浅析柔性制造技术的现状及发展趋势
冯贝
1151110016
摘要：近二十年来，随着计算机、控制技术、机械结构的发展，柔性制造技术运用越来越重要，实现了多种产品的自动化、智能化，提高了生产技术的多样性。柔性制造技术。一个国家的工业生产力，制造技术的作用一般约占60%。相关专家认为，世界各国经济的竞争，主要体现在是制造技术的竞争，其竞争能力最终表所产品的市场占有率。因为其独有的特点已经广泛用于机械行业，与我们的生活息息相关。研究柔性制造技术乃是中华复兴的重要任务，中国的机械行业相对发达国家比较落后，因此，我们要认清形势，抓住机遇。
关键词：柔性制造发展趋势
Abstract: Over the past twenty years, with the development of computer, control technology, mechanical structure, flexible manufacturing technology more and more important, realized the automation and intelligence, a variety of products can improve the production technology of diversity. Flexible manufacturing technology. A country's industrial productivity, the role of manufacturing technologies typically accounts for about 60%. Relevant experts believe that the world economic competition, competition is mainly embodied in the manufacturing technology, its ability to compete eventually form the product's market share. Because of its unique characteristics has been widely used in machinery industry, is closely related to our life. Research of flexible manufacturing technology is the important task of the Chinese Renaissance, China's machinery industry is relatively developed countries relatively backward, therefore, we should recognize the situation, seize the opportunity.
Key words: flexible manufacturing Development Trend;
目录
前言 (1)
1.柔性制造技术的基本概念 (1)
1.1柔性制造技术 (1)
1.2柔性制造设备的划分 (2)
2.柔性制造技术的特点 (3)
2.1柔性制造系统的优点 (3)
2.2柔性制造系统的缺点 (4)
3.柔性制造所采用的关键技术 (4)
3.1数控机床 (4)
3.2计算机技术的应用 (4)
3.3传感器的应用 (4)
3.4工作人员素质的提高 (5)
3.5信号处理技术 (5)
4.柔性制造技术的应用 (5)
4.1包装机械行业 (5)
4.2在汽车工业中的应用 (6)
4.3在钣金行业上的应用 (6)
5柔性制造技术的发展 (7)
5.1柔性制造技术诞生的背景 (7)
5.2柔性制造技术的出现 (7)
5.3发展柔性制造技术的条件 (8)
6.柔性制造技术的未来趋势 (8)
6.1国内外柔性技术发展的现状 (8)
6.2柔性制造技术仍将迅速发展 (9)
6.3发展网络化制造单元 (9)
6.4我国柔性制造实训基地的建立 (9)
7总结 (10)
8致谢 (10)
参考文献： (10)
前言
生产制造过程中有两个很重要的方面：设备与人。近几年科学发展迅猛，相对复杂的自动化设备得以更多地参与到生产流程中，并替代人对生产进行控制，使整体的效率提高和产品质量更稳定。尤其是在大规模生产制造中，手工制造相比于机械化生产，效率和稳定性根本不可相提并论。但是市场形势也在发生剧烈的变化，科技的快速发展，不仅使产品的种类变得极大丰富，同时加快了产品更新和淘汰的速度。这使得实际生产中的设备规模大大缩小，生产线更新换代的速度越来越快。
在一般的情况下，受设备所占的比重大的限制，解决以上问题时要采用更高级的设备来提高柔性以及效率整体上的提升。现实情况往往是因为企业资金问题，难以支持如此之大的投资，还有可能是企业对市场的分析之后，并不打算投资这么多金额。从另一个角度分析，设备能力的提升会有很大的局限性，单纯地从提升设备能力来考虑改善生产系统，颇有难度。与其去“组合设备”，不如转向“设备组合”。
目前，国家制造业仍停留在转型和升级的重要时期，想要提高我国制造业，不仅需要增加我国制造业整体的科技含量，提高产品附属值，而且要在提升我国制造业方面给予更加充分的重视。柔性制造是适应全球竞争极为重要的制造技术与理念。唯有提高我国制造业的柔性制造技术水平，掌握先进的柔性制造理念，才能我国制造业水平更上一层楼，扩大优势，增强客户的适应能力，要在全球制造业中占据有利地位。本文要介绍柔性制造的相关概念与要求，分析了柔性制造在机械制造行业中的应用，探究了与传统制造业的利弊，与此同时，还点明了我国柔性制造技术发展的要领与方向，很有必要借鉴它国制造业的发展经验。
解决这个问题已经迫在眉睫了，要在设备能力和柔性之间寻找一个平衡点。也就是要将设备功能进行若干次组合与分割，再根据单一或较少功能“设备组合”，来代替所谓的“组合设备”，从而减少生产工序中设备参与的分量，将原来分化在设备中的转换成本，以及效率转移到了企业内部，再通过人与设备的简单调整配合来实现。通过这样的转换，使整体的生产过程中可控制和自我调整的环节大大得到改善，实际上等价于生产系统的整体柔性的飞跃。
1.柔性制造技术的基本概念
1.1柔性制造技术
硬性是指不能改变的，不具灵活性；与之相对，机械制造领域的柔性，是指机械制造系统随生产环境变化保持稳定工作的能力，主要与系统方案、操作人员和设备配置有关。简而言之，没有固定的工序和工艺节拍，去适应多品种小批量生产方式就是“柔性”的基本体现。
一般把柔性制造技术认为是可以随市场需求变化，迅速对产品种类或者生产
方式做出相应调整的一种现代化制造技术。这种柔性制造系统要具有许多方面的“柔性”。必须要具有运行柔性、产品柔性、批量柔性、工序柔性、扩展柔性、设备柔性、工艺柔性、生产柔性。毫无疑问，柔性制造技术已经是当今世界制造业自动化技术发展方向的前列，为未来制造业绘制了一个宏伟蓝图，这将成为21世纪制造业的主要生产方式。
1.2柔性制造设备的划分
柔性制造设备必须依赖以数控机床，才能实现自动输送物料的存储系统，通过计算机技术来控制并监控各个部件的运行，使得加工过程实现自动化的设备。许多时候只需更改关软件或者程序和少量夹具，即可轻松达到对不同品种工件加工的目的。依据系统的功能特征和规模大小，柔性制造设备一般分为四个类型：1.2.1柔性制造单元
