柔性制造技术及其发展

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

求。

(3)产品生命周期日益缩短。现今市场需求通常要求产品每三五年甚至更短时间就改变产品设计，这要求企业具有应付产品快速变革以及时响应市场需求变化的能力。

(4)产品需求趋于顾客化。产品需求的顾客化促进了市场从卖方市场转向买方市场。只有满足不同顾客的需求才能保持高的市场占有率。同时，产品需求趋于顾客化的市场特点导致企业产品生产日趋个性化批量生产。

显然，在这种动态竞争全球化的市场环境中，企业面临的形势是十分严峻的，企业生存和可持续发展已成为必须首先考虑的问题。传统的高生产率、低柔性大产量制造系统已不能适应这种多变市场的实际需求。这将迫使工业界努力寻找一种具有高柔性、高生产率、高质量和低成本的产品零件加工制造系统。FMS就是在这种新市场需求推动下产生的，以期用最短的生产周期对市场需求变化作出响应，并使包括厂房、设备及人力在内的资源得到最有效的利用，以达到使企业生产经营能力整体优化的目的。

从某种意义上讲，手工作坊式生产具有最高的“柔性”单项指标。随着自动化水平的提高，生产率和设备专用性提高而柔性却降低。传统NC，CNC机床适用于多品种基本单件产品生产应用，具有高的柔性和低的生产率。柔性加工中心机床适合于中等品种、小批量零件制造，具有较高的柔性和生产率。以托盘化CNC 加工中心机床为核心设备，采用单元化结构设计的FMC设备以及FMS适合于中少品种、中小批量产品的生产。FMC设备若加以扩展(增加托盘和机床数量)，便可实现中高批量产品的生产。如将柔性加工中心机床或FMC技术应用于传统自动生产线上，则可构成柔性自动生产线(Flexible Transfer Line, FTL)实现中少品种大批量产品的生产。FTL适合于2～10多个品种，生产率达5000～200000件/年的生产规模。FMS适用于多品种(10～50个品种)、中少批量(1000～30000件/年)生产规模应用。在20世纪由享利.福特首先在汽车工业中应用的加工生产线以及至今仍有应用的自动生产线(Transfer Line, TL)则是具有高生产效率、适用于大量生产的制造系统。如果用FMC来构成FTL，则其生产率能与TL相当，甚至可高过刚性自动生产线的水平［6］。FTL在柔性方面虽不及FMS高，然而其生产率却远远高于后者，是大批量生产的最佳模式。图2所示是柔性制造设备或系统的适用范围［2］，该图与上文列出的数据引自不同的文献，存在较大的差别，供读者参阅。

图2 柔性制造设备或系统的适用范围

Fig.2 Scope of application for flexible

manufacturing equipment or system

FMT所采用的一些原理和技术途径已完全不同于传统的制造系统，它包含有非常革命的制造哲理和技术观念。FMS系统并非如图1所示的3类制造系统意义上的某1类系统，而是能够覆盖这3类制造系统基本原理和概念的一种制造系统。实际上，目前FMS系统已被应用于产品的大量生产、成批生产和按次序的单件生产中，因而柔性制造设备或系统正成为制造业领域中极为重要的主力制造设备。

2 柔性制造系统(FMS)的概念和特征

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。

还可以列举出若干有关FMS的不同定义。但是，不管怎样，对于一个制造系统而言，如果它是柔性的，就应具备如下特点：

(1)有能力通过重新编制机床操作程序就能加工多种不同零件；

(2)有能力在已有的机床上提供零件加工所需求的全部工具；

(3)有能力实现工件在不同机床间的传递，并实现工件的自动加卸载。

显然，根据上述的FMS系统所应具备的基本特征，可以认为，FMS应包含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，能动态地平衡资源的有效利用，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。

