柔性制造系统机床选择建模研究
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第２５卷 第１期 ２００３－１ 柔性制造系统机床选择建模研究刘 忠
华中科技大学 机械学院摘 要关键词
机床选择
ＴＨ１６６ 文献标识码
１００９－０１３４（２００３）０１－００２２－０３
Research on the model construction of FMS machine selection
LIU Zhong, DUAN Zheng-cheng
Abstract: The paper proposes a novel model on FMS machine selection problem, based on parts'
completion time as its optimal object subjected to machines' budget, to solve the problem of FMS' machine selection. The result of the instance of the problem, solved by genetic algorithm using its fast searching feature, compared with that of now used model ant its algorithm, proves the model proposed in the paper to be more reasonable and fit for the solution of FMS machine selection problem.
Key words : FMS; machine selection; genetic algorithm 收稿日期刘忠
(Science and Technology of Huazhong University, Wuhan 430074, China)
０ 引言
柔性制造系统（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ，
简称ＦＭＳ）是由数控加工设备中小批量产品的生产［１－４］
如果机床的类型和数量选择得当
，不仅可以减少投资
减少零件在加工过程的运输量现有的ＦＭＳ机床选择模型［５，６］多是基于成本目标采用加权方法构建，并采用基于穷举的启发式方法进行求解的，存在着成本参数难以确定
为此，本文介绍了一种基于时间目标的ＦＭＳ机床选择模型，并结合遗传算法快速高效的搜索特性，对ＦＭＳ机床选择问题进行了求解
因此，ＦＭＳ机床选择问题可以描述为：在满足系统零件生产
最小化系统生产时间，提高系统生产率
柔性制造系统FMS方案
柔性制造系统（FMS）方案 一、建设目标 采用工业标准的主流设备和器件，以真实工程零件为加工对象，构建一个企业型的高精度、高可靠性与高安全性的柔性制造生产、教学平台。 二、功能要求 1. 加工对象：以工程零件为加工对象，在该系统下能实现转向螺母的全自动加工，加工的零件符合图纸的各项精度指标要求。同时，该系统还能完成同类型5-6个真实零件的加工。 2. 操作模式：具有“联机/单机”两种操作模式，可单机训练也可整体控制。即系统中的每个加工执行单元（物流传输线、机器人、立体仓储、检测设备等）既能独立完成加工，利于学生的参与；又能联机自动加工，生产出合格的零件。 3. 软硬件接口：系统具备开放兼容的软硬件接口，在每个控制电控柜单元都留有扩展接口，以便系统有条件通过外接其它品牌的PLC 或单片机对系统进行控制与通讯。整套系统从软、硬件到结构都具有很强的开放性，便于扩展更多模块或外接外部工业设备。 4. 管理模式：采用数字化系统管理模式，每一台设备均采用网络型式对外联接，由服务器统一管理生产过程当中的各种数字联接任务，具有现代化柔性制造加工系统的特征，可进行小批量多品种柔性加工、无人值守加工。 5. 硬件性能：核心元器件均采用进口知名品牌，如机器人、可编程控制器、变频器、视觉系统、传感器、气动原件、伺服电机、继电器、人机界面、滚珠丝杠、直线导轨等，以确保设备的高精度、可靠性与安全性。 系统可以最终实现从综合控制监控中心、加工装配自动线、检测分拣系统、到最终的整套物流循环系统功能。可将大型现代化制造自动化现场的技术应用与工程项目完整涵盖。
三、加工零件及技术要求 图1 零件图1
柔性制造系统举例
钣材柔性制造系统应用实例 柔性制造系统是一个由计算机集成管理和控制、高效率地制造某一类中小批量多品种零部件的自动化制造系统。它具有两种或两种以上的加工工艺方式；一套物料存储运输系统，可以在机床和物料存储设备之间输送原辅料、工件、刀具等；运行信息的输出功能等基本特点。联合国欧经委对其定义为：由两个或两个以上的柔性加工单元构成，有自动传输系统通往工件库和刀具库，并在机床之间传送托盘、工件和工具，整个系统由计算机控制管理。 上世纪七、八十年代，钣材柔性制造系统已在国外开始应用。九十年代初，济南铸造锻压机械研究所设计开发出我国第一台以数控转塔冲床和数控直角剪床为主机的钣材柔性制造系统，并在天水长城开关厂运行至今，取得了很好的经济效益。在去年底德国汉诺威举行的第18届国际钣金加工技术展览会上，国外着名的钣金加工设备制造商如德国TRUMPF、意大利SALVAGNINI、芬兰FINN-POWER、日本AMADA等，均展出了其最先进的代表不同技术特点的钣材柔性制造系统，充分表明了钣金制造技术正朝着数字化、集成化和智能信息化的方向发展，体现为钣金加工设备由单机型向数控多机复合型转化，由多工序加工、人工辅助操作型向全过程一体化加工方式转化，由一般的过程自动化控制向网络化、智能化的自治管理的方向发展。为适应当前国内钣金加工领域迅速发展，促进国内巿场对柔性制造系统的需求，济南铸造锻压机械研究所最新开发研制出C1型钣材柔性制造系统，它具有冲剪复合、快速高效、紧凑完整、技术先进等特点，该设备已在今年第九届中国国际机床展览会上成功展出，并进一步推向巿场。 C1型钣材FMS的组成与特点 C1型钣材柔性制造系统以数控冲剪复合机为主机，配置有自动立体仓库、自动上料装置、数控分选码垛单元及其他辅助装置，由计算机及数控系统对其进行单元及全线控制，实现对钣料的自动加工过程。 该设备具有以下功能及特点： 1、钣料成垛出入库，能在很短时间内补充库存。 2、钣料入库作业不影响全线运行。 3、能自动校正钣料位置。 4、省时省料的钣料一体化冲剪加工。 5、工件分选细致并自动整齐码垛。 6、自动监控完善，保证设备安全。 7、远距离程序传输。 8、操作方式灵活。 9、软件可靠，可自动或人工优化排料。 10、全线结构紧凑精巧，占地面积小。