柔性制造单元（FMC--Flexible Manufacturing Cell）：一般是由一台或多台数控机床或者加工中心构成的加工单元。各部分之间是通过小规模的工件自动输送装置来保证连接的，利用计算机来实现生产的控制和管理。组合的机床在工艺能力上可相互补充，也可混合加工不同类别的零件，要具备单元层与设备层上的计算机双重控制，对外具有多个接口，可以构成简单的柔性制造系统。这个单元能根据加工的需要自动装卸工件、更换刀具、检测工件加工的精度和刀具磨损情况，进行有限次数工序的连续加工，适于中小型的批量生产。
1.2.2柔性制造系统
柔性制造系统（FMS --Flexible Manufacturing System）：一组数控机床和其他自动化的工艺设备，是由计算机信息控制系统、物料自动储运系统有机组合的整体，包括多个柔性制造单元，能够根据制造任务或者生产环境的变化，及时进行调整，适用多品种、中小批量生产，具备加工制造以及部分生产管理功能，能实现无人化操作。
虽然FMS的规模差异较大，功能不一样，但都包含3个基本部分，即加工、物流、信息流这三个子系统。在这个基础上，能够根据具体加工需求选择不同的辅助工具，例如，监控工作站。
FMS的组成如下图
组成名称作用组成内容
加工系统FMS的主体部分，
用于加工零件
加工单元是指有自动换刀
和换工件功能的数控机床
物流系统向加工单元及辅助系统运送
工件、刀具、工具、等
由工件运送和管理系统组成：
毛坯、半成品的存储仓库、工
件托盘的运输小车、夹具组件、
工件、夹具装卸系统、缓冲存
储系统
交换刀具的运送装置、刀具存
储库、交换刀具的携带装置、
组装以及预调系统刀具刃磨
信息系统控制FMS的运行由计算机及其通信系统组成
辅助系统选件功能根据不同的需要来配置不同的辅助系统，如在线测量系统、清洗系统、监控系统
1.2.3柔性制造线
柔性制造线（FML--Flexible Manufacturing Line）：是处于单一或少品种大批量非柔性自动化与中小批量的多品种FMS之间的生产线。采用的加工设备可以是通用的加工中心或CNC机床；还可以采用专用机床或者NC专用机床设备，对物料运送系统的柔性要求低于FMS，但生产率会更高。由离散型生产的柔性制造系统与连续生产过程的分散型系统控制，其特点是实现柔性化生产的自动化，技术已日益成熟，迄今已进入实用阶段。适合多品种生产，之前是由专用机床组成的自动线，现如今改用数控机床或由数控操作的组合机床，一般是由数台可调加工模块，结合自动输送装置来连接组成生产线，适合用于批量加工品种数较少的不同工件。柔性生产线适宜年产量在1000～100,000件间的中小型批量生产。
1.2.4柔性制造网络
柔性制造网络（FMI--Flexible Manufacturing Internet）：由若干柔性制造线组成，分工明细，产品丰富多样。适用于大工厂，批量多种产品，提高效率，充分利用余料。
2.柔性制造技术的特点
2.1柔性制造系统的优点
利用柔性制造技术在制造业上可以获得非常明显的优势，主要体现在：
（1）生产具有柔性，可以满足生产变化的需求，即使市场需求或设计突发变故，只要在FMS的设计承受能力之内，就不需要去改变系统硬件结构，系统具备制造不同产品的柔性。对临时需要替换的零件能随时混合生产，不影响FMS 正常生产，使得生产任务正常进行。
（2）产品质量高，FMS减少了卡具、夹具的使用次数，还有机床的数量，能保证卡具与机床匹配相当的吻合，从而确保了零件的一致性与产品的质量。还能自动检测设备和自动补偿装置并及时发现质量问题，在短时间内采取与之相应有效措施，保证产品的优良性。
（3）设备利用率高，由于采用计算机对生产运行的调度，一旦有机床空闲着，计算机就立刻给机床重新分配加工任务。最有代表性的就是，采用了柔性制造系统中的一组机床所获得的生产量会是单机操作情况下相同数量机床下生产数量的3倍，避免了设备累赘，精简了系统。
（4）减少生产周期，由于零件集中在加工中心，从而减少了机床数量和零件的装卡次数。利用计算机对其进行有效的调整，减少了周转时间，任务提前完成。
（5）加工成本低，FMS的批量生产能在相当大的范围内变化，生产成本才是最低的。除非一次性投资高，其它各项指标都明显优于常规方案。
（6）具备持续生产能力，只要柔性制造系统中的一台或多台机床出现故障，
计算机就绕过出现故障的机床，使得设备继续正常生产。
2.2柔性制造系统的缺点
(1)系统成本高，投资回收周期长；
(2)系统结构相对复杂，相对操作难度大；
(3)系统集成度高，部件相互依赖高可靠性降低。
3.柔性制造所采用的关键技术
3.1数控机床
数控技术作为柔性制造系统，和计算机集成制造系统CIMS的重要技术基础之一，数控技术是机械制造业最新的发展趋势。对现代工业制造而言，市场要求要在尽可能短的时间内完成新成品的研发和生产，为客户提供更精准的工件，利用数控加工还有计算机辅助制造等新技术的融合，使加工技术进入以数控技术和计算机辅助制造为主的新阶段。
自动控制技术的飞速发展促进了数控技术由传统硬件数控到计算机数控的完美过渡，数控技术在柔性制造技术中发挥了巨大的作用。引入 CAM/CAD等计算机系统，实施自动化加工，在加工的过程中，少了人的额外干预。由数控机床的组成结构可知，任何一个环节都与自动控制技术紧密联系。
3.2计算机技术的应用
实现柔性制造，计算机是自动化设计的必要技术，可以说没有计算机就没有自动化。在拥有计算机的条件下，我们可以更加容易按我们的开发计划设计出不同的模块，实现柔性制造单元和柔性制造系统甚至柔性制造网络。另外，柔性制造技术中往往还要用到机器人，这时候就不可能少了计算机技术的运用。
产品制造过程中信息的投入，已经成为决定产品成本的重要因素，制造过程的本质是在制造过程中对各种信息的收集、输入、加工和处理过程，最终以产品的形式表达，而这些技术就是通过计算机技术来实现的，因此，计算机技术的应用不可缺少。目前机械企业的自动化程度还不够高，要想完全控制信息依然难以实现，但是，由浅入深，在计算机技术上可以寻求突破口。
3.3传感器的应用
传感器是实现智能化必不可少的设备，在柔性制造系统工作时，系统要根据工作条件的变化做出调整，然而，最有效检测系统内部变化并在第一时间做出相应反应的也只有传感器可以做到。
随着科技的发展，传感器技术依然不是非常成熟，要想满足柔性制造技术的需求，就必须充分利用传感器的特性，设计出合理的方案，实现智能化，这是至关重要的
3.4工作人员素质的提高
柔性制造技术的应用不仅仅是设备的柔性，也包含了操作人员在内的柔性。操作人员必须确保加工任务、完成数量和加工时间要求的适应能力。技术人员还要具备设计系统方案和组织应变的能力，要想在现有的生产基础条件上，提高柔性技术可改进的可能性，并通过计算验证结果的合理性，找出合适的柔性技术突破点，最大化满足生产效率的需求。企业管理层也要提高柔性技术的应用意识，从全局考虑柔性技术的可行性和必要性。
3.5信号处理技术
要完美解决系统与各部件产品的联系，就要处理好它们之间的信息传递，为此出现了两种重要的技术：
一是人工神经网络(ＡＮＮ)，这是通过模拟生物的智能神经网络，可对信息进行加工处理。ＡＮＮ也是一种人工的智能工具，可预测在自动控制领域，神经网络不久便会并列在系统与模糊控制系统中,作为现代自动化系统中的重要一员。
