Промышленное производство во второй половине 20 века получило импульс для развития и совершенствования – цифровизацию управления. Введение цифрового программного управления позволило выйти на кратное увеличение производительности и качества, сокращение издержек при производстве продукции. Цифровизация технологического оборудования позволила на практике реализовать сочетание высокой производительности, характерной для станков-автоматов, и гибкости, присущей универсальному оборудованию. Интенсивное развитие ЧПУ станков, а также систем управления промышленным производствам, привело к трансформации как самих производств, так и к существенным изменениям в качественных и количественных показателях выпускаемой продукции, и заложило основы для дальнейшего развития гибкости производств.

Второй существенной вехой в области развития автоматизации производств можно считать внедрение промышленных роботов. Промышленные роботы в сути своей — это станки с ЧПУ, основная задача которых, осуществлять манипуляционные операции с объектами производства. Роботизация производства реализует несколько важнейших принципов, определяющих направления её развития:

- роботизация должна не только замещать человека, но превосходить его (по точности, производительности, эффективности);
- роботизация должна являться модульным (встраиваемым) элементом, связывающим номенклатуру производимых изделий и производственно-технологическое оборудование;
- роботизация должна обеспечивать повышение гибкости производственной системы.

Цифровое производство дополняет процессы по типизации и группированию технологий, используя информационные технологии, позволяющие реализовывать технологические режимы, учитывающие взаимодействие различных физических процессов при производстве изделий, а также математические алгоритмы и моделирование технологических процессов, которые позволяет рассчитать эффективные режимы изготовления изделий. Современная автоматизация производства за счет глубокой интеграции с информационными технологиями и системами управления предприятием обеспечивает развитие методов и способов управления предприятием и повышение эффективности производства в целом.

Вопросы повышения гибкости, как часть общей задачи повышения эффективности производственных систем, являются комплексными и могут охватывать различные аспекты производственной, технологической, конструкторских, информационных областей, каждая из которых, в свою очередь, содержит большой потенциал для совершенствования и оптимизации. В настоящее время, повышение гибкости сборочных производств осуществляется преимущественно путем внедрения методов унификации конструкций изделий, типизации элементов гибких роботизированных технологических систем и расширение автоматизации технологического оборудования. Целью этих процессов развития производственных систем является обеспечение осуществления перехода от выпуска одного вида продукции на выпуск нового путем изменения только управляющей программы. При этом унификация технологических решений и гибкая роботизация обеспечивает ряд определяющих конкурентных преимуществ производственной системы: повышение качества продукции, повышение производительности при серийном, мелкосерийном или индивидуальном производстве, повышение гибкости технологической системы, снижение издержек и эксплуатационных расходов, улучшение условий труда персонала и многое другое. В немалой степени, унификация и роботизация являются определяющим требованиями для создания технологических киберфизических систем (системы в которой осуществлена интеграция вычислительных ресурсов и физических процессов) на производстве. Можно выделить ряд устойчивых тенденций влияющих на развитие производственных систем, основные из которых: расширение номенклатуры выпускаемых изделий при уменьшении размеров партии выпускаемых изделий; сокращение времени на переход от выпуска одного вида продукции на выпуск другого; возрастающие требования к качеству, себестоимости, сроков производства продукции независимо от размера партии; повышение требований к управляемости производства для более глубокой интеграции с проектными системами. Указанные тенденции приводят к потребности в все большей автоматизации малых предприятий с широкой номенклатурой изделий и малой серийностью производства. Традиционно на таких производствах за счет ручного труда компенсируются ограниченная технологическая гибкость существующей автоматизации и обеспечивается требуемая гибкость при малых сериях выпуска большой номенклатуры продукции.

Особую сложность для автоматизации представляют сборочные операции, определяющие в значительной мере технико-экономические показатели изделий, и являющиеся в большинстве случаев завершающими процессами по обеспечению качества изделий на этапах производства. Автоматизация сборочных операций обусловливается следующими основными факторами: высокая трудоемкость сборки, влияние на качество сборки и производительность сборочных операций человеческого фактора, необходимость быстрой переналадки при переходе на выпуск нового изделия. Одним из инструментов типизации технологических процессов и технологического оборудования являются промышленные роботы, которые при этом позволяют в значительной мере решить проблемы пространственного положения (ориентации) деталей относительно друг друга и технологического оборудования при выполнении технологических операций.