3 FMS的“柔性”

FMS必须以柔性制造设备如托盘化CNC加工中心机床为基础，而不能由没有固有柔性(Flexibility)的设备如专用机床来构成。在一个柔性制造设备或系统建成后，运行起来所能达到的柔性不仅取决于制造设备或系统固有的柔性，而且还取决于用户企业的制造能力、管理经验、企业文化和为满足市场需求所采取的制造策略等因素，或者说一个柔性制造设备或系统还存在有一种通过用户方可实现的柔性。因而，对于某个确定的柔性制造设备或系统来说，其柔性是由其固有柔性和可实现柔性两大部分组成的。

FMS的“柔性”是一个柔性制造设备或系统应付各种可能变化或新情况的“应变”能力。FMS的这种应变能力表现在空间兼容性和时间兼容性两个方面。所谓空间兼容性，是指要求制造系统适应多种操作，有能力适应多种不同类型结构、尺寸的零件加工制造，表现出在一定加工制造宽度范围内的兼容性；所谓时间兼容性，是指要求制造系统有能力应付短期、中期或长期内可能发生的情况变化，表现出在时间上的兼容性。

已有不少学者对FMS的柔性进行专门研究，其定义和测定方法各有不同。定量测定制造系统的柔性是很费时、费钱的。通常应考虑如下若干因素，或者说存在如下若干项可用于评估或测定柔性制造设备或系统的柔性的指标［7～9］：

(1)机床柔性(Machine Flexibility)：构成FMS的机床从一种工序加工转向另一种工序加工的能力。该柔性主要取决于机床的刀库容量。这是一种固有柔性，很难被用户改变。

(2)路由柔性(Routing Flexibility)：一个给定加工工艺规划的零件在FMS 系统中以不同加工路线实现柔性加工的能力。

(3)产量柔性(Volume Flexibility)：经济地实现产品不同产出水平的工作能力。

(4)物料管理柔性(Material Handling Flexibility)：传送和存放不同类型和尺寸的工件的能力，体现了制造设备或系统空间兼容性方面的应变能力。

(5)逐步投资柔性(Incremental Investment Flexibility)：在需要时可增加或减少它的生产能力，体现了制造设备或系统时间兼容性方面的应变能力。

(6)加工柔性(Tooling Flexibility):加工制造一种新零件或改进零件的能力，体现了制造设备或系统空间和时间兼容性方面的应变能力。

(7)持续进步柔性(Continuous Improvement Flexibility)：适应零件设计变化的生产能力，体现了制造设备或系统时间兼容性方面的应变能力。

(8)新零件项的柔性(New Item Introduction Flexibility)：引入新产品零件加工制造的能力，体现了制造设备或系统空间兼容性方面的应变能力。

(9)互换柔性(Interchange Flexibility):在各加工站间和加工功能间的互换或替代能力，体现了制造设备或系统空间兼容性方面的应变能力。

(10)产品组合柔性(Flexibility for Change in Product Mix)：适应市场需求波动而改变产品零件组合加工的能力。

(11)在制品控制柔性(Flexibility for Work_in_Process Control)：适应为实施正常运行所需的最少在制品数目的能力。

(12)操作控制柔性(Flexibility for Workforce Control)：运行柔性制造设备或系统所需要人员的工作队伍规模、技术水平和操作控制的能力。

(13)工序操作柔性(Operation Flexibility)：实现以不同的工序工艺顺序加工某一零件的能力。

(14)工程下马柔性度(Project Abandonment Flexibility)：原计划建立的FMS须下马时以最小损失调整到其他工程使用状态的能力，体现了制造设备或系统空间和时间兼容性方面的应变能力。

(15)故障控制柔性度(Trouble Control Flexibility)：对故障停机的管理能力。

(16)重构柔性度(Reconstituting Flexibility)：重新进行调整，如移走设备作为他用，增加或更换某些部件以适应市场需求出现低于或高于系统生产能力时的能力，体现了制造设备或系统空间和时间兼容性方面的应变能力。

