先进制造技术+柔性制造

FlexibleManufacturing

第六章柔性制造Outline—概述Asanintroductiontothesubsequentdiscussionsofproductionsystemsandadvancedmanufacturingtechnologiesitisusefultopresentadefinitionofthetermmanufacturingsystem.

关于对继生产系统和先进的制造技术讨论后的阐述，介绍制造系统术语的定义是十分有用的。Amanufacturingsystemcanbedefinedasaseriesofvalue-addingmanufacturingprocessesconvertingtherawmaterialsintomoreusefulformsandeventuallyfinishedproducts.

一个制造系统可以定义为一系列将原材料转变成更有用的形式，直至最终产品增值的制造加工过程。Inthemodernmanufacturingsetting,flexibilityisanimportantcharacteristic.Becausemanufacturingsystemisversatileandadaptable,whilealsocapableofhandlingrelativelyhighproductionruns.

在现代制造业的框架中，柔性是一个重要的特性。这意味一个制造系统是通用的和广泛适应的,同时也有较高的生产能力。Aflexiblemanufacturingsystemisversatileinthatitcanproduceavarietyofparts.Itisadaptablebecauseitcanbequicklymodifiedtoproduceacompletelydifferentlineofparts.一个柔性的制造系统是通用的，它能生产多种零件。它具有适应性是因为它可以被很快地调整，生产完全不同的零件。Aflexiblemanufacturingsystem(FMS)isanindividualmachineorgroupofmachinesservedbyanautomatedmaterialshandlingsystemthatiscomputercontrolledandhasatoolhandlingcapability.

一个柔性制造系统是一个单独的或成组的基于自动化物料处理系统的机器，被计算机控制的，具有工具处理能力的机器。Becauseofitstoolhandlingcapabilityandcomputercontrol,suchasystemcanbecontinuallyreconfiguredtomanufactureawidevarietyofparts.Thisiswhyitiscalledaflexiblemanufacturingsystem.

因为有工具处理能力和被计算机控制，这个系统可以被不断地调整，制造广泛和多样的零件。这是它为什么被叫做柔性制造业系统的原因。Flexiblemanufacturingrepresentsamajorsteptowardthegoaloffullyintegratedmanufacturing.

柔性制造是迈向完全一体化制造的重要一步。Itinvolvesintegrationofautomatedproductionprocesses.

它包括自动化生产程序的一体化。Inflexiblemanufacturing,theautomatedmanufacturingmachine（i.e.,lathe,mill,drill)andtheautomatedmaterialshandlingsystemshareinstantaneouscommunicationviaacomputernetwork.

在柔性制造过程中，自动化的制造机器（例如，车床，磨床，钻床）与自动化物料搬运系统通过一个计算机网络被即时联络。Fig.6.1isanexampleofaflexiblemanufacturingsystem.如图6.1所示就是一个柔性制造系统。Flexiblemanufacturingtakesamajorsteptowardthegoaloffullyintegratedmanufacturingbyintegratingseveralautomatedmanufacturingconcepts:

柔性制造对以下几个自动化制造概念的整合是实现完全整合的目标过程中所采取的一个重要的步骤：自动化生产程序(1)Computernumericalcontrol(CNC)ofindividualmachinetools.(1)计算机对个体机床的数字控制(CNC)(2)Distributednumericalcontrol(DNC)ofmanufacturingsystems.(2)制造系统的分布式数字控制(DNC)(3)Automatedmaterialshandlingsystems.(3)自动化物料搬运系统(4)Grouptechnology(familiesofparts).(4)组合工艺学(零件的系列)

Whentheseautomatedprocesses,machines,andconceptsarebroughttogetherinoneintegratedsystem,anFMSistheresult.

当这些自动化程序、机床和思想被引入一个集成化的系统中的时候，FMS就完成了。

HumansandcomputersplaymajorrolesinanFMS.