柔性制造系统研究与分析
摘要 近年来，随着FMS系统技术的推广和实施，FMS中的生产计划问题得到理论界和工业界的普遍关注，然而，由于理论研究与工程实际缺乏很好的沟通，无论是所研究的问题还是提出的调度方法都离实用化要求有相当的差距。因此，研究一种有效、适用的算法来解决FMS系统实际生产中的计划问题是一个值得研究的课题。 本论文围绕着有实际应用背景的FMS生产调度问题，研究新的调度方法和技术及它们在实际调度问题中的应用，主要在以下几个方面作了一些研究, FMS系统计划调度模型研究，并对FMS系统计划调度进行层次划分和层次关系的分析，重点论述了FMS作业计划的内容和主要完成的功能。在分析了各种常用作业计划方法的基础上，提出了制定FMS作业计划的启发式传算法，本章描述了解决FMS作业计划调度最短完工时间问题的一种快速有效的启发式算法。该算法基于一种优先指派规则和随机规则，对实例能够得到最优解或近优解。最后为典型企业提出计划调度系统方案设计。 关键词：柔性制造系统FMS 作业计划静态调度动态调度启发式算法
ABSTRACT Recently,with the development and implement of the technology of FMS system,the problem of productive planning and scheduling in FMS system are getting the broad attention in the dotain of theory and industry . But because of the lack of communication between the theory and the pracitce,the questions and methods of scheduling being studied are all unpractical. So,it is worth studying to find effective and applicable algorithms to sovle the problem of productive planning and scheduling in FMS system. The paper studied a new method of scheduling and its application in the practical productive problem.We studied on model of planning and scheduling in FMS.The paper partitioned the arrangement of planning and scheduling in FMS system and analysised the relation of all the arrangement.We also discussed the content and the function of the planning in FMS system. Based on analysing commonly used methods of activity planning，We proposed the heuristic algorithm.In this paper ，heuristic algorithm for solving the minimum makespan problem of job shop scheduling was presented.The algorithm was based on priority dispatching rule and random rule .A lot of instances showed that they could get optial or near optial by the heuristic algorithm. Finally, we proposed scheduling system design for typical enterprises. Key words: Flexible Manufacturing System Activity Planning Static Scheduling Dynamic Scheduling Heuristic Algorithm
基于柔性制造系统的创新实训教学
收稿日期：2008-08-29 作者简介：庄焕伟（1981-），男，广东潮州人，广东技术师范学院工业中心助教。研究方向：机器人控制、电机运动控制。 广东技术师范学院学报 2008年第12期Journal of Guangdong Polytechnic Normal University No ．12，２００8 基于柔性制造系统的创新实训教学 庄焕伟 （广东技术师范学院工业中心，广东广州510665） 摘 要：本文介绍了广东技术师范学院工业实训中心利用柔性制造系统进行实训教学的模式，探讨了通过创 新实训，充分提高和培养学生的各种实际能力。 关键词：实训教学；综合素质；柔性制造系统中图分类号：G 424.31 文献标识码：A 文章编号：1672-402X （2008）12-0088-03 1引言 随着工业自动化技术的迅猛发展，现代自动生产加工系统中的控制和操作技术越来越复杂，往往综合了机械、气动、液压、传感器技术、PLC 及伺服驱动、数控技术、机器人技术、通信技术、柔性制造及计算机集成制造技术等多门学科；在传统的工程学科教学中，通常各门课程单独讲授，每门课程虽然都有相应的实验，但基本上是原理性的验证，一般都是某一特定知识点的实验，而且使用的设备一般是特定的实验平台，与实际工业生产用的设备有着较大的差异，致使学生很少有机会了解各种技术在实际工程中是如何被综合运用的，也致使学生在学习各门课程后，仍不具备有实际的综合工程应用能力，仍不能达到现代企业生产对人才的要求水平。 