3.FMS的规划
在规划FMS中应考虑以下因素： (1)产量。 (2)加工流程／过程顺序的变动性。 (3)加工件的几何与物理特征。 (4)对人力与资源的需求。
4.FMS的技术分析
单元中设备的布置分析常常按以下四阶段进行： (1)依据流程数据拟定出进卡(From-To Chart)。 (2)确定每台机床设备的进／出比率。 (3)按进／出比率从低到高排列机床设备顺序，它就是该单元的最优布置 顺序。 (4)平衡各节点的进出量，确定总输出量和离线输出量，绘制流程图。
表4-1 多品种小批量生产的对策
方法
● 工业工程：优化系统的设计与运作，不断改进、创新 ● 成组技术：根据几何(形状、尺寸)和物理(工艺)相似性进行成组制造 ● 以零件为中心的生产方式：按市场预测预生产好零部件，按订单装 配，又称“模块化生产(Modular production)”
● 物料需求规划(MRP)：考虑零部件的通用性和替代性对物流进行时间 管理
用于FMS的定量分析模型有：
(1)确定性／静态模型。 (2)排队模型。 (3)计算机仿真模型。 (4)Petri网。 (5)极大代数模型。 (6)IDEF建模方法。
表4-2 出进卡(单位：件)
出(From)
进(To)单元机床号
单元机床号
1
2
3
4
1
0
5
0
25
2
30
0
0
15
3
10
40
0
0
4
10
0
0
0
表4-3 出、进总和表(单位：件)
第四章 柔性制造及系统基本原理
第一节 第二节 第三节 第四节
柔性制造及柔性制造系统 FMS工作站与FMC FMS的物流 FMS的控制
第一节 柔性制造及柔性制造系统
一、柔性制造系统产生的依据 二、柔性制造系统
1.柔性制造系统的定义
柔性制造系统的定义 • 美国国家标准局的定义：
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。 • 我国定义：
出(From)
进(To)单元机床号
单元机床号
1
2
3
4
1
0
5
0
25
2
30
0
0
15
3
10
40
0
0
4
10
0
0
0
● 批量进度计划：以周期性生产满足某一时期的产品需求 ● 模块式生产：按最优作业模块方案确定工艺流程，按合理的生产节 拍组织多品种装配
● 柔性自动化 ● 柔性生产
● 准时生产制(JIT)：执行“在需要的时刻、只按需要的量、生产需要 的产品”，以取消在制品库存。它按IE方法进行作业标准化，按U型布置 设备，使人成为多面手，缩短生产调整时间，尽可能压缩中间库存
二、柔性制造系统
1.FMS的组成 2.FMS系统的类型 3.FMS的规划 4.FMS的技术分析 5.FMS的应用 6.FMS示例
1.FMS的组成
图4-1 FMS的组成框图及功能特征
典型的柔性制造系统
图4-2 典型的柔性制造系统示意图1
典型的柔性制造系统
图4-3 典型的柔性制造系统示意图2
典型的柔性制造系统
2.FMS系统的类型
(4)按系统布局分类
•直线型
中央刀库
对刀仪
刀具I/O站 装卸站
FMS控制器
刀具机器人
加工中心A 物料小车
中央托盘区
图4-6 直线型FMS系统示意图
加工中心B
2.FMS系统的类型
•机器人型
图4-7 机器人型FMS系统示意图
2.FMS系统的类型
•环型
图4-8 环型FMS系统示意图
•条多品种柴油机零件的数控生产线。
• FMS的概念由英国MOLIN公司最早正式提出，并在965年取得了发明专 利，1967年FMS正式形成。
多品种小批量生产的特征、意义与对策
对策类别 概念主体型
计划主体型
实施主体型 控制主体型
图4-4 典型的柔性制造系统示意图3
典型的柔性制造系统
图4-5 典型的柔性制造系统示意图4
2.FMS系统的类型
(1)按制造的柔性分：①专用指令FMS。主要用于零件结构变化较小，几何形 状、工艺相同或相近的零件族加工，比较适于流水生产，可更多地利用高效 加工设备。②随机指令FMS。主要适于零件结构变化较大的零件族生产，柔 性大于专用指令的FMS，多采用通用型机床装备和精良的计算机控制系统。 (2)按数控技术水平分类：①柔性制造单元(FMC)；②直接数控(DNC)；③FMS。 (3)按应用对象分类 ：切削加工FMS 、钣金加工FMS 、焊接FMS 、柔性装配 系统等。
● 联机生产管理：在生产现场配置计算机终端与管理中心进行及时、 准确的通信，进行多品种小批量生产的动态管理
3.FMS的产生依据
20世纪60年代的工业统计表明：①机械产品生产中，大批大量 生产仅占10％左右，绝大部分为单件小批与成批生产；②在多品种 中小批量生产中，有效加工工件时间仅占机床可利用时间的6％， 二三班开工不足、节假日损失与装卸工件与调整时间分别损失44％、 34％～28％与16％。这表明，需要开发一种适应中小批量生产、挖 掘这些潜力、提高生产率与机床利用率、压缩单件生产时间和成本 的新型柔性制造系统。这就是FMS产生的背景。
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。
2.FMS的产生过程
• 1950s，美国MIT诞生了第一台三坐标数控铣床以后，机电一体化及数 控（NC）的概念出现了。
• 机电一体化技术进一步发展，出现了计算机数控（CN）、计算机直接 控制（又称群控）（DNC）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助 设计（CAD）、成组技术（GT）、计算机辅助工艺规程（CAPP）、 工业机器人技术（ROBOT）等新技术。
• 在这些新技术的基础上，为多品种、小批量生产的需要而兴起的柔性 自动化制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）最具代表性。