人和计算机在柔性制造系统中扮演重要的角色。

思想（concept复数形式）

Theamountofhumanlaborismuchlessthanwithamanuallyoperatedmanufacturingsystem,ofcourse.人类的劳动量当然要比用手工操作的制造系统少。

However,humansstillplayavitalroleintheoperationofanFMS.Humantasksincludethefollowing:

然而，人类仍然在FMS的操作中扮演着重要的角色。人类的工作包括下列各项：(1)Equipmenttroubleshooting,maintenance,andrepair(1)设备故障检修、保养和修理(2)Toolchangingandsetup(2)更换和调整工具(3)Loadingandunloadingthesystem(3)载入和卸载系统(4)Datainput(4)数据输入(5)Changingofpartsprograms(5)部分计划的变更(6)Developmentofprograms(6)程序拓展Flexiblemanufacturingsystemequipment,likeallmanufacturingequipment,mustbemonitoredforbugs,malfunctions,andbreakdowns.柔性制造系统设备，像所有的制造设备一样，一定会出现出错、故障和崩溃。Whenaproblemisdiscovered,ahumantroubleshootermustidentifyitssourceandprescribecorrectivemeasures.当一个问题被发现的时候，修理它的人必须找出问题的来源，并提出纠正的方案。人也承担着采取正确的措施修理那发生故障设备的任务。Evenwhenallsystemsareproperlyfunctioning,periodicmaintenanceisnecessary.即使当所有的系统正在正常地工作，定期维护也是必需的。Humanoperatorsalsosetupmachines,changetools,andreconfiguresystemsasnecessary.人类操作者在安装机械、更换工具及重置系统方面发挥着必要的作用。ThetoolhandlingcapabilityofanFMSdecreases,butdoesnoteliminateinvolvementintoolchangingandsetup.ThesameistrueofloadingandunloadingtheFMS.柔性制造系统的机床处理能力的减少不包括更换和安装刀具以及载入和卸载柔性制造系统。Oncerawmaterialhasbeenloadedontotheautomatedmaterialshandlingsystem,itismovedthroughthesystemintheprescribedmanner.一旦原料被加载到自动化物料搬运系统中,它就被系统以规定的运动方式移动。However,theoriginalloadingontothematerialshandlingsystemisstillusuallydonebyhumanoperators,asistheunloadingoffinishedproducts.

然而，最初的把原料加载到物料搬运系统中仍然常被人类操作工完成，卸载成品件也是如此。Humansarealsoneededforinteractionwiththecomputer.HumansdeveloppartprogramsthatcontroltheFMSviacomputers.人也需要和计算机互动。人用计算机控制FMS加工零件的程序。TheyalsochangetheprogramsasnecessarywhenreconfiguringtheFMStoproduceanothertypeofpartorparts.Humansplaylesslabor-intensiverolesinanFMS,buttherolesarestillcritical.当FMS生产另外类型的零部件的时候，人必须重置它的程序。人在FMS中劳动量很少，但仍然是至关重要的角色。ControlatalllevelsinanFMSisprovidedbycomputers.

FMS中各个级别的控制都是由计算机提供的。IndividualmachinetoolswithinanFMSarecontrolledbyCNC.TheoverallsystemiscontrolledbyDNC.个别机床在一个柔性制造系统中通过CNC控制的。而整个系统是被DNC控制的。Theautomatedmaterialshandlingsystemiscomputercontrolled,asareotherfunctionsincludingdatacollection,systemmonitoring,toolcontrol,andtrafficcontrol.如同包括数据收集、系统监视、工具控制和信息交换控制等其他功能一样，自动化的材料处理系统也是由计算机控制的。

Human/computerinteractionisthekeytotheflexibilityofanFMS.

人机交互是FMS柔性的关键。6.1HistoricalDevelopmentofFlexibleManufacturing

柔性制造的历史发展Flexiblemanufacturingwasborninthemid-1960swhentheBritishfirmMolins,Ltd.DevelopeditsSystem24.System24wasarealFMS.柔性制造技术出现在在十九世纪六十年代中期，当时在英国的Molins公司发展了System24。System24是真正意义上的柔性制造系统。However,itwasdoomedfromtheoutsetbecauseautomation,integration,andcomputercontroltechnologyhadnotyetbeendevelopedtothepointwheretheycouldproperlysupportthesystem.

