支持又彼此制约。
图一.生产工艺与生产资源
比如在XX柔性线中，我们为生产线提供了手工、条码打印与识别、人工终检、拉铆、拧紧、压力/位移关系检测、ECU系统检测等资源。这些资源如何安排、使用、评估让其发挥最大的效能，生产出不同的产品，生产线设计时并不知道，完全依赖于生产时的工艺系统来确定。这样就体现了最大的生产柔性。系统启动前，由工艺人员确定生产的品种及工艺路线、检测方法合格条件，确定后形成一套完整的工艺文件，并下载到总控计算机中，总控计算机通过网络同各个控制工位联系，检查工位的准备情况，如果一切正常，将工艺分解后连同解码器一起分派给各个工位。各个工位接受任务后，将本工位的工序和工步及前置、完成条件进行分析运算，最终变成各执行器识别的协议分发给个执行器的控制器，完成生产，具体流程参考下图：
图二.柔性系统运行示意
通过上图我们可以知道柔性生产线的设计与传统生产线有所不同，在生产线设计初期，我们并不需要规划生产线能够生产什么、怎样生产，我们只需要知道生产线能够适应哪一类型产品工艺的要求，同时配备基础的生产资源就可以了，至于生产的具体品种和如何生产是由使用者在生产线运行过程中确定的。这样做最大的程度上适应了多品种生产的需要，而且随着生产的深入，用户可以通过第三方加入更多的生产设备，扩充生产线。我们基于上述过程开发的XX和XX生产线目前分别已经支持21和57个品种共线生产。而且XX生产线在已有的资源上又陆续加入了叠袋和旋铆资源。
（二） 柔性技术的具体实现
柔性技术具体到实现层面，如何能够实现上述要求呢？两个最关键的技术就是工艺映射软件和基础平台。
1. 工艺映射软件：
目前我们自主开发的工艺映射软件CraftMaps V1.5经过不断改进，已经具备以下功能：
1） 工艺编制：能够将工艺路线图形化，能够处理工位控制、生产设备控制、生产参数设定、工序、工步设定、产品合格条件设定、前置条件设定、工作流程设定、工位节拍设定等；
2） 工艺审查：发现不合理或不正确的工艺内容和方法；
3） 工艺持续改进：能够根据生产数据的分析结果，持续的对工艺进行调整；
4） 工艺映射：将工艺文件翻译成设备识别的协议，其支持的协议类型如下表所示：
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支持设备 |
协议类型 |
备注 |
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西门子S7200 |
自由口/PPI协议 |
PPI有待完善 |
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三菱系列PLC |
自由口协议 |
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数字设备 |
GPIB协议 |
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拧紧机、压机 |
RS232 BCD码协议 |
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80C51系列单片 |
TTI协议 |
自行设计 |
图三. 工艺软件界面
2. 基础平台：
对于柔性技术的实现，我们建立了一整套基础平台的设计规范，主要定义了关于柔性设计中一些设计要素的使用：
1） 网络拓扑、气路、供电的布局和相关规范；
2） 可移动的基础平台的设计标准、安全标准、结构形式；
3） 生产线的布局形式；
4） 基础平台台面标准布局和基础工位器具的摆放规则；
5） 通讯协议、报文、线程池的使用和规划规范；
图四.基础平台－自动检测台（Solidworks图）
