柔性制造系统的特征

1、关于柔性制造系统的特征的调查报告组别：第三组学号：08203041班级：08体化2姓名：钟旺摘要：柔性制造系统又称fms,她是由数控加工设备，物料运储装置和计算机控制系统等几 个单元组合而成的的自动化制造系统。本文主要讲的是柔性制造系统的特征，其主要特征为生产柔性、牛产效率、技术利用率、系 统可靠性和投资强度比，柔性是它的最重要的特征，还有描述了模块化柔性制造系统的主要 特征。我通过对网上以及书本上的资料进行分类归纳其特征。关键词：柔性制造系统；特征；柔性；模块化正文：柔性制造系统（fms）是由数控加工设备，物料运储装置和计算机控制系统等组成的自 动化制造系统。具包括多个柔性制造单元，能根据制

2、造任务或牛产坏境的变化迅速进行调整, 适用于多站种、中小批量生产。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，可以按照计算机辅助工艺过程的派生法组织生产，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，能白动调整并实现一定范i韦i内多种工 件的成批高效生产（即貝有“柔性”），并能及时地改变产品以满足市场需求。柔性制造系统 兼有加工制造和部分住产管理两种功能，因此能综合地捉高牛产效益。柔性制造系统应具备 以下特点。（1）从硬件的形式上看，柔性制造系统由加工、物流、信息流3个了系统组成。1以上的数控机床或加工中心及其他加工设备，包括测量机、清洗机、动

3、平衡机、各种特种 加工设备等。2套能口动装卸的运储系统，包括刀具的运储和工件原材料的运储。具体结构可采用传送 机、运输小车、搬运机器人、上下料托盘、交换工作站等。3. 一套计算机控制系统。（2）从软件内容看主要包括以下3点。1. 柔性制造系统的运行控制。2. 柔性制造系统的质量保证。3. 柔性制造系统的数据管理和通信网络。（3）从功能上看它必须具备以下功能。1能自动进行零件的批量生产。2. 简单地改变软件，便能制造出某一零件组的任何零件。3. 物料的运输和储存必须是自动的（包括刀具工装和工件）。4. 能解决多机条件下零件的混合比，且无须额外增加费用。性制造系统的柔性化：“柔性”是相对于“刚性”

4、而言的，传统的“刚性” h动化生产线主要实现单一品 种的大批量生产。其优点是生产率很高，山于设备是固定的，所以设备利用率也很高，单件 产品的成本低。但价格相当昂贵，几只能加工一个或几个相类似的零件，难以应付多品种中 小批量的生产。一个理想的fms应具备8种柔性：设备柔性、工艺柔性、产品柔性、工序 柔性、运行柔性、批量柔性、扩展柔性和生产柔性。(1 )设备柔性系统中的加工设备具有适应加工对彖变化的能力。其衡量指标是当加丄对彖的类、 族、品种变化时，加工设备所需刀、夹、铺具的准备和更换时间；硬、软件的交换与调整 时间；加工程序的准备与调校时间等；(2 )工艺柔性系统能以多种方法加工某一族工件的能力

5、。工艺柔性也称加工柔性或混流柔性，其 衡量指标是系统不采用成批牛产方式而同时加工的工件品种数:(3)产品柔性系统能够经济而迅速地转换到生产一族新产品的能力。产品柔性也称反应柔性。衡 量产品柔性的指标是系统从加工一族工件转向加工另一族工件吋所需的吋间；(4 )工序柔性系统改变每种工件加工工序先后顺序的能力。其衡量指标是系统以实时方式进行工 艺决策和现场调度的水平；(5 )运行柔性系统处理其局部故障，并维持继续生产原定工件族的能力。其衡量指标是系统发生 故障时生产率的下降程度或处理故障所需的时间；(6 )批量柔性系统在成木核算上能适应不同批量的能力。其衡量指标是系统保持经济效益的 最小运行批量；(

6、7 )扩展柔性系统能根据生产需要方便地模块化进行组建和扩展的能力。其衡量指标是系统可扩 展的规模大小和难易程度；(8 )生产柔性系统适应生产对象变换的范围和综合能力。其衡量指标是前述7项柔性的总和。模块化柔性制造系统的特性：在综合性的专业实验室里，主要传授与实践冇关的教学内容和实际的操作技能，在建立 综合性的专业实验室时，必须考虑到使学习的内容与劳动过程紧密相关。因此，所要建立的 模块化柔性制造系统具备了下述重要特性：(1) 工业标准化特性在系统中绝人部分的设备和器件都符合工业标准，尽可能不使用过分简化了的教学设备 与器件，使学牛.可以在一个能反映真实牛产过程的系统中学到专业知识与操作技能。(

