柔性制造系統(tǒng)(FMS)系指具有自動化程度高的制造系統(tǒng)。目前所談及的FMS通常是指在批量切削加工中以先進的自動化和高水平的柔性為目標的制造系統(tǒng)。隨著社會對產品多樣化、低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，F(xiàn)MS發(fā)展頗為迅速，并且由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展，也促使柔性制造技術日臻成熟，80年代后，制造業(yè)自動化進入一個嶄新時代，即基于計算機的集成制造(CIMS)時代，F(xiàn)MS已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

一、規(guī)模

按規(guī)模大小FMS可分為如下4類：

1.柔性制造單元(FMC)

FMC的問世并在生產中使用約比FMS晚6~8年，它是由1~2臺加工中心、工業(yè)機器人、數控機床及物料運送存貯設備構成，具有適應加工多品種產品的靈活性。FMC可視為一個規(guī)模最小的FMS，是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展和一種產物，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，迄今已進入普及應用階段。

2.柔性制造系統(tǒng)(FMS)

柔性制造系統(tǒng)(FMS)系指具有自動化程度高的制造系統(tǒng)。目前所談及的FMS通常是指在批量切削加工中以先進的自動化和高水平的柔性為目標的制造系統(tǒng)。隨著社會對產品多樣化、低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，F(xiàn)MS發(fā)展頗為迅速，并且由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展，也促使柔性制造技術日臻成熟，80年代后，制造業(yè)自動化進入一個嶄新時代，即基于計算機的集成制造(CIMS)時代，F(xiàn)MS已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

一、規(guī)模

按規(guī)模大小FMS可分為如下4類：

1.柔性制造單元(FMC)

FMC的問世并在生產中使用約比FMS晚6~8年，它是由1~2臺加工中心、工業(yè)機器人、數控機床及物料運送存貯設備構成，具有適應加工多品種產品的靈活性。FMC可視為一個規(guī)模最小的FMS，是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展和一種產物，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，迄今已進入普及應用階段。

2.柔性制造系統(tǒng)(FMS)

論文關鍵詞：柔性制造系統(tǒng)；作業(yè)計劃與調度；教學培訓

論文摘要：基于FMS技術開發(fā)了模塊化機電一體化教學培訓系統(tǒng)，該系統(tǒng)有助于加深學生對機電一體化系統(tǒng)概念的理解，掌握車間柔性制造的方法，最后以作業(yè)計劃與調度教學研究性、綜合性實驗為例，論述了該系統(tǒng)在培養(yǎng)學生理論與實踐相結合的能力，提高學生學習興趣和積極性的重要作用。

為使機械設計制造及其自動化專業(yè)學生在學習過程中，有機會將所學到的各門專業(yè)課的知識綜合性地應用到接近于生產實際的過程中，為他們走上工作崗位后應用這種新的理念打下基礎，學院除了建立適合于現(xiàn)代教學法模式的幾個獨立的專業(yè)實驗室外，籌建了一個開放式自動化綜合實驗室。在這個綜合實驗室中，我們開發(fā)了一套完全接近于生產實際的模塊化柔性制造系統(tǒng)，由省部共同投資。實驗室的開放性主要體現(xiàn)在兩個方面:一是系統(tǒng)組成具有開放性，系統(tǒng)中不同生產廠家的設備可相互兼容，便于以后擴展;二是實驗室資源具有開放性，實驗室可面向校內外各種層次的學生或培訓學員，做到資源共享，擴大受益面。

1FMS系統(tǒng)組成

柔性制造系統(tǒng)機電一體化訓練設備，包含一條閉環(huán)柔性輸送裝置和六自由度并聯(lián)加工中心(加工站)、三自由度數控雕刻機及其控制系統(tǒng)、四自由度上料檢測站及其控制系統(tǒng)、搬運站、安裝站、安裝搬運站、智能分類站、現(xiàn)場總線、多層次立體原料庫及其控制系統(tǒng)、多層立體成品庫及其控制系統(tǒng)、自動化輸送線及變頻調速控制系統(tǒng)、PLC數據采集及物料監(jiān)控系統(tǒng)、系統(tǒng)監(jiān)控及管理控制軟件。