广东技术师范学院（以下简称学校）工业实训中心成立于2003年，是学校各系师生的实操训练中心和职业素质训导中心，工业中心按学科区域建设为艺术学部、工业工程学部、专业技术考证学部、信息技术学部、中文经管学部以及教育与外语学部等，已建有58个文理科实训室。学生在完成专业理论课程的学习后，再到工业中心参加专业相关项目的实训，通过实训，不仅能使得学生掌握一些专业领域的先进技术，增强学生对工厂、企业、公司等环境的深入了解，并熟悉对对口专业基本设备的操作、维护和保养，同时有利于使学生把所学的知识与工程实践结合起来，培养学生的综合工程应用能力，首先，满足现代化企业对人才的需求，其次，使学生走 上工作岗位后，能快速适应实际生产工作。 在柔性制造系统的实训教学中，我们进行创新的教学实践的尝试，围绕的中心思想是：充分发挥学生的主观能动性，激发学生的创新能力，以科学的方法转换学生的思维方式，系统地提高他们结合工程实际进行综合分析问题和解决问题的能力，使他们养成科学作风和团队协作精神。在柔性制造系统的实训教学上，通过引导学生自行设计训练方案、自行编写加工程序、自行操作加工、自行检验，在较大程度上改变了老师讲授，学生被动接受的传统教学模式，取得了较好的教学效果。 2教学设备的组成和功能 柔性制造系统FMS （Flexible Manufacturing Sys -tem ）是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统；依各种生产要求的不同，柔性制造系统有各种不同的形式。学校工业中心微型自动生产线实训室的柔性制造系统的组成如图1所示。 图1实训设备系统组成
自动化制造系统柔性制造的研究现状
自动化制造系统柔性制造的研究现状 研究内容： 自动化制造系统是指在较少的人工直接或间接干预下，将原材料加工成零件或将零件组装成产品，在加工过程中实现管理过程和工艺过程自动化。管理过程包括产品的优化设计；程序的编制及工艺的生成；设备的组织及协调；材料的计划与分配；环境的监控等。工艺过程包括工件的装卸、储存和输送；刀具的装配、调整、输送和更换；工件的切削加工、排屑、清洗和测量；切屑的输送、切削液的净化处理等。 自动化制造系统包括刚性制造和柔性制造，“刚性”的含义是指该生产线只能生产某种或生产工艺相近的某类产品，表现为生产产品的单一性。刚性制造包括组合机床、专用机床、刚性自动化生产线等。“柔性”是指生产组织形式和生产产品及工艺的多样性和可变性，可具体表现为机床的柔性、产品的柔性、加工的柔性、批量的柔性等。柔性制造包括柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、柔性制造线（FML）、柔性装配线（FAL）、计算机集成制造系统（CIMS）等。 激烈的市场竞争促使企业产品的生产向多品种，中、小批量的生产类型过渡，为了应对这种新的竞争环境，柔性制造系统应运而生。在柔性制造系统中，生产调度、物流系统自动化控制以及信息集成是它的三个关键技术，这些技术对于柔性制造系统提高效率，降低成本以及形成更深层次的柔性化和自动化都非常有意义。 柔性制造技术是技术密集型的技术群，我们认为凡是侧重于柔性，适应于多品种、中小批量的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为: （1）柔性制造系统(FMS)。美国国家标准局把FMS定义为:“由一个传输系统联系起来的一些设备，传输装置把工件放在其他联结装置上送到各加工设备，使工件加工准确、迅速和自动化。中央计算机控制机床和传输系统，柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。国际生产工程研究协会指出“柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统，在最少人的干预下，能够生产任何范围的产品族，系统的柔性通常受到系统设计时所考虑的产品族的限制。”而我国国家军用标准则定义为“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统，它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。”简单地说，FMS是由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。 （2）柔性制造单元(FMC)。FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6～8年，FMC可视为一个规模最小的FMS，是FMS向廉价化及小型化方向发展的一种产物，它是由1～2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成，其特点是实现单机柔性化及自动化，具有适应加工多品种产品的灵活性。迄今已进入普及应用阶段。 （3）柔性制造线(FML)。它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS 之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床；亦可采用专用机床或NC专用机床，对物料搬运系统柔性的要求低于FMS，但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分散型控制系统(DCS)为代表，其特点是实现生产线柔性化及自动化，其技术已日臻成熟，迄今已进入实用化阶段。 （4）柔性制造工厂(FMF)。FMF是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了
柔性制造系统的关键技术a
