Повышение эксплуатационной гибкости и мобильности производства, наряду с повышением производительности труда и улучшением качества продукции, является одной из основных задач современного машиностроения. В случае применения универсального оборудования гибкость производственного процесса можно обеспечить только при условии, что предприятие имеет в достаточном количестве квалифицированный персонал. В настоящее время наметилась устойчивая тенденция сокращения притока рабочей силы на предприятия машиностроительных отраслей. Значительно увеличились затраты на подготовку квалифицированного обслуживающего персонала. В этих условиях повышение гибкости производства возможно только при применении автоматизированных систем, позволяющих значительно сократить потребность в обслуживающем персонале.

Гибкость автоматизированного производства обеспечивается гибкостью производственного оборудования и маршрутной гибкостью (гибкостью технологических маршрутов).

Можно выделить следующие элементы обеспечения гибкости:

1) создание перспективных производственных структур;

2) применение станков с ЧПУ;

3) применение методов технологической унификации и групповых технологий;

4) автоматизацию вспомогательных работ.

1) Первым элементом обеспечения гибкости является создание перспективных производственных структур и комплексов оборудования.

Гибкие производственные системы (ГПС) рассматриваются как принципиально новая система организации машинострои­тельного производства, основанная на использовании автоматизированного переналаживаемого оборудования и средств вычислительной техники.

ГПС обладают свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик. Система обеспечения функциониро­вания ГПС представляет собой в общем случае совокупность взаимосвязанных автоматизированных систем, в функции которой входит проектирование изделий, технологическая подготовка их производства, управление с помощью ЭВМ и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки.

Основным технологическим обору­дованием в ГПС являются:

а) Гибкие производственные модули (ГПМ). ГПМ — многоцелевой станок с накопителем заготовок, магазином инструментов (или револьверной головкой) и автома-тическим выполнением всех функций (подачи заготовки в рабочую зону, выбора и смены инструмента, изменения режимов резания, изменения положения рабочих органов станка и т.п.). ГПМ предназначены для производства изделий произ­вольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик. Модули работают автономно, автоматически осуществляя все функции, связанные с изготовлением изделий. Они должны иметь возможность встраиваться в гибкую производственную систему.

б) Роботизированный технологический комплекс (РТК) представляет собой совокупность единицы технологического оборудования, промышленного робота и средств транспортирования и подачи заготовки в рабочую зону, средств оснащения, автоном­но функционирующий и осуществляющий многократные циклы. В качестве технологического оборудования может быть использован также промышленный робот. Средствами оснащения РТК могут быть: устройства накопления, ориентации, поштучной выдачи объектов производства и др. РТК могут использоваться как самостоятельно, так и быть составной частью ГПС. Если РТК предназначены для работы в составе ГПС, они должны иметь автоматизированную переналадку и возможность встраиваться в систему. Совокупность РТК, связанных между собой транспортными средствами и системой управления и обслуживаемых одним или несколькими промышленными роботами, образуют роботизированные технологические линии и участки.

Важнейшей тенденцией развития ГПС является повышение степени интеграции (комплектности обработки), т.е. осуществления в автоматизированном режиме полного технологического маршрута – от предварительной обработки заготовок до финишных операций, включая очистку, мойку, сушку, измерение, обработку токами высокой частоты (ТВЧ), рифление, маркировку, сборку и др.  ГПС являются основой для внедрения систем управления с ЧПУ класса DNC.

2) Второй элемент гибкости — применение станков с ЧПУ. Станки с ЧПУ являются базовым технологическим оборудованием для ГПС. 

Их применение позволяет стабилизировать производственный процесс за счет уменьшения брака, стабильности качества изделия, сокращения сроков подготовки рабочих требуемой квалификации. Кроме того, применение станков с ЧПУ позволяет резко сократить сроки освоения новой продукции. Особенно большой эффект дает внедрение многоцелевых станков с ЧПУ (обрабатывающих станков), позволяющих за счет концентрации технологических возможностей оборудования существенно сократить количество операций, необходимых для полной обработки деталей. В результате концентрации операций сокращаются межоперационные пролеживания и, как следствие, снижается объем незавершенного производства.

3) Третий элемент – применение методов технологической унификации и групповых технологий.

Использование групповых технологических процессов позволяет значительно сократить технологическую вариантность производства. Обработку заданного комплекта деталей можно производить с небольшой подналадкой оборудования или вообще без его переналадки. Появляется возможность обрабатывать детали не партиями, а штучно, в ритме, диктуемом сборочным цехом. Кроме того, применение групповых технологий позволяет автоматизировать процесс подготовки управляющих программ.

4) Четвертый элемент обеспечения технологической гибкости – автоматизация вспомогательных работ.

Здесь необходимо выделить три составляющие:

а) использование АТСС, обеспечивающее возможность оперативного перераспределения ресурсов за счет централизованной доставки заготовок, полуфабрикатов и тех. оснастки  к любому рабочему месту. Кроме того, АТСС выполняет важную организационную роль, значительно упрощая учет имеющихся запасов;

б) применение ПР для загрузки МРС;

в) автоматизация контроля и внесения коррекции для поддержания заданной точности и качества обработки.

Маршрутная гибкость обеспечивает динамику материальных потоков, т.е. перераспределение материальных потоков на оборудовании, подачу заготовок данного типа к заданному виду оборудования с возможностью изменения маршрутной обработки в соответствии с оперативной обстановкой на участке.

С решением задачи обеспечения высокой гибкости производства связано большинство методов управления, планирования и учета хода производственного процесса.