然而，由于自动化、一体化及计算机控制技术还未发展到可以完全支持柔性制造系统需求的阶段，所以从一开始，它的命运就已被注定。ThefirstFMSwasadevelopmentthatwasaheadofitstime.Assuch,itwaseventuallydiscardedasunworkable.

首条柔性制造系统的出现早于在它所处的时代。就其本身而论，它最终将因难以运转而被放弃。Flexiblemanufacturingremainedanacademicconceptthroughtheremainderofthe1960sand1970s.贯穿余下的十十九世纪六十十年代及十九九世纪七十年年代，柔性制制造技术一直直停留在学术术概念阶段。。However,withtheemergenceofsophisticatedcomputercontroltechnologyinthelate1970sandearly1980s,flexiblemanufacturingbecameaviableconcept.然而，随着十十九世纪七十十年代后期和和八十年代早早期，精密计算机控制技技术的出现，，柔性制造技技术成为一个个可行的概念念。ThefirstmajorusersofflexiblemanufacturingintheUnitedStatesweremanufacturersofautomobiles,trucks,andtractors.美国应用柔性性制造技术的的早期使用者者主要是汽车车、卡车和拖拖拉机制造业业。★1967年年英国Molins公司司建成第一条条FMS。★70年代代末80年代代初，FMS商品化，从从机加工到焊焊接、装配、、检验及无削削加工等领域域。★80年代代后，基于计计算机的集成成制造。★1985年运行的FMS有400套。★1987年近800套。★1990年即达到1500多套套。★目前约有3000套左左右正在运行行。拓展柔性自动化制制造技术的发发展历程及现现状一、发展历程程的第一种划划分方法（三三个阶段）刚性自动化设备--自动动/半自动机机床、组合机机床、组合机机床自动线；；对象--单一一品种大批量量生产自动化化；特点--生产产效率高、加加工品种单一一。柔性自动化设备--NC、CNC、、FMC、FMS等。对象--多品品种小批量甚甚至单件生产产自动化；综合自动化经营管理、开开发设计、加加工装配、质质量保证自动动化，CIMS、CE、、LP、AM等。汽车后桥齿轮箱加工自动线柔性自动化50年代焊接机器人综合自动化70年代综合自动化二、发展历程程的第二种划划分方法（五五个阶段）1、第一阶段段（1913年－）：刚刚性自动化，，包括刚性生生产线和自动动单机。该阶段技术在在20世纪40年代已经经相当成熟。。特点：大批量量生产；仅适适用于单一品品种新技术：继电电器程序控制制组合机床2、第二阶段段（1930－）：数控控加工，包括括数控和计算算机数控。其中数控在20世纪50-70年代代发展迅速并并已成熟，70-80年年代计算机数数控加工取代代了数控加工工。特点：柔性好好；适用于多多品种中小批批量生产新技术：数控控技术、计算算机编程技术术等3、第三阶段段（1965年－）：柔柔性制造，包包括计算机直直接控制（DNC）、FMS和FMC。特点：柔性、、高效率；适适用于多品种种中小批量生生产；新技术：GT，DNC，，FMS，监监控技术………4、第四阶段段（1973－）：计算算机集成制造造系统CIMSCIMS在20世纪80年代以来发发展迅速。特点：强调系系统性和集成成性；新技术：现代代制造技术、、管理技术、、计算机技术术、自动化技技术、信息技技术、系统工工程技术………5、第五阶段段（1991年－）：智智能制造系统统（IMS）），包括计算算机直接控制制（DNC））、FMS和和FMC。1990年4月由日本倡倡导。特点：集成日日本的企业技技术、欧共体体的精密工程程技术、美国国的系统技术术等。以上介绍五个个阶段，是国国外发达国家家的发展历程程。我国与国国外发达国家家相比，有所所滞后，目前前正在努力跟跟进。6.2RationaleforFlexibleManufacturing柔性制造的基本原理Inmanufacturingtherehavealwaysbeentradeoffsbetweenproductionratesandflexibility.在制造业中，，总要在生产产率与柔性之之间相互权衡。Atoneendofthespectrumaretransferlinescapableofhighproductionrates,butlowflexibility.AttheotherendofthespectrumareindependentCNCmachinesthatoffermaximumflexibility,butarecapableonlyoflowproductionrates.Flexiblemanufacturingfallsinthemiddleofcontinuum.一方面，流水线能够实现高的的生产率，但但是柔性低。。另一方面，，独立的CNC机构能提提供最大的柔柔性，但是生生产率低。柔柔性制造则在在二者之间。。Therehasalwaysbeenaneedinmanufacturingforasystemthatcouldproducehighervolumeandproductionrunsthancouldindependentmachines,whilestillmaintainingflexibility.