【導(dǎo)讀】柔性制造系統(tǒng)的實(shí)施是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本文結(jié)合工程實(shí)踐從應(yīng)用的層面對某些技。術(shù)問題作簡要討論。機(jī)械制造業(yè)歷來是應(yīng)用科學(xué)技術(shù)的主要領(lǐng)域，是應(yīng)用最新科技推動(dòng)社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及市場需求的個(gè)性化與多樣化，機(jī)。械制造業(yè)發(fā)生了極為深刻和廣泛的變化，已不是傳統(tǒng)意義上的機(jī)械制造業(yè)。術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等的迅猛發(fā)展，柔性制造技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。要求樣式和功能的產(chǎn)品的需求。已成為各工業(yè)化國家機(jī)械制造自動(dòng)化的研制發(fā)展重點(diǎn)。柔性可以表述為兩個(gè)方面?，F(xiàn)故障)情況下,系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無干擾情況下的生產(chǎn)率期望值之比來衡量。量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當(dāng)重要的位置。系統(tǒng)內(nèi)為適應(yīng)產(chǎn)品或原材料變化而改變相應(yīng)工藝的難易程度。(四）、維護(hù)柔性：采用多種方式查詢、處理故障,保障生產(chǎn)正常進(jìn)行的能力。(五）、生產(chǎn)能力柔性：當(dāng)生產(chǎn)量改變、系統(tǒng)也能經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行的能力。系統(tǒng)的基本單元技術(shù)。

　　

【正文】 如德國 Werner 公司有 4種規(guī)格的機(jī)床模塊，而美國辛辛那提公司開發(fā)了 3個(gè)計(jì)劃軟件模塊和 10 個(gè)操作軟件模塊。近年來，西歐已開始在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，并研究通信標(biāo)準(zhǔn)化等課題，以解決各公司模塊連接和兼容問題。這種整體系統(tǒng)向模塊系統(tǒng)發(fā)展是當(dāng)今的主要發(fā)展趨勢。 （ 4）向功能復(fù)雜化發(fā)展 目前，大多數(shù) FMS 仍然是以機(jī)加工為主，今后的發(fā)展將是逐步擴(kuò)大工藝范圍，如裝配、熱處理等。如果裝配工藝被納入系統(tǒng)，未來的系統(tǒng)將由機(jī)加工工序與裝配工序構(gòu)成。這樣 10 的系統(tǒng) ，其生產(chǎn)對象不再是單個(gè)零件，而是裝配好的部件；如果其規(guī)模進(jìn)一步從部件發(fā)展到整個(gè)產(chǎn)品，其生產(chǎn)對象不再是單個(gè)零件，而是裝配好的部件；如果其規(guī)模進(jìn)一步從部件發(fā)展到整個(gè)產(chǎn)品，這樣就涉及到工序之間的銜接，因此相應(yīng)地增加了必要的零、部件，產(chǎn)品及輔助工序檢測系統(tǒng)。 （ 5）采用模擬仿真技術(shù) 隨著加工零件種類和工序的增多，為達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)輸最佳化，必須對系統(tǒng)進(jìn)行模擬，以確定其最佳配置方案，選擇作業(yè)優(yōu)化規(guī)則等。目前國外正進(jìn)行這方面的研究，如休斯公司利用計(jì)算機(jī)來模擬系統(tǒng)性能。 FMC 的發(fā)展概況 FMC 正向裝配 FMC 及其它功能 FMC 方向發(fā)展，為適應(yīng)組成系統(tǒng)的需要， FMC 不但用來組成 FMS，部分地用來組成柔性制造線，并將從中小批量柔性自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域向大批量生產(chǎn)領(lǐng)域擴(kuò)散應(yīng)用。 FMC 的發(fā)展趨勢之一是以 FMC 為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)化。它是由 FMC 與局部網(wǎng)絡(luò)(LAN)組成的所謂“中小企業(yè)分散綜合型 FMS”。這些 FMC 之間的信息流用“ LAN 環(huán)”加以連接，因此可以共同使用 CAD/CAM 站的信息、技術(shù)等。構(gòu)成了物和信息有機(jī)結(jié)合的生產(chǎn)系統(tǒng)。目前國外正致力于開發(fā)研究分散型 FMC 的課題。 （三）、 GT 的發(fā)展概況 GT 首先是為了實(shí)現(xiàn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化，在 20 世紀(jì) 50 年代中 期由前蘇聯(lián)提出。因?yàn)楫?dāng)時(shí)面對著成批生產(chǎn)中新產(chǎn)品絡(luò)繹不絕地試制投產(chǎn)，生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作十分繁重，而其中的工藝準(zhǔn)備工作尤為突出。工藝準(zhǔn)備工作不僅任務(wù)重，甚至經(jīng)常與新產(chǎn)品的研制計(jì)劃脫節(jié)，以致影響新產(chǎn)品的及時(shí)投產(chǎn)和企業(yè)的競爭能力。這就是 GT 產(chǎn)生的背景。最近，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)管理的概念也隨之發(fā)生了改變，不僅要追求高機(jī)床開動(dòng)率，而且減少在制品庫存量也是一個(gè)追求的目標(biāo)。這就產(chǎn)生了不僅利用 GT 處理單個(gè)問題，而且利用它進(jìn)行綜合處理的概念，這樣， GT 與計(jì)算機(jī)信息處理有了密切聯(lián)系，這就是 GT 發(fā)展的新階段。這一階段，在開發(fā)零 件分類的同時(shí)，把重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到其應(yīng)用和適應(yīng)性上。目前， GT 正向以下三個(gè)方面發(fā)展： （ 1） T 與 CAD/CAM 相結(jié)合 實(shí)施 CAD/CAM 的基本要求之一是計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)，自動(dòng)化工藝過程設(shè)計(jì)技術(shù)是在 CAD/CAM 中提高制造業(yè)生產(chǎn)率的基礎(chǔ)。因此，發(fā)達(dá)國家正在開發(fā)工藝過程自動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 （ 2）以 GT 單元、流水線為基礎(chǔ)的 FMS GT單元、 GT 流水線的設(shè)備布置方式與根據(jù)機(jī)床類別將同類機(jī)床集中的配置方式不同。它是將能滿足一族零件加工要求的不同種類的機(jī)床集中，配置成機(jī)床群。開始由于 GT 流水線能使非大量生產(chǎn)管理更容易，但是 ，與以通用機(jī)床為主體、按機(jī)床種類配置的方式相比，機(jī)床開動(dòng)率明顯較差，處理因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化等因素引起的負(fù)荷變化的能力也較低。但是，隨著 NC 機(jī)床、加工中心等復(fù)合機(jī)床的大量采用，以及機(jī)器人、無人操縱運(yùn)輸小車等具有柔性的材料處理裝置的開發(fā)，制成了自動(dòng)化FMS，使 GT 流水線的缺點(diǎn)得到彌補(bǔ)。 GT 分析可用于 FMS 的設(shè)計(jì) (包括柔性運(yùn)輸線的設(shè)計(jì) )?？墒窃诜治鲋校?jīng)驗(yàn)和直覺是占優(yōu)勢的而沒有探討科學(xué)的分析方法?，F(xiàn)在，這種分析方法分成兩個(gè)領(lǐng)域：設(shè)備布置和 FMS 內(nèi)物料流的仿真。前者實(shí)際上是以傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程分析為基礎(chǔ)。仿真是研究以生產(chǎn)計(jì) 劃為主體的成組作業(yè)排序。 （ 3）機(jī)加工以外的成組化國外不同的工業(yè)部門已廣泛使用成組機(jī)床，成組夾具，零件族組合和程序編制等，但都集中在切削作業(yè)上，現(xiàn)正向壓力加工、鑄造等應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展。 二、 柔性制造技術(shù)的發(fā)展趨勢 (一） FMC 將成為發(fā)展和應(yīng)用的熱門技術(shù) FMC 的投資比 FMS 少得多而效益接近。更適用于財(cái)力有限的中小型企業(yè)。目前國外眾多廠家將 FMC 列為發(fā)展之重 。 11 (二） 發(fā)展效率更高的 FML 多品種、大批量的生產(chǎn)企業(yè)，如汽車及拖拉機(jī)等工廠對 FML 的需求引起了 FMS 制造廠的極大關(guān)注。采用價(jià)格低廉的專用數(shù)控機(jī)床替代通用的 加工中心將是 FML 的發(fā)展趨勢。 (三） 朝多功能方向發(fā)展 由單純加工型 FMS 進(jìn)一步開發(fā)以焊接、裝配、檢驗(yàn)及鈑材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能 FMS。 