二是模糊数学，主要靠模糊控制器完成。近年来研发出的高性能模糊处理控制器具有智能自动学习功能,可在控制过程不断搜集新的信息的同时自动对控制作出相应调整,能让系统性能极大提高,特别是基于人工神经网络的自学方式引起了人们很大的关注。
4.柔性制造技术的应用
4.1包装机械行业
人们对产品的外观要求也随着生活水平的改善而有所提高，包装行业渐渐的趋于工业化，包装行业要实现规模化与多样化，而且个性化的需求更加紧迫，从而加剧了包装市场的竞争，想要降低生产的成本，包装企业更加偏向于考虑建设柔性化的生产线，若要实现企业柔性化制造，必不可少的是高效的伺服控制系统。在整个包装生产线的发展过程中，控制产品的技术发挥的作用与日俱增。
为了使生产目标更高速、更柔性化的发展，先前由设备机械完成的功能，现在趋向于由伺服系统去实现。例如，电子齿轮和凸轮取代机械齿轮和凸轮，各轴之间不必机械连接的高精度同步进行。因而，包装生产线不仅要利用联锁控制，还要快速高精度的伺服控制系统。要同时满足以上功能的高度集成控制器或者系统，来将独立的PLC与独立伺服控制器通过控制方案来编程、调试和维护等各方
面都会为用户带来更多好处。
总体上来说，柔性化的发展思路，使得包装机械市场出现了多次变革，加快了创新思维的商业化，使包装机械的潜能发挥的更加充分，达到空前的水平，为我国跻身世界行列成为“创造大国”打下了坚实的基础。
4.2在汽车工业中的应用
汽车工业的发展迅猛，国内汽车企业的实力也有所增强，随着国外公司的大规模进入和生产装备的引进，汽车零部件加工在向柔性制造的发展已经趋于成熟。柔性制造技术带来的高度灵活性，使其保持高生产率的同时还可以生产不同种类的工件。柔性制造FMS生产线在汽车零部件生产中运行管理和提升效率非常显著。以汽车生产缸体、轴承盖、缸盖的加工为例子，传统工艺需要的总工序步骤是64道，但采用FMS系统所需总工序数仅仅是12道，仅需要一台成套加工单元就能完成发动机缸体缸盖和轴承盖的全部加工工序。因此，FMS工序高度集成，缩减设备投入，设备模块化，提高了产品的品质。另外还可根据市场的需求改变配置设备，具备非常高的灵活性，可迅速对应市场动向。假如市场迅速发展，利用FMS高效生产，能够提高市场占有率，也可根据市场动向进行产品转型，不生产多余的库存，以改善资金周转状况。
随着各类先进加工技术的相继问世，柔性制造技术本身也在不断完善和提高。FMS带来了加工的高度灵活性，其开放式结构和柔性结构技术的模块化，以及加工中心切削速度和精度进一步提高，为汽车制造业赢得了更好的效益，在未来汽车生产中的应用将会越来越广泛
4.3在钣金行业上的应用
迄今为止钣金仍然没有一个完整的定义，可以从国外研究资料获得相关介绍，简单来说：钣金可以理解为一种对金属薄板综合性的冷加工工艺。钣金具有重量轻、强度高、导电（能够用于电磁屏蔽）、成本低、大规模量产性能好等优点。
由于柔性制造技术的出现，使得钣金技术日益成熟，增加了钣金在现实生活中的运用。在电子电器、通信技术、交通工具、装饰用品、医疗器械等领域得到了广泛应用，基于钣金加工的柔性制造技术是在综合考虑产品加工需求范围的前提下，通过对钣金加工设备的开发或组合，从而建立一套能够既兼顾加工能力，又能满足生产需求的生产线。随着CNC技术的不断发展，数控冲床、数控剪板机、数控折弯机等应运而生。然而这些设备虽然对于单一工序而言，设备的加工柔性大大提高，但是这些设备仅仅属于柔性制造单元范畴，工序与工序之间的加工还是要通过人工来调度。时至今天，数控冲床、数控剪板机、数控折弯机等设备还是作为钣金生产的主要设备来使用，而我国对以上设备的开发还是更多的借鉴外国的经验，对于钣金柔性制造技术的研究几近空白。基于冲剪复合加工技术和快速换模的多边折弯技术的设备，从而使钣金的加工过程真正意义上实现柔性加工。
过去这些设备独立为个体对工艺进行单独加工，设备的加工能力业比较单一，加工方法简单，范围也有限，若要变更加工能力，只能更换模具、调换新的
机床或调整机床参数来实现。而且传统的钣金加工更多的是劳动密集型加工，对操作者的依赖程度过高，钣金柔性制造技术的出现可以有效地解决上述问题
5柔性制造技术的发展
5.1柔性制造技术诞生的背景
随着人类科学技术的进步，我们对产品的性能和功能的要求都越来越高，大大缩短了产品更新换代的时间，产品的复杂程度也被迫增高，传统的大批量生产方式开始淘汰。这种挑战不仅对中小企业构成了威胁，而且给国有大中型企业带来了麻烦。这是因为，传统大批量生产方式下，柔性与生产率之间存在很大的矛盾。
本世纪初，也就是工业化形成的初期，国际市场对产品有很大够的需要。这个时期的特点是，产品品种单一，生命周期长，产品数量却迅速增加，各类产品的开发、生产、销售往往是由少数企业控制。这推动了制造企业采用自动机或自动生产线提高生产效率。
20世纪60年代后，全球市场发生了剧烈的变化，对许多产品的需求趋于饱合趋势，在这合和的市场中，制造企业不得不面临激烈的竞争。公司为了赢得竞争务必按照用户的要求开发出合理的新产品。分析这个时期市场的变化，可以归纳出以下特点：众所周知，只有生产品种单一、大批量、专用设备、工艺稳定、效率高，才能实现规模经济效益；相反，多品种、小批量的生产，设备的专用性要求低，在相似情况下的加工，频繁的调动工夹具，工艺稳定难度必然增大，生产效率势必降低。想要提高制造工业的柔性和生产效率，保证产品质量的重大前提下，很有必要缩短产品的生产周期，降低产品的成本，最终使中小型批量生产能与大批量生产能够相提并论，柔性自动化系统便产生了。
5.2柔性制造技术的出现
1954年世界第一台数字控制铣床诞生在麻省理工学院，七十年代初期柔性制造开始进入实际生产的阶段， CAD技术就被公众推荐为改善单件小批量的有力途径。只花了四十年的时间，就发展的非常迅速了。最初是在控制元件领域的不断创新，之后晶体管、集成电路的出现，也只是用了二十年就发生了四次翻天覆地的变化。另一方面，机床自身也在其机械结构和功能上有了进展，各种丝杠、导轨、轴承的应用，企业加工中心的崛起，都给机床的结构带来了极大的变化。另外伺服系统也从步进式、直流伺服发展到了交流伺服，工程控制理论领域也有了极大进步。
1970年之后便出现了计算机数控技术CNC，促进了计算机软件的发展。传统的硬件数控系统需要不断调整或者增加一些功能，从而要重新进行结构上的设计，但是CNC系统只需对软件稍作修改，即可适应一种全新的要求。工业机器人与自动上下料机构、交换工作台的出现，自动换刀设备也有了很大的突破，诞
生了更高自动化程度的柔性制造单元，即FMC。随着自动编程技术和计算机信息技术的发展，推动了利用一台大型计算机去控制数台机床的大趋势，或者由中央计算机控制数台CNC机床的计算机集成控制系统，即所谓的DNC。1970年后，计算机辅助管理物料的自动搬运，刀具管理系统和计算机网络，数据库技术的发展以及CAD／CAM技术的成熟，出现了系统化程度更高、规模更大的柔性制造系统，也就是FMS。
这几十年来，早起单台数控机床逐渐发展为加工中心，进一步成为柔性制造单元，甚至柔性生产线，这使柔性自动化制造技术得到了迅速发展
5.3发展柔性制造技术的条件
(1) 工程主管者。想发展FMT（即发展柔性制造技术）要任命一位在企业颇有权威的工程主管。该主管者要具备落实政策的能力。
(2) 上级主管部门与领导的共同支持。在企业中，若要成功应用FMT，上级主管和领导的支持起着关键性的作用，他们立场是否坚定，关系到是否能缩短实施周期和回收期的减少。
