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柔性制造 第九章 课件

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现代制造技术柔性制造技术

现代制造技术柔性制造技术

1—液压缸； 2—夹紧元件 3—支撑元件； 4—定位元件
（2）托盘
在FMS中，工件一般安装在夹具上，而夹具又被安装 在托盘上,因而托盘是工件和夹具的承载体。当工件在机 床上加工时,托盘成为机床工作台并支撑工件；运输时, 托盘又承载着工件和夹具在机床之间进行传送。从某种意 义上说,托盘是一种工件和机床之间的硬件接口。因此,在 同一个FMS之间的所有机床,不管各自的形式如何,都必须 采用这种统一的接口, 使各台机床连接成为一个整体系统, 这就要求系统中的所有托盘采用同一种结构形式。
托盘结构有箱式、板式等。托盘的上表面有便于工件 安装的T型槽、矩阵螺孔，下表面有供在机床工作台上定位 的基面和输送基面，其在机床工作台上定位通常是采用锥 面定位。
（3）自动上、下料装置
自动上、下料装置是指机床与托盘站之间工件／托盘的装卸装备， 加工中心中最常见的自动上、下料装置是托盘交换器（Automatic Pal1et Changer—APC）,它不仅是加工系统与物流系统间的工件输送接 口，还可作为工件的暂时储存器，当系统阻塞时起到物流系统工件缓冲 站的作用。托盘交换器按其运动方式有回转式和往复式两种。
设 过 计管 计 程 划理 规 分 调监 划 析 度控 软 软 软软 件 件 件件
用以确保FMS有效 地适应中、小批 量多品种生产过 程的管理、控制 及优化工作
◆ 柔性制造系统的组成示意图
工厂计算机
中央计算机
物流控制计算机
工夹具站
信息传输网络
加工 单元1
加工 单元2
加工 单元n
运输小车
FMS的组成
下图是多托盘的往复式托盘交换器。它由托盘库和托盘交换器组成， 托盘库可以存放五个托盘。当机床加工完后，工作台横向移动到卸料位 置，将加工好的工件及其托盘移至托盘库的空位上；然后工作台横移至 装料位置，托盘交换器再将待加工的工件移至工作台上。由于设置了托 盘交换器，工件的装卸时间得到了大幅度的缩减。

柔性生产方式ppt课件

柔性生产方式ppt课件

3. 狭窄深长的设备
4.减少无附加价值的走动
要减少空手走动的动作 ppt精选版
21
对设备的要求
动作理想的设备
从现有的机器动作的品质来改善提升，不但花费的投资 少，同时又能很快地满足市场需求的快速成长。
1.有高效动作的设备
设备应能产生有附加价值的加工动作，无效的动
作都应去掉。
2.有“连结”功能的设备动作
管理基础
“柔性生产方式”
ppt精选版
1
概述
以前
生产能力低
客户要求低
需求品种少、量大
批量的生产模式
追求高效率的设备、分工明确
现在
生产能力提升
供大于求
客户要求提升
需求品种多、量小、更新快
即时化的生产模式
追求反应快、周期短
一个流生产方式与精益生产模式
ppt精选版
2
介绍
主题:以客户为中心的作业方式的实务操
按期交货要满足客户的需求,,不能
因天灾人祸而延ppt精期选版.
5
顾客导向的工作内容
品质
服务
顾客
成本
交期
ppt精选版
所有的工作内容都是 为了满足客户的需求
6
批量生产方式与一个流生产方式
滚压线 冲压线
点焊线
批量的生产方式
16T冲床 栈板 35T冲床
割皮台
装CLIP台
烘箱
周转台 注塑机
修边桌
材料放置架
作介绍
内容: 1.一个流生产方式 附加:结合实例演练
ppt精选版
3
例一.以顾客为导向的效率
提高产量的做法:
400pcs/4人·8hr改善 人·8hr
600pcs/5