制造系统一直直以来就有一一个需求，就就是系统要有有较高的生产产率、独立性性，同时有适适应性。n.权衡；；折衷；（公公平）交易（（等于trade-off）Transferlinesarecapableofproducinglargevolumesofpartsathighproductionrates.流水线凭借高高的生产率能能生产大量零零件。Thelinetakesagreatdealofsetup,butcanturnoutidenticalpartsinlargequantities.Itschiefshortcomingisthatevenminordesignchangesinapartcancausetheentirelinetobeshutdownandreconfigured.流水线需要大大量机构装备备，但可以生生产大量相同的零件。它的主要缺缺点是即使是是很小的设计计部分的改变变都会引起整整个流水线的的停工和重置置。Thisisacriticalweaknessbecauseitmeansthattransferlinescannotproducedifferentparts,evenpartsfromwithinthesamefamily,withoutcostlyandtime-consumingshutdownandreconfiguration.这是它最为关关键的缺点。。因为这意味味着流水线，，在没有昂贵贵的、耗时的的停工及重置置系统的情况况下，不能生生产不同的零零件，即便是是同一系列的零件。Traditionally,CNCmachineshavebeenusedtoproducesmallvolumesofpartsthatdifferslightlyindesign.传统的数控机机床现已被用用来生产设计计中有微小改改变的小批量量零件。Suchmachinesareidealforthispurposebecausetheycanbequicklyreprogrammedtoaccommodateminororevenmajordesignchanges.However,asindependentmachinestheycannotproducepartsinlargevolumesorathighproductionrates.此类机床基于于此是一种很理想的的，因为它们们能被很快地地重新编程以以适应较小的的，甚至主要要的设计变化化。然而，作作为单个机床床是不能以较较高的生产率率生产大批量量零件。AnFMScanhandlehighervolumesandproductionratesthanindependentCNCmachines.Itcannotquitematchsuchmachinesforflexibility,buttheycomeclose.柔性制造系统统比单个数控控机床拥有更更高的产量和和生产率。在适用性方方面，它还不不能完全匹配配此类机床，，但是已很接接近。Whatisparticularlysignificantaboutthemiddlegroundcapabilitiesofflexiblemanufacturingisthatmostmanufacturingsituationsrequiremediumproductionratestoproducemediumvolumeswithenoughflexibilitytoquicklyreconfiguretoproduceanotherpartorproduct.大多数生产情情形要求中等等生产率生产产中等产量的的产品，并在在足够的适用用性下，能很很快地重置以以生产其他零零件或产品。。关于柔性制制造技术的取取中能力上，，这一点是特特别重要的。。Flexiblemanufacturingfillsthislong-standingvoidinmanufacturing.柔性制造填补补了制造业中中这一长期存存在的空白。。Flexiblemanufacturing,withitsgroundcapabilities,offersanumberofadvantagesformanufacturers:柔性制造造技术用用它的优势能力力为制造商商提供许许多的利利益：(1)Flexibilitywithinafamilyofparts(1)在在一系列列零件中中的适应应性(2)Randomfeedingofparts(2)随随意更换换零件(3)Simultaneousproductionofdifferentparts(3)同时生产不同同的零件件(4)Decreasedsetuptimeandleadtime(4)减减少生产产准备时时间和生产周期期(5)Moreefficientmachineusage(5)机机床的高高效使用用(6)Decreaseddirectandindirectlaborcosts(6)减减少了直直接和间间接的劳劳动费用用(7)Abilitytohandledifferentmaterials(7)不不同材材料的处处理能力力(8)Abilitytocontinuesomeproductionifonemachinebreaksdown(8)若若一台机机器出故障继续生产产的能力力见课本93