柔性制造系统的关键技术 柔性制造系统(FMS)系指具有自动化程度高的制造系统。目前所谈及的FMS通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的柔性为目标的制造系统。随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切，FMS发展颇为迅速，并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展，也促使柔性制造技术日臻成熟，80年代后，制造业自动化进入一个崭新时代，即基于计算机的集成制造(CIMS)时代，FMS已成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点。 一、规模 按规模大小FMS可分为如下4类： 1.柔性制造单元(FMC) FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年，它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成，具有适应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS，是FMS 向廉价化及小型化方向发展和一种产物，其特点是实现单机柔性化及自动化，迄今已进入普及应用阶段。 2.柔性制造系统(FMS) 通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等)，由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。
3.柔性制造线(FML) 它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS 之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床；亦可采用专用机床或NC专用机床，对物料搬运系统柔性的要求低于FMS，但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS)为代表，其特点是实现生产线柔性化及自动化，其技术已日臻成熟，迄今已进入实用化阶段。 4.柔性制造工厂(FMF) FMF是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际，实现生产系统柔性化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平，反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表，其特点是实现工厂柔性化及自动化。 二、柔性制造的关键技术 1.计算机辅助设计 未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将三维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图形
柔性制造单元(FMC)
柔性制造单元（FMC）柔性制造单元（Flexible Manufacturing Cell，简称FMC）是在制造单元的基础上发展起来、具有柔性制造系统部分特点的一种单元。通常由1至3台具有零件缓冲区、刀具换刀及托板自动更换装置的数控机床或加工中心与工件储存、运输装置组成，具有适应加工多品种产品的灵活性和柔性，可以作为FMS中的基本单元，也可将其视为一个规模最小的FMS，是FMS向廉价化及小型化方向发展的一种产物。柔性制造单元适合多品种零件的加工，品种数一般为几十种。根据零件工时和组成FMC的机床数量，年产量从几千件到几万件，也可达十万件以上。FMC的自动化程度虽略低于FMS，但其投资比FMS少得多而经济效益接近，更适用于财力有限的中小型企业。目前国内外众多厂家都将FMC列为发展的重点。 一、柔性制造单元的基本功能 1.自动化加工功能。在柔性制造单元中，有完成自动化加工的设备，如以车削为主的车削柔性制造单元，以钻、镗削为主的钻镗柔性制造单元等。同时辅以其他加工，如车削柔性单元中可以有端铣或钻削、攻螺纹加工等，这些自动化加工设备由计算机进行控制，自动完成加工。 2.物料传输、存储功能。这是柔性制造单元与单台NC或CNC机床的显著区别之一。柔性制造单元配备有运行物料存储容量所需的在制品库、物料传输装备和工件装卸交换装置，并有刀具库和换刀装置。
3.自动检验、监视等功能。它可以完成刀具检测、工件在线测量、刀具破损（折断）或磨损检测监视、机床保护监视等。 4.单元加工的其他功能。单元加工的其他功能包括清洗，检验，切屑处理等。 二、柔性制造单元的基本组成 1.由加工中心或加工中心数控机床（含CNC）混合组成的加工设备。加工回转体零件的车削单元的设备一般不超过4台，大多数加工非回转体零件的单元选用一台加工中心作为基本加工设备。 2.单元内部的自动化工件运输、交换和存储设备。具体随工件特点及其在单元内的输送方式而定，工件在单元内的输送方式有以下两种。 1）托板输送方式。适用于加工箱体或非回转体类零件的FMC。为便于工件输送及其在机床上夹固，工件（或工件及夹具）被装夹在托板上，工件的输送及其在机床上的夹紧都通过托板来实现。具体设备包括托板输送装置、托板存储库和托板自动交换装置。 2）直接输送方式。适用于加工回转体零件的FMC。工件直接由机器人或机械手搬运到数控车床、数控磨床或车削中心上被夹紧加工。机床邻近设有料台存储坯件或工件。若FMC需要与外部系统联系，则料台为托板交换台，工件连同托板由外部输送设备（如小车）输入单元或自单元输出。 3.信息流系统。该系统实现对于加工中信息的处理、存储和传输。托板存储库式FMC。
生产系统建模与仿真试卷
上海海洋大学试卷 姓名：学号：专业班名： 一．简述题（共40分） 1.什么是事件在单通道排队系统中，哪两个典型事件影响系统的状态这两个典型事件分别发生时，可能会改变系统哪些状态（5分） 事件是指引起系统状态发生变化的行为或者事情 在单通道派对系统中的典型事件是：顾客到达和服务结束 顾客到达发生，系统可能会由闲开始变为忙，可能引起队长发生变化 服务结束，系统的状态可能有忙变为闲，可能引起队长发生变化 2. 分析FMS（柔性制造系统）中的实体、状态、事件和活动。要求每一项写出2个。（8分） 实体：机床、工件 状态：空闲、加工 事件：工件到达、加工结束 活动：工件到达与工件加工开始这之间的一段事件是一个活动
3．在排队模型中，假定用链表来存放排队等待服务的顾客。链表中只有“到达时间”这样的单属性，当前CLOCK ＝10，已用空间表和可用空间表的情形见下图1，并且任何时候队列中的顾客数不会超过4位。若已知排队系统中依次发生的事件如下表1。 请根据表1中列出的事件画出CLOCK ＝15，CLOCK ＝20，CLOCK ＝25时的已用空间表和可用空间表的情形（注意：画出的图形中必须标上行号）。（8分）