柔性制造系统技术ppt课件

柔性制造系统技术ppt课件
•综上所述，各种定义的描述方法虽然有所不同，但都反 映了FMS应具备以下特点：
•20世纪80年代末，FMS已经成为一项成熟的技术，并在世 界范围得到广泛应用。
3、我国FMS的研究状况
我国采取引进和开发相结合的方针，引进箱体类零件、旋转 体件及钣金件加工FMS的全部或部分硬件技术。
•1984是我国研制FMS的起步时间，比国外晚了17年。我国 第一套FMS系统是由北京机床研究所于1985年10月开发完成 的（JCS-FMS-1），用于加工数控机床直流伺服电机中的主 轴、端盖、法兰盘、壳体和刷架体等，它由5台国产加工中 心、日本富士电机公司的AGV（自动导引车）及4台日本产 的机器人组成，其控制系统由FANUC提供，据分析它的投 资回收期约为两年半。
2.1.2 柔性自动化制造技术的发展历程及现状
一、发展历程的第一种划分方法（三个阶段）
•刚性自动化 设备--自动/半自动机床、组合机床、组合机床自动线； 对象--单一品种大批量生产自动化； 特点--生产效率高、加工品种单一。 •柔性自动化 设备--NC、CNC、FMC、FMS等。 对象--多品种小批量甚至单件生产自动化； •综合自动化 经营管理、开发设计、加工装配、质量保证自动化，CIMS 、CE、LP、AM等。
•1983年－1985年，在国家的支持下北京第一机床厂、湖南 江麓机床厂、郑州纺织机械厂、广西柳州开关厂等一些单位 分别率先从德国、日本进口了国内第一批FMS。
•1985年后在国家机电部“七五”重点科技攻关项目的支持 和国家863高技术发展计划自动化领域的工作的带动下， FMS得到极大的重视和发展，进入了自行开发和部分进口的 交叉阶段。
三、柔性自动化制造技术的研究现状
3、单元系统及其技术 单元系统：以一台或多台数控加工设备与物料储运系

《柔性制造技术》课件

《柔性制造技术》课件
柔性制造技术涉及大量数据和信息，需要 加强数据安全和隐私保护措施，防止信息 泄露和被攻击。
设备投入成本高
柔性制造技术需要先进的设备和生产线， 投入成本较高，对企业资金压力较大。
柔性制造技术的发展趋势
智能化发展 随着人工智能和物联网技术的不 断发展，柔性制造技术将更加智 能化，实现生产过程的自动化和 智能化。
品变化。
电子信息产业
产品更新换代快，需要 快速响应市场变化，柔 性制造技术能够满足其
生产需求。
医疗器械制造
个性化定制需求高，柔 性制造技术能够提供高
度定制化的生产线。
02
柔性制造系统的组成与架构
柔性制造系统的基本组成
01
02
03
04
加工设备
包括数控机床、加工中心等， 用于执行具体的加工任务。
物流系统
案例二：电子行业的柔性制造系统
总结词
电子行业产品更新换代快，市场需求变 化大，因此需要一种灵活的生产方式来 应对这种变化。
VS
详细描述
电子行业的柔性制造系统通常采用SMT （表面贴装技术）和AI（人工智能）技术 ，实现自动化生产线和智能仓储管理。这 种柔性制造系统能够快速调整生产不同型 号和规格的电子元器件和电子产品，满足 市场对短交货期、高效率、低成本的需求 。
建立生产监控系统，实时采集生产数据，掌握生产进度、质量、成本等信息，及时调整生产计划和工艺参数。
生产流程的优化与改进
数据分析与改进
通过对生产数据的分析，发现生产过 程中的瓶颈和问题，制定针对性的改 进措施，提高生产效率和产品质量。
持续改进与创新
鼓励员工参与持续改进和创新，不断 优化生产流程和技术，提高柔性制造 系统的适应性和竞争力。