页翻翻译6.3FlexibleManufacturingSystemComponents柔性制造造系统的的组成FMS的组成自动仓库工厂计算机中央计算机物流控制计算机运输小车加工单元1加工单元2加工单元n信息传输网络工夹具站AnFMShasthreemajorcomponents:一个柔性性制造系系统有三三个主要要的组成成部分：：(1)Machinetools(1)机机床(2)Controlsystem(2)控控制系统统(3)Materialshandlingsystem(3)物物料搬运运系统6.3.1MachineTools机床Aflexiblemanufacturingsystemusesthesametypesofmachinetoolsasanyothermanufacturingsystem,beitautomatedormanuallyoperated.Theseincludelathes,mills,drills,saws,andsoon.ThetypeofmachinetoolsactuallyincludedinanFMSdependsonthesettinginwhichthemachinewillbeused.柔性制造造系统同同任何其其他的制制造系统统一样，，使用相相同类型型的机床床，是被被自动控控制或用用手操作作的系统统。这些些包括车车床，磨磨床，钻钻床，插插床等等等。这种种类型的的机床实实际上包包含在一一个柔性性制造系系统内，，不同之之处在于于机床调调用的系系统设置置。SomeFMSaredesignedtomeetaspecific,well-definedneed.Inthesecasesthemachinetoolsincludedinthesystemwillbeonlythosenecessaryfortheplannedoperations.Suchasystemwouldbeknownasadedicatedsystem.一些柔性性制造系系统被设设计一种种特定的的、具有有明确需求求的系统。。在这些些情况下下，系统统内的机机床将仅仅仅是为为满足生生产计划划而必需需的。这这样的系系统就是是专用系统统。Inajob-shopsetting,oranyothersettinginwhichtheactualapplicationisnotknownaheadoftimeormustnecessarilyincludeawiderangeofpossibilities,machinescapableofperformingatleastthestandardmanufacturingoperationswouldbeinclude.Suchsystemsareknownasgeneralpurposesystems.在一个加加工车间间环境中中（或实实际的应应用环境境中），，不能提提前知道道或必然然包含广广泛发展展潜力，，能至少少运行标标准制造造操作的的机床都都在内。。这样的的系统就就是通用系统。6.3.2ControlSystem控制系统统ThecontrolsystemforanFMSservesanumberofdifferentcontrolfunctionsforsystem:一个柔性性制造系系统的控控制系统统为系统统提供不同的控控制功能能：(1)Storageanddistributionofpartsprograms(1)部部件加工工程序的的存储和和分配(2)Workflowcontrolandmonitoring(2)工工作流程程的控制制和监测测(3)Productioncontrol(3)生生产控制制(4)System/toolcontrol/monitoring(4)系系统/刀具具控制/监监测ThecontrolareawiththecomputerrunningtheFMScontrolsystemisthecenterfromwhichallactivitiesintheFMSarecontrolledandmonitored.计算机不不断地运运行柔性性制造系系统控制制系统作作业的控控制区是是所有被被控制和和监测的的生产活活动的中中心。TheFMScontrolsoftwareisrathercomplicatedandsophisticatedsinceithastocarryoutmanydifferenttaskssimultaneously.柔性制造造系统的的控制软软件程序序是非常常复杂和精精密的，由于它它必须同同时执行行许多不不同操作作任务。。Despitetheconsiderableresearchthathasbeencarriedoutinthisarea,thereisnogeneralanswertodesigningthefunctionsandarchitectureofFMSsoftware.尽管，在在这一领领域已经经有相当当多的研研究，但但在柔性性制造系系统软件件的功能能设计和和结构上上，还没没有一个个全面的的回答。。SometypicalfunctionsofaFMScontrolsystemareillustratedinFig.6.2.关于柔性性制造系系统的控控制系统统的一些些典型功功能见图图6.2说明。。