1、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)第第8 8章章 機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)28.18.28.38.4 機(jī)械加工生產(chǎn)線概述機(jī)械加工生產(chǎn)線概述生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì) 柔性加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì) 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng) 本章分本章分五五個小節(jié)：個小節(jié)：8.5先進(jìn)制造模式先進(jìn)制造模式3 8.1 機(jī)械加工生產(chǎn)線概述機(jī)械加工生產(chǎn)線概述 機(jī)械加工生產(chǎn)線及其基本組成機(jī)械加工生產(chǎn)線及其基本組成 在機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，對于一些加工工序較多的工件，為保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本，往往把加工裝備按照一定的順序依次排列，并用一些輸送裝置與輔助裝置將它們連接成一個整體，使

2、之能夠完成工件的指定加工過程。這類生產(chǎn)作業(yè)線稱為機(jī)械加工生產(chǎn)線。 機(jī)械加工生產(chǎn)線由加工裝置、工藝裝置、輸送裝置、輔助裝置和控制系統(tǒng)組成。 數(shù)據(jù)管理4 8.1 機(jī)械加工生產(chǎn)線概述機(jī)械加工生產(chǎn)線概述 由于不同工件的加工工藝復(fù)雜程序不同，機(jī)械加工生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)及復(fù)雜程度也常常有很大差別。 1、2、3-組合機(jī)床組合機(jī)床; 4-工件輸送帶工件輸送帶; 5-傳動裝置傳動裝置; 6-轉(zhuǎn)位臺轉(zhuǎn)位臺; 7-轉(zhuǎn)位鼓輪轉(zhuǎn)位鼓輪;8-夾具夾具; 9-切屑運(yùn)輸裝置切屑運(yùn)輸裝置; 10-液壓站液壓站; 11-操縱臺操縱臺;5 8.1 機(jī)械加工生產(chǎn)線概述機(jī)械加工生產(chǎn)線概述 機(jī)械加工生產(chǎn)線的類型機(jī)械加工生產(chǎn)線的類型v 按所用加

3、工裝置分類 （1）通用機(jī)床生產(chǎn)線 這類生產(chǎn)線建線周期短、成本低，多用于加工盤類、軸、套、齒輪等中小旋轉(zhuǎn)體工件。 （2）組合機(jī)床生產(chǎn)線 這類生產(chǎn)線由組合機(jī)床聯(lián)機(jī)構(gòu)成，主要適用于加工箱體及雜類工件的大批量生產(chǎn)。 （3）專用機(jī)床生產(chǎn)線 主要由專用機(jī)床構(gòu)成，設(shè)計(jì)制造周期長、投資周期長、投資較大、適用于加工結(jié)構(gòu)特殊、復(fù)雜的工件或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的大量生產(chǎn)類型。數(shù)據(jù)管理6v 按生產(chǎn)線工件節(jié)拍特性分類 （1）固定節(jié)拍生產(chǎn)線 固定節(jié)拍是指生產(chǎn)線中所有設(shè)備的工件節(jié)拍等于或成倍于生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍。工件節(jié)拍成倍于生產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍的設(shè)備需配置多臺并行工作，以滿足每個生產(chǎn)節(jié)拍完成一個工件的生產(chǎn)任務(wù)。 （2）非固定節(jié)拍生產(chǎn)線

4、非固定節(jié)拍生產(chǎn)線是指生產(chǎn)線中各設(shè)備的工作節(jié)拍不同，各設(shè)備的工作周期是其完成各自工序需要的實(shí)際時間。由于各設(shè)備的工作節(jié)拍不一樣在相鄰設(shè)備之間或在相隔若干臺設(shè)備之間需設(shè)置儲料裝置數(shù)據(jù)管理 8.1 機(jī)械加工生產(chǎn)線概述機(jī)械加工生產(chǎn)線概述7v 按生產(chǎn)目的和生產(chǎn)方式分類 （1）單件、小批生產(chǎn)線 單件、小批生產(chǎn)線的主要特征是其生產(chǎn)的產(chǎn)品為多品種、小批量。 8.1 機(jī)械加工生產(chǎn)線概述機(jī)械加工生產(chǎn)線概述8 （2）中批量生產(chǎn)線 中批量生產(chǎn)線主要是為產(chǎn)品品種變化多，且每種產(chǎn)品都有一定的批量的狀況而設(shè)計(jì)的。中批量生產(chǎn)線實(shí)際上是為了兼顧柔性與成本的折衷方案，它適于對工藝成熟的產(chǎn)品進(jìn)行批量生產(chǎn)，其缺點(diǎn)是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)品批

5、量一旦確定就不易改變。 （3）大批量生產(chǎn)線 大批量生產(chǎn)線是通過單一產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)來最大限度地降低產(chǎn)品成本。為了減少加工準(zhǔn)備時間和工件的等待時間，該類型生產(chǎn)線多采用專用機(jī)床并串聯(lián)成流水線的形式。 8.1 機(jī)械加工生產(chǎn)線概述機(jī)械加工生產(chǎn)線概述9 （4）單元生產(chǎn)線 單元生產(chǎn)線是在成組技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其基本思想是依據(jù)工件工藝的相似性對產(chǎn)品分族并將可加工同族產(chǎn)品的設(shè)備布置在一起，成為一個加工單元，對于簡單的工件可在一個單元內(nèi)完成加工，而復(fù)雜的工件則需幾個單元組合完成加工。 8.1 機(jī)械加工生產(chǎn)線概述機(jī)械加工生產(chǎn)線概述10 8.1 機(jī)械加工生產(chǎn)線概述機(jī)械加工生產(chǎn)線概述 機(jī)械加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì)原則機(jī)械