4．库存系统仿真中有哪4种类型的事件当这4种事件同时发生时，系统如何处理4种事件（4分） 1 货物到达 2 顾客需求 3 仿真结束 4 月初清库 5．请问输入数据分析的基本步骤有哪些，并简述各个步骤的基本内容（6分） 输入数据收集 分布的识别 参数估计 拟合度检验 6．在稳态仿真中，哪两种方法能够提高仿真结果的精度（4分） 重复运行次数和增加运行长度
二．计算题 （共60分） 1.指数分布的概率密度函数是 ()???≤>=-0 ,00,x x e x f x λλ 试用反函数法求服从指数分布的随机数。（10分） 10分 2.设a=5，c=3，M=8，取X 0=1。（10分） （1）用混合同余法产生（0, 1）均匀分布的随机数（要求产生一个周期的随机数）。 （2）用这种方法产生的随机数要进行检验，请问一般需要对产生的随机数进行哪几种检验 3．假定顾客随机地分别以1～8分钟（整数分钟）的间隔到达，到达间隔时间是1～8分钟，共计8
柔性制造自动化概述复习资料
柔性制造自动化概述复习资料
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柔性制造自动化概述复习资料 一、填空题: １、柔性制造系统的管理软件有、、、 、等功能。 2、作业规划软件中，、、、是作业计划制订的四个步骤。 3、按柔性制造系统承担的制造任务,可以把柔性制造系统分成、 、。 4、、、、、 是影响柔性制造系统布局的技术因素。 ５、精良生产的特征是、、 、、、。 6、柔性制造自动化系统开放的目的是突出子系统的特点、长期应付市场的急剧变化。 二、简答题: 1、简要指出柔性制造系统的基本组成、主要功能、适用范围。 ２、以机器人为核心设备的柔性装配系统，其控制系统有什么特色？试阐述其主要功能和实现方法。 ３、试说明人机协调的柔性装配系统的特点。 答：（1)由人和机器组成:装配系统有两个不可缺一的两个结构要素，即自动化机械设备和使该设备发挥作用的人；（2）人机互相学习:装配系统运行时,人和机器处于相互学习的状态。机器不断地把自身的运行状态和运行环境的变化告诉人,而人根据各种信息和自己的经验想出一些处理方法，在向机器学习的过程中进一步寻找处理方法,并把这些方法不断地传授给机器。(３)人机协调工作：在通信技术支持下,人机互相学习、共同进步，不断地提高自身的能力，协调一致地完成装配作业。
4、在柔性装配系统中，人与机器有何互补性？ 答:（1）生产效率:作业速度、工作持久性、故障,是影响装配效率的主要因素。机器能够以较高的作业速度持久地运行，但是会发生突发性的故障,从而使装配系统停止工作。与机器人完全不同,人不能保持恒定的工作速度，为了恢复体能需要工间休息,但是一般不会出现突发性的差错。(２)装配质量:能否专注工作，能否分析判断出有哪些因素决定装配的质量,这直接关系到装配的质量。机器能“专心致志”地工作，但是机器只能按照人们给出的模式来分析装配质量。与机器完全不同,人的注意力不能长时间的集中,但是人有能力对突发的质量事故进行综合判断。(３）对新产品的支持：柔性、智力、运算处理能力,直接影响新产品的开发与生产。机器只具备有限的柔性和一定的逻辑推理能力，但是具有高速准确的运算处理能力。与机器完全不同，人具有很高的柔性和卓越的思维预测能力，但是运算处理速度慢，并且容易产生差错。 ５、普通加工中心为什么不能满足柔性制造系统的要求? 答:作为单机使用的普通加工中心是在操作人员的管理下运行的,操作人员不仅要装夹和校正工件、输入数控程序、配备切削刀具，还要密切注视加工过程中的机床运行状态、刀具状态、加工质量状态。普通加工中心要求操作人员进行这类干预，因此，不适应柔性制造自动化系统的需要。 6、试简述车削中心的主要工艺特点。 答：（1)多轴数控加工。普通数控机床只有一个主轴、一个刀架,只有X轴和Z轴两个数控轴，只能完成X轴与Z轴联动的数控加工。对车削中心来说,它最少有X轴、Z轴、Ｃ轴三个数控轴，可以完成X轴、Z轴、C轴三轴联动的数控加工,以及X轴、Z轴、C轴任意两轴联动的数控加工。（2）加工综合化。除具备普通车床的车削功能外，车削中心还有很强的综合加工能力。车削中心的Z轴与Ｃ轴联动,可以铣削螺旋槽;X轴与C轴联动，可以铣削端面凸台；控制C轴,可以加工端面沟槽。此外,车削中心还能加工横孔、侧平面、偏心孔、横偏心孔等特殊表面。（3）加工节奏快。要加快制造节奏,只能使工序集中，尽量减少上下工件的次数。车削中心有很强的综合加工能力,能够以工序高度集中的特长来完成回转体零件的切削加工，因此，它拥有很快的加工节奏。 7、试说明多级分布式控制系统中各级控制系统的主要职能。 答：可以把多级分布式控制系统的层次结构分成四个控制级,即公司级、工厂级、车间级、设备级。公司级职能：位于公司级的中央计算机管理着整个公司的运营状态。在综合数据库的支持下,它收集并处理市场和销售的信息,制定中长期生产计划，收集并积累产品制造数据。工厂级的职能:位于工厂级的主计算机承担着一个工厂的计划管理工作，即(1）根据中央计算机制订的生产计划,制订制造资源计划,管理生产进度和交货日期；（2）向单元计算机下达日作业指令，从单元计算机采集制造进度和完成状态的数据；(3)保存CＡD/CAＭ系统生成的数控程序,或者把数控数据传送给单元计算机;（4）定期向中央计算机传送每日作业进度数据。车间级的职能：（1）接纳并管理制造命令;（2）编制作业调度计划;（3)统计设备的运行业绩;(４)与单元控制器一道监视并控制各设备的运行状态；（５）制造完成后向主计算机传送有关数据。设备级的职能：设备级被称为柔性制造自动化系统的“底层”,在各自控制装置的操纵下,位于底层的设备最终把产品制造计划变成现实的产品。 8、刀具预调采用什么设备?试简述刀具预调的步骤。 答：采用的设备:测量头、测量架、刀架。预调的步骤:（1)把刀具装夹在刀架主轴上;（2)
浅谈柔性制造系统及其在制造业中的应用