(3) 自动化应用经验。应用自动化技术对于成功应用FMS是至关重要，也是一种积累经验的过程，很有借鉴意义。
(4) 技术培训。企业应用FMT有必要建立一支属于自己的精通自动化知识的专业队伍，因而，对培训相关人员进行培训也有帮助。
(5)供应商。发展FMT，争取软、硬件供应商的技术支持也很重要，纵使技术水平高，应用经验丰富的用户，也少不了这种支持。
6.柔性制造技术的未来趋势
柔性制造技术已经成为了当前世界制造技术自动化发展的前沿，运用FMS 所带来技术经济效果数不胜数，例如：能够根据装配要求，在最短时间内规划好所需零件的加工方式，达到及时生产的目的，来减少原材料所需的库存量，以及相流动资金的多少，加快生产速度；大大提升设备的利用率，尽可能的减少设备数量和缩小厂房面积；精简劳动力，更加容易实现“无人化生产”。在不久后FMS将会成为机械制造的主要技术。
6.1国内外柔性技术发展的现状
迄今为止，全球已有大量的柔性制造系统进入了实际应用阶段，仅仅在日本就有330套非常完善的柔性制造设备。全球以柔性制造技术生产的成品已经达到了所有生产的78%以上，这个占有率还在不断上升。柔性制造技术把自动化技术、制作加工技术、信息技术都集于一家，把传统工厂中原本孤立的工程设计、制造、经营与管理等过程，利用计算机技术，来形成一个覆盖企业的有机系统。能满足多品种、批量小的生产需求，并且能迅速扩大生产量，产来那个与质量都极大提高。
6.2柔性制造技术仍将迅速发展
柔性制造技术在1980年后就开始进入实践阶段，水平也相对成熟。解决多品种、小批量生产过程中也有明显的经济效益，因而随全球竞争的加剧，不管发展中国家还是发达国家，都引起了极大的关注。
当下计算机集成制造技术与系统技术（CIMS)的逐渐成为制造业的焦点，许多专家预言CIMS将会成为制造业发展的必然趋势。柔性制造系统作为计算机集成制造技术的重要组成部分，势必会跟随CIMS高速发展。
未来将会向着高效化、柔性化和高精化的方向发展，还会在复合化、可重构化和网络化三个主要方向取得新的进展。
6.3发展网络化制造单元
随着信息化技术蓬勃发展，不仅推动了制造业的发展，还使得构建制造业数字化时代的提前到来。数控机床作为主要的制造设备，积极地向数字化制造方向蜕变，成为快速执行、信息集成度高的制造单元，让我们拭目以待吧。网络化将会成为主要的发展方向，通过网络化，可以占据很多优良特点，包括：柔性化、信息化、智能化、自动化等。
当前，全球许多机床和数控系统制造中心正在以网络化联盟制造为主体，开发与之对应的制造单元，将会使加工中心的ERP、PDM和CAD/CAPP/CAM的加工信息集成化更加容易，进一步通过与客户关系管理与应链管理的联系立马做出智能化决策，开始执行并行工程和可视化监控等程序来提高机床的利用率，实现更高效的柔性生产。
最近提出的敏捷制造技术，将促使柔性制造技术发展到一个新的平台。跟随因特网的发展，就能将完全不同的工厂的生产线有机组织起来，充分发挥各自的优势，实现合作生产。然而要实现这些目的，网络化是必不可少的，主要原因有：
(1)最基层的计算机管理与自动化的实现离不开网络。并不一定需要全盘自动化，利用计算机网络来管理就可以更经济的采用自动化，要不然就要人工参与。
(2)计算机仿真和虚拟技术能在新产品设计和开发过程中发挥很大的作用。
(3)通过因特网可以实现将不同工厂、不同地区的生产线有机地组合起来，发挥各单位的优势长，避开缺点，完美做到异地设计、制造和装配，达到产品的快速、高效、优质、低成本的生产方案。
6.4我国柔性制造实训基地的建立
就目前形势来分析，我国建立柔性制造系统的实践基地还鲜见报道。在我国建立大型的柔性制造系统实训基地技术还尚未成熟，面临不少困难，所需人力财力之大，风险也不低，在短期内很难见到明显效果，对于如何合理利用现有设备与条件，扩大优势，实施柔性制造系统的任务也比较艰难，这也算是一个值得深思熟虑的话题。可惜，一旦成功建立柔性制造系统实训基地，今后可以为教学实践提供很大的方便，更好的培养学生动手能力，还可以帮助教师的业务水平的提
高，另外在参与柔性制造的实践中，会有更多的经验去不断改进与完善教学体系，诞生更加完美的教学方法，便于教师实现柔性制造系统的学习，拥有更加专业的研究平台，为国家培养高层次实用人才，从而为我国未来制造业人才的培养奠定了良好的基础。
7总结
科技发展速度如此之快，不但改变了物质世界，而且改变了我们的思想，使人们的生活方式发生了翻天覆地的变化，从而给制造业带来了实体与理念的双重影响。科技革命会使生产力大大提高，近几年来，兴起了物联网，使得生产方式实现了多样性，多元化成为了常态，并趋于不稳定性，进一步使得商业环境变幻多端。事实，产品的更新速度和多样性过快，尤其是国际竞争与全球贸易更深层次的发展，制造商想在全球供应市场和国际竞争地位中占据有利形势，一定要适应由科技发展而带来的变化。柔性制造技术在这个信息时代，具有非常大的战略要求，也是适应内外商业环境变化和客户动态要求的重要技术。因此，发展立柔性制造系技术对于我国制造业会有很大的提高，甚至会关系到我国制造业的生存和发展，现实意义非常重大。
8致谢
感谢老师这几个月的悉心指导，从选题到论文的完成，老师多次审查了我的论文，还上网查询相关资料，指出论文的不足，给出了极其宝贵的意见，让我受益匪浅。孙老师严肃的科学态度，力求完美的精神，使得论文的完成更加顺利。在此，谨向孙老师致以诚挚的感谢与崇高的敬意。
参考文献：
[1]张培忠.柔性制造技术[M]北京：机械工业出版社
[2]孙大涌.先进制造技术[M].北京：机械工业出版社，2000.5
[3]连海生.柔性制造系统是制造业发展的趋势[M] 2007.01
[4]张世昌．先进制造技术[M].天津:天津大学出版社，2002
[5]潘卫军.现代柔性制造技术及其发展[J].装备制造技术,2000.12.3
学校logo 本科毕业论文（设计）题目浅谈柔性制造系统的应用现状及发展趋势 学院理工学院 专业机械设计制造及其自动化 年级xxx 级 学号xxxxxxxx 姓名xx 指导教师xx 成绩 20xx年 xx 月 xx 日
目录 摘要 (1) 关键词 (1) ABSTRACT (1) KEY WORDS (1) 引言 (2) 1.柔性制造系统的产生背景 (2) 2.柔性制造系统的定义及组成 (3) 2.1柔性制造系统的定义 (3) 2.2柔性制造系统的组成 (3) 2.2.1加工系统 (4) 2.2.2运储系统 (4) 2.2.3刀具的运储设备 (5) 2.2.4 柔性制造系统的控制与管理系统 (5) 2.3 柔性制造系统的特点 (6) 3 柔性制造系统的发展 (6) 3.1国外的发展 (6) 3.2国内的发展 (8) 4 柔性制造系统的趋势 (9) 4.1 向小型化、单元化方向发展 (9) 4.2 向模块化、集成化方向发展 (10) 4.3 单项技术性能与系统性能不断提高 (10) 4.4 重视人的因素 (10) 4.5 应用范围逐步扩大 (10) 5 结论 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13)