柔性制造生产线PPT学习教案

柔性制造生产线PPT学习教案
柔性制造生产线
会计学
1
柔性柔制性造制单造元生（产F线MC） 柔性制造系统（FMS） 独立制造岛（AMI）
第1页/共8页
柔性制造单元（FMC）
通常由1~2台加工中心构成，并具有不同 形式的刀具交换和工件的装卸、输送及储存 功能。除了机床的数控装置外，还有一个单 元计算机来进行程序的管理和外围设备的管 理。FMS适合于小批量生产，加工形状比较复 杂，工序不多而加工时间较长的零件。
第2页/共8页
第3页/共8页
返回
柔性制造系统（FMS）
由2台以上的加工中心，以及清洗、检测设 备组成，具有较完善的刀具和工件的输送和储存 系统，除调度管理计算机外，还配有过程控制计 算机和分布式数控终端等，形成多级控制系统组 成的局部网络。FMS适合于加工形状复杂、加工 工序繁多、并有一定批量的多种零件。
第6页/共8页
第7页/共8页
返回
第4页/共8页
第5页/共8页返回独 Nhomakorabea制造岛（AMI）
独立制造岛是以成组技术为基础，由若干 台数控机床和普通机床组成的制造系统，其 特点是将工艺技术装备、生产组织管理和制 造过程结合在一起，借助计算机进行工艺设 计、数控程序管理、作业计划编制和实时生 产调度等。其使用范围广，投资相对较少， 各方面柔性较高。

柔性制造技术PPT课件

柔性制造技术PPT课件

2-11
传统的独立垂直生产体系
2018/9/11
现代制造技术
2-12
专 业 化 生 产 结 构 体 系
2018/9/11 现代制造技术 2-13
分类系统组成
码位 横向环节Ⅰ 分类环节 横向环节Ⅱ 特征项或特征信息 纵向环节 0 1 2… 纵向环节 0 1 2…
分 类 系 统
分类标志
粗分
细分 表示各分类环节的具体含义， 如结构形状、尺寸、材料等。
1) 棱柱体类（包括箱体形、平板形）
2) 回转体类（长轴形、盘套形）
对加工系统而言，通常用于加工棱柱体类工件的FMS由立、卧式加工中心， 数控组合机床（数控专用机床、可换主轴箱机床、模块化多动力头数控机床等） 和托盘交换器等构成；用于加工回转体类工件的FMS由数控车床、车削中心、数控 组合机床和上下料机械手或机器人及棒料输送装置等构成。
现代制造技术 2-21
2018/9/11
FMS 加工系统的配置
1 互替式（并联）
2 互补式（串联） 3.混合式（并串联） FMS的加工对象
当所选定零件组的全部工序可以被一种机床独 立完成时，FMS可以只配置数量足够的相同型号机 床，这些机床之间是可以相互代替的。
当所选定零件组的全部工序不能被一种机 床独立完成时，FMS需要配置几种不同型号的机 床，各自完成特定的工作，这些机床之间是互 相补充的，不能相互替代。
2018/9/11 现代制造技术 2-23
FMS 对机床的要求
1 工序集中 2 控制功能强、柔性好
3 具有通信接口
4 高刚度、高精度、高速度 5 其它要求
a) 使用经济性好 b) 操作性、可靠性、维修性好
c) 自保护性、自维护性好

柔性制造技术ppt课件

(i=1,2,…,N)
混合结构 ＲH＝（N－L）Z＋ΣZ i 若令N=4，L=2，Z=10，则：
（i=1,2,…,L）
ＲL＝4×10＝40 ＲS＝10+102+103+104＝11110 ＲH＝(4-2)×10+10+102＝130
树式结构具有紧凑、纵向环节数多的优 点，但它的横向环节的从属关系复杂，使用 不便。
1) 棱柱体类（包括箱体形、平板形） 2) 回转体类（长轴形、盘套形）
对加工系统而言，通常用于加工棱柱体类工件的FMS由立、卧式加工中心， 数控组合机床（数控专用机床、可换主轴箱机床、模块化多动力头数控机床等） 和托盘交换器等构成；用于加工回转体类工件的FMS由数控车床、车削中心、数控 组合机床和上下料机械手或机器人及棒料输送装置等构成。
26.07.2021
精选ppt
2-22
机床配置形式与特征比较
配置形式
互替式
互补式
混合式
简图
生产柔性
低
中
高
生产率
低
高
中
技术利用率
低
中
高
系统可靠性
高
低
中
投资强度比
高
低
中
说明：这些配置主要取决于机床功能、FMS的物料流和信息流， 而并非取决于加工设备的物理布局。
26.07.2021
精选ppt
2-23
FMS 对机床的要求
精选ppt
2-17
零件分组方法
直接用分类编码划分工艺相似零件组存在的问题： a) 导致许多结构相似但工艺不同的零件被划分在同一
组，而工艺相似但结构不同的零件却无法划分在同一组；
b) 零件组数多， 每组零件种类多，且 代码中许多分类标志 无工艺特征。