6、加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì)原則 1）保證在生產(chǎn)線設(shè)計(jì)壽命內(nèi)穩(wěn)定地滿足工件的加工精度和表面質(zhì)量要求 2）滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求，并留有一定的生產(chǎn)潛力 3）保證足夠高的可靠性 4）根據(jù)產(chǎn)品的批量和可持續(xù)生產(chǎn)的時間，應(yīng)考慮生產(chǎn)線具有一定的可調(diào)整性 5）生產(chǎn)線布局應(yīng)減小占地面積，還要便于操作者的操作、觀察和維修，提供安全宜人的工作環(huán)境 6）降低生產(chǎn)線的投資費(fèi)用 7）有利于資源和環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)潔凈化生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理11 8.1 機(jī)械加工生產(chǎn)線概述機(jī)械加工生產(chǎn)線概述 機(jī)械加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟機(jī)械加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 1）制訂生產(chǎn)線工藝方案，繪制工序圖和加工示意圖 2）擬定全線的自動化控制方案 3）確定生產(chǎn)線的總體

7、布局，繪制生產(chǎn)線的總聯(lián)系尺寸圖 4）繪制生產(chǎn)線的工作循環(huán)周期表 5）生產(chǎn)線通用加工裝備的選型和專用機(jī)床、組合機(jī)床的設(shè)計(jì) 6）生產(chǎn)線輸送裝置、輔助裝置的選型及設(shè)計(jì) 7）液壓、電氣等控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8）編制生產(chǎn)線的使用說明書及維修注意事項(xiàng)等數(shù)據(jù)管理12 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì) 設(shè)備布局的任務(wù)設(shè)備布局的任務(wù) 設(shè)備布局的主要任務(wù)就是根據(jù)產(chǎn)品和生產(chǎn)綱領(lǐng)要求，在指定的車間有效空間內(nèi)，將設(shè)備及生產(chǎn)相關(guān)的設(shè)施進(jìn)行合理的布置、優(yōu)化、仿真，以滿足生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的車間布局結(jié)構(gòu)。 （1）分析產(chǎn)品工藝 （2）確定車間生產(chǎn)模式 （3）進(jìn)行方案設(shè)計(jì) （4）方案的篩選 （5）方案的優(yōu)化 （6）布局方案的

8、實(shí)施數(shù)據(jù)管理13 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì) 設(shè)備布局的影響因素設(shè)備布局的影響因素 當(dāng)車間的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝流程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)組織和物料搬運(yùn)等條件的變化，都會影響車間設(shè)備布局結(jié)果的影響。 （1）產(chǎn)品因素）產(chǎn)品因素 （2）設(shè)備因素）設(shè)備因素 （3）車間物流因素）車間物流因素 （4）物料存儲因素）物料存儲因素 （5）廠房結(jié)構(gòu)因素）廠房結(jié)構(gòu)因素 （6）人的因素）人的因素 （7）與布局調(diào)整有關(guān)的因素）與布局調(diào)整有關(guān)的因素 （8）其它因素）其它因素?cái)?shù)據(jù)管理14 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì) 設(shè)備布局的設(shè)計(jì)原則設(shè)備布局的設(shè)計(jì)原則 車間布局設(shè)計(jì)中常用的主要原則： （1）工藝性原則

9、 工藝的合理不僅可以減少生產(chǎn)過程中的中斷、等待和停頓，還可以避免系統(tǒng)配置的不平衡，減少生產(chǎn)能力的冗余，保證零件的加工要求。 （2）物流簡化原則 在物料搬運(yùn)過程中應(yīng)該盡量保證物料移動距離最短、搬運(yùn)環(huán)節(jié)最少以及搬運(yùn)作業(yè)最簡。15 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì) 設(shè)備布局的設(shè)計(jì)原則設(shè)備布局的設(shè)計(jì)原則 （3）可持續(xù)性原則 一方面通過重組或變更串接的設(shè)備，就能方便地組成適應(yīng)形狀和工藝變動較大的零件加工的新設(shè)備布局；另一方面通過擴(kuò)展或減少并聯(lián)的設(shè)備，就可在不影響己有設(shè)備運(yùn)行的前提下，根據(jù)市場的動向迅速無縫地調(diào)整產(chǎn)品的產(chǎn)量。 （4）經(jīng)濟(jì)性原則 經(jīng)濟(jì)性是車間布局時應(yīng)該考慮的一個重要原則，要用盡可

10、能少的資金，到達(dá)滿意的車間布局，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。16 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì) 設(shè)備布局的設(shè)計(jì)原則設(shè)備布局的設(shè)計(jì)原則 （5）柔性化可重構(gòu)原則 在車間布局設(shè)計(jì)時應(yīng)該盡可能根據(jù)企業(yè)的戰(zhàn)略，將產(chǎn)品未來的變化考慮進(jìn)來，采用柔性生產(chǎn)線以及可重構(gòu)的車間布局形式，便于將來產(chǎn)品的變更。 （6）充分利用空間和場地原則 根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，合理安排機(jī)器、物料的擺放位置以及人員的工位，在保證加工任務(wù)順利完成的同時節(jié)約場地。 （7）生產(chǎn)均衡原則 （8）安全性原則17 設(shè)備布局的設(shè)計(jì)方法設(shè)備布局的設(shè)計(jì)方法目前車間布局的方法主要有系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法、布局集成設(shè)計(jì)方法以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施布置設(shè)計(jì)方法 v