浅谈柔性制造系统的应用现状及发展趋势 摘要：市场竞争和客户的个性化需求使现代的制造业中多品种，中、小批量生产所占的比重越来越大。柔性制造系统正是为适应这种新的市场环境而发展起来的。本文主要阐述了柔性制造系统的概念，发展历史，系统组成，分析了柔性制造系统的应用现状，使人们能认识柔性制造系统、了解柔性制造系统，知道柔性制造系统的现状和目前柔性制造系统自身的一些不足，让柔性制造系统的发展得到人们的重视，从而让更多的人来关注柔性制造系统。 关键词：柔性系统；发展；组成；发展现状 Abstract:Market competition and personalized customer demand so that modern manufacturing industry in many varieties, small batch production, in the proportion of the growing. Flexible manufacturing system is to adapt to the new market environment and the development of. This article mainly elaborated the flexible manufacturing system concept, development history, system composition, analysis of the flexible manufacturing system's application present situation, so that people can know about the flexible manufacturing system, flexible manufacturing system FMS, know the present situation and the flexible manufacturing system of the limitation, make development of flexible manufacturing systems to get people's attention, and allow more people to pay attention to flexible manufacturing system. Key words:flexible system; development; composition; development status
密级： NANCHANG UNIVERSITY 期中考试论文 （2012 年） 题目柔性制造系统自动化立体仓库的管理 学院：机电工程学院系工业工程 专业班级：工业工程091班 学生姓名：贺宁学号：5400209123 任课教师：顾嘉 起讫日期：2012.4.9-2012.4.20
目录 摘要 (3) 关键字 (3) 正文 (3) 一.自动化立体仓库的构成 (3) 二.自动化立体仓库管理的最终目标 (4) 三.自动化仓库的管理 (5) 四.立体化仓库的调度 (5) 参考文献 (7)
柔性制造系统自动化立体仓库的管理 摘要：近年来，随着现代物流的高速发展，物流自动化程度逐步的提高，而自动化立体仓库是柔性制造系统的重要组成部分,研究和管理自动化立体仓库,对于推动柔性制造系统的发展和实用化进程具有重要意义.本文主要就是从自动化立体仓库结构进行分析，然后再从管理学的角度进行分析，最后再从生产调度问题上进行阐述，提出系列的柔性管理措施。关键字：柔性制造系统，立体化仓库，结构，调度问题 正文：自动化立体仓库是自动存取的一种现代仓库，它主要通过计算机控制和相关设备进行作业，现在自动化立体仓库在国内外已经得到相应的应用。 一·自动化立体仓库的构成 自动化立体仓库主要由机械和控制两部分构成。机械部分包括货架、输送部分和码垛部分等。控制部分包括传感器、条码阅读器、计算机网络通讯、数据库等。 1，机械部分 （1）货架 货架有固定式货架、通廊式货架、悬臂式货架、垂直旋转式货架、水平旋转式货架、垂直重力式货架、水平重力式货架等许多种，它们有各自的储物特点，如悬臂式货架适合于存储长条形货物等。 （2）输送部分 输送部分是货物出入库的桥梁，直接关系到仓库的性能。输送件有很多种t目前国内用得较多的是传送带、有轨小车、无轨小车、移动台车等。按价位论，移动台车最廉价，但存在行程短、效率低等缺点。 输送部分的方案选择主要考虑仓库的出入库频率和仓库的运行安全性。一般是在满足仓库出入库频率的前提下尽量选用价位低的输送方案。仓库的运行安全性是指当一部分输送链出现故障时，仍能保证仓库的正常运转。 对此，主要措施有：(1)安装备用输送链或备用小车；(2)选用出入库两端在一端出现故
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
摘要文章简述了柔性、柔性制造技术的概念、分类、所涉及的关键技术,以及发展应用趋向,以促使人们对新的制造技术熟悉和重视。 随着社会的进步和生活水平的进步,社会对产品多样化,低制造本钱及短制造周期等需求日趋迫切,传统的制造技术已不能满足市场对多品种小批量,更具特色符合顾客个人要求样式和功能的产品的需求。90年代后,由于微电子技术、计算机技术、通讯技术、机械和控制设备的发展,制造业自动化进进一个崭新的时代,技术日臻成熟。柔性制造技术已成为各产业化国家机械制造自动化的研制发展重点。 1基本概念 11柔性柔性可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部环境变化的能力,可用系统满足新产品要求的程度来衡量;第二方面是系统适应内部变化的能力,可用在有干扰(如机器出现故障)情况下,系统的生产率和无干扰情况下的生产率期看值之比来衡量。“柔性”是相对于“刚性”而言的,传统的“刚性”自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,由于设备是固定的,所以设备利用率也很高,单件产品的本钱低。但价格相当昂贵,且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。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换,一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内,生产出较低本钱、较高质量的不同品种产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。柔性主要包括1)机器柔性当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。 2)工艺柔性一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力;二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。 3)产品柔性一是产品更新或完全转向后,系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力;二是产品更新后,对老产品有用特性的继续能力和兼容能力。 4)维护柔性采用多种方式查询、处理故障,保障生产正常进行的能力。 5)生产能力柔性当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统,这一点尤为重要。 