7、2) 模块化特性系统被设计成具有模块化的特性，也就是系统中的每个功能部件都能独立运行，重要的 功能部件应该是分布式控制的。在学习过程中，学生不仅可以对各个功能部件进行操作，而 且还可以根据不同的教学内容增减功能部件,功能部件的增减同时又不影响系统屮其他功能 部件的运行。(3) 结构的开放性和兼容性由于电了技术、信息技术和自动化技术的快速发展，所建系统必须与变化了的技术要求 相匹配。在设计该系统时，我们充分考虑了其硬件结构与软件系统的开放性和兼容性，使得 组成该系统的设备不仅能与当今其他设备相组合和匹配，而且还具有进一步开发的可能性, 为将來技术更新留有余地。(4) 学习的实践特性学生在综合性的

8、专业实验室中学习时应该具冇创造性劳动的可能性，也就是允许学生对 某些设备进行拆装、更改，以使他们能够真正学到生产实际所需的专业技能。在该系统屮采 用的元器件虽然是工业用的，但是，在设计这些元器件时已经充分考虑到了拆装的方便性。 所以，学生能较容易地把建好的系统重新拆开，然后再组装起来，而且还可以通过增减器件 来对系统的配置进行重构。(5) 现代教学特性在现代职业劳动中，劳动组织形式是以小组劳动为特征的，在职业技术教育中，学生在 学校就应该了解并习惯于这种劳动组织形式。模块化柔性制造实验系统为学生提供了这种可 能性，这是因为每个功能部件都能独立运行，各功能部件乂通过局域网络相连接，通过协调 控制

9、连成一个系统。当学生在该系统屮学习时，可以将“构建系统”作为一个学习课题，先构 思出整个系统的方案，然后各小组分别对各功能部件进行设计、安装、编程和调试。在各功 能部件调试通过z后，将组合系统进行整体调试。柔性制造系统可分为以下几种类型：1. 按零件加工顺序配直机床的系统。根据被加工零件的加工顺序选择机床，并用一个物料储运系统将机床连接起來，机床间在加 工内容方面相互补充。工件借助一个装卸站送入系统，并由此开始，在计算机控制下，由一 个加工站送至另一个加工站，连续完成各加工工序。通常，工件在系统屮的输送路径是固定 的，但是不同的机床也能加工不同的工件。2. 机床可相互替换的系统。这类柔性制造系

10、统在设备出现故障时，能用替换机床保持整个系统继续工作。在一个由几台 加工中心、一个存储系统和一个穿梭式物料输送线组成的柔性制造系统中，工件可以送至任 何一台加工中心，它们都有相应的刀具来加工零件。计算机具有记忆每台机床的状态，并能 在机床空闲时分配工件去加工的能力。每台机床都配有能根据指令选用刀具的换刀机械手, 能完成部分或全部加工工序。该系统中述具有机床刀库的更换和存储系统，以保证为加丄多 种零件所需的刀具量。这类柔性制造系统的最人优点是设备发生故障时,只有部分系统停工, 工件的班产量有所降低，但不会造成停产。3. 混合型系统。实际生产中常常采用既按工序选择，又具冇替换机床的柔性制造系统，这

11、就是混合型系统。 系统内同类机床间具有相互替换的能力。4具有集中式刀具储运系统的柔性制造系统。这种集中式储刀装置可以是与机载刀库交换的备用刀库，也可以是与机床多轴主轴箱交换的 备用主轴箱。系统屮的刀具都按工件的加工要求集屮布置在若干个储刀装置中，当所加工任 务确定后，控制系统选出和应的多轴箱或备用刀库送至机床，來完成工序的加工要求。 通过对以上的柔性制造系统一些基本的概念和定义，现在接着对该系统的特征进行分析。 柔性制造系统主要的特征为生产柔性、牛产效率、技术利用率、系统可靠性和投资强度比。生产柔性：针对自动化生产线来讲的，如果通过重新的组合和调整容易完成其他类型的 产品的生产，就叫柔性好，只

12、能适应单一产品的生产就是不具有柔性。生产效率：是指固定投入量下，制程的实际产出与最大产出两者间的比率。可反映出达 成最大产出、预定冃标或是最佳营运服务的程度。亦可衡量经济个体在产出量、成本、收入, 或是利润等目标下的绩效。技术利用率：在该系统中的一些新技术如传感器等等的用法，新的元件的加入等等。系统可靠性：随着科学技术的发展，现代化的机器、技术装备、交通工具和探索工具越 來越复杂。这些机器和设备等的口j靠性受到了人们的广泛重视，我们把这种可靠性称为系统 可靠性投资强度比：简单地说就是投入资金的多少，它与该系统功能和效率成什么比例。总结：通过对柔性制造系统（fms）的了解，我知道了柔性制造系统的一些特征。而我们正在 学习的就是模块化柔性制造系统，因此了解了这个系统，会让我对这个系统的操作运行更得 心应手。在调查过程中，我发现必须知道了每一个部分的定义与概念z后，才可以对该系统 的特征更加肓观的分析。否则，就会不明白资料上所讲的一些特征和作用，这样会使你对这 个系统产生错误的看法。我想如果能做到一个生产柔性度高、生产效率高、技术利用率高、系统可靠性高以及投 资强度比低的柔性制造系统，那这将是一个非常完美系统，但是这种情况现在不存在的，因 为一个系统是冇多个方面组合成的，而r对于制造的产品还冇不同的