(17)软件柔性度(Software Flexibility)：在需要进行如前所述的某种“应变”的情况下，系统管理与控制软件的适应能力，体现了制造设备或系统空间和时间兼容性方面的应变能力。

4 FMS的优缺点

FMS由于与传统的制造系统相比具有许多突出的优点，所以一经问世就引起了工业界的极大重视，各工业化国家有关部门纷纷投入极大的人力、物力和财力积极研究、开发。FMS的优点在许多技术文献中已有详细叙述，本文不再讨论具体内容，仅罗列其主要条目：

(1)高柔性制造能力；

(2)高设备利用率，典型的数据为75%～90％；

(3)减少设备费用；

(4)减少占地面积，典型的可减少20%～50%；

(5)减少直接劳动费用，可节约30%～50%；

(6)减少生产准备时间，压缩在制品数量，改善对市场的响应能力；

(7)简化制造并提高经营控制能力；

(8)缓慢的系统衰变，即制造系统在意外情况下可降级运行；

(9)高产品质量；

(10)可实现准时制制造；

(11)高经济效益；

(12)允许分阶段投资与运行。

尽管FMS有许多优点，但是工业实践业已证实发展FMS也有一些困难，或者说还存在缺点。正是由于这些困难或缺点，使得许多企业对FMS缺乏信心，望而却步，不敢做出采用这种新技术的决策；也正是由于这些难点，促进了FMS技术观点的变化与进步。发展FMS的难点主要表现在：

(1)投资高昂。

FMS价值昂贵，视FMS构成规模的大小，一般需要500～7000万美元的投资，这还不包括支持FMS运行环境建设的费用。这对于财源有限的中小企业来说是难以承受的，即使是技术与经济承受能力较强的大公司和大企业，采用FMT也有很大的风险，决策者须有足够的勇气和胆略。

(2)周期长。

FMS系统技术复杂，开发、研制、调试一套FMS系统需要较长的周期，从提出开发一个系统的概念到具体实现，往往需要5～6年的时间，有时甚至更长。若要完全满足用户的要求则需更长的时间。典型的FMS，仅调试周期通常就需要半年，有的甚至一年后还不一定能完全正常运行。调试一套大型FMS可能需要18个月，而使系统在良好的性能状态下运行可能再需要18个月。对于一个企业来说，如果一项新的技术投资在3～5年内得不到良好的回报，往往会导致他们失去信心。

(3)高技术支持需求。

企业建立FMS需要相当高的物质和技术知识支持，必须拥有熟悉这一领域的人才(领域专家和科技队伍)，建成后维持系统正常运行也需要一支具备高级技能的队伍。

(4)有限的“柔性”。

FMS尽管具有高柔性，但是这种柔性仍然限于特定的范围。比如，加工箱体

零件的FMS就不能用于加工旋转体、冲压件等。同样是箱体零件的FMS，用于加工变速箱体零件的FMS就不一定适合于加工发动机汽缸体。因此，一个FMS系统建成后，改变加工对象(一种固有柔性)是比较困难的。

5 发展FMT的支撑条件

为成功地应用FMT，需要以下必不可少的支撑条件。

(1)技术培训。

应用FMT的用户，需要建立一支自己的自动化领域专家和专业技术人员队伍，因而对有关人员进行技术培训是极为重要的。这种培训可以提高用户自身解决所遇到的技术问题的能力，减少对硬、软件供应商的依赖。实践证明，几乎所有的FMS采用者在建立FMS之前、之后都对有关人员进行了培训，与采用常规自动化技术相比，所需培训的人员更多，每个人培训的次数和时间也更多。

(2)自动化应用经验。

企业应用自动化技术的经验，对于成功应用FMS是极为重要的。这种应用经验是一种积累的过程。实践表明，先前自动化技术应用经验对规划发展FMS总体目标，明确实际需求及成功实施都具有重要作用，大约60%～90%的FMS用户在