浅谈柔性制造系统及其在制造业中的应用 袁榕徽 华东理工大学机械学院机设095 10094261 【摘要】柔性制造系统(FMs)系指具有自动化程度高的制造系统。目前所谈及的FMS通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的柔性为目标的制造系统。随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切，FMS发展颇为迅速，并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展，也促使柔性制造技术日臻成熟，80年代后，制造业自动化进入一个崭新时代，即基于计算机的集成制造(CIMS)时代，FMS已成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点。 【关键词】柔性制造系统计算机辅助设计柔性制造系统的应用 1柔性制造系统 1．1规模 按规模大小FMS可分为如下4类： （1)柔性制造单元(FMC)。 FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6-8年。它是由1 2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成具有适应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS，是FMS 向廉价化及小型化方向发展和一种产物。其特点是实现单机柔性化及自动化。迄今已进入普及应用阶段。 (2)柔性制造系统(FMS)。 通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等)。由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来。可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。 (3)柔性制造线(FML)。 它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心 CNC机床；亦可采用专用机床或NC专用机床。对物料搬运系统柔性的要求低于FMS 但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS)为代表，其特点是实现生产线柔性化及自动化，其技术已日臻成熟，迄今已进入实用化阶段。 (4)柔性制造工厂(FMF)。 FMF是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD／CAM。并使计算机集成制造系统(ClMS)投入实际实现生产系统柔性化及自动化。进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平。反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表。其特点是实现工厂柔性化及自动化。 1．2关键技术 (1)计算机辅助设计。 未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化。可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术。该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统将三维数字模型分成若干层二维片状图形。并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料。如此循环操作。逐层扫描成形。并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起。仅需确定数据，数小时内便可制出精确的原型。它有助于
柔性制造系统
柔性制造系统 一、基本简介 简称,,,，是一组数控机床和其他自动化的工艺设备，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。柔性制造系统由加工、物流、信息流三个子系统组成。 柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统(Flexible Manufacturing Syste m)，英文缩写为FMS。 FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。 [编辑本段] 二、主要功能和技术效果 FMS兼有加工制造和部分生产管理两种功能，因此能综合地提高生产效益。FMS 的工艺范围正在不断扩大，可以包括毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等。80年代中期投入使用的FMS，大都用于切削加工，也有用于冲压和焊接的。
采用FMS的主要技术经济效果是:能按装配作业配套需要，及时安排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少毛坯和在制品的库存量，及相应的流动资金占用量，缩短生产周期;提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积;减少直接劳动力，在少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续“无人化生产”;提高产品质量的一致性。 [编辑本段] 三、发展历史 1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念，研制了“系统24”。其主要设备是六台模块化结构的多工序数控机床，目标是在无人看管条件下，实现昼夜24小时连续加工，但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。 同年，美国的怀特?森斯特兰公司建成 Omniline I系统，它由八台加工中心和两台多轴钻床组成，工件被装在托盘上的夹具中，按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。这种柔性自动化设备适于少品种、大批量生产中使用，在形式上与传统的自动生产线相似，所以也叫柔性自动线。日本、前苏联、德国等也都在60年代末至70年代初，先后开展了FMS的研制工作。 1976年，日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC)，为发展FMS提供了重要的设备形式。柔性制造单元(FMC)一般由1,2台数控机床与物料传送装置组成，有独立的工件储存站和单元控制系统，能在机床上自动装卸工件，甚至自动检测工件，可实现有限工序的连续生产，适于多品种小批量生产应用。 70年代末期，FMS在技术上和数量上都有较大发展，80年代初期已进入实用阶段，其中以由3,5台设备组成的FMS为最多，但也有规模更庞大的系统投入使用。 1982年，日本发那科公司建成自动化电机加工车间，由60个柔性制造单元(包括50个工业机器人)和一个立体仓库组成，另有两台自动引导台车传送毛坯和工件，此外还有一个无人化电机装配车间，它们都能连续24小时运转。
