制造单元和制造系统

1、制造单元和制造系统,杨美婵,单元式制造,单元式制造(Cellular Manufacturing)，是指在一条生产线或一个机器设备单元内，由本生产线或生产单元的操作工生产多种产品或零部件的生产制造过程 20世纪60年代以后，世界市场对产品多样化的需求和对产品交货期越来越短的要求，使得制造企业必须改变旧有的批量生产方式，代之以应变能力强、能很快适应生产新产品的生产方式。70年代初期，出现的计算机数控技术（CNC），只要对软件做一些必要的修改，就可以适应一种新的要求，而过去的硬件数控系统要做某些改变或增加一些功能，则要重新进行设计，同时，工业机器人和自动上下料机构、交换工作台、自动换刀装置也都有了

2、很大发展，于是出现了自动化程度更高、柔性更强的柔性制造单元（FMC）；又由于自动编程技术和计算机通讯技术的发展而出现了一台大型计算机控制若干台机床或由中央计算机控制若干台CNC机床的计算机直接控制系统（DNC）；70年代末80年代初，随着计算机辅助管理、物料自动搬运、刀具管理和计算机网络、数据库的发展以及CAD/CAM技术、成组技术（GT）、工业机器人等技术的成熟，更加系统化、规模化的柔性制造系统（FMS）就出现了；随着计算机集成制造系统（CIMS）技术的发展，柔性制造技术（FMS）又有了新的发展，它已跳出了传统概念的局限，被定义为在广义上的可编程的控制系统，具有处理高层次分布数据的能力和自动

3、的物流，使CLM得以在车间实施，从而实现小批量、高效率的柔性制造，以适应不同产品生命周期的动态变化。,滋生条件,1.是生产的产品大小，比较大的产品适用于CELL单元，小件产品经过试验半年还是不能和流水线比较的 2.是精益生产中的一个手法，因为大部分CELL单元生产都要求站立作业员工流失率较大,制造系统,制造系统是人、机器和装备以及物料流和信息流的一个组合体 国际著名制造系统工程专家、日本东京大学的一位教授指出：“制造系统可从三个方面来定义。1、制造系统的结构方面：制造系统是一个包括人员、生产设施、物料加工设备和其他附属装置等各种硬件的统一整体；2、制造系统的转变方面：制造系统可定义为生产要素的

4、转变过程，特别是将原材料以最大生产率变成为产品；3、制造系统的过程方面：制造系统可定义为生产的运行过程，包括计划、实施和控制。,定义,制造系统是制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员所组成的一个将制造资源转变为产品或半成品的输入输出系统，它涉及产品生命周期(包括市场分析、产品设计、工艺规划、加工过程、装配、运输、产品销售、售后服务及回收处理等)的全过程或部分环节。其中，硬件包括厂房、生产设备、工具、刀具、计算机及网络等；软件包括制造理论、制造技术(制造工艺和制造方法等)、管理方法、制造信息及其有关的软件系统等；制造资源包括狭义制造资源和广义制造资源；狭义制造资源主要指物能资源，包括原材料、坯件、

5、半成品、能源等；广义制造资源还包括硬件、软件、人员等。,应用,激烈的全球化市场竞争对制造系统提出了更高的要求要求制造系统可以在确定性受到限制或没有先验知道与不能预测的环境下完成制造任务,因此一些高度民主的工业化的国家提出了智能制造技术()与智能制造系统()。IMS（智能制造系统）是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、推理、判断、构思和决策等，从而取代或延伸制造环境中人的部分脑力活动。同时，收集、存储、完善、共享、继承和发展人类专家的智能 目前形成的“自动化孤岛”的连接和全局优化问题，以及各国

6、、各地区的标准、数据和人机接口的统一问题，这些问题都使分布式网络化IMS（Intelligent Manufacturing System）的研究日益迫切的提到日程上来。,1、 分布式网络化IMS探讨与研究 1) CIMS的基本原理 从IMS的本质特征出发，在分布式制造网络环境中，根据分布式集成的基本思想，应用分布式人工智能中多Agent系统的理论与方法，实现制造单元的柔性智能化与基于网络的制造系统柔性智能化集成。根据分布系统的同构特征，在IMS的一种局域实现形式基础上，实际也反映了基于Internet的全球制造网络环境下IMS的实现模式 2）分布式网络化的基本构思 IMS的本质特征是个体制造单元的“自主性”与系统整体的“自组织能力”，其基本格局是分布式多自主体智能系统。基于这一思想，同时考虑基于Internet的全球制造网络环境，