11、 系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法 系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法是一種條理性很強(qiáng)、物流分析與作業(yè)單位關(guān)系密切程度分析相結(jié)合的，以求得合理布置的技術(shù)。 設(shè)施系統(tǒng)布置首先是調(diào)查研究、收集資料，其次是分析有關(guān)資料的相互關(guān)系，在綜合調(diào)研的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)方案，最后對若干方案進(jìn)行選擇并組織實(shí)施。 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)18 （1）原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 P、Q、R、S、T是布局設(shè)計(jì)中大多數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)是解決布置問題的基本要素。 （2）物流分析 物流分析包括確定物流在生產(chǎn)過程中每個必要的工序間移動的最有效的順序，以及這些移動的強(qiáng)度或數(shù)量值。 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)19 （3）作業(yè)單位相互關(guān)系分析 所謂作業(yè)單

12、位，對于一個生產(chǎn)車間來說，可以是一臺機(jī)床、一個裝配臺、一個檢查設(shè)施等。作業(yè)單位相互關(guān)系的分析是對各單位或作業(yè)活動之間關(guān)系的密切程度進(jìn)行評價(jià)。 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)符號符號含義含義比例（比例（%）符號符號含義含義比例（比例（%）A絕對重要絕對重要13O一般一般515E特別重要特別重要25U不重要不重要2085I重要重要38X不希望靠近不希望靠近01020 （4）物流與作業(yè)單位相互關(guān)系的分析 在作業(yè)單位相互關(guān)系圖完成以后，根據(jù)物流分析的結(jié)果，同時考慮到非物流相互關(guān)系就可以繪制表明各作業(yè)關(guān)系的“物流與作業(yè)單位相互關(guān)系圖”。在繪制時可以考慮或不考慮作業(yè)單位的實(shí)際位置，也可以不考

13、慮作業(yè)單位所需的面積。 （5）面積設(shè)定 在實(shí)際的實(shí)施布置設(shè)計(jì)過程中，常受到現(xiàn)有廠房或可利用土地面積與形狀等的限制，而不得不把需要的面積與可利用的面積結(jié)合起來權(quán)衡考慮。面積設(shè)定的方法如下表所示。 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)21 （6）面積相關(guān)圖解 根據(jù)己經(jīng)確定的物流及作業(yè)單位相互關(guān)系，以及確定的面積，就可以利用面積相關(guān)圖進(jìn)行圖解，即把每個作業(yè)單位按面積用適當(dāng)?shù)男螤詈捅壤趫D上進(jìn)行配置。 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)方法方法特特 點(diǎn)點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算法按照設(shè)備和作業(yè)空間要求計(jì)算所需面積，主要用于詳細(xì)設(shè)計(jì)中確定按照設(shè)備和作業(yè)空間要求計(jì)算所需面積，主要用于詳細(xì)設(shè)計(jì)中確定制造

14、區(qū)域的面積制造區(qū)域的面積轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化法把現(xiàn)在需要的面積轉(zhuǎn)化為將來布置方案中提出的必要面積，一般用把現(xiàn)在需要的面積轉(zhuǎn)化為將來布置方案中提出的必要面積，一般用來確定輔助區(qū)和存儲區(qū)的面積來確定輔助區(qū)和存儲區(qū)的面積概率布置法概率布置法應(yīng)用模擬或設(shè)備模型進(jìn)行布置并確定面積，主要用于總體布置應(yīng)用模擬或設(shè)備模型進(jìn)行布置并確定面積，主要用于總體布置標(biāo)準(zhǔn)面積法標(biāo)準(zhǔn)面積法采用某種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來確定面積采用某種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來確定面積比例趨向預(yù)測法比例趨向預(yù)測法以單位人員和產(chǎn)品為基礎(chǔ)來預(yù)測、復(fù)核設(shè)施總面積，主要用于設(shè)施以單位人員和產(chǎn)品為基礎(chǔ)來預(yù)測、復(fù)核設(shè)施總面積，主要用于設(shè)施規(guī)劃規(guī)劃22 （7）布置設(shè)計(jì)的尋優(yōu) 根據(jù)現(xiàn)有設(shè)施空間

15、的實(shí)際制約和各種修正條件，對各部門的位置、形狀進(jìn)行調(diào)整，最終形成幾個可行和初步優(yōu)化的布置方案。 （8）布置的評價(jià) 對以上階段初步篩選的各備選方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和綜合評價(jià)，從定性和定量的結(jié)合，綜合主觀和客觀兩個方面，確定每個方案的“價(jià)值”，進(jìn)行設(shè)施布置的評價(jià)和選擇。 （9）詳細(xì)布置 對選中方案在其空間相互布置圖的基礎(chǔ)上予以改進(jìn)，得到具體有可操作性的詳細(xì)布置。 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)23v 布局集成設(shè)計(jì)方法 隨著計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)不斷的發(fā)展，將計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合用來求解車間實(shí)體布局的方法，在當(dāng)前有了較好的應(yīng)用，這種方法叫布局集成設(shè)計(jì)方法。 這種方法的具體做法是從設(shè)備

16、實(shí)體布局中找出實(shí)體布局的特點(diǎn)，抽象出并且建立一個適合車間生產(chǎn)過程的統(tǒng)一的優(yōu)化布局?jǐn)?shù)學(xué)模型并要找到一個有效的求解算法對其進(jìn)行求解計(jì)算，運(yùn)用計(jì)算結(jié)果指導(dǎo)并完成設(shè)備實(shí)體的優(yōu)化布局。 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)24v 布局集成設(shè)計(jì)方法 虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)系統(tǒng)包含操作者、機(jī)器及人機(jī)接口三個基本要素。 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的人工交互布局是對純計(jì)算數(shù)學(xué)模型布局不足的彌補(bǔ)，可以充分利用布局專家的人工經(jīng)驗(yàn)，在計(jì)算機(jī)上模擬布局裝配過程和調(diào)整過程。 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)25v 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施布置設(shè)計(jì)方法 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施布置程序?yàn)橐韵聝煞N： （1）向新建型系統(tǒng)布置程序 主要有COREL