柔性制造系统简述
柔性制造系统简述 1 前言 20世纪60年代以来,随着生活水平的提高,用户对产品的需求向着多样化、新颖化的方向发展,传统的适用于大批量生产的自动线生产方式已不能满足企业的要求,企业必须寻找新的生产技术以适应多品种、中小批量的市场需求。同时,计算机技术的产生和发展,CAD/CAM 、计算机数控、计算机网络等新技术新概念的出现以及自动控制理论、生产管理科学的发展也为新生产技术的产生奠定了技术基础。在这种情况下,柔性制造技术应运而生。柔性制造系统(Flexible Manufacturing System —FMS)的雏形源于美国马尔罗西(MAL —ROSE)公司，该公司在1963 年制造了世界上第1 条加工多种柴油机零件的数控生产线。FMS 的概念是由英国莫林(MOLIN)公司最早正式提出，并在1965 年取得了发明专利。FMS 正式形成后，世界上各工业发达国家争相发展和完善这项新技术，使之在实际应用中取得了明显的经济效益。柔性制造系统作为一种新的制造技术，在零件加工业以及与加工和装配相关的领域都得到了广泛的应用。 2 FMS 的定义和组成 FMS 指在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上, 通过计算机软件科学, 把工厂生产活动中的自动化设备有机地集成起来, 打破设计和制造的界限, 取消图纸、工艺卡片, 使产品设计、生产相互结合而成的, 适用于中、小批量和较多品种生产的高柔性、高效率、高自动化程度的制造系统。下图是典型的FMS 示意图。 从从图中可以看出,FMS 一般由5个功能系统构成： (l)自动加工系统。一般由2台以上的数控机床、加工中心或柔性制造单元(FMC)以及其他的加工设备构成。 (2)自动物流系统。该系统包括运送工件、刀具、冷却润滑液等加工过程中所需“物资”的搬运装置以及装卸工作站。 (3)自动仓库系统。由设置在搬运线始端或末端的自动仓库和设在搬运线内的缓冲站构成,用以存放毛坯、半成品和成品。 (4)自动监视系统。由各种传感器检测和识别整个FMS 及各分系统的运行状态,对系统进行故障诊断和处理,保证系统的正常运行。
柔性制造系统
柔性制造系统释义 柔性制造系统的英文写作"Flexible Manufacturing System"简称FMS。它是使用计算机技术将物流和信息流有机地结合起来，从而使得加工系统从"刚性"过渡到"柔性"，即柔性加工、输送等，用干高效率地制造多品种、中小批量产品。在此让我们从我国兵工企业的生产状况入手，来理解柔性的真正含义。 我国的兵工企业，基本上是在立足于打全面战争的战略形势下建设起来的。兵工企业的军品生产，主要是采用大批量生产的刚性生产模式，特点是"一个产品一个厂一条生产线"。 生产某种枪的生产线，就只能生产这种枪，对于别的产品就无能为力了。这种自动生产线生产效率高，批量大，但只针对单一或少量品种产品，缺乏或根本没有柔性。随着国防战略的转移，单一军品订货大幅削减，多品种、少批量的新产品需求不断增加，同时企业需要面向市场开发民用产品。面对新情况，当初追求产量规模的兵工企业，这时就很不适应了。平战结合、寓军于民的柔性化改造和建设成了兵工企业的必由之路。 柔性制造系统是能够适应生产中小批量各种零件的自动化系统，它具有对产品品种和批量变化的自动响应能力。它通常以数控机床或加工中心、加工中心实质上是一台复合的数控机床，它复合了多台数控机床的功能，并带有刀库和自动换刀功能)为基本加工设备，由数控装置或计算机统一控制各加工系统的运行。柔性制造系统的特点主要体现在柔性和自动化上。 柔性主要表现在加工对象的灵活可变性。即可以很容易地在一定范围内从一种零件的加工更换为另一种零件的加工。柔性自动化加工是通过软件(零件加工程序)来控制机床进行加工的。更换另一种零件时，只需改变有关零件数控加工程序和少量夹具'甚至不必更换夹具)，一般不必对机床、设备进行人工调整。这显著地缩短了多品种生产中的设备调整和生产谁备时间。 按柔性自动化程度不同，可把柔性制造技术分为以下3类。 (l)单机数控加工。是指用一台数控机床或加工中心加工机械零件的方法，是柔性自动化加工中规模最小的一种基本方法。其柔性最强，但生产效率最低，适合多品种、极少批量或单件的加工。
生产运作管理第一章练习题答案
《生产运作管理》练习题 第一章生产运作管理概述 三、选择题 1、企业生产系统中最基层的生产单位是（ B）。 A．班组 B.工作地 C.车间 D.工段 2、如果（ C）不符合要求，那么企业可能达到的产出水平将取决于生产系统中生产能力最低的那个环节，其他环节的生产能力则有剩余而得不到充分利用。 A．生产过程的连续性 B．生产过程的平行性 C．生产系统构成的比例性 D．生产系统的柔性 3、现代造船业把船体分成若干段，分别在船体车间内制造，最后把几段制成的船体吊到船台上拼装对焊，这样可以大大缩短每条船的船台生产周期，从而提高造船厂的生产能力。这体现了（ B ）。 A．生产过程的连续性 B．生产过程的平行性 C．生产系统构成的比例性 D．生产系统的柔性 4、按（ D）分类，可以把各种生产过程分为单件小批生产类型、成批生产类型、大量生产类型三种基本生产类型。A．产品的形态 B．产品的使用特征 C．产品的工艺特征 D．生产过程的重复性和稳定性