建立FMS之前就已有相当丰富的应用数控机床的实践经验。

(3)上级主管部门和领导的支持。

在国营企业中，成功应用FMT的一个必要条件是得到上级主管部门和领导的有力支持。上级主管部门和领导支持的强弱对于缩短实施周期和回收期有着重大影响。实践证明，几乎没有一个FMS项目不得到上级主管部门和领导的支持而能够成功实施的。上级主管部门和领导级别越高，成功应用FMT的可能性就越大，这与实施常规自动化技术有很大的差别。

(4)工程主管者。

发展FMT除需得到上级主管部门和领导支持外，还必须任命一位有权威的工程主管者(工程负责人)。这位工程主管者通常应处于上级主管部门或工厂级主管人员的地位。据有关资料统计，大约75%的FMS项目实施中都有这样的一位工程负责人，他清楚地了解所要实施的FMT的目标和所采用的技术途径，能够为工程的实施争取人力、物力、财力等保障条件，向有阻力的部门解释并维护工程的目标。

(5)供应商。

发展FMT，对于技术水平较低和自动化技术应用经验较少的企业来说，争取软、硬件供应商的技术支持极为重要，即使是技术水平较高、应用经验较丰富的用户，这种支持也是必要的。工业实践表明，大约有一半的FMS用户在整个建立FMS期间都经常与软硬件供应商联系，并需得到他们的技术支援。有90%的FMS

应用者在选择软硬件供应商时，都将供应商的技术支援能力作为重要条件之一予以考虑。

6 FMS与无人操作制造

70年代初中期，技术名词“FMS”多被当成“无人操作制造”的同义词，至今国内仍有不少人持有这种观点。实际上，这是对FMT的一种误解。造成这种现象的主要原因在于：

(1)世界上第一套FMS莫林系统24以具有无人操作的班次作为其运行的一个基本特点，它对后来FMS的发展产生了极大的影响。

(2)在计算机集成制造技术概念提出的初期，一些学者、专家将建立“无人化工厂”，或无人操作制造的“黑盒子”制造车间作为实现CIMS的目标之一，认为这是发展工厂自动化技术的方向和趋势，并将FMS作为其基本构成部分。

(3)由于日本厂商投入大量资金发展他们用于无人操作制造的“无人操作制造方法学(MUM PROJECT)”课题所造成的影响。

(4)由于FMT的众多优点尚未被人们全面了解，或者说对FMT哲理与技术观点尚未深刻理解，多数人的认识只限于提高自动化水平和生产率的优点之上。

通过较长时间发展CIMS和FMS的工业实践，制造工程师们已看到先前技术观点的片面性，认识到仅仅实现制造过程的自动化并不能使制造系统取得预期的“柔性”。FMS的有效运行和柔性取决于人、管理和技术的有机综合集成的程度；建立无人工厂是不现实的，实现无人操作制造是极为复杂和困难的。所以，在日本人从事MUM课题研究时，美国人却在实现商品化FMS以用于实际的零件加工，他们并不追求无人操作制造，而是以有限的操作者管理尽可能多的加工设备和追求将所需的劳动力减少到最低限度的技术观点来建立FMS［1］。尽管现今许多FMS能够实现在一定时间内的无人操作运行，但是几乎没有一个用户将无人操作制造作为建立、发展FMS的最终目标。这是因为工业实践已经证明，几乎所有现存的FMS都不是无人操作的，实际上，FMS在以下几个方面仍然离不开人工操作：

(1)加工零件在夹具上的安装、随行托盘的加卸载实现自动化是极为困难的，即使有可能，其技术相当复杂，投资也将是高昂的，而使用人工操作却比较容易实现。

(2)刀具维护、准备及组织。尽管已研究了各种刀具磨损、破损自动检测装置，但是可靠的、有实用价值的检测技术至今仍未完全过关，基本上仍靠人工。此外，刀具寿命的检查也仍然基本上靠人工判定。

(3)尽管许多FMS配有集中式的切屑收集或排除装置及冷却液系统，然而一定数量的机床清理工作仍要靠人工来完成，不易防护的大型机床更是如此。实现切屑自动化收集或排除的投资是相当高的，其效果也并不完全令人满意。