17、AP（計(jì)算機(jī)輔助相關(guān)布置規(guī)劃）和ALDEP（自動化布置設(shè)計(jì)）程序。 （2）面向改進(jìn)型的系統(tǒng)布置程序 主要有CRAFT（計(jì)算機(jī)輔助確定設(shè)施布置相對位置技術(shù)）和COFAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施設(shè)計(jì)）程序。 近年來，伴隨著生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展，設(shè)施規(guī)劃較多的采用仿真技術(shù)來模擬物流運(yùn)行的動態(tài)過程，從而求得最佳設(shè)計(jì)。 8.2 生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)生產(chǎn)線設(shè)備布局設(shè)計(jì)26 柔性生產(chǎn)線的初步設(shè)計(jì)柔性生產(chǎn)線的初步設(shè)計(jì) 從分析市場生產(chǎn)狀態(tài)出發(fā)，認(rèn)定采用柔性生產(chǎn)線要達(dá)到什么目標(biāo)；進(jìn)而，從工廠的產(chǎn)品中篩選出適合采用柔性生產(chǎn)線的零件對這些零件作工藝分析，并以此為依據(jù)，來設(shè)定生產(chǎn)線的基本設(shè)備、工夾具、物流方式、系統(tǒng)管理和控制方案；最后

18、按照廠房的狀況，設(shè)計(jì)出生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)圖，編寫出相應(yīng)的文檔 v 分析工廠生產(chǎn)狀態(tài)、確定零件譜 分析生產(chǎn)狀態(tài)、制訂生產(chǎn)線的零件譜，應(yīng)注意： （1）系列產(chǎn)品 （2）制造方法類似的零件 （3）零件的批量和生產(chǎn)節(jié)拍 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)27v 零件譜工藝分析 零件譜基本確定后，應(yīng)該對譜中每個零件進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析。分析時，要以正在設(shè)計(jì)的柔性生產(chǎn)線作為前提，確定零件的加工流程、切削用量、制造節(jié)拍、設(shè)備的型號規(guī)格、刀具的種類、夾具的結(jié)構(gòu)。v 初步規(guī)劃系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 初步設(shè)計(jì)完成時，應(yīng)繪制出系統(tǒng)平面布局圖，撰寫出有關(guān)專題報(bào)告等。 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)28 柔性生

19、產(chǎn)線的詳細(xì)設(shè)計(jì)柔性生產(chǎn)線的詳細(xì)設(shè)計(jì) v 零件譜及其制造工藝的再分析 零件種類增加對生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)工作帶來以下影響： （1）如果不限定零件的種類，就不能確定生產(chǎn)線制造設(shè)備的種類、規(guī)格、自動化水平和規(guī)模； （2）零件種類增加導(dǎo)致制造刀具的增加，只有限定了零件的種類，才能有效地防止零件種類和刀具數(shù)量不匹配的現(xiàn)象出現(xiàn)； （3）零件種類還直接影響由工件裝卸、輸送、保管等設(shè)備組成的物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； （4）零件種類被限定后，才能制定出負(fù)荷均衡的作業(yè)計(jì)劃。 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)29v 選定制造設(shè)備和工具 選定設(shè)備，就是調(diào)查已有或?qū)⒁碇玫脑O(shè)備具有怎樣的制造能力，并從中選出型號、規(guī)格、

20、售價(jià)合適的設(shè)備。選定制造設(shè)備和刀具應(yīng)與工序切換這個問題同步考慮，為此必須研究如下問題： （1）柔性生產(chǎn)線的運(yùn)行效率 提高生產(chǎn)線的運(yùn)行效率，首先是提高每臺制造設(shè)備的運(yùn)行效率。設(shè)r為制造設(shè)備運(yùn)行時間、t為工序切換時間、w為等待時間、s為故障停機(jī)時間，則 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)%100swtrr30 （1）柔性生產(chǎn)線的運(yùn)行效率 對工序分散、每道工序只需較短加工時間的零件來說，縮短工序切換時間和工序等待時間具有重要意義。反之，如果零件送到機(jī)床上要連續(xù)加工很長時間（如8小時），那么工序切換和工序等待時間對生產(chǎn)線的運(yùn)行效率的影響就不很顯著。 某道工序完成后，工件應(yīng)從占用的設(shè)備中退

21、出來然后再送一個工件進(jìn)設(shè)備，如果工件種類不同，切換工序要完成以下作業(yè)： 1）判別工件、交換工件； 2）變更制造設(shè)備的數(shù)控程序； 3）更換模具、夾具、刀具； 4）更換工業(yè)機(jī)器人的手爪及作業(yè)工具。 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)31 （2）工件自動交換 為了縮短工序切換時間，常常用工業(yè)機(jī)器人來交換工件，用于交換工件的機(jī)器人可以是制造設(shè)備的一個部件，也可以是一臺獨(dú)立的設(shè)備。 如果生產(chǎn)線的制造設(shè)備主要是加工中心，那么就應(yīng)該用托盤交換器來交換工件。 工件交換包括調(diào)度、識別、領(lǐng)取、輸送、交換等作業(yè)，這些作業(yè)不需要加工中心承擔(dān)，因此可以與零件加工同步進(jìn)行，所以裝備托盤交換器可以極大地縮短工