柔性制造系统ppt课件

38
不同时间段的刀具监控方法
39
刀具磨损的监测方法
40
刀具破损的主要监测方法
41
刀具的信息管理
• FMS中的刀具信息可以分为动态信息和静态信息两个部分。 • 所谓动态信息是指在使用过程中不断变化的一些刀具参数，
如刀具寿命、工作直径、工作长度以及参与切削加工的其 它几何参数。这些信息随加工过程的延续，不断发生变化， 直接反映了刀具使用时间的长短、磨损量的大小、对工件 加工精度和表面质量的影响。
大型刀库通常采用此种方式，一般刀具数在30~120把。当增 加链条长度时就可增加刀具数，刀库结构有较大的灵活性。
34
链式刀库示例
35
加工中心的刀库有转塔式、链式和盘 式等基本类型。
• 盘式刀库：又称斗笠式刀库，这种刀库中的刀具沿盘面
垂直排列、沿盘面径向排列或成锐角排列，刀库结构简单紧 凑，应用较多，但刀具单环排列，空间的利用率低，如增加 刀库容量必须使刀库的外径增大，那么转动惯量也相应增大， 选刀运动时间长。刀具数量一般不多于32把。
造技术得到了迅速的发展，作为这种技 术具体应用的柔性制造系统（FMS）、 柔性制造单元（FMC）和柔性制造自动 线（FML）等柔性制造设备纷纷问世， 其中柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）最具代表 4
FMS的产生过程
• FMS的雏形源于美国MALROSE公司，该公 司在1963年制造了世界上第一条多品种柴 油机零件的数控生产线。
27
刀具流的组成及运行过程
28
刀具交换——加工中心的自动换刀
• 自动换刀装置自动换刀装置应当满足换 刀时间短、刀具重复定位精度高、足够 的刀具储存量、刀库占地面积小以及安 全可靠等基本要求。

柔性制造系统介绍PPT

机械与控制设备的发展，也促使柔性制造技术 日臻成熟，如今，FMS已成为各工业化国家机 械制造自动化的研制发展重点
柔性制造单元 (FMC)
柔性自动生产线 (FML)
柔性制造系统 (FMS)
按规模大小柔性制造系统
柔性制造工厂 (FMF)
1、柔性制造单元
柔性制造单元(FMC)
FMC由1～2台数控机床 或加工中心构成的加工单 元，并具有不同形式的刀 具交换和工件的装卸、输 送及储存功能。除了机床 的数控装置外，通过一个 单元计算机进行程序管理 和外围设备的管理。 FMC适合加工形状复杂、 工序简单、工时较少、批 量小的零件。它有较大的 设备柔性,但人员和加工 柔性低。
2、柔性制造系统
3、柔性自动生产线
4、柔性制造工厂
六、柔性制造系统的发展趋势
柔性制造系统作为一种生产手段不断适应新 的需求、不断引入新的技术、不断向更高层 次发展随着FMS应用范围逐步扩大
发展 趋势
朝低成本 集成化 智能化
多功能化 环保化
小型单元化
模块化 高柔性 管理现代化
七、柔性制造系统的应用
做到无人加工
四、柔性制造系统的构成
构成
作用
指以成组技术为基础,把外形尺寸(形状不必完全一致),重量大致相似,材料相 自动加工系统
同,工艺相似零件集中在 1 台或数台数控机床或专用机床等设备上加工的系统
指由多种运输装置构成,如传送带,机械手等,完成工件,刀具等的供给与传送 物流系统
的软件可帮助实
现产品产出的最大化，同时有效监测所有生产活 动。加工程序可通过以太网下载传到加工中心， 所有的NC程序可以存储到中央控制系统的硬盘 上，并由总控系统进行管理以取得最佳的结果。 控制系统还备有刀具和工件的信息文件，系统动 态进度表，外部交换工作台和刀具库管理以及远 程机床状况监测等功能，同时也允许对通用夹具 零件数据和生产订单进行管理。