6)扩展柔性当生产需要的时候,可以很轻易地扩展系统结构,增加模块,构成一个更大系统的能力。 7)运行柔性利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品,换用不同工序加工的能力。 12柔性制造技术柔性制造技术是对各种不同外形加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群,我们以为凡是侧重于柔性,适应于多品种、中小批量(包括单件产品)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) 有关柔性制造系统的定义很多,权威性的定义有: 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,使工件加工正确、迅速和自动化。中心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。国际生产工程探究协会指出“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。目前常见的组成通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心和车削中心等),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、中小批量的加工及治理。目前反映工厂整体水平的ｆｍｓ是第一代ｆｍｓ,日本从1991年开始实施的“智能制造系统”(ｉｍｓ)国际性开发项目,属于第二代ｆｍｓ;
柔性制造系统的关键技术及发展趋势
概述了柔性制造技术的基本概念、优缺点、发展的支撑条件等，探讨了柔性制造技术发展的现状与趋势，并指出“柔性”“敏捷”“智能”和“集成”乃是现今制造设备和系统的主要发展方向。 1 柔性制造技术(FMT) 1.1 基本概念 柔性制造技术(FMT)可以表述为两个方面：一是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足新产品要求的程度来衡量：二是系统适应内部变化的能力。可用在有干扰情况下系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。“柔性”是相对于“刚性”而言的。传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产，优点是生产率高，设备利用率高，单件产品成本低。但只能加工一种或几种相类似的零件，难以应付多品种中小批量的生产。随着批量生产时代逐渐被适应市场动态变化的生产所替换，一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内生产出较低成本、较高质量的不同品种产
柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群。凡是侧重于柔性，并适应于多品种、中小批量的加工技术都属于柔性制造技术。按规模大小划分为以下4种。 1.3.1 柔性制造系统(FMS) FMS包含2台以上具有自动刀具交换和自动工件托盘交换装置的数控机床，以加工中心为核心设备。配有自动物料传递和管理系统，如有轨运输小车或自动导引运输小车，并在中央计算机统一控制和管理下，动态地平衡资源地有效利用，具有生产调度和对加工过程的实时监控能力．可动态地实现多种零件族的自动加工。 1.3.2 柔性制造单元(FMC) 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，它由l～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，现已进入普及应用阶段。
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
柔性制造技术及其发展 近30年来，在制造自动化技术领域，以柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell, FMC)和柔性制造系统(Flexible Manufacturing System, FMS)为代表的柔性制造技术(Flexible Manufacturing Technology, FMT)得到了快速发展和应用，用以实现高柔性、高生产率、高质量、低成本的产品制造，使企业生产 经营能力整体优化，适应产品更新和市场快速变化，保持企业在国内外市场上的竞争优势。 1 柔性制造技术(FTM)概念 在制造业领域中，FMT概念的提出和实现，其技术观点的变化、发展和进步是近二三十年间人类生活的现实社会产品制造业发展、进步的实际需求推动的结果。在现实社会中，人们通常将用以生产产品的制造系统根据其一次投产的数量而分为大量、批量和单件生产3种类型。制造系统设计师们经过长期艰苦努力，开发、设计、制造出与之相适应的制造系统，以满足社会化产品生产的需求。 用于大量生产的制造系统的特点在于其“刚性自动化”(Rigid Automation)，或者说具有一种不能变化的自动化，加工设备有明显的专用性特征。传统的自动生产线就是这种类型制造系统的典型例子。自动生产线是一种仅适合于单一品种产品大量生产的制造系统，一旦产品零件设计改变，生产线将不适应，必须进行改造，甚至整条生产线必须推倒重建，表现出极低的柔性。 用于批量生产(典型每批10～10000件)的制造系统，其加工设备通常比大量生产时具有更强的通用性，同时必须有能力用各种不同的工具、不同的方法进行适当调整，以便于生产不同产品的一定范围内的多种不同零件。 某些产品和零件市场需求量很小，适合用单件加工方法生产。对单件产品生产来说，采用专用的工、夹、量具显然是不经济的，通常应采用通用加工设备和工装，配合一定量的手工加工。因此，单件产品生产的费用较高，但它却能满足市场某些少数、愿付出更多费用的顾客的需求。图1所示是这3类制造系统产品品种、设备专用程度和产量间的一般关系［1］。 图1 典型的产品品种、设备专用程度与产量间的关系 Fig.1 Typical relationships between product variety, speciality of the equipment and the output of product 近20年来，世界市场情况发生了极大变化，从相对稳定型转向动态多变型，市场的需求和企业产品特点表现为： (1)市场的竞争日益激烈。一个企业产品市场的占有率已成为判断该企业是否具有竞争力的最重要标志。为及时占有市场，要求企业产品制造周期日益缩短。 (2)市场需求的多变性和不可预测性。传统的制造业靠以市场预测和订单为基础组织企业进行大规模生产的方式越来越不能适应多变和不可预测的市场需
柔性制造系统的关键技术及发展趋势 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:柔性制造神经网络 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(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。