FMS 是實(shí)現(xiàn)未來工廠的新穎概念模式和新的發(fā)展趨勢，是決定制造企業(yè)未來發(fā)展前途的具有戰(zhàn)略意義的舉措。目前反映工廠整體水平的 FMS 是第一代 FMS。真正完善的第二代 FMS 將是智能化機(jī)械與人之間相互融合、柔性地全面協(xié)調(diào)從接受訂單至生產(chǎn)、銷售這一企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的全部活動(dòng)。 FMS 是在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，將以往企業(yè)中相互獨(dú)立的工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造及經(jīng)營 管理等過程，在計(jì)算機(jī)及其軟件的支撐下，構(gòu)成一個(gè)覆蓋整個(gè)企業(yè)的完整而有機(jī)的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)化，總體高效益、高柔性，并進(jìn)而贏得競爭全勝的智能制造系統(tǒng)。 總結(jié)： 從上世紀(jì) 60 年代開始至今， FMT 的出現(xiàn)、發(fā)展、進(jìn)步和廣泛應(yīng)用，對機(jī)械加工行業(yè)及工廠自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生了重大影響，并開創(chuàng)了工廠自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的新領(lǐng)域，大大促進(jìn)了計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù) (CIMT)的發(fā)展和應(yīng)用。世界范圍內(nèi)的 FMS 獲得了約 30％的年增長率的快速發(fā)展和應(yīng)用。在 FMS 領(lǐng)域，美國、西歐和日本居世界之首。 20 世紀(jì) 90 年代后，工業(yè)界更加注重信息集 成和人在 CIMS 和 FMS 中的積極作用，認(rèn)識到對 FMS 而言，如果系統(tǒng)規(guī)模小些，并允許人更多地能動(dòng)介入，系統(tǒng)運(yùn)行往往會更有成效?，F(xiàn)在， FMT 已朝著更加正確的方向發(fā)展。并開發(fā)了新的柔性制造設(shè)備，使高性能柔性加工中心構(gòu)成的 FMC得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，工業(yè)界已更加注重 FMT 與集成化 CAD／ CAPP／ CAM，工廠或車間生產(chǎn)控制和管理系統(tǒng) PCMS 相集成，以達(dá)到使企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營能力整體優(yōu)化的目的，適應(yīng)動(dòng)態(tài)多變型市場的需求。 當(dāng)今，“柔性”“敏捷”“智能”和“集成”乃是制造設(shè)備和系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢。 FMS的構(gòu)成和應(yīng)用形式將更加靈 活和多樣化，小型 FMS 在吸取了 FMS 應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)后獲得了迅速發(fā)展，其總體結(jié)構(gòu)通常采用模塊化、通用化、硬軟件功能兼容和可擴(kuò)展的設(shè)汁技術(shù)。這些模塊具有通用功能化特征，相對獨(dú)立性好，配有相應(yīng)硬軟件接口，易按不同需求進(jìn)行組合和擴(kuò)展。與大型 FMS 相比，投資較低，運(yùn)行可靠性好。成功率較高。這種小型化 FMS 和伴隨著 DNC， FMS 技術(shù)發(fā)展而附帶生產(chǎn)的 FMC 技術(shù)將具有更加強(qiáng)大的生命力，并將得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。還可能形成商品化的柔性制造設(shè)備，成為制造業(yè)先進(jìn)設(shè)備的主要發(fā)展趨勢和面向 21 世紀(jì)的先進(jìn)生產(chǎn)模式。 12 參考文獻(xiàn) [1] 嚴(yán)雋薇 ：《 現(xiàn)在集成制造系統(tǒng)概論 [M]》， 清華大學(xué)出版社 2020 年第 7 版， 第 334 頁 第340 頁。 [2] 唐珂 ：《 汽車工業(yè)上的柔性制造 [J]》， 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