柔性制造系统32631PPT课件


11.06.2020
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8
▪ 7、经济效果显著。采用FMS的主要技术 经济效果是：能按装配作业配套需要，及时安 排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少 毛坯和在制品的库存量，及相应的流动资金占 用量，缩短生产周期；提高设备的利用率，减 少设备数量和厂房面积；减少直接劳动力，在 少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续 “无人化生产”；提高产品质量的一致性。
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1
▪ FMS柔性制造系统
▪ 柔性制造系统（Flexible anufacturing Systerm）是 由由数控加工设备、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，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。
11.06.2020
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5
柔性制造系统的优点
▪ 柔性制造系统是一种技术复杂、高度自动 化的系统，它将微电子学、计算机和系统 工程等技术有机地结合起来，理想和圆满 地解决了机械制造高自动化与高柔性化之 间的矛盾。具体优点如下。
▪ 1、设备利用率高。一组机床编入柔性 制造系统后，产量比这组机床在分散单机 作业时的产量提高数倍。
11.06.2020
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9
柔性制造系统的发展历程
▪ 1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉生提出的 FMS基本概念，研制了“系统24”。其主要设备是 六台模块化结构的多工序数控机床，目标是在无 人看管条件下，实现昼夜24小时连续加工，但最 终由于经济和技术上的困难而未全部建成。
▪ 1967年，美国的怀特·森斯特兰公司建成Omniline 系统，它由八台加工中心和两台多轴钻床组成， 工件被装在托盘上的夹具中，按固定顺序以一定 节拍在各机床间传送和进
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第九章
FMS的建模与仿真 的建模与仿真
9.1 系统仿真的一般概念 9.2 FMS计算机仿真 计算机仿真 9.3 FMS的逻辑模型 的逻辑模型 9.4 FMS仿真实例 仿真实例
第九章
FMS的建模与仿真 的建模与仿真
9.1 系统仿真的一般概念 1. 仿真 通过对系统模型的实验去 仿真: 研究一个存在或设计中的系统 系统. 研究一个存在或设计中的系统 系统:由相互联系和相互制约的各个 系统 由相互联系和相互制约的各个 部分组成的具有一定功能的整体. 部分组成的具有一定功能的整体
3. 计算机仿真 计算机仿真: 1)定义 在计算机上对系统的计算机 定义: 定义 模型进行实验研究的仿真. 模型进行实验研究的仿真
2) 计算机仿真的基本步骤 (1)建模 建模 (2)编程：将模型转化为计算机仿真程序 编程： 编程 (3)进行仿真实验：选择输入数据，在计算机上运 进行仿真实验：选择输入数据， 进行仿真实验 行仿真程序，以获得实验数据 行仿真程序， (4)结果统计及分析，以期对系统进行评价 结果统计及分析， 结果统计及分析 (5)总结：对模型的适用范围、可信度及运行费用 总结：对模型的适用范围、 总结 进行总结
3) 计算机仿真的特点 计算机仿真的特点: * 仿真结果是实验选出的较优解 仿真结果是实验选出的较优解; * 仿真结果的价值及可信度与仿 真模型、 真模型、仿真方法及仿真实验 输入数据有关
9.2 FMS计算机仿真 计算机仿真 一. FMS计算机仿真能够辅助决策的主 计算机仿真能够辅助决策的主 要内容： 要内容： 1. 确定系统中设备的配置和布局