22、件交換時間，從而極大地提高生產(chǎn)線的運(yùn)行效率。 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)32 （3）刀具自動交換 為了縮短工序切換時間，柔性生產(chǎn)線的刀具自動交換常常采用下述方式： 1）刀具自動交換器 2）交換刀庫 3）交換帶有若干刀 具的多軸頭 4）移動式刀庫與機(jī)械 手組成的刀具交換 裝置 5）模具自動交換裝置 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)33 （4）夾具 合理使用夾具，是提高生產(chǎn)線的運(yùn)行效率的有效手段之一。設(shè)計(jì)夾具時，除了注意與刀具的碰撞、便于工件裝卸外，還要使工序盡可能集中，以減少工序和工序切換次數(shù)。另個，夾具應(yīng)有一定通用性一個夾具能用于若干不同的零件；為了縮短工

23、序切換時間，還應(yīng)采用液壓、氣動這類高效夾緊裝置。 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)34v 選定物流系統(tǒng) 選定物流系統(tǒng)涉及到物料的搬運(yùn)設(shè)備、存取方式和存儲設(shè)備等問題。 （1）搬運(yùn)設(shè)備 常用于柔性生產(chǎn)線的搬運(yùn)設(shè)備有三類： 1）輸送帶：也稱為傳送帶，包括滾子驅(qū)動式輸送帶、鏈?zhǔn)捷斔蛶В斜P鏈也可以歸納到輸送帶的范圍。 2）小車：包括有軌自動小車(RGV)、自動導(dǎo)向小車(AGV)、牽引車、鏈?zhǔn)津?qū)動車，堆垛機(jī)也可以歸納到小車的范疇。 3）機(jī)器人：包括固定式機(jī)器人和移動式機(jī)器人。 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)35 （1）搬運(yùn)設(shè)備 選定搬運(yùn)設(shè)備應(yīng)著重考慮如下問題： a）物流

24、通暢。）物流通暢。選定搬運(yùn)設(shè)備，既要考慮它給每臺設(shè)備輸送物料的可能性和完成該任務(wù)需要的時間，還要綜合考慮物流系統(tǒng)的其他環(huán)節(jié)，使各臺設(shè)備都連續(xù)運(yùn)行，使物料流通暢無阻。 b）性能。）性能。為了使物流通暢，應(yīng)正確設(shè)定搬運(yùn)設(shè)備的數(shù)量和搬運(yùn)速度。 c）界面。）界面。選定搬運(yùn)設(shè)備，還應(yīng)考慮該設(shè)備與其他設(shè)備的關(guān)系。 d）訪問方式。）訪問方式。搬運(yùn)設(shè)備訪問生產(chǎn)線的其他設(shè)備有兩種方式：順序訪問和隨機(jī)訪問。 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)36 （2）搬運(yùn)設(shè)備的選定 幾種搬運(yùn)設(shè)備的應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)如下： 1）有軌自動小車(RGV)。大小工件均可采用RGV運(yùn)送，其定位精度高，有較好的性能價(jià)格比。 2

25、）自動導(dǎo)向小車(AGV)。大小工件均可采用AGV運(yùn)送。由于小車行走不需要固定的鐵軌，其路徑容易變更，因而具有很高“柔性”。 3）輸送帶。大小工件均可采用輸送帶，可以對大工件實(shí)施連續(xù)輸送，價(jià)格便宜。 4）機(jī)器人。其優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)和安裝作業(yè)一體化。 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)37 （2）搬運(yùn)設(shè)備的選定 設(shè)計(jì)柔性生產(chǎn)線時，人們選定搬運(yùn)設(shè)備常常參照下述慣例： a）棱體類零件，多裝夾在托盤上用小車來搬運(yùn)； b）回轉(zhuǎn)體零件，常用機(jī)器人； c）無人小車是柔性生產(chǎn)線中實(shí)現(xiàn)隨機(jī)訪問的必備設(shè)備； d）工夾具的搬運(yùn)采用輸送帶不失為一種好方法； e）有軌自動小車是大型工件及其托盤系統(tǒng)搬運(yùn)的首選

26、設(shè)備。 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)38v 柔性生產(chǎn)線的方案設(shè)計(jì) （1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 設(shè)計(jì)制造柔性生產(chǎn)線可以用工廠的已有設(shè)備。以老設(shè)備為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)柔性生產(chǎn)線應(yīng)注意： 1）保證新增的物流系統(tǒng)通暢。這不僅涉及到搬運(yùn)設(shè)備的選擇和輸送線的布局，還涉及到工件交換和刀具交換的方式、結(jié)構(gòu)尺寸、制造精度； 2）保證新構(gòu)造的信息流通暢。這決定于生產(chǎn)線中若干規(guī)格、型號、功用不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的有效集成，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的統(tǒng)一管理和控制 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)39 （2）繪制平面布局圖 繪制生產(chǎn)線平面布局圖是方案設(shè)計(jì)的一項(xiàng)基本工作，其步驟是： 1）布局制造設(shè)備。設(shè)備布局應(yīng)

27、適合整個零件譜，應(yīng)按照其工藝流程來排列。 2）設(shè)計(jì)人行通道和物料輸送通路。 3）選定搬運(yùn)設(shè)備。選定好了搬運(yùn)設(shè)備，就可以在生產(chǎn)線布局圖上畫出物流入口、出口，以及工序之間物料交換裝置。 4）確定輔助工作區(qū)。 8.3 柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)40 （3）方案確定 判別一個方案是否可取，可以參照以下條件： 1）物流是否簡單； 2）是否便于操作人員工作； 3）系統(tǒng)是否易于操作和維護(hù)； 4）車間各作業(yè)點(diǎn)是否易于相互觀察； 5）環(huán)境是否宜人； 6）各機(jī)器設(shè)備的工作負(fù)荷是否平衡； 7）系統(tǒng)是否便于擴(kuò)充和改造； 8）是否符合預(yù)定目標(biāo)； 9）運(yùn)行費(fèi)和維護(hù)費(fèi)； 10）投資回收率。 8.3 柔性加工生