TheschedulerfunctioninvolvesplanninghowtoproducethecurrentvolumeofordersintheFMS,consideringthecurrentstatusofmachinetools,work-in-process,tooling,andsoon.生产调度度程序的的功能涉涉及如何何用FMS生产产方式按按当前订订货量来来制造产产品，在在安排计计划时要要同时考考虑到机机床的现现有状态态、在制制品数量量、工模模具和夹夹具等。。Theschedulingcanbedoneautomaticallyorcanbeassistedbyanoperator。MostFMScontrolsystemscombineautomaticandmanualscheduling;thesystemgeneratesaninitialschedulethatcanbechangedmanuallybytheoperator.可以自动动完成调调度或由由操作员员协助完完成调度度。大多多数的柔柔性制造造系统的的控制系系统集自自动和手手动的控控制于一一体；系系统生成成的原始始调度计计划可以以被操作作员手动动改变。。Thedispatcherfunctioninvolvescarryingoutthescheduleandcoordinatingtheactivitiesontheshopfloor,thatis,decidingwhenandwheretotransportapallet,whentostartaprocessonamachiningcenter,andsoon.调度功能能涉及下下车间执执行生产产计划和和协调生生产活动动，也就就是说，，决定何何时该向向哪里运运送载货货托板，，何时开开始在加加工中心心上处理理一个程程序等等等。见课本94页翻翻译Themonitorfunctionisconcernedwithmonitoringworkprogress,machinestatus,alarmmessages,andsoon,andprovidinginputtothescheduleranddispatcheraswellasgeneratingvariousproductionreportsandalarmmessages.系统监控控功能与与监控工工作进度度、机床床运行状状态、报报警信息息等相关关，并能能向调度度及分配配器提供供输入信信息，而而且生成成各种生生产报告告和报警警信息。。Atransportcontrolmodulemanagesthetransportationofpartsandpaletteswithinthesystem.HavinganAGVsystemwithmultiplevehicles,theroutingcontrollogiccanbecomerathersophisticatedandbecomeacriticalpartoftheFMScontrolsoftware.在系统里里，传输输控制模模块管理理零件和和载货车车的转运运。一个个带有自动引导导车辆系统的多多功能小小车，它它的路径控制制逻辑单元元是相当当精密的的，且在在柔性制制造系统统的控制制软件里里是一个个不可或或缺的主主要部件件。Aload/unloadmodulewithaterminalattheloadingareashowstheoperatorswhichpartstointroducetothesystemandenableshimorhertoupdatethestatusofthecontrolsystemwhenpartsarereadyforcollectionattheloadingarea.在装料区区末端的的负载/卸载模模块向操操作者展展示了哪哪个零件件是系统统说到的的零件，，并当零零件准备备在装料料区收集集时，能能使他/她及时时更新控控制系统统的最新新状态。。AstoragecontrolmodulekeepsanaccountofwhichpartsarestoredintheAS/RSaswellastheirexactlocation.一个存储储控制模模块记录录哪些零零件存储储在自动化仓仓储系统统以及它们们的确切切位置。。ThetoolmanagementmodulekeepsanaccountofallrelevanttooldataandtheactuallocationoftoolsintheFMS.刀具管理理模块记记录所有有的相关关刀具数数据和刀刀具在实实际柔性性制造系系统中的的位置。。Toolmanagementcanberathercomprehensivesincethenumberoftoolsnormallyexceedsthenumberofpartsinthesystem,andfurthermore,themodulemustcontrolthepreparationandflowoftools.刀具管理理模块是是相当全全面的，，因为刀刀具的数数量一般般超过系系统中零零件的数数量，而而且，模模块必须须控制刀刀具的准准备和运运动作业业。TheDNCfunctionprovidesinterfacesbetweentheFMScontrolprogramandmachinetoolsanddevicesontheshopfloor.TheDNCcapabilitiesoftheshopfloorequipmentareessentialtoaFMS;a““full””DNCcommunicationprotocolenablingremotecontrolofthemachinesisrequired(seethediscussiononDNCintheprevioussection).