(4)系统故障排除仍须靠人的双手和熟悉这些系统的人员来完成。

(5)若干辅助工序往往也须靠人工进行，如清洗、打毛刺、变形矫正等。

(6)FMS通常还须配备系统操作员，以进行初始化、准备和运行。

(7)系统突发故障的应急处理仍然靠人工处理，计算机很难、或者说几乎不可能处理这种不可预料的突发事件。某些FMS系统在夜班实现4h或6h无人操作制造运行，但通常仍需安排值班人员，以便解决、处理不可预见的突发事件，维护系统的正常运行。

此外，有些学者认为，实现无人操作制造在经济上是否合算也还值得研究。为了实现夜间第3班4h或6h无人操作制造，通常必须：要求加工设备具有高度的自动化、智能化水平，例如需增设刀具破损、磨损检测装置；要求设备控制系统具有更强的功能化特征，以便对加工过程中发生的故障实现自动诊断处理，确保工件和设备的安全运行，这不但增加了系统的初始投资，且由于系统复杂程度增加而要求更多的预维护；要求预先准备更多的工具、托盘，设置足够数目的缓冲贮存站，这些投资也是相当可观的；要求零件加工编程人员具有更高的专业技术水平、技巧。总的说来，实现无人操作运行，表面上直接劳动力费用大大减少了，然而其他间接劳动力费用及设备费用却大大增加了，其综合成本未必能够降低。

7 FMT的发展现状与展望

近半个世纪以来，FMT的出现、发展、进步和广泛应用，对机械加工行业及工厂自动化技术发展产生了重大影响，并开创了工厂自动化技术应用的新领域，大大促进了计算机集成制造技术(CIMT)的发展和应用。从60年代到80年代这短短的20年间，世界范围内的FMS获得了约15%的年增长率的快速发展和应用，见表1。