5、生产管理是关于企业生产系统的 A 、运行与改进工作的总称。 A．计划 B. 组织 C. 控制 D. 设计 6、以下哪个企业不是单件小批生产的典型企业（ C ）。 A.造船厂 B.重型机器制造厂 C.电视机厂 D.大型水轮机制造厂 7、（B ）是以数控机床和加工中心为基本加工设备的生产单位。 A.成组生产单元 B.柔性生产单元 C.大件生产单元 D.标准件生产单元 8、对于单件小批生产类型中结构特殊、工艺复杂、工序多、精度高，加工的技术难度大的主要件、关键件等可以采用哪种生产单元？（ C ） A.大件生产单元 B.柔性制造系统 C.成组生产单元 D.标准件生产单元 9.邮局提供的特快专递服务中，竞争重点放在（ D ） A.成本 B.质量 C.柔性 D. 时间 11.下面哪一类不属于离散型的生产类型（ A ） A.水泥 B.汽车 C.家电 D. 机床 12.饭店某夜的空床位只要过了该夜，就不可以再利用，体现了服务的（ A ）特点 A.无形性 B.生产与消费的不可分割性 C.不可存储性 D.顾客的参与性
柔性制造系统FMS教学内容
柔性制造系统F M S
柔性制造系统(FMS) 1．概述 1.1 柔性制造系统的发展 1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念，研制了“系统24”。其主要设备是六台模块化结构的多工序数控机床，目标是在无人看管条件下，实现昼夜24小时连续加工，但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。 同年，美国的怀特·森斯特兰公司建成 Omniline I系统，它由八台加工中心和两台多轴钻床组成，工件被装在托盘上的夹具中，按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。这种柔性自动化设备适于在少品种、大批量生产中使用，在形式上与传统的自动生产线相似，所以也叫柔性自动线。日本、前苏联、德国等也都在60年代末至70年代初，先后开展了FMS的研制工作。 1976年，日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC)，为发展FMS提供了重要的设备形式。柔性制造单元(FMC)一般由1～2台数控机床与物料传送装置组成，有独立的工件储存站和单元控制系统，能在机床上自动装卸工件，甚至自动检测工件，可实现有限工序的连续生产，适于多品种小批量生产应用。 70年代末期，柔性制造系统在技术上和数量上都有较大发展，80年代初期已进入实用阶段，其中以由3～5台设备组成的柔性制造系统为最多，但也有规模更庞大的系统投入使用。
1982年，日本发那科公司建成自动化电机加工车间，由60个柔性制造单 元（包括50个工业机器人）和一个立体仓库组成，另有两台自动引导台车传送毛坯和工件，此外还有一个无人化电机装配车间，它们都能连续24小时运转。 这种自动化和无人化车间，是向实现计算机集成的自动化工厂迈出的重要一步。与此同时，还出现了若干仅具有柔性制造系统的基本特征，但自动化程度不很完善的经济型柔性制造系统FMS，使柔性制造系统FMS的设计思想和技 术成果得到普及应用。 迄今为止，全世界有大量的柔性制造系统投入了应用，仅在日本就有175 套完整的柔性制造系统。国际上以柔性制造系统生产的制成品已经占到全部制成品生产的75%以上，而且比率还在增加。 1.2 柔性制造系统的定义 柔性制造系统（简称FMS）是由数控加工设备、物料储运装置和计算机控 制系统等组成的自动化制造系统。它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产的变化迅速进行调整，适用于多品种中、小批量生产。（依据：中华人民共和国国家军用标准－武器装备柔性制造系统术语）美国国家标准局(United States National Bureau of Standards)认为是：“由一个传输系统联系起来的一些设备（通常是具有换刀装置的加工中心）。传输装置把工件放在托盘或其它联接装置上送到各加工设备，使工件加工准确、迅速和自动。中央计算机控制机床和传输系统，可同时加工几种不同的工件”。 它的出现标志了机械制造行业进入了一个新的发展阶段，克服了原来机械 生产线只适合于大批量生产的刚性特征，能够适应中小批量、多品种的柔性生
DLMPS-800A模块式柔性制造系统
DLMPS-800A模块化柔性生产线实训系统 技术文件 图片仅供参考，请以实物为准 一、设备概述： 现代工业是计算机、信息技术、现代管理技术、先进工艺技术的综合与集成，涵盖了产品设计、生产准备、制造执行等多方面内容，是国家建设和社会发展的重要支柱之一。为了加强学生面向社会的挑战能力，提高机、光、电一体化的理论水平与实践能力刻不容缓，重点建设机电类工程柔性加工系统的实验平台，更具有迫切性和现实意义。 1
DLMPS-800A模块化柔性生产线实训系统是将微电子学、计算机信息技术、控制技术、机械制造和系统工程有机地结合起来，是一种复杂技术、高度自动化系统，柔性制造技术更是当前机械制造业适应市场动态需求及产品不断迅速更新的主要手段，是先进制造技术的基础。 DLMPS-800A模块化柔性生产线实训系统是一套完整，灵活、模块化，易扩展的教学系统，根据学生的实际水平研发并制造，从简单到复杂，从零部件到整机。采用铝合金结构件为系统的基本操作平台，利用多种机械传动方式模拟完成现代化装配过程的柔性加工系统，把实际工业生产中的电气控制部分、各种传感器和现代化生产中的组态控制，工业总线，充分展示在该系统中。 DLMPS-800A模块化柔性生产线实训系统是基于西门子工业自动化PLC控制系统的基础上开发而成的。该模块化柔性生产线，是针对高等教育及科研机构而开发的综合性的实训平台，适用于各类高等院校的机电一体化、自动化、网络化、系统化、先进制造业行业等专业的教学和从事相关专业的技术人员的综合应用，对工业现场设备进行提炼和浓缩，并针对实训教学活动进行专门设计，有机地融全了光、机、电、气、液于一体。该系统不仅可以作为自动化及网络的教学实训系统，还可以与子系统相配合组成网络化平台，并从中作为拓展使用。 传统的自动化教学系统大多是以单一模块设备为核心进行监测与控制的，这种模块可以完成一些简单的执行动作，但各模块之间缺乏复杂的连接和信息沟通，教师若想及时了解并指导每台设备的操作也存在一定困难，因此各台模块设备之间容易形成“自动化孤岛效应”。随着信息技术的不断发展，网络化的教学设备已经成为发展方向。同样，在工业现场的各种生产设备和检测系统都已经形成了网络化的通讯和管理调度。因此，对自动化网络通讯的学习已经成为自动化教学非常重要的组成部分。DLMPS-800A模块式柔性生 2