直接数字字控制功能为在在柔性制制造系统统的控制制程序、、机床及及车间设设备提供供了接口口。车间间设备的的直接数数字控制制能力对对一个柔柔性制造造系统来来说是必必不可少少的。““完全的的”直接接数字控控制通信信协议是是使所需需机床实实现远程程控制成成为可能能（参见见前面章章节关于于直接数数字控制制的讨论论）。ThefactthatmostvendorsofmachinetoolshavedevelopedproprietarycommunicationprotocolsiscomplicatingthedevelopmentandintegrationofFMSesincludingmulti-vendorequipment.大多数的的厂商所所使用的的机器已已经发展展为专有有通讯协协议的这这一实际际情况是是众多厂厂商设备备的柔性性制造系系统发展展和整合合的复杂杂化。Furthermore,thephysicalintegrationofmulti-vendorequipmentisdifficult;forexample,thedifferencesinpalletload/unloadmechanicscomplicatetheuseofmachinetoolsfromdifferentvendors.此外外，，多多厂厂家家设设备备的的物理理整整合合是很很困困难难的的；；举举例例来来说说，，载载货货托托盘盘的的加加/卸卸载载受受力力的的不不同同，，使使来来自自不不同同供供应应商商的的机机床床刀刀具具的的使使用用变变得得复复杂杂。。Therefore,theonlyadvisableapproachforimplementingaFMSistopurchaseaturn-keysystemfromoneofthemainmachinetoolmanufacturers.因此此，，实实现现柔柔性性制制造造系系统统的的唯唯一一适当当的的方方式式就是是要要从从众众多多机机床床制制造造商商中中选选择择一一个个，，并并购购买买他他的的一一个个成成套套系系统统。。Thesesystemsarereliableandwelltestedandshouldthesystemfunctionsatisfactorily,asinglevendorresponsibilitywillfacilitateremedyofmalfunctions.Fig.6.3showsapictureofaturn-keyMazakFMS,whichisbuiltonamodularconcept,enablingthesystemtobeconfiguredwiththenumberofmachinesasrequiredbythecustomer.这些些系系统统是是可可靠靠的的并并被被充充分分测测试试过过的的系系统统，，应应成成功功运运行行的的系系统统，，一一个个供应应商商的责责任任是是帮帮助助补补救救系系统统失灵灵。图图6.3显显示示压压铸铸锌锌合合金金FMS的的成套套项项目目的照照片片，，这这是是建建立立在在一一个个模模块块化化的的概概念念下下，，使使系系统统配配置置所所需需的的机机器器数数量量的的客客户户。。6.3.3MaterialsHandlingSystem物料料搬搬运运系系统统TheautomatedmaterialshandlingsystemisafundamentalcomponentthathelpsmouldagroupofindependentCNCmachinesintoacomprehensiveFMS.自动动化化物物料料处处理理系系统统是是柔柔性性制制造造系系统统的的一一种种基基本本单单元元，，它它有有助助于于将将一一组组独独立立数数控控机机床床的的变变为为综综合合的的柔柔性性制制造造系系统统。。Thesystemmustbecapableofacceptingworkpiecesmountedonpalletsandmovingthemfromworkstationtoworkstationasneeded.Itmustalsobeabletoplaceworkpiecesonholdastheywaittobeprocessedatagivenworkstation.该系统具具有接收收并装载载工件，，让其从从一个工工位运送送到另一一个工位位以满足足生产需需求的能能力。它它还必须须能够将将工件放放在指定定待处理理工位上上。Thematerialshandlingsystemmustbeabletounloadaworkpieceatonestationandloadanotherfortransporttothenextstation.Itmustaccommodatecomputercontrolandbecompletelycompatibleinthatregardwithothercomponentsintheflexiblemanufacturingsystem.物料搬运运系统必必须能将将工件从从一个工工位中卸卸下来，，转运到到下一个个工位并并完成安安装。