工業(yè)控制計算機通過運動控制卡發(fā)送位置信號給旋轉立體上料庫電機驅動器，電機驅動器驅動步進電機旋轉一定角度，實現(xiàn)零件位置對準，同時設置檢測開關，通過PLC采集至計算機，判斷托盤上相應位置是否存在零件。自動上料機器人將待加工物料送至加工位置后，系統(tǒng)驅動鎖緊裝置進行物料定位固定，上位機按指定程序控制六自由度并聯(lián)機器人，進行零件前序的加工。在主界面中點擊數控雕刻機控制按鈕，進人數控雕刻機控制界面，三自由度數控雕刻機主要實現(xiàn)對工件端面的雕刻，通過用戶編制G代碼也可以用軟件將模型轉化為G代碼，然后通過計算機的串口將G代碼傳到雕刻機，雕刻機執(zhí)行G代碼。

制造是人類經濟活動的重要基礎，是歷史發(fā)展和文明進步的原動力。隨著人類工業(yè)文明的不斷進步，制造業(yè)已發(fā)展成為一個國家發(fā)展的支柱產業(yè)，成為國民經濟收人的!要來源，并且它一直是工業(yè)工程主要的實施領域。

一、斷的工業(yè)工程思想

2O世紀7O年代以來，隨著世界經濟的發(fā)展，先進的制造技術與作業(yè)管理方法在制造業(yè)中得到了廣泛應用。與此同時，市場環(huán)境日益全球化，產品競爭日趨白熱化。雖然企業(yè)采用了許多單項先進制造技術和管理方法，如CAI〕/CAMjW巧、M丑J〕等，并取得了一定的成效。但實踐證明，任何老的管理方法都已不能適應市場的巨變。至卿年代，各工業(yè)發(fā)達國家在探索先進的生產管理模式方面，形成了一種先進制造技術與現(xiàn)代化管理相結合的制造模式。以徽電子技術、信息技術、自動化技術、新材料技術和現(xiàn)代制造技術與現(xiàn)代化管理為核心的新一代工程技術的飛速發(fā)展，使制造業(yè)進人了信息化、集成化、自動化、智能化和敏捷化的新的工業(yè)工程思想時期。

二、電子商務時代的工業(yè)工程由于電子商務時代

人們對產品功能和質量要求的提高，產品更新?lián)Q代周期的縮短及產品復雜程度的提升，那么只有不斷地快速開發(fā)出新的物質產品和知識產品，才能滿足社會鑄要。因此在電子商務時代決定制造業(yè)國際競爭力的關鍵是新產品的快速開發(fā)能力。為此，企業(yè)必須不斷地搜索和發(fā)展新的藉求，通過技術創(chuàng)新，積極主動地去研究市場，去開發(fā)市場，增強競爭力，才能爭取主動，獲取較好的經濟效益。制造業(yè)則必須敏銳地意識到這種新需求，加快知識創(chuàng)新和技術創(chuàng)新步伐，并充分考慮到提高質t和降低成本等因素，從而快速地生產出消費者孺要的新產品。

快速產品創(chuàng)新要求實現(xiàn)了制造模式的歷史性變革。自從1954年美國麻省理工學院第一臺數字控制銑床誕生以后，7o年代初自動化就進入了生產實用階段，幾十年來，從單臺數控機床的應用到加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)的實現(xiàn)，使柔性自動化得到了迅速發(fā)展。柔性制造系統(tǒng)是一種技術復雜、自動化程度高的系統(tǒng)，它將微電子、計算機和系統(tǒng)工程等技術有機地結合起來，成功地解決了機械制造高自動化與高柔性化之間的矛盾，從而獲得設備利用率高、生產能力相對穩(wěn)定、產品質t高、運行靈活和產品應變能力大等許多優(yōu)點。

一、降低原材料成本的途徑

在電子商務條件下，企業(yè)可以充分利用網絡在世界范圍內尋求到低價高質的原材料來源，電子商務還可以通過網絡聊天室進行商業(yè)談判降低企業(yè)的差旅費，也可以進行網上招標，甚至于利用不同的網上銀行進行轉賬，享受各種優(yōu)惠和方便條件，并能在購進原材料方面充分利用社會物流系統(tǒng)，可以快速滿足生產的需要，降低庫存數量，從而降低搜求原材料的費用和運輸費用、保管費用、交易價格、財務費用等交易費用和占用資金的機會成本，使得原材料的成本最低，這在一定程度上降低了企業(yè)的生產成本。