在FMS领域，美国、西欧和日本居世界之首。美国是发展FMS最早

的国家，多数由自动生产线改建，用数控加工中心机床代替组合机床并

加上计算机控制，其规模一般较大(9～10台)，平均投资1500万美元，

加工3～150种零件，年产量为2000件～10万件。在美国，特别是FMC

得到了快速的发展和应用，据美国“The CIMS Report”报道，到90年

代，FMC已超过了1万套，见表2。

表2 美国FMC的发展和应用增长

日本是发展FMS较晚的国家。1992年日本调查了涉及10个行业的

12073家企业，金切机床总数为719626台，数控化率20.8%(1987年为

10.9%)，金属成形机床总数为283242台，数控化率4.3%。FMS系统(金

切和金属成形，含FTL)2194套，其中役龄在3年以下的704套；3～4

年的523套；5～9年的508套。可以看出，约有80%的FMS役龄不超过

10年。FMC的总数为11506套，其中11066套用于金切单元，440套用

于金属成形单元。从FMC和FMS的役龄看，5年以下的FMC占55.5%，FMC

占61%；役龄5～9年的FMC占32.2%，FMS占25%。据报道，日本从1984～

1989年发展FMC，以每年1000～1500套的数量增加，而发展FMS则是在

90年代才逐渐开始的。

德国发展FMS的情况与美国、日本有所不同，主要用于中小规模企

业，FMS规模较小(4～6台机床)，具有较高的柔性，加工零件种类为50～

250种。意大利、英国、独联体以及其他一些东欧国家也都发展了自己

的FMS，其水平也相当高。我国发展与应用FMC，FMS系统均较晚，据有

关部门统计，至1995年才建成约34套FMS，其中28套已用于生产(5

套用于板材加工)，FMC的应用也极为有限，与国际先进水平相比差距甚大。

从规模上看，FMS以4～6台机床组成的为最多，一般不多于10台；从批量上看，以10～50，50～1000件为最多；年产量以3000～30000

件为最多。

进入90年代后，尽管发展FMS遇到了一些困难，且由于机床制造业出现了世界性的滑坡，影响了FMC，FMS的发展和应用速度。但工业界经长期实践，积累了丰富的经验和教训，已超越了早期FMS技术概念的约束，不再盲目追求实现加工过程的全盘自动化，更加注重信息集成和人在CIMS和FMS中的积极作用。认识到对FMS而言，如果系统规模小些，并允许人更多的能动介入，系统运行往往会更有成效。现在，FMT已朝着更加正确的方向发展，并开发了新的柔性制造设备，如使高性能柔性加工中心构成的FMC，FTL得到广泛应用。同时，工业界已更加注重FMT 与集成化CAD/CAPP/CAM，工厂或车间生产控制和管理系统PCMS相集成，以达到使企业生产经营能力整体优化的目的，适应动态多变型市场的需求。

当今，“柔性”、“敏捷”、“智能”和“集成”乃是制造设备和系统的主要发展趋势。FMT仍在继续发展之中，并将更趋成熟和实用。FMS的构成和应用形式将更加灵活和多样化，为越来越多的企业所接受。小型FMS在吸取了FMS应用实践经验后近几年来获得了迅速发展，其总体结构通常采用模块化、通用化、硬软件功能兼容和可扩展的设计技术。这些模块具有通用功能化特征，相对独立性好，配有相应硬软件接口，易按不同需求进行组合和扩展。与大型FMS相比，投资较低，运行可靠性好，成功率较高。这种小型化FMS和伴随着DNC，FMS技术发展而附带生产的FMC技术将具有更加强大的生命力而得到快速发展和广泛应用，并可能形成商品化的柔性制造设备，成为制造业先进设备的主要发展趋势和面向21世纪的先进生产模式。

作者简介：林胜北京航空工艺研究所研究员

参考文献

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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

柔性制造技术的目前状况及发展趋向

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;

浅谈柔性制造系统的应用现状及发展趋势资料

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

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 ———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

2021年浅析柔性制造技术的现状及发展趋势

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

浅析柔性制造技术的现状及发展趋势

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;

2020年柔性制造技术教学总结

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)

浅谈制造企业的柔性化生产

浅谈制造企业的柔性化生 产 The final edition was revised on December 14th, 2020.

浅谈制造企业的柔性化生产 摘要:社会进步和生产水平的提高,使得世界市场发生了根本的变化:竞争加剧,消费呈现多样化、个性化。在这种条件下,传统的大批量生产组织方式即被迎合市场动态变化的柔性生产组织方式所代替。本文分析柔性生产给企业尤其是制造业所带来的优势,探讨我国制造企业推行柔性生产制造之策略。 关键词:柔性生产制造系统；个性化消费；流程重组；“柔性”管理 在工业化初期的短缺经济时代,市场对产品的需求充分,产品的生产制造特点是:品种单一,产品生产周期长,每一品种生产批量大。福特所发明的流水生产方式可以说是满足当时社会生产需要的一次重大的技术创新,这种大批量的流水线生产组织方式组当时的社会带来了高效率与低成本。 随着社会进步和生产技术水平的提高,世界市场发生了很大的变化:一方面由于西方工业国家在经历了两百多年的工业化后,社会财富大量积累,加之发达国家人口数量下降,最终消费疲软,形成了过剩状态,从而呈现买方市场环境;另一方面,这种买方市场更加需要具有特色、符合个人需求样式和功能千差万别 的产品;此外买方市场激烈的竞争也迫使传统的大规模生产组织方式发生改革。传统的制造系统已不能满足市场对多品种小批量产品的需求,逐渐被适应市场动态变化的柔性生产组织方式所代替。 一、柔性生产的概念 1.生产柔性的含义 柔性生产是一个制造技术上的概念。生产的柔性包括两个方面的含义:一是“质”的柔性,即生产系统能适应不同的产品或零件的加工要求。生产系统能加工的品种(种类)即生产系统在不同的零件之间的转换时间越短,生产系统的柔性则越强。 生产制造中的这种柔性是针对“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。其优点是生产效率高,由于使用专用设备,所以生产利用率也很高,单件产品的成本低。但设备价格高昂,且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需求。 2.生产系统柔性的内容 生产系统的柔性主要包括以下几个方面的内容： 机器柔性:当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品品种变化而加工不同的零件的难易程度。 工艺柔性:工艺柔性包括两方面的含义,一是指工艺流程不变时生产系统自身适应产品或原材料变化的能力;二是生产制造系统内部为适应产品或原材料变 ,保证生产正常进行的能力。 生产能力柔性:当生产量改变时,系统也能很经济地进行能力的调整。对于根据订货组织生产的制造系统而言,这一点特别重要。 扩展柔性:当生产需要时,可以很容易地扩展系统结构、增加模块,构成一个更大系统的能力。