28、產(chǎn)線的設(shè)計(jì)柔性加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)41 柔性制造系統(tǒng)的定義及分類柔性制造系統(tǒng)的定義及分類 v 柔性制造系統(tǒng)的定義 柔性制造系統(tǒng)（FMS）是由若干臺數(shù)控加工設(shè)備自動化物料儲運(yùn)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的具有很大柔性的自動化制造系統(tǒng)，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)的變化快速進(jìn)行調(diào)整適用于多品種以及中小批量生產(chǎn)。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)42v 柔性制造系統(tǒng)的分類 （1）柔性制造單元 柔性制造單元(FMC)一般是由12臺數(shù)控機(jī)床、加工中心、工業(yè)機(jī)器人及物料運(yùn)輸存貯設(shè)備等組成。 （2）柔性制造系統(tǒng) FMS通常由4臺或更多的數(shù)控加工設(shè)備（或FMC）有機(jī)組合起來，使其成為獨(dú)立的制造系統(tǒng)，并用計(jì)算機(jī)來控制整個系統(tǒng)的

29、運(yùn)行 （3）柔性制造生產(chǎn)線 柔性制造生產(chǎn)線是處于單一或少品種大批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產(chǎn)線。 （4）柔性制造工廠 柔性制造工廠是以FMS為子系統(tǒng)構(gòu)成，柔性制造由FMS擴(kuò)大到全廠范圍。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)43 柔性制造系統(tǒng)的功能及特點(diǎn)柔性制造系統(tǒng)的功能及特點(diǎn) v 柔性制造系統(tǒng)的功能 （1）能自動控制和管理零件的加工過程，包括制造質(zhì)量的自動控制、故障的自動診斷和處理、制造信息的自動采集和處理；（2）通過簡單的軟件系統(tǒng)變更，便能制造出某一零件族的多種零件；（3）自動控制和管理物料的運(yùn)輸和存儲過程；（4）能解決多機(jī)床下零件的混流加工，且無需增加額外費(fèi)用；（5）具有優(yōu)

30、化的調(diào)度管理功能，無需過多的人工介入，能做到無人加工。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)44v 柔性制造系統(tǒng)的特點(diǎn) 采用柔性制造系統(tǒng)主要有以下幾個方面：（1）設(shè)備利用率高（2）減少設(shè)備投資（3）減少直接工時費(fèi)用（4）減少了工序中在制品量，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間（5）改進(jìn)生產(chǎn)要求有快速應(yīng)變能力（6）維持生產(chǎn)的能力（7）產(chǎn)品質(zhì)量高（8）運(yùn)行的靈活性（9）產(chǎn)量的靈活性 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)45 柔性制造系統(tǒng)的加工系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)的加工系統(tǒng) 典型的FMS一般由3個子系統(tǒng)組成。它們是加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)和控制與管理系統(tǒng)，各子系統(tǒng)的構(gòu)成框圖及功能特征如下圖所示。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)46

31、 加工系統(tǒng)由數(shù)控機(jī)床和加工中心等加工設(shè)備構(gòu)成系統(tǒng)中的加工設(shè)備在工件、刀具和控制3個方面都具有可與其他子系統(tǒng)相連接的標(biāo)準(zhǔn)接口。 目前金屬切削FMS的加工對象主要有兩類工件：棱柱體類（包括箱體形、平板形）和回轉(zhuǎn)體類（長軸形、盤套形）。 對加工系統(tǒng)而言，通常用于加工棱柱體類工件的FMS由立、臥式加工中心，數(shù)控組合機(jī)床（數(shù)控專用機(jī)床、可換主軸箱機(jī)床、模塊化多動力頭數(shù)控機(jī)床等）和托盤交換器等構(gòu)成；用于加工回轉(zhuǎn)體類工件的FMS由數(shù)控車床、車削中心、數(shù)控組合機(jī)床和上下料機(jī)械手或機(jī)器人及棒料輸送裝置等構(gòu)成。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)47 機(jī)床的配置有互替形式、互補(bǔ)形式和混合形式 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔

32、性制造系統(tǒng)48柔性制造系統(tǒng)的加工系統(tǒng)在選用時應(yīng)考慮以下幾點(diǎn) 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)操作性、可靠性、維修性好操作性、可靠性、維修性好 工序集中工序集中 自保護(hù)性、自維護(hù)性好自保護(hù)性、自維護(hù)性好 對環(huán)境的適應(yīng)性與保護(hù)性好對環(huán)境的適應(yīng)性與保護(hù)性好 其他其他 控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展性好控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展性好高剛度、高精度、高速度高剛度、高精度、高速度使用經(jīng)濟(jì)性好使用經(jīng)濟(jì)性好 49 柔性制造系統(tǒng)的物流系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)的物流系統(tǒng) 物流是FMS中物料流動的總稱。 在FMS中流動的物料主要有工件、刀具、夾具、切屑及切削液。物流系統(tǒng)是從FMS的進(jìn)口到出口，實(shí)現(xiàn)對這些物料自動識別、存儲、分配、輸送、交換和管理功

33、能的系統(tǒng)。 因?yàn)楣ぜ偷毒叩牧鲃訂栴}最為突出，通常認(rèn)為FMS的物流系統(tǒng)由工件流系統(tǒng)和刀具流系統(tǒng)兩大部分組成。 物流系統(tǒng)主要由輸送裝置、交換裝置、緩沖裝置和存儲裝置等組成。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)50v 物流系統(tǒng)的輸送裝置 （1）FMS物流系統(tǒng)對輸送裝置的要求有以下幾點(diǎn)： a）通用性 b）變更性 能快速地、經(jīng)濟(jì)地變更運(yùn)行軌跡，盡量增大系統(tǒng)的柔性。 c）擴(kuò)展性 能方便地根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大輸送范圍和輸送量。 d）靈活性 e）可靠性 平均無故障時間長。 f）安全性 定位精度高，定位速度快。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)51 （2）輸送裝置依照FMS控制與管理系統(tǒng)的指令，將FMS內(nèi)的物料從某

