第36卷第8期____________________________计算 机仿真______________________________2019年8月
文章编号 J006 -9348(2019)08 -0204 -06
FMS柔性制造生产线仿真技术研究
肖茹\钱洪美2
(1.河南卫生干部学院，河南南阳450008;
2.北京航天测控技术有限公司，北京100041)
摘要:产品更新换代的周期越来越短,传统的大批量生产方式受到了挑战。在保证产品质量的前提下，缩短生产周期，降低
成本，提髙效率，能使多样的中小批量与单一的大批量产生抗衡,柔性制造系统（FMS)应运而生。FMS涉及技术点众多，在
初始阶段需要详细设计、建模、仿真。Flexsim软件是生产线仿真和物流系统规划的理想选择,在设计阶段广泛应用。以加
工生产线项目为例，对仿真的总体流程和详细步骤进行了展示,分析了 Flexsim在生产线作业中的仿真过程及方法，配合CI-
MCO等其他仿真软件进行功能补充，对FMS设计有参考借鉴作用。
关键词：FMS;FIexSim;仿真;流程控制；工艺
中图分类号:TP3I9 文献标识码：B
Research on simulation technology of FMS
flexible manufacturing line
XIAO Ru1
, QIAN Hong - mei2
(1. Henan Health Cadre College, Nanyang Henan 450008, China ；
2. Beijing Aerospace Measurement and Control Technology Co. , Ltd. Beijing 100041, Chin)
ABSTRACT: The cycle of upgrade of product is becoming shorter and shorter, and the traditional mass production
２００７年第１２期 ・管理技术・
文章编号：１００１—２２６５（２００７）１２—０１０９—０４
基于ＣＯＲＢＡ的柔性制造系统模型的建立
孑Ｊ、晓艳
（无锡职业技术学院工业中心，江苏无锡２１４０００）
摘要：一种基于ＣＯＲＢＡ的面向对象的方法在递阶分布式控制系统中得到了开发。分布式控制器的通用
方法和数据集成到服务器，每个控制器与服务器通过ＣＯＲＢＡ通讯的机制进行通讯。ＣＯＲＢＡ作为用于
分布式对象开发的中间软件的使用简化了在不同地点的客户端与服务器端通讯的实现。最后提出了一
个模型系统以验证基于ＣＯＲＢＡ的柔性制造系统。 关键词：柔性制造系统；ＣＯＲＢＡ；面向对象方法；递阶分布式控制结构；单元控制器
中图分类号：ＴＧ６５ 文献标识码：Ａ
Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＣＯＲＢＡ
ＳＵＮ Ｘｉａｏ—ｙａｎ
（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｅｎｔｒｅ，ＷｕＸｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｘｉ Ｊｉａｎｇｓｕ ２ １ ４０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ｏｂｊｅｃｔ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ（ｏｏ）ａｐｐｒｏａｃｈ ｂａｓｅｄ ｕｐｏｎ ＣＯＲＢＡ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕ－
ｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｄａｔａ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｃｏｍｍｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ ａｒｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｉｎｔｏ ｓｅｒｖｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ ｅａｃｈ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｔｏ ｓｅｒｖｅｒｓ ｖｉａ ＣＯＲＢＡ Ｃａｎ ｂｅ ｐ ｒｏｖｉｄｅｄ．Ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ＣＯＲＢＡ ａｓ ａ ｍｉｄｄｌｅｗａｒｅ
ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｏｂｊｅｃｔ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｌｉｅｎｔｓ ａｎｄ ｓｅｒｖ－
7.5 制造系统建模与仿真的案例研究
7.5.1 板材加工柔性制造系统配置与参数的优化
1.板材加工 FMS 概述
板材加工是机械制造的重要组成部分。板材成形的零件广泛应用于计算机、家用电器、仪器 仪表、控制柜、汽车以及通信产品中,如图 7-30所示。
图 7-30 板材成形零件示例
20世纪 80 年代以后,发达国家的板材加工设备开始向数控化转变,出现了数控冲床(NC Punching 、数控剪板机(NC Shearing以及数控折弯机(NC Bending等系列数控加工设备。但 是,独立的数控化板材加工设备存在生产效率低、加工成本高、车间物流管理混乱、产品质量难 以控制等缺点。
1967年,英国人研制成功世界上第一条柔性制造系统(FMS 。 1979年,世界上第一条板材 加工 FMS 在日本三菱电机公司研制成功。柔性加工方式具有高效率、高柔性、高质量以及高度自 动化等优点,填补了流水线的大批量生产方式与数控加工小批量生产方式之间的空白。 FMS 的出 现给机械制造业带来了深远影响。在欧洲、美国和日本等地区已出现多家专业生产板材数控及柔 性加工设备的公司,如意大利 Salvagnini 、芬兰 Finn-Power 、日本 Marata 以及德国 Trumpf 等。板 材加工
FMS 可以为企业带来显著的经济效益。例如:日本 Yaskawa 公司投产一条板材加工
FMS 后,操作人员由 23人减少为 9.5人,材料利用率由 76.9%提高到 91.4%,占地面积由 725m 2减少 为 377m 2,外包加工费由 37800美元 /月减少为 3000美元 /月,零件库存费用由 41640美元 /月减少 为 7500美元 /月,材料种类由 10种减少为 7种。
20世纪 80年代末, 板材柔性加工设备开始进入我国市场。 广西柳州开关厂、
上海第二纺织机 械厂、 江苏扬中长江集团以及南京电力自动化设备厂等多家企业先后从国外引进生产线。 1991年, 我国第一条自主开发的板材加工 FMS 研制成功,
单元五 柔性制造系统（FMS）及应用
5． 1 产教结合型柔性制造系统
5．1．1、 产教结合型FMS系统的组成
产教结合型FMS系统由控制分系统、信息分系统和底层设备分系统构成。整个FMS系统，在网络、数据库及CORBA的基础上，建成了一个以计算机控制技术和通信技术为支持的、以两台数控加工设备为基本的生产单位、集成化信息管理与系统总控系统为中枢的计算机控制自动化制造系统。
图5–1为产教结合型FMS的总体框架，它几乎概括了一个自动化车间生产的所有基本活动。
1. 产教结合型FMS总体结构的逻辑模型
产教结合型FMS系统是由计算机对制造过程进行监测和控制的自动化系统，即计算机过程监测和控制系统。参照图5-2所示的ISO制造企业层次模型，其中“企业”对应最高层级，“设备”对应最低层级，同时考虑到纯递阶控制的先天缺陷，因此设计的产教结合型FMS系统是一个多级递阶分布控制的模式，如图5-3。
计算机网络与
系统数据库 底
层
设
备
分
系
统 FMS
控
制
分
系
统
FMS信息分系统 CL20A
数控车床
DMC63V
铣削中心
运输小车、机器人
装卸站、
缓冲区
数控数据管理
子系统 工艺规程管理
子系统 定单管理子系统 详细计划子系统
工艺装备
管理
子系统 设备控制子系统 调度仿真
子系统
工作日历
管理子系统 立体仓库、
堆垛机
企业工厂车间单元工作站设备
图5-1 FMS的总体框架 图5-2 ISO制造企业层次模型 FMS信息及数据管理 详细计划
调度仿真
单元控制 单元控制 单元控制 单元控制
机床 机器人 运输系统 装卸站 其它。也可以是以上重复项目。 企业、车间层
单元层
设备层
制 造 过 程
图5-3 FMS总体结构逻辑模型
2. 产教结合型FMS系统的平面布置
产教结合型FMS系统平面布置如图5-4。
图5-4 FMS系统平面布置图 3