柔性制造系统论文

[柔性制造系统 的结构组成、类型及应用] 姓名： 学号：2011301390076 院系：11级机械系三班 通讯： 导师：

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

柔性制造的现状及发展趋势

柔性制造技术的现状及发展趋势 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,以及发展应用趋势,以促使人们对新的制造技术认识和重视。 随着社会的进步和生活水平的提高,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,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、通信技术、机械与控制设备的发展,制造业自动化进入一个崭新的时代,技术日臻成熟。柔性制造技术已成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点。 1基本概念 1 1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。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,单件产品的成本低。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,生产出较低成本、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承能力和兼容能力。 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,可以很容易地扩展系统结构,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。 1 2柔性制造技术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,我们认为凡是侧重于柔性,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) 关于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

柔性制造技术的现状及发展趋势

常州信息职业技术学院 学生毕业设计（毕业论文）

毕业设计（论文）开题报告

柔性制造技术的现状及发展趋势 目录 第一章前言 (1) 1.1柔性制造技术的基本概念 (1) 1.1.1 柔性 (1) 1.2 柔性制造技术 (2) 第二章柔性制造所采用的关键技术 (3) 2.1 计算机辅助设计 (3) 2.2 模糊控制技术 (3) 2.3 人工智能、专家系统及智能传感器技术 (3) 2.4 人工神经网络技术 (4) 第三章柔性制造技术的使用现状 (4) 3.1柔性制造技术在板材加工中的应用 (5) 3.2 柔性制造技术在航空工业中的应用 (6) 第四章柔性制造技术的发展概况 (7)

4.1 FMC、FMS的发展概况 (7) 4.2 FMS、FMC的发展前途 (7) 4.2.1 FMS的发展前途 (7) 4.2.2 FMC的发展概况 (8) 4.3 GT的发展概况 (8) 第五章柔性制造技术的发展趋势 (9) 第六章柔性制造技术的应用 (10) 6.1 FMS的应用 (10) 6.2 GT的应用 (10) 第七章结论 (11) 答谢辞 (12) 参考文献： (12)

柔性制造技术的现状及发展趋势 摘要：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；应用；发展趋势 Abstract：The flexible manufacturing system is widely used in modern manufacturing industry because of its inimitable features of flexible and automation. It is a complex system engineering to implement flexible manufacturing system，the paper discussed some techniques combinied with project practice from application hierarchy. Mechanical manufacturing industry is always the main field of applying science and technology，it’ the dominant industry to push society and economy developing. Alongwiththe continuous development to fmodern science and technology and the individualization and diversification of the market requirements，mechanic manufacturing has been not the one in it’s traditional meanings and its developing features and trends a mainly externalized asgreenmanufacturing，computer integratedmanufacturing，flexible manufacturing，virtu manufacturing，intelligent manufacturing，concurrent engineering，agile manufacturing and network manufacturing. Key words：flexible manufacturing system；machinery application；development