摘要：本文主要阐述了柔性制造系统的基本概念、，并在此基础之上了解柔性制造系统的工艺基础，系统组成和分类进行阐明，探讨了柔性制造技术发展的应用现状与趋势。 关键词：柔性制造系统结构组成类型应用 一．柔性制造系统的定义 FMS至今仍未有统一、明确、公认的定义，不同的国家、企业、学者和用户往往各有各的说法，所强调的关键特征也各有差异。所以，确切地定义FMS要比具体地描述一个FMS困难得多。 美国国家标准局定义FMS为：由一个传输系统联接起来的一些设备(通常是具有自 动换刀装置的加工中心机床)组成，传输装置把工件放在托盘或其他联接装置上送到各 加工设备，加工设备和传输系统在中央计算机控制下，使工件加工准确、迅速和自动 化。柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。 日本国际贸易与工业部定义FMS为：由2台或更多NC机床组成的系统，这些机床 与自动物料管理设备一一连接，在计算机或类似设备控制下完成自动加工或处理操 作，从而可加工多个不同形状和尺寸的工件。 中国机械部北京机械工业自动化研究所1993年编写的《制造自动化术语汇编》 中，定义FMS为：将自动化生产系统从少品种大批量生产型转向多品种生产型的柔性 化系统。FMS包括：(1)机械加工中心等加工作业机床；(2)加工对象的辅助作业工业机 器人和托盘；(3)加工对象的搬运作业工业机器人/传送带/无人搬运车；(4)存贮工件的 自动仓库；(5)上述作业用的各种自动设备的管理和控制用计算机。 二．柔性制造系统工艺基础 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。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。投入使用的FMS，大都用于切削加工，也有用于冲压和焊接的。 三.柔性制造系统的组成 （1）加工系统 柔性制造系统采用的设备由待加工工件的类别决定,主要有加工中心、车削中心或计算机数控(CNC)车、铣、磨及齿轮加工机床等,用以自动地完成多种工序的加工。 （2）物料系统 物料系统用以实现工件及工装夹具的自动供给和装卸,以及完成工序间的自动传送、调运和存贮工作,包括各种传送带、自动导引小车、工业机器人及专用起吊运送机等。 （3）计算机控制系统 计算机控制系统用以处理柔性制造系统的各种信息,输出控制CNC机床和物料系统等自动操作所需的信息。通常采用三级(设备级、工作站级、单元级)分布式计算机控制系统,其中单元级控制系统(单元控制器)是柔性制造系统的核心。 （4）系统软件 系统软件用以确保柔性制造系统有效地适应中小批量多品种生产的管理、控制及优化工作,包括设计规划软件、生产过程分析软件、生产过程调度软件、系统管理和监控软件。 四.柔性制造系统的分类 （1）柔性制造单元(FMC)
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
高效柔性制造技术的现状及发展 ———高效柔性制造技术的现状及发展 作者：盛伯浩唐华 本文分析了以数控机床为核心的制造技术向高效化、柔性化和高精化的发展概况，并研究其在高速化、高效高精化、复合化、可重构化和网络化等五个主要方向的新进展。 进入21世纪，中国机床制造业既面临提升机械制造业水平的需求而引发的制造装备发展的良机，也遭遇加入WTO后激烈的巿场竞争的压力。从技术层面来讲，加速推进以数控技术为核心的高效柔性制造技术将是解决机床制造业持续发展的关键。 数控机床及由数控机床组成的制造系统是改造传统产业、构建数字化企业的重要基础装备，它的发展一直备受关注。数控机床以卓越的柔性自动化性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引人瞩目，开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进制造技术中的核心技术之一。另一方面，通过持续的研究，信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升。因此，本文将着重于剖析数控技术的现况及动向，从中探讨高效柔性制造技术对促进机床制造业发展的作用。 数控机床基本评定指标 成本、质量、生产率和产量、交货期是衡量企业生产能力和巿场竞争能力的4个要素，釆用传统的非数控生产方式只有达到一定阀值的大批量规模生产才能取得上述4个方面的统一。但在当前激烈的巿场竞争环境下，以生产为中心、企业为主导的卖方巿场，已转向以巿场需求为中心、用户为主导的买方巿场，产品需求呈现多样化和个性化，且产品经济寿命大大缩短，这首先将形成以多品种变批量的生产方式为主流的生产环境；其次，衡量企业竞争力的首位因素也由成本转为交货期。 为此，发展柔性结构体系的数控制造技术装备及制造系统，是实现在快速多变的巿场环境中对用户驱动的巿场需求做出灵活、快速响应的关键。所谓制造装备及制造系统的柔性化，是指当产品的品种需求发生变化时，它们仍能在满足经济性的前提下，实现及时转换生产的适应能力。同时，持续地提高经济加工精度也是适应巿场竞争的另一个主要目标。作为评定数控机床及系统效能的基本指标，也将由传统的工作精度和切削能力改为用高效柔性和高精化的程度来衡量。 高效柔性化 虽然传统的非数控机床也具有一定的柔性，但它不能获得高的效能和稳定的精度，更不适应复杂型面的加工。因此，基于数控技术的高效柔性化制造装备及其制造系统需兼具下列特征： * 高度的灵活性和多品种生产的快速适应性； * 高效的生产能力，包括：高生产率－借助于高速化和提高金属切除率等途径；高稳定性－对于光机电集成的数控机床，着重要求其降低故障率，提高可靠性，以提高制造装备及系统的开动率(利用率)。 高效柔性化和高精化分别反映了制造业在竞争激烈的巿场环境下两个最主要的要求，即产品生产变换的灵捷性和产品质量的持续提高。 高精化 产品零件的精度直接影响到其工作性能、寿命、能耗和噪声等，因此数控机床的高精化是巿场需求和技术发展的必然结果。 分析汽车某些关键件的精度要求，如发动机的缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、连杆、化油
柔性制造系统中输送单元的设计 毕业设计题目: 柔性制造系统中输送 单元的设计 系 (部): 机电工程系 专业:机电一体化技术 学生姓名: 方亚茹 班级学号: 09542-33 指导教师: 王周让 2011 年 12月 20 日 1 毕业设计任务书 机电工程系机电一体化技术专业 学生姓名方亚茹学号 09542-33 一、毕业设计题目: 柔性制造系统中输送单元的设计 二、毕业设计时间 2011 年10月20日至2011年 12 月 20日 三、毕业设计地点: 陕西航空职业技术学院 指导教师王周让 2011 年 12 月 20 日 2 摘要 本文简要介绍了物料输送单元在整个柔性演示系统中扮演着至关重要的角色.物料输送单元的结构设计是否合理及稳定性能好坏直接反应了整个系统的优劣.本设计中,采用性能稳定,定位精度高的进口元部件作为物料的定位系统。利用可编程