二、降低生產過程中的成本的途徑

1.電子商務條件下生產的發(fā)展趨勢

隨著市場經濟的高度發(fā)展，人民群眾的生活水平逐步提高，買方市場的進一步發(fā)展更加需要具有特色、符合顧客個人要求樣式和功能千差萬別的產品。在電子商務條件下，企業(yè)可以以顧客為中心，建立客戶檔案，在數據庫中存儲了大量現(xiàn)在顧客和潛在顧客的相關數據資料。公司可以根據顧客需求提供特定的產品和服務，具有很強的針對性和時效性，可大大地滿足顧客需求。

傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)不能滿足市場對多品種小批量產品的需求，這就使系統(tǒng)的柔性對系統(tǒng)的生存顯得越來越重要，柔性制造系統(tǒng)在生產中將占據越來越重要的地位。柔性制造系統(tǒng)是以統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)和自動物料儲運系統(tǒng)連接起來的一組加工設備，能在連續(xù)生產情況下實現(xiàn)多品種工件的加工，并具有一定管理功能。柔性生產是全面的，不僅是設備的柔性，還包括管理、人員和軟件的綜合柔性。傳統(tǒng)的剛性自動化生產線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產，其優(yōu)點是生產率很高，設備固定，設備利用率高，單件產品的生產成本低。如果只加工一個或幾個相類似的零件，則價格相當昂貴，如果想要獲得其他品種的產品，則必須對其結構進行大調整，重新配置系統(tǒng)內各要素，其工作量和經費投入與構造一個新的生產線往往不相上下。剛性的大批量制造自動化生產線只適合生產少數幾個品種的產品，難以應付多品種中小批量的生產，不利于產品的改進和質量的提高。柔性生產可以根據定單進行生產，可以避免過量生產，減少流動資金的占用，縮短了制造周期，減少了生產成本。

摘要：借鑒德國職教師資培養(yǎng)的教育理念和教學方法，籌建開放式的自動化綜合實驗室，開發(fā)模塊化柔性制造系統(tǒng)，有助于改變傳統(tǒng)工科教學存在的弊端，提高教育教學質量。本文總結了同濟大學職教學院引進德國現(xiàn)代化教學設備，開發(fā)模塊化柔性制造系統(tǒng)的經驗，并對這一系統(tǒng)的特征及適用范圍作一闡述。

關鍵詞：模塊化；柔性制造系統(tǒng)；實驗室；方案；特征；范圍

同濟大學職業(yè)技術教育學院從1997年起承擔了中德兩國政府簽署的職教師資培養(yǎng)的合作項目，項目合作期限共八年，分三個階段執(zhí)行。現(xiàn)設有機械工程及其自動化、電子與信息工程、土木工程、工商管理四個職教師資本科專業(yè)，生源主要是職校和大專的優(yōu)秀應屆畢業(yè)生。學院同時還是上海市和全國中、高等職業(yè)教育師資重點培訓基地以及中德職業(yè)教育師資培訓中心。

根據中德合作項目要求，學院按中德雙方共同開發(fā)、制定的培養(yǎng)模式、教學計劃與大綱，培養(yǎng)集專業(yè)知識和技能及師范教學能力于一身的復合型職業(yè)教育高級人才。在職教師資培養(yǎng)過程中，學院借鑒和引進德國職教師資培養(yǎng)的教育思想與教學方法，特別注重對學生專業(yè)技能的培養(yǎng)與訓練，大力加強專業(yè)實驗室的建設。

