柔性制造系统的定义

柔性制造系统的定义

制造是个需求启动的、包括给予信息、改变物性、实现增值的受控造物过程。获取最大的增值一直是制造技术所追求的目标。伴随着物质生活的丰富、市场竞争加剧、客观需求越来越多样化，限制了大量生产方式的发展，迫使制造业不得不朝低成本、高品质、高效率、多品种、中小批量自动化生产方向转变。另一方面，科学技术的迅猛发展推动了自动化程度和制造水平的提高，使制造业的上述转变在技术上成为可能。在需求和技术两者的促使下，出现柔性制造系统，并迅速在制造业中得到了广泛应用。柔性制造系统（Flexible Manufacturing System—FMS）的雏形源于美国马尔罗西（MALROSE）公司，该公司在1963年制造了世界上第一条加工多种柴油机零件的数控生产线。FMS的概念由英国莫林（MOLIM）公司最早正式提出，并在1965年取得了发明专利，1967年推出了名为“Molins System—24”（意为可24小时无人值守自动运行）的柔性制造系统，使FMS正式形成。此后，世界上各工业发达国家争相发展和完善这项新技术，使之在实际应用中取得了明显的经济效益。

柔性制造系统的定义是科技名词定义。中文名称为：柔性制造系统；英文名称为：flexible manufacturing system，缩写为FMS。

柔性制造系统在成组技术的基础上，以多台(种)数控机床或数组柔性制造单元为核心，通过自动化物流系统将其联接，统一由主控计算机和相关软件进行控制和管理，组成多品种变批量和混流方式生产的自动化制造系统，它有统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备，能适应加工对象变换。

柔性制造系统有以下三种类型：柔性制造单元、柔性制造系统和柔性自动生产线。

柔性制造系统是由一台或若干台数控机床设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的加工单元，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。它是一种能迅速响应市场需求而相应调整生产品种的制造技术。柔性制造系统可以根据需要可以自动更换刀具和夹具，加工不同的工件，适合加工形状复杂，加工工序简单，加工工时较长，批量小的零件。它有较大的设备柔性，但人员和加工柔性低。

柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础，配以物料传送装置组成的生产系统，该系统由电子计算机实现自动控制，能在不停机的情况下，满足多品种的加工。柔性制造系统适合加工形状复杂，加工工序多，批量大的零件。其加工和物料传送柔性大，但人员柔性仍然较低。

柔性自动生产线是把多台可以调整的机床(多为专用机床)联结起来，配以自动运送装置组成的生产线。该生产线可以加工批量较大的不同规格零件。柔性程度低的柔性自动生产线在性能上接近大批量生产用的自动生产线，而柔性程度高的柔性自动生产线，则接近于小批量、多品种生产用的柔性制造系统。

由于FMS是一项工程应用技术，它的内部组成根据使用目的而异，客观上也难有一个统一的模式。直观地看，可以说FMS的基本组成与特征是：1）系统由计算机控制和管理；2）系统采用了NC控制为主的多台加工设备和其他生产设备；3）系统中的加工设备和生产设备通过物料输送装置连接。

FMS有两个主要特点，即柔性和自动化。FMS与传统的单一品种自动生产线，相对而言的，可称之为刚性自动生产线，如由机械式、液压式自动机床或组合机床等构成的自动生产线）的不同之处主要在于它具有柔性。有关专家认为，一个理想的FMS应具备8种柔性：（1）设备柔性指系统中的加工设备具有适应加工对象变化的能力。其衡量指标是当加工对象的类、族、品种变化时，加工设备所需刀、夹、铺具的准备和更换时间；硬、软件的交换与调整时间；加工程序的准备与调校时间等。（2）工艺柔性指系统能以多种方法加工某一族工件的能力。工艺柔性也称加工柔性或混流柔性，其衡量指标是系统不采用成批生产方式

而同时加工的工件品种数。（3）产品柔性指系统能够经济而迅速地转换到生产一族新产品的能力。产品柔性也称反应柔性。衡量产品柔性的指标是系统从加工一族工件转向加工另一族工件时所需的时间。（4）工序柔性指系统改变每种工件加工工序先后顺序的能力。其衡量指标是系统以实时方式进行工艺决策和现场调度的水平。（5）运行柔性指系统处理其局部故障，并维持继续生产原定工件族的能力。其衡量指标是系统发生故障时生产率的下降程度或处理故障所需的时间。（6）批量柔性指系统在成本核算上能适应不同批量的能力。其衡量指标是系统保持经济效益的最小运行批量。（7）扩展柔性指系统能根据生产需要方便地模块化进行组建和扩展的能力。其衡量指标是系统可扩展的规模大小和难易程度。（8）生产柔性指系统适应生产对象变换的范围和综合能力。其衡量指标是前述7项柔性的总和。FMS正是将“柔性”和“自动”两者相乘，以其实现下述的倍增效果：1）适应市场需求，以利于多品种、中小批量生产。2）提高机床利用率，缩减辅助时间，以利于降低生产成本。3）缩短生产周期，减少库存量，以利于提高市场响应能力。4）提高自动化水平，以利于提高产品质量、降低劳动强度、改善生产环境。

柔性制造系统的级别和适用范围：

自FMS问世以来，各国加强了柔性自动化的研究开发，加速了柔性制造技术和相应软、硬件的商品化进程和推广应用。与此同时，不同时期、不同国家或企业、不同需求，出现了不同规模、不同称谓的柔性自动化制造设备或设备群。从机械加工的角度出发，将各种名称的柔性自动化制造设备或设备群（或称广义的FMS），按其加工设备的规模、投资强度和用途划分为五个级别。它们是：（1）柔性制造模块（Flexible Manufacturing Module—FMM）一台扩展了许多自动化功能（如托盘交换器、托盘库或料库、刀库、上下料机械手等）的数控加工设备。它是最小规模的柔性制造设备，相当于功能齐全的加工中心、车削中心或磨削中心等。（2）柔性制造单元（Flexible Manufacturing Cell—FMC）包括2～3台数控加工设备或FMM，它们之间由小规模的工件自动输送装置进行连接，并由计算机对它们进行生产控制和管理。（3）柔性制造系统（FMS）包括4台或更多的数控加工设备、FMM或FMC，是规模更大的FMC或由FMC为子系统构成的系统。FMS的控制、管理功能也比FMC强，对数据管理与通信网络的要求高。（4）柔性制造生产线（Flexible Manufacturing Line—FML）其规模与FMS同或比FMS大，但加工设备在采用通用数控机床的同时，更多地采用数控组合机床（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），所以这种柔性制造生产线也被称为柔性自动线（Flexible Transfer Line—FTL）；工件输送路线多为单线固定。FML的特点是柔性较低、专用性较强、生产率较高、生产量较大，相当于数控化的自动生产线，一般用于少品种、中大批量生产。因此，可以说FML相当于专用FMS。（5）柔性制造工厂（Flexible Manufacturing Factory—FMF）FMF以FMS为子系统构成，柔性制造由FMS 扩大到全厂范围，并通过计算机系统的有机联系，实现全厂范围内生产管理过程、设计过程、制造过程和物料运储过程的全盘自动化，即实际自动化工厂（Factory Automation—FA）的目标。

李红方

09203029