系统在目前控制调度方式下运 行未达到理想状态： 行未达到理想状态： 效率低； 效率低； 机床利用率低(小于 机床利用率低 小于75%); 小于 机器人利用率过度; 机器人利用率过度 AGV利用率过低 利用率过低; 利用率过低
4. 改进措施 改进措施: 改进机器人取送刀及机床换刀策略: 改进机器人取送刀及机床换刀策略 机器人取送刀按最大能力数两把刀/次 机器人取送刀按最大能力数两把刀 次 取送; 取送 机床在先后加工同类零件时,采用不换 机床在先后加工同类零件时 采用不换 或少换刀)的规则 刀(或少换刀 的规则 或少换刀 的规则.
2. 主要调度策略 主要调度策略: 零件加工采用先到先服务规则; 零件加工采用先到先服务规则 机器人到机床取刀或送刀时, 机器人到机床取刀或送刀时 每次一把; 每次一把 零件加工完毕,均完全换刀 零件加工完毕 均完全换刀. 均完全换刀
3. 仿真及其结果 仿真模型： 仿真模型：图形建模方式 仿真时间:1440min 仿真时间 零件: 零件 A: 100件 B:200件, 按1:2混合比进入 件 件 混合比进入 仿真结果: 仿真结果
加工流程 L_MC_U L_MC_VL_U L_VL_U L_VL_MC_U
求工件抵达MC、VL、U、TS的到达率 MC， λVL， λU， 、 、 、 的到达率 的到达率λ ， 求工件抵达 ， ，
λTS 解：λMC＝0.5 λL＋0.7 λVL λVL＝0.5 λL＋0.4λMC λU＝0.6 λMC＋0.3 λVL λTS＝λL＋λMC＋λVL λMC＝17.71件／小时 件 λVL＝14.58件／小时 件 λU＝15件／小时 件 λTS＝47.29件／小时 件
二、活动循环图模型
（Activity Cycle Diagram ，ACD） ）
——以直观方式显示系统的状态变化 以直观方式显示系统的状态变化 和运行过程，利于理解、分析 和运行过程，利于理解、
1.基本术语 基本术语 1）实体：构成FMS的要素：机床、装卸站、 ）实体： RGV、托盘缓冲站、托盘、工件、操作人员等 2）属性：实体的状态特性 ）属性：
5. 改进后仿真结果
改进后 改进前
6. 结论 改进机器人取送刀策略及机床换刀策略后 结论: 改进机器人取送刀策略及机床换刀策略后, 可消除瓶颈使系统生产率和机床利用率大 大提高. 大提高
思 考 题
1.何为计算机仿真 试述其基本 何为计算机仿真?试述其基本 何为计算机仿真 步骤及特点. 步骤及特点 2.举例说明什么是 举例说明什么是FMS排队模 举例说明什么是 排队模 型、活动循环图模型和Petri 活动循环图模型和 网模型, 并掌握其涵义。 网模型 并掌握其涵义。
基于Petri网的逻辑模型 三. 基于 网的逻辑模型
1. Petri网逻辑模型基本术语 网逻辑模型基本术语 1）资源：FMS中涉及的材料、毛坯、零件、设备、 ）资源： 中涉及的材料、 中涉及的材料 毛坯、零件、设备、 工夹具、人员、数据等。 工夹具、人员、数据等。 2）库所：资源及资源的具体存放处合称“库所” ）库所：资源及资源的具体存放处合称“库所” 3）库所容量：库所能够存储的资源总量 ）库所容量： 4）标适（令牌）：库所实际存储的资源数量 ）标适（令牌）：库所实际存储的资源数量 ）： 5）变迁：资源被使用而引发的变化 ）变迁： 6）权：库所存储的资源减少（或增加）的量 ） 库所存储的资源减少（或增加）
2. FMS排队模型例 排队模型例——确定机床利用率 排队模型例 确定机床利用率
加工中心 立式车削中心
牵引小车
工件拆卸站
工件装夹站
加工流程 L_MC_U L_MC_VL_U L_VL_U L_VL_MC_U
加工中心 立式车削中心
牵引小车
工件拆卸站
工件装夹站
已知： 概率： 已知：L→MC概率：0.5 概率 L→VL概率：0.5 概率： 概率 MC→VL概率：0.4 概率： 概率 MC→U概率：0.6 概率： 概率 VL→U概率：0.3 概率： 概率 VL→MC概率：0.7 概率： 概率 工件抵达L的到达率 工件抵达 的到达率: 的到达率 λL＝15件／小时 件
9.3 FMS的逻辑模型 的逻辑模型