34、一指定點(diǎn)送往另一指定點(diǎn)。輸送裝置在FMS中的工作路徑有3種常見方式。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng) FMS常見的輸送裝置主要有輸送帶、自動小車以及機(jī)器人等常見的輸送裝置主要有輸送帶、自動小車以及機(jī)器人等52v 物流系統(tǒng)的物料裝卸與交換裝置 物流系統(tǒng)中的物料裝卸與交換裝置負(fù)責(zé)FMS中物料在不同設(shè)備之間或不同工位之間的交換或裝卸。 常見的裝卸與交換裝置有箱體類零件的托盤交換器、加工中心的換刀機(jī)械手、自動倉庫的堆垛機(jī)、輸送系統(tǒng)與工件裝卸站的裝卸設(shè)備等。 常見自動小車的裝卸方式可分為被動裝卸和主動裝卸兩種。被動裝卸方式的小車自己不具有完整的裝卸功能，而是采用助卸方式，常見的助卸方式有滾柱式臺面和升

35、降式臺面。主動裝卸方式是指自動小車自己具有裝卸功能。常見的主動裝卸方式有單面推拉式、雙面推拉式、叉車式、機(jī)器人式。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)53v 物流系統(tǒng)的物料存儲裝置 FMS對物料存儲裝置的要求有： （1）其自動化機(jī)構(gòu)與整個系統(tǒng)中的物料流動過程的可銜接性； （2）存放物料的尺寸、重量、數(shù)量和姿勢與系統(tǒng)的匹配性； （3）物料的自動識別、檢索方法和計(jì)算機(jī)控制方法與系統(tǒng)的兼容性； （4）放置方位，占地面積、高度與車間布局的協(xié)調(diào)性。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)54v 物流系統(tǒng)的監(jiān)控 物流系統(tǒng)的監(jiān)控主要具備以下功能： （1）采集物流系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括物流系統(tǒng)各設(shè)備控制器和各監(jiān)測傳感器

36、傳回的當(dāng)前任務(wù)完成情況、當(dāng)前運(yùn)行狀況等狀態(tài)數(shù)據(jù)； （2）監(jiān)視物流系統(tǒng)狀態(tài)； （3）處理異常情況； （4）人機(jī)交互； （5）接受上級控制與管理系統(tǒng)下發(fā)的計(jì)劃和任務(wù)并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)55 柔性制造系統(tǒng)的控制和管理系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)的控制和管理系統(tǒng) FMS的控制與管理系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是實(shí)現(xiàn)FMS加工過程、物料流動過程的控制、協(xié)調(diào)、調(diào)度、監(jiān)測和管理的信息流系統(tǒng)。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)56這些功能模塊并非相互完全獨(dú)立的，而是相對獨(dú)立相互關(guān)聯(lián)的。 8.4 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)57 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）是隨著計(jì)算機(jī)

37、輔助設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展而產(chǎn)生的，它是在信息技術(shù)自動化技術(shù)與制造的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)把分散在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過程中各種孤立的自動化子系統(tǒng)有機(jī)地集成起來，形成適用于多品種、小批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)整體效益的集成化和智能化制造系統(tǒng)。 v CIMS分類 由于CIMS 作為一種生產(chǎn)管理系統(tǒng)，不同的企業(yè)環(huán)境有不同的運(yùn)作方式，市場上沒有具體的、現(xiàn)成的產(chǎn)品，也沒有嚴(yán)格的分類標(biāo)準(zhǔn)。 8.5 先進(jìn)制造模式先進(jìn)制造模式58 （1）從生產(chǎn)工藝方面分，CIMS可大致分為： 1）離散型制造業(yè)CIMS：這個行業(yè)的特點(diǎn)是加工生產(chǎn)過程不是連續(xù)的，而實(shí)現(xiàn)先加工單個零件，然后再將單個零件進(jìn)行組裝，裝配成半成品或成品。 2）連續(xù)性制造業(yè)CIM

38、S：這個行業(yè)的特點(diǎn)是原材料加工裝置連續(xù)不斷地進(jìn)行規(guī)定的物理化學(xué)變化而最終得到符合需要的產(chǎn)品。 3）混合型制造業(yè)CIMS：這個行業(yè)的特點(diǎn)生產(chǎn)過程中既有離散型生產(chǎn)環(huán)節(jié)，又有連續(xù)性生產(chǎn)環(huán)節(jié)。 從CIMS體系結(jié)構(gòu)來分，也可以分成集中性、分散性和混合型三種。一般不用這種方法。 8.5 先進(jìn)制造模式先進(jìn)制造模式59v CIMS體系結(jié)構(gòu) CIMS體系結(jié)構(gòu)是用來描述研究對象整個系統(tǒng)的各個部分和各個方面的相互關(guān)系和層次結(jié)構(gòu)，從大系統(tǒng)理論角度研究，將整個研究對象分為幾個子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)相對獨(dú)立自治、分布存在、并發(fā)運(yùn)行和驅(qū)動等。 8.5 先進(jìn)制造模式先進(jìn)制造模式60v CIMS體系結(jié)構(gòu) 從功能層方面分析，CIMS