Под гибкостью производственной системы принято понимать способность переориентации на производство новых изделий при минимальном изменении материально-технической базы. Одной из важнейших характеристик гибких производственных систем является эффективность производства. Гибкая производственная система имеет следующие преимущества:

- Уменьшение времени производства. Гибкие производственные системы могут быстро переходить от одной продукции к другой, что позволяет уменьшить время производства и повысить эффективность.

- Минимизация запасов. Гибкие производственные системы позволяют более точно планировать производство и снижать запасы на складе, что позволяет уменьшить затраты на хранение запасов и связанные с этим затраты.

- Улучшение качества продукции. Гибкие производственные системы позволяют быстро реагировать на изменения в производственных процессах и минимизировать возможные ошибки или проблемы при обеспечении качества продукции.

- Экономия ресурсов. Гибкие производственные системы позволяют использовать ресурсы более эффективно, обеспечивая более точный баланс между производством и затратами на использование ресурсов.

- Управление производством на основе данных. Гибкие системы производства могут собирать данные и интегрироваться с другими системами, что позволяет менеджерам быстро реагировать на изменения и управлять производством на основе данных.

Гибкость производственной системы может быть характеризована внешней и внутренней гибкостью. Внешняя гибкость производственной системы включает в себя следующие виды гибкости:

1. По объему – способность производственной системы экономически эффективно функционировать при различных объемах производства.

2. По продукту – способность производственной системы обеспечивать быстрое и экономически эффективное переключение на производство нового продукта.

3. По продукции – все разнообразие продукции, которое производственная система способна производить.
Внешняя гибкость определяется номенклатурно-объемными показателями производственной системы и характеризует способность выпускать определенный диапазон продукции в заданных сроках, объемах и себестоимости.

Внутренняя гибкость производственной системы можно характеризовать следующими видами гибкости:

1. технологической - способность производственной системы реализовывать различные варианты технологического процесса на имеющемся технологическом оборудовании.

2. структурной - способность производственной системы быстрой перекомпоновки производственных элементов при необходимости изменения производственных процессов (оперативного варьирования состава производственных элементов).

3. машинной – способность переналадки технологических элементов производственной системы для производства заданной номенклатуры продукции.

Исходя из выше сказанного, можно утверждать, что внутренняя гибкость определяется технологическими, техническими и комбинационными возможностями производственной системы. Технологическая гибкость, в рамках рассмотренной классификации, достигается за счет возможности изменения: состава технологических операций, последовательности технологических операций, параметров технологических операций; то есть иначе формулируя – наличия того или иного необходимого технологического оборудования с требуемыми техническими характеристиками, перенастройкой технологических параметров этого технологического оборудования, последовательности применения этого технологического оборудования. Структурная гибкость достигается за счет возможности перекомпоновки технологического оборудования – то есть, технологическое оборудование должно иметь возможность изменять свое положение в производственном пространстве или должна быть предусмотрена такая (специальная) транспортная производственная система, которая позволяет менять траекторию движения заготовки, детали, узла или изделия, для требуемой взаимосвязи технологического оборудования. Машинная гибкость — это ни что иное, как перенастраиваемость технологических параметров этого технологического оборудования, т.е. возможность изменения режимов и параметров работы оборудования. Если наличие необходимого технологического оборудования с требуемыми техническими характеристиками принять как фиксированную характеристику производственной системы, условно не поддающейся автоматизации (можно условно принять что требуемое оборудование есть), то перенастраиваемость технологических параметров технологического оборудования и возможность изменения положения в пространстве технологического оборудования или объектов производства технологической системы (заготовки, детали, узла, изделия), оказывают основное влияние на внутреннюю гибкость производственной системы.

Таким образом, автоматизируя и совершенствуя указанные характеристики можно изменять внутреннюю гибкость производственной системы и как следствие внешнюю гибкость, т.е. гибкость производственной системы в общем.