一 、排队模型 将系统表述为由若干工位组成的排队 网络。用于FMS的规划阶段设计，对不同 网络。用于 的规划阶段设计， 的规划阶段设计 的方案进行主要性能的比较分析, 的方案进行主要性能的比较分析 从而对系 统进行评价
1. 排队过程的一般模型 （1）顾客： （工件） ）顾客： 工件） （2）到达：顾客的数量、到达方式、 ）到达：顾客的数量、到达方式、 到达时间、到达特点、 到达时间、到达特点、到达是否平稳
（3）排队结构：队列方式 ）排队结构： （4）排队规则：顾客离去；顾客等待；等待时间长顾客 ）排队规则：顾客离去；顾客等待； 离去， 离去，否则等待 单服务台系统；多服务台系统； （5）服务台机构 ：单服务台系统；多服务台系统；串联 ） 服务台系统； 服务台系统；网络服务台系统 （6）服务规则：先到先服务；后到先服务；特权服务； ）服务规则：先到先服务；后到先服务；特权服务； 随机服务
2.基本原理：认为系统中的每一种实体都按各自的方式循 基本原理： 基本原理 环地发生变化， 环地发生变化，而在这一循环中只有两种状 静止状态和活动状态， 态——静止状态和活动状态，这两种状态在 静止状态和活动状态 循环中交替地出现。 循环中交替地出现。 静止状态用圆来代表，活动状态用矩形来代表， 静止状态用圆来代表，活动状态用矩形来代表，它们之 间的转换用有向弧来表示。在一个系统中一般有多种实 间的转换用有向弧来表示。 体，有向弧用不同颜色或线型以区分不同实体。 有向弧用不同颜色或线型以区分不同实体。
2.示例 示例 1）FMS制造系统示例 ） 制造系统示例
2）示例的 ）示例的Petri网模型 网模型
库所号 工件种类 工件流动方向 库所 令牌数 变迁
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3. 用Petri网建立 网建立FMS模型的优点： 模型的优点： 网建立 模型的优点 1）能用简单、清晰的网络图形描绘 ）能用简单、 制造系统 2）能以严密的数学工具来分析、预 ）能以严密的数学工具来分析、 测系统的状态变化以及引起变化的因素 3）能依据该模型直接实现对系统的 ） 控制
2.性能分析 性能分析
*生产率分析 生产率分析 *制造周期分析 制造周期分析 *产品生产成本分析 产品生产成本分析 *设备负荷平衡分析 设备负荷平衡分析 *系统瓶颈分析 系统瓶颈分析
3.调度及作业计划的评价 调度及作业计划的评价
* 评估与选择较优的调度策略 * 评估合理和较优的作业计划
二. FMS仿真的步骤 仿真的步骤
*机床的类型、数量及其布局 机床的类型、 机床的类型 *运输车、机器人、托盘和夹具等设备和装置 的 运输车、机器人、 运输车 类型、 类型、数量及布局 *刀库、仓库、托盘缓冲站等存储设备容量的大 刀库、仓库、 刀库 小及布局 *评估在现有的系统中引入一台新设备的效果 评估在现有的系统中引入一台新设备的效果
二.总体布局仿真 1. 系统方案一 系统方案一.
2. 系统方案二 系统方案二.
3. 仿真 仿真: 采用图形仿真方法， 采用图形仿真方法，据仿真结果和经 济性等综合因素, 济性等综合因素 选定方案一的设计和 布局
我国某地1991年建成的 年建成的FMS的仿真 三. 我国某地 年建成的 的仿真 1. 系统配置与布局
3.示例 示例 1）示例FMS ）示例
加工中心 工件装卸站
有轨导向小车
托盘缓冲站
2）示例FMS活动循环图模型 ）示例 活动循环图模型
直观表示： 直观表示： ＊每一活动所涉及的实体 ＊系统运行过程的活动步骤 ＊活动得以实现的条件
＊可利用活动循环表表示活动循环图描绘的FMS状态的变化过程 可利用活动循环表表示活动循环图描绘的 状态的变化过程
9.4 FMS仿真实例 仿真实例 一.丰田汽车公司FMS仿真 丰田汽车公司 仿真
1. 加工对象 汽车发动机 加工对象: 的汽缸盖和汽缸体 零件种类: 100种 零件种类 种 生产能力: 生产能力 800个/月 个月
2. 系统结构与布局
3. 加工工艺流程
4. 仿真 *目的 确立系统结 目的: 目的 构,选择较优的调度 选择较优的调度 方法 *仿真模型 仿真模型: 仿真模型 Petri网模型：242 网模型： 网模型 库所” 个“库所”, 160个 个 变迁” “变迁”