它它必须能能适应计计算机控控制，并并在柔性性制造系系统中与与其他部部分完全全兼容。。Finally,thematerialshandlingsystemforanFMSmustbeabletowithstandtherigorsofashopenvironment.SomeFMSesareconfiguredwithautomatedguidedvehicles(AGVs)asaprincipalmeansofmaterialshandling.最后，柔柔性制造造系统的的物料搬搬运系统统必须能能承受一一个严酷酷的车间的环境。。一些柔柔性制造造系统针针对主要要物料搬搬运配置置了自动动引导车车辆系统统。Anautomatedstorageandretrievalsystem(AS/RS)isveryoftenintegratedintheFMS.Thisenablesthesystemtorunoneortwounmannedshiftswithreducedworkforce.一个自动化仓仓储系统统(AS/RS)往往往只是在在柔性制制造系统统中集成成。这使使系统运运行了一一个或两两个轮班制成为可能能，减少少了劳动动力。InthedayshiftrawpartsarefixedonpalletsloadedintothesystemandstoredintheAS/RSwaitingforavailablecapacityonthemachinesrequired.在白班，，未加工工零件被被固定在在载货托托上并载载入系统统，然后后储存在在自动化化仓储系系统等待待在机床床上有效效利用。。Whentheprocessisfinished,thetransportercanmovethepartbacktotheAS/RSwhereitwaitsforthenextprocessortobeunloadedfromtheFMSwhentheworkforcereportsforworknextmorning.当这个过过程完成成后，运运输将零零件运回回自动化化仓储系系统，等等待下一一个进程程或从柔柔性制造造系统中中卸载，，为第二二天早上上的工作作做准备备。ThefullyunmannedoperationofFMSisveryrare,inmostcasesoneormoreoperatorswillalwaysbepresent,notsomuchtointerveneincriticalsituations(thisisnormallydoneautomaticallybythecomputercontrolsystem)buttocorrectminorfaultsandkeepthesystemrunningwithhighestpossibleutilization.完全无人人操作的的柔性制制造系统统是非常常罕见的的，但在在大多数数情况下下，会出出现一个个或更多多操作者者，不是是多次的的在关键键时刻急急停（这这通常是是由计算算机自动动完成控控制系统统），而而是更正正小的故故障并保保持系统统尽可能能高效地地运行。。6.4TheHierarchicalNatureofProductionControl生产控制制的层次性WhendescribinganddiscussingproductioncontrolandfactoryautomationinadvancedmanufacturingsystemsapplyingFMSandCIM(computerintegratedmanufacturing)technologiesitisconvenienttoputthemanyplanningandcontrolactivitiesinahierarchicalperspective,withtheoverallstrategicplanningatthetopandtheoperationalcontrolofmanufacturingprocessesatthebottom.当在应用用了柔性性制造系系统和计算机集集成制造造技术的先先进制造造系统中中叙述并并讨论生生产控制制和工厂厂自动化化时，将将多个计计划和生生产活动动放在分分层构想想中是非非常方便便的，以以及顶层层的总体体战略计计划和底底层制造造程序操操作控制制。ThetwomostimportantareformulatedbyNBSnowcalledNISTintheUSandandbyISO,whichproposedaninternationalstandardsforthedefinitionofcontrollevelsinadvancedmanufacturingsystems.最重要的的两个是是由美国国的国家家标准局局（现叫叫作国家家标准技技术研究究所）和和国际标标准组织织制定，，为先进进制造系系统中控控制等级级拟建一一个国际际标准。。TheNBS-modelrecognizesfivelevels,namely,facility,shop,cell,workstation,equipment.TheISO-modelhasaddedalayerandincludessixlevelsintheirmodel,namely,enterprise,facility/plant,section/area,cell,workstation,equ