一、現(xiàn)代化教學設備的引進

傳統(tǒng)的工程學科教學中，通常做法是各門課程單獨傳授，學生很少有機會了解各種技術在實際工程中是如何被綜合性應用的。學生在學習專業(yè)課程時，每門課程雖然都有相應的實驗，但這些實驗都是各自獨立進行的。在很多情況下，實驗中所使用的設備和器件很多都是實驗室專用的，與工業(yè)生產中所使用的實際設備和器件有著較大的差異。自動化技術是一門融機械、電氣、電子及計算機等技術于一體的綜合技術，在這種技術中，不同領域和層次的知識與能力融會在一起。與其他工程領域相比，在自動化生產中所使用的生產設備都是資金密集型的。因此，一方面，一般教學或培訓單位是沒有經濟實力專門為教學購置真實的、昂貴的自動化生產系統(tǒng)的；另一方面，擁有自動化生產系統(tǒng)的企業(yè)，因經濟原因而不愿將其作為實訓設備給學生使用。這樣，學校在傳授自動化技術時，只能用模型或采用計算機仿真作為一種彌補的手段，但采用模型或計算機仿真的手段，學生無法學到真實生產系統(tǒng)所需的知識。從某種意義上說，這樣培養(yǎng)出來的學生是“半成品”，學生走上工作崗位后，面對實際的工業(yè)生產設備、器件仍然感到陌生，需要經過較長的工作崗位適應期。

摘要文章簡述了柔性、柔性制造技術的概念、分類、所涉及的關鍵技術,以及發(fā)展應用趨勢,以促使人們對新的制造技術認識和重視。

隨著社會的進步和生活水平的提高,社會對產品多樣化,低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切,傳統(tǒng)的制造技術已不能滿足市場對多品種小批量,更具特色符合顧客個人要求樣式和功能的產品的需求。90年代后,由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展,制造業(yè)自動化進入一個嶄新的時代,技術日臻成熟。柔性制造技術已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

1基本概念

11柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統(tǒng)適應外部環(huán)境變化的能力,可用系統(tǒng)滿足新產品要求的程度來衡量;第二方面是系統(tǒng)適應內部變化的能力,可用在有干擾(如機器出現(xiàn)故障)情況下,系統(tǒng)的生產率與無干擾情況下的生產率期望值之比來衡量。“柔性”是相對于“剛性”而言的,傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產。其優(yōu)點是生產率很高,由于設備是固定的,所以設備利用率也很高,單件產品的成本低。但價格相當昂貴,且只能加工一個或幾個相類似的零件,難以應付多品種中小批量的生產。隨著批量生產時代正逐漸被適應市場動態(tài)變化的生產所替換,一個制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內,生產出較低成本、較高質量的不同品種產品的能力。柔性已占有相當重要的位置。柔性主要包括1)機器柔性當要求生產一系列不同類型的產品時,機器隨產品變化而加工不同零件的難易程度。

2)工藝柔性一是工藝流程不變時自身適應產品或原材料變化的能力;二是制造系統(tǒng)內為適應產品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。

3)產品柔性一是產品更新或完全轉向后,系統(tǒng)能夠非常經濟和迅速地生產出新產品的能力;二是產品更新后,對老產品有用特性的繼承能力和兼容能力。

摘要文章簡述了柔性、柔性制造技術的概念、分類、所涉及的關鍵技術,以及發(fā)展應用趨勢,以促使人們對新的制造技術認識和重視。

隨著社會的進步和生活水平的提高,社會對產品多樣化,低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切,傳統(tǒng)的制造技術已不能滿足市場對多品種小批量,更具特色符合顧客個人要求樣式和功能的產品的需求。90年代后,由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展,制造業(yè)自動化進入一個嶄新的時代,技術日臻成熟。柔性制造技術已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

1基本概念

11柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統(tǒng)適應外部環(huán)境變化的能力,可用系統(tǒng)滿足新產品要求的程度來衡量;第二方面是系統(tǒng)適應內部變化的能力,可用在有干擾(如機器出現(xiàn)故障)情況下,系統(tǒng)的生產率與無干擾情況下的生產率期望值之比來衡量?！叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍缘?傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產。其優(yōu)點是生產率很高,由于設備是固定的,所以設備利用率也很高,單件產品的成本低。但價格相當昂貴,且只能加工一個或幾個相類似的零件,難以應付多品種中小批量的生產。隨著批量生產時代正逐漸被適應市場動態(tài)變化的生產所替換,一個制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內,生產出較低成本、較高質量的不同品種產品的能力。柔性已占有相當重要的位置。柔性主要包括1)機器柔性當要求生產一系列不同類型的產品時,機器隨產品變化而加工不同零件的難易程度。

