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摘 要 机械制造工业的发展与进步，在很大程度上取决于机械制造技术的水平和发展。在科学技术高度发展的今天，特别是多品种、大批量的高度自动化机械制造技术的实现，给机械制造领域带来许多新概念，使产品质量和生产效率大大提高。本文从高度自动化机械制造的相关概念谈起，然后对多品种、大批量的生产方式进行说明。
关键词 高度自动化；机械制造；过程控制框架
中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）70-0159-02
1 高度自动化机械制造概述
目前，我国制造业正面临个性化、多样化需求和标准产品大量需求并存的局面。同时我国标准产品的大批量生产方式的发展还不充分。影响大规模生产效率和效益的决定性因素，如专业化分工、科学的生产管理、标准化、自动化等，还需要进一步完善。因此，市场和我国的国情要求我们要努力满足用户个性化需求，主动推进生产方式向多品种、大批量的高度自动化机械制造发展，其中机械制造自动化技术包括：
第一，机械加工自动化技术：包括上下料、装夹、换刀、加工、零件校验等环节的自动化技术；第二，物料储运自动化技术：包括工件、刀具、其它物料的储运的自动化技术；第三，装配自动化技术：包括零部件供应、装配过程等的自动化技术；第四，质量控制自动化技术：包括零件检测、产品检测、刀具检测等自动化技术。
2 多品种、大批量生产方式说明
2.1大批量生产方式的产生
工业革命开始至20世纪初，机器代替人力成为生产主要方式，但仍有以作坊式的单件生产为主的模式，由于机器精度不高，产品质量主要靠从业人员的技艺来保证。20世纪初，福特汽车公司在底特律建立了世界上第一条自动生产线，标志大批量生产时代的开始。大批量生产方式具有生产周期短，生产效率高，生产成本低，产品质量好的特点。
2.2批量法则
当市场竞争以产品质量和生产成本为决定因素时，大批量生产方式显示了巨大的优越性。与中小批量生产相比，大批量生产可取得明显的经济效果，这就是所谓的“批量法则”。
批量法则以成本分析为基础。产品在其全生命周期内的总生产成本可近似表达为：
式中：CA-产品全生命周期总生产成本；
CF-固定成本；
CV-生产单位产品可变成本；
Q-生产产品总数量；
k-大于1的指数。
2.3多品种、大批量生产中存在的问题
2.3.1 批量法则方面
在大批量生产中，由于采用专用、高效和自动化的生产设备，可以获得高的生产率，低的生产成本，短的生产周期；但是多品种、大批量生产则不能很好的实现如上的效果。
2.3.2 制造周期方面
在多品种、大批量生产中，加工时间仅占生产时间的约5％，其余 95％均为周转等待时间。而且加工时间中真正进行切削的时间不足30% 。
3 基于多品种、大批量的高度自动化机械制造过程控制框架分析
基于多品种、大批量的高度自动化机械制造过程控制框架主要有成组技术、计算机集成制造以及并行工程三部分组成，以下将分别给予详细的说明。
3.1成组技术
3.1.1 成组技术的定义
在机械制造领域中一般将成组技术定义为将多种零件（部件或产品）按其相似性分类成组，并以这些零件组（部件组或产品组）为基础组织生产，实现多品种、中小批量生产的产品设计、制造工艺和生产管理的合理化。
3.1.2 成组工艺过程设计
1）综合零件法
综合零件包含了零件组内所有零件的结构要素，它可以是一个实际零件，但更多情况是一个假想零件。按综合零件编制工艺规程，则该工艺规程包含了零件组内所有零件的工艺内容。综合零件法多用于回转体零件的成组工艺过程设计。
2）综合路线法
将零件组内所有零件的工艺内容综合在一起，形成成组工艺。多用于非回转体零件的成组工艺过程设计。
3.1.3 成组技术在机械设计制造中的应用
利用零件编码，检索相似零件，减小重复设计工作量。据统计，一项新产品中有70%以上的零件设计可以借鉴或直接引用原有的设计。同样，利用产品和部件的继承性，对产品及部件进行编码，通过检索、调出和利用已有相类似设计，可显著减少新设计的工作量。
3.2计算机集成制造
3.2.1 计算机集成制造的理论依据
第一，企业生产活动的各个环节，从市场分析、产品设计、加工制造、经营管理到售后服务是一个统一的不可分割的整体。第二，整个生产过程可以视为一个数据采集、传递和加工处理的过程，最终产品可视为数据的物化表现。
3.2.2 计算机集成制造的技术原则
第一，包括实际工厂主要功能递推结构；第二，最小配置实际制造环境；第三，采用开放系统概念，多厂家设备（软、硬件）集成；第四，以信息集成为主，不追求机械设备完善；第五，自顶向下设计与自下而上实现相结合。
3.2.3 计算机集成制造控制结构图
3.3 并行工程
3.3.1 并行工程的概念
并行工程（CE）是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。这种工作模式力图使开发者从一开始就考虑到产品全生命周期（从概念形成到产品报废）中所有的因素，包括质量、成本、进度与用户需求。
3.3.2 并行工程的基本方法
首先，CE的核心是产品及其相关过程（加工工艺、装配、检测、质量控制、销售、售后服务等）设计的集成；其次，CE依赖于产品开发中各学科、各职能部门人员相互合作，相互信任和共享信息，通过彼此间有效地通讯和交流，尽早考虑产品全生命周期中的各种因素，尽早发现和解决问题，以达到各项工作协调一致；最后，CE方法有别于传统的强调“分工”的管理方式，是一种在更深层次上的集成，包括人、技术、管理的集成以及产品设计及其相关过程设计的集成。
3.3.3 并行工程的效益
第一，缩短新产品开发周期40％~60%；第二，提高设计质量，早期生产中工程变更次数减小一半以上，产品报废及反复工作减小75%；第三，制造成本下降30％~40%。
4 结论
多品种、大批量的高度自动化机械制造过程受成组技术、计算机集成制造以及并行工程三个因素的控制，这些控制技术对机械制造业产生了极其深刻和全面的影响，使制造业的发展打上了明显的信息化技术烙印，并引起了整个世界机械制造业的巨大变革。
参考文献
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[2]李道然.多品种小批量的生产计划与控制及其优化[J].东南大学学报，2010(3).
[3]刘建军.中小型多品种制造企业ERP系统的应用[J].贵州大学学报，2008(6).