39、大致可以分為六層： 第一層：生產(chǎn)/制造系統(tǒng) 第二層 ：硬事務(wù)處理系統(tǒng) 第三層 ：技術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng) 第四層 ：軟事務(wù)處理系統(tǒng) 第五層 ：信息服務(wù)系統(tǒng) 第六層 ：決策管理系統(tǒng) CIMS邏輯結(jié)構(gòu)不僅體現(xiàn)了信息的傳遞與交換，更能反映出人在CIMS系統(tǒng)中的重要作用。因此可以說人為因素是實(shí)施CIMS能否取得實(shí)際成效的關(guān)鍵。 8.5 先進(jìn)制造模式先進(jìn)制造模式61v CIMS的主要關(guān)鍵技術(shù) CIMS是一個龐大的系統(tǒng)工程，需要相關(guān)技術(shù)支持其實(shí)施。 8.5 先進(jìn)制造模式先進(jìn)制造模式 計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理分系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理分系統(tǒng)CAQ 管理信息分系統(tǒng)管理信息分系統(tǒng)MIS 數(shù)據(jù)管理支持子系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理支持子系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)支

40、持子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支持子系統(tǒng) 技術(shù)信息系統(tǒng)技術(shù)信息系統(tǒng)TIS 制造自動化分系統(tǒng)制造自動化分系統(tǒng)MAS 集成系統(tǒng)集成系統(tǒng)62v CIMS實(shí)例 日本的日立制作所規(guī)劃的某CIMS的物理布局 8.5 先進(jìn)制造模式先進(jìn)制造模式63 智能制造系統(tǒng)智能制造系統(tǒng) v 智能制造的概念 智能制造（IM）應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)（IMT）和智能制造系統(tǒng)（IMS）。智能制造系統(tǒng)是智能技術(shù)集成應(yīng)用的環(huán)境，也是智能制造模式展現(xiàn)的載體。 智能制造技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)模擬制造專家的分析、判斷智能制造技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)模擬制造專家的分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策等智能活動，并將這些智能活動與智能、推理、構(gòu)思和決策等智能活動，并將這些智能活動

41、與智能機(jī)器有機(jī)地融合起來，將其貫穿應(yīng)用于整個制造企業(yè)的各個機(jī)器有機(jī)地融合起來，將其貫穿應(yīng)用于整個制造企業(yè)的各個子系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)整個制造企業(yè)經(jīng)營動作的高度柔性化和集成子系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)整個制造企業(yè)經(jīng)營動作的高度柔性化和集成化，從而取代或延伸制造環(huán)境中專家的部分腦力勞動，并對化，從而取代或延伸制造環(huán)境中專家的部分腦力勞動，并對制造業(yè)專家的智能信息進(jìn)行收集、存儲、共享、繼承和發(fā)展制造業(yè)專家的智能信息進(jìn)行收集、存儲、共享、繼承和發(fā)展的一種極大地提高生產(chǎn)效率的先進(jìn)制造技術(shù)。的一種極大地提高生產(chǎn)效率的先進(jìn)制造技術(shù)。 8.5 先進(jìn)制造模式先進(jìn)制造模式64v 智能制造系統(tǒng)的特點(diǎn) 和傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)相比，智能制造系統(tǒng)具

42、有以下幾個特征： 8.5 先進(jìn)制造模式先進(jìn)制造模式 整個制造系統(tǒng)的智能集成整個制造系統(tǒng)的智能集成 自組織能力自組織能力 人機(jī)一體化智能系統(tǒng)人機(jī)一體化智能系統(tǒng) 虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí) 自律能力自律能力 自學(xué)習(xí)和自維護(hù)能力自學(xué)習(xí)和自維護(hù)能力 智能制造系統(tǒng)智能制造系統(tǒng)的特點(diǎn)的特點(diǎn)65v 智能制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 智能制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要類型有：以提高制造系統(tǒng)智能為目標(biāo)，智能機(jī)器人、智能體等為手段的智能制造系統(tǒng)；通過互聯(lián)網(wǎng)把企業(yè)的建模、加工、測量、機(jī)器人的操作一體化的智能制造系統(tǒng)；采用生物問題求解方法的生物智能制造系統(tǒng)等。 目前，較多采用的是基于Agent的分布式網(wǎng)絡(luò)化IMS的模型。 8.5 先進(jìn)制造模式先進(jìn)制

43、造模式66v 智能制造系統(tǒng)和CIMS CIMS強(qiáng)調(diào)的是企業(yè)內(nèi)部物料流的集成和信息流的集成，而IMS強(qiáng)調(diào)的則是更大范圍內(nèi)的整個制造過程的自組織能力。 從某種意義上講，后者難度更大，但比CIMS更實(shí)用、更實(shí)際。CIMS中的眾多研究內(nèi)容是IMS的發(fā)展基礎(chǔ)，而IMS也將對CIMS提出更高的要求。集成是智能的基礎(chǔ)，而智能也將反過來推動更高水平的集成。IMT和IMS的研究成果將不只是面向21世紀(jì)的制造業(yè)，不只是促進(jìn)CIMS達(dá)到高度集成，而且對于FMS、MS、CNC以至一般的工業(yè)過程自動化或精密生產(chǎn)環(huán)境而言，均有潛在的應(yīng)用價(jià)值。 8.5 先進(jìn)制造模式先進(jìn)制造模式67 精益生產(chǎn)精益生產(chǎn)v 精益生產(chǎn)的概念 精益生產(chǎn)（Lean Production，LP），又稱精良生產(chǎn)，其中“精”表示精良、精確、精美；“益”表示利益和效益等等。 精益生產(chǎn)就是以企業(yè)利潤最大化為目標(biāo)，及時制造，消除原料采購、儲運(yùn)、生產(chǎn)、包裝等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的