自动化制造系统柔性制造的研究现状

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

中英文文献翻译-柔性制造技术

附录 附录A 英文文献 Flexible manufacturing technology Flexible manufacturing technology also says flexible integrated manufacturing technology, is the modern advanced manufacturing technology collectively. Flexible manufacturing technology set automation technology, information technology and production processing technology in a body, before the factory in the isolated each enterprise engineering design, manufacture, operation management process in the computer and software and the support of the database, which constitute a covers the whole enterprise of organic department The so-called "flexible", that is, flexibility, mainly displays in: (1) the production equipment parts, components can be processed according to the needs of product transformation, (2) on the processing of products can be quickly adjust according to need batch; (3) the performance parameters of processing products can be quickly change and promptly put into production; (4) can rapidly and effectively integrated application of new technology; (5) to users, trade partners and suppliers to changing needs and special requirements can quickly make reaction. Using the flexible manufacturing technology enterprise, usually can meet the changeable and varieties of the small batch production requirements of war, can quickly expanding production capacity, and the product high quality and reasonable price. Flexible manufacturing equipment can be in don't need a lot of the additional investment under the condition of the continuous provide the new technology, new technology ability, also do not need special facilities, can produce the special military products. Characteristics: (1)Flexible manufacturing technology from the group technology develops, therefore, flexible manufacturing technology is still with the imprint of group technology-the other three similar principles: a similar shape; Similar size and process similar.

柔性制造技术的应用与发展

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索- 百度文库 柔性制造技术的应用与发展 系别机械学院 专业机械设计制造及其自动化 班级机械本101 学号2010518121 姓名蔡火金 指导老师白斌 2013年6 月15 日

学年论文成绩评定表 专业班级：机械本101 姓名：蔡火金学号： 2010518121 成绩评定项目 A B C D 态度刻苦认真认真一般不认真 写作进度及上交成品 时间 提早按时滞后1天滞后1天以上论文内容质量优秀良好一般较差 论文排版格式 （规范、端正、整洁、 有条理） 优秀良好一般较差 论文文本结构 （题目，中英文摘要、 正文、参考文献，书写 工整、规范、不缺项） 优秀良好一般较差 综合评定 成绩 优秀 A＞＝3 C＜＝0 良好 A＞＝2 C＜＝1 中等 B＞＝2 D＜＝1 及格 C＞＝3 D＜＝2 不及格 D>2 指导教师：年月日

柔性制造技术的应用与发展 蔡火金 摘要：本文首先介绍了有关柔性制造技术的基本概念、作用和主要类型，然后依次简述了柔性制造技术在汽车生产方面的运用，最后简要的分析了其发展的支撑条件及新发展。 关键词：柔性制造技术；汽车生产；新发展 T he application and development of flexible manufacturing technology Caihuojin Abstract：Flexible manufacturing technology from this article first introduces the basic concept, function and main types of flexible manufacturing technology are briefly discussed and then in turn used in automobile manufacturing, and finally briefly analyses the support conditions of development and new development. Keywords：Flexible manufacturing technology; Automobile manufacturing; The new development 1概述 1.1柔性制造技术 柔性自动化制造技术简称柔性制造技术，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。由于柔性制造技术是管理技术和制造技术的有机集合,换句话说它是以数控技术为核心,以计算机技术、信息技术、检测技术、质量控制技术与生产管理技术相结合的先进制造技术,因而被世界各国所重视,并在发达国家的制造业中得到了广泛的应用。柔性制造技术是技术密集型的技术群,我们认为适用于多品种、中小批量(包括单件产品)并侧重于柔性的加工技术都属于柔性制造技术。 一般情况下， FMS应具备以下特点： （一）硬件组成（如图1）：两台以上的数控机床或加工中心以及其他加工设备；一套能自动装卸的运输系统。具体结构可采用传输带、有轨小车、无轨小车、搬运机器人、上下料托盘站等；一套计算机控制系统及信息通信网络。 （二）软件组成：包含FMS的运行控制系统，FMS的质量保证系统，FMS的