軌道車輛大部件因為具有尺寸大(約25m長)，變形控制嚴，基礎剛性要求高等特點，導致工裝設計和制造周期長，嚴重制約生產轉產周期。近年，鐵路軌道機車車輛制造公司參考汽車和飛機制造行業的“柔性工裝系統(FFS)”，配合已有的3D設計平臺、PDM等管理平臺，逐步形成了各自的柔性夾具制造系統。
一、軌道車輛行業柔性焊接夾具的現狀
目前鐵路機車車輛的組裝焊接夾具主要存在以下誤區：①工裝柔性越大越好。工裝設計考慮焊接、加工等多個過程，導致結構過于復雜，結果調整難度大，一次投入巨大，使用反而不方便，導致棄之不用，有的甚至放棄柔性化制造系統。②工裝柔性理念不統一。企業產品設計環節、工裝設計環節、制造環節、管理環節等各環節管理理念不統一，導致各批柔性工裝設計理念不同，工裝柔性趨勢與產品發展趨勢不一致，終工裝的柔性設計與實際需求脫節，使用時甚至不如工裝。
二、柔性工裝制造系統拓展
考慮柔性工裝的優勢在于“化設計，化制造”，而這 建立在企業從產品設計、工藝確定、工裝設計和制造、管理等統一理念和協同工作的基礎上，否則其優越性很難體現，甚至不如工裝。因此，在以往的柔性制造系統的基礎上，增加了“產品相似性設計”和“柔性化程度評估”的過程。
(1)產品設計的相似性分析
為了工裝的柔性方向正確， 從產品的設計開始。設計部門在進行新產品設計時，同類產品的結構應盡量保持主結構穩定，差異部分與現有的工裝柔性趨勢相近或相同。這樣降低了焊接夾具柔性部件的數量，可降低因增加工裝柔性而帶來的成本增加和設計難度。
(2)工裝柔性程度分析
柔性程度的確定是柔性工裝制造中的重要環節。柔性過小，沒有實際意義；柔性過大，將造成設計復雜，一次投入巨大。如果產品發展方向錯誤將造成無用的柔性，終造成柔性投入失敗，影響企業柔性工裝投入的積極性。因此，建議在以往的系統中拓展增加“柔性程度評估”的環節。
柔性程度評估，主要可以通過以下兩個過程完成：
過程1：分模塊確定柔性程度。先制定統一的原則，按照柔性系統中已有的單元分別確定柔性的原則和程度。具體的操作如下：①基礎單元：工裝的主體結構，一般不換，相對固定，只預留柔性接口。②定位單元：本身化設計，接口標準化設計，可以不設置柔性。③夾緊單元：形狀、尺寸歸類標準化設計，儲備柔性調節范圍，與基礎單元接口標準化設計。④動力單元：液壓或風動系統，接口標準化，管路連接儲備調整量。⑤控制單元；包括動力系統和設備的PLC控制，只預留柔性接口。⑤擴展接口：評估產品發展趨勢，只預留柔性接口。
過程2：參考工裝使用頻率確定柔性程度。從使用頻率出發，合理的確定柔性的程度，工裝部分和柔性部分配合使用。示例如下：①產品范圍：只考慮近5年內可能使用的產品類型，如高速車的側墻、車頂和底架。②轉產周期：時間太短沒有太大的實際意義，因此確定轉產周期為1一2天/次。③轉產頻次：考慮工裝壽命約10年，轉產的頻次確定為2一3次/a。④柔性擴展費用：應小于整體工裝費用的20%。拓展前后新、舊制造系統的經濟性對比如附表所示。
通過以上的對比，得知拓展后的新柔性夾具制造系統在轉產時與拓展前的柔性工裝同樣具備：基礎單元保留，只需要換標準件(在工裝庫中已有)，接口標準化，提前仿真模擬等優勢，并且在轉產周期的前提下，降低了經濟投入。
新的柔性制造系統通過增加“產品相似性設計”和“柔性化程度分析”的過程，降低了柔性工裝投入的盲目性，充分發揮了柔性焊接夾具制造系統經濟、的優勢，對柔性焊接夾具制造系統的可持續發展具有重要的意義。
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