序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图，并绘制了可编程序控制器的控制程序。关键词:换向阀、机械手、气动驱动 3 第一章输送单元的概述 1.1输送单元的概述 输送单元由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种输送装置，它可自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。 输送单元并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备. 输送单元能按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.
浅析柔性制造技术的现状及发展趋势 冯贝 1151110016 摘要：近二十年来，随着计算机、控制技术、机械结构的发展，柔性制造技术运用越来越重要，实现了多种产品的自动化、智能化，提高了生产技术的多样性。柔性制造技术。一个国家的工业生产力，制造技术的作用一般约占60%。相关专家认为，世界各国经济的竞争，主要体现在是制造技术的竞争，其竞争能力最终表所产品的市场占有率。因为其独有的特点已经广泛用于机械行业，与我们的生活息息相关。研究柔性制造技术乃是中华复兴的重要任务，中国的机械行业相对发达国家比较落后，因此，我们要认清形势，抓住机遇。 关键词：柔性制造发展趋势
Abstract:Over the past twenty years, with the development of computer, control technology, mechanical structure, flexible manufacturing technology more and more important, realized the automation and intelligence, a variety of products can improve the production technology of diversity. Flexible manufacturing technology. A country's industrial productivity, the role of manufacturing technologies typically accounts for about 60%. Relevant experts believe that the world economic competition, competition is mainly embodied in the manufacturing technology, its ability to compete eventually form the product's market share. Because of its unique characteristics has been widely used in machinery industry, is closely related to our life. Research of flexible manufacturing technology is the important task of the Chinese Renaissance, China's machinery industry is relatively developed countries relatively backward, therefore, we should recognize the situation, seize the opportunity. Key words: flexible manufacturing Development Trend;
浅析柔性制造技术的现状及发展趋势 欧阳光明（2021.03.07） 冯贝 1151110016 摘要：近二十年来，随着计算机、控制技术、机械结构的发展，柔性制造技术运用越来越重要，实现了多种产品的自动化、智能化，提高了生产技术的多样性。柔性制造技术。一个国家的工业生产力，制造技术的作用一般约占60%。相关专家认为，世界各国经济的竞争，主要体现在是制造技术的竞争，其竞争能力最终表所产品的市场占有率。因为其独有的特点已经广泛用于机械行业，与我们的生活息息相关。研究柔性制造技术乃是中华复兴的重要任务，中国的机械行业相对发达国家比较落后，因此，我们要认清形势，抓住机遇。 关键词：柔性制造发展趋势 Abstract:Over the past twenty years, with the development of computer, control technology, mechanical structure, flexible manufacturing technology more and more important, realized the automation and intelligence, a variety of products can improve the production technology of diversity. Flexible manufacturing technology. A country's industrial productivity, the role of manufacturing technologies typically accounts for about 60%. Relevant experts believe that the world economic competition, competition is mainly embodied in
柔性制造技术教学总结 本页是最新发布的《柔性制造技术教学总结》的详细范文参考文章，感觉写的不错，希望对您有帮助，看完如果觉得有帮助请记得（）。 xx届机械工程及自动化专业毕业生论文(设计) 课题名称：浅析柔性制造技术的现状及其发展趋势 学生姓名：易松 指导教师：刘新佳 江南大学网络教育学院 xx年 2月 江南大学网络教育学院 毕业论文 (设计)
概述了柔性制造技术的基本概念、优缺点、发展的支撑条件等，探讨了柔性制造技术的发展的现状与趋势，并指出“柔性”“敏捷”“智能”和“集成”乃是现今制造设备和的主要发展方向。 柔性制造系统因其独特的“柔性”和“自动化”特征，在现代制造业中获得了广泛的应用。柔性制造系统的实施是一个复杂的系统工程，本文结合工程实践从应用的层面对某些技术问题作简要讨论。机械制造业历来是应用科学技术的主要领域，是应用最新科技推动社会、经济发展的主导产业。随着现代科学技术的飞速发展，以及市场需求的个性化与多样化，机械制造业发生了极为深刻和广泛的变化，已不是传统意义上的机械制造业。其发展特点与趋势主要体现为绿色制造、计算机集成制造、柔性制造、虚拟制造、智能制造、并行工程、敏捷制造和网络制造等方面。 关键词： 柔性制造技术；柔性制造系统；应用；发展趋势 第一章柔性制造技术的基本概念 (1)
1.1柔性......................................................... .. (1) 1.2 柔性制造技术 (1) 1.3 柔性制造技术的特点 (2) 1.4 柔性制造技术按大小规模划分 (2) 第二章柔性制造所用的关键技术及发展条件 (3) 2.1柔性制造所采用的关键技术 (3) 2.2发展柔性制造技术的支撑条件 (4)