2)工藝柔性一是工藝流程不變時自身適應產品或原材料變化的能力;二是制造系統(tǒng)內為適應產品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。

3)產品柔性一是產品更新或完全轉向后,系統(tǒng)能夠非常經濟和迅速地生產出新產品的能力;二是產品更新后,對老產品有用特性的繼承能力和兼容能力。

摘要文章簡述了柔性、柔性制造技術的概念、分類、所涉及的關鍵技術，以及發(fā)展應用趨勢，以促使人們對新的制造技術認識和重視。

關鍵詞隨著社會的進步和生活水平的提高，社會對產品多樣化，低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，傳統(tǒng)的制造技術已不能滿足市場對多品種小批量，更具特色符合顧客個人要求樣式和功能的產品的需求。90年代后，由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發(fā)展，制造業(yè)自動化進入一個嶄新的時代，技術日臻成熟。柔性制造技術已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

一、基本概念

11柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統(tǒng)適應外部環(huán)境變化的能力，可用系統(tǒng)滿足新產品要求的程度來衡量；第二方面是系統(tǒng)適應內部變化的能力，可用在有干擾(如機器出現(xiàn)故障)情況下，系統(tǒng)的生產率與無干擾情況下的生產率期望值之比來衡量?！叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍缘模瑐鹘y(tǒng)的“剛性”自動化生產線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產。其優(yōu)點是生產率很高，由于設備是固定的，所以設備利用率也很高，單件產品的成本低。但價格相當昂貴，且只能加工一個或幾個相類似的零件，難以應付多品種中小批量的生產。隨著批量生產時代正逐漸被適應市場動態(tài)變化的生產所替換，一個制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內，生產出較低成本、較高質量的不同品種產品的能力。柔性已占有相當重要的位置。柔性主要包括1)機器柔性當要求生產一系列不同類型的產品時，機器隨產品變化而加工不同零件的難易程度。

2)工藝柔性一是工藝流程不變時自身適應產品或原材料變化的能力；二是制造系統(tǒng)內為適應產品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。

3)產品柔性一是產品更新或完全轉向后，系統(tǒng)能夠非常經濟和迅速地生產出新產品的能力；二是產品更新后，對老產品有用特性的繼承能力和兼容能力。

摘要：闡述機電一體化與傳感技術在智能制造中的應用，包括柔性制造系統(tǒng)、智能機器人技術、自動化生產控制技術、數控技術的自動化技術應用。

關鍵詞：機電一體化，傳感技術，柔性制造，智能機器人

對于智能制造，是我國社會在現(xiàn)代化發(fā)展過程中以傳統(tǒng)工業(yè)生產模式為基礎所采取的有效改革方式，在提高我國工業(yè)生產效益的過程中發(fā)揮了重要作用。在我國正式進入數字科技時代之后，自動化技術和微電子技術得到了全面發(fā)展，特別是機電一體化技術的普及，為我國智能制造水平的進一步提高創(chuàng)造了良好環(huán)境。對于機電一體化技術，主要是指將傳統(tǒng)自動生產線技術和傳感技術等多元化先進技術進行充分整合，在確保產品質量達到標準要求的同時，提高制造行業(yè)整體運行質量。因此，相關工作人員必須對機電一體化技術在提高企業(yè)智能制造水平相關工作中具有的重要性給予正確認知和高度重視，從多元化角度入手，對機電一體化技術的應用途徑進行全面探索，確保智能制造企業(yè)在機電一體化技術的積極輔助下，能夠采取具有較高科學性和合理性的管理控制措施，提高企業(yè)綜合發(fā)展能力，使智能制造企業(yè)在激烈的市場競爭中，憑借強大的發(fā)展能力得到穩(wěn)定發(fā)展。

1研究背景

1.1機電一體化

對于機電一體化技術而言，是將控制技術、計算機技術、信息技術、光學技術、電子技術等多元化技術措施的優(yōu)勢集于一體，形成的一種具有較高有效性和全面性的新型技術，擁有系統(tǒng)技術、模塊技術、網絡技術、智能技術的相關特征。在實際應用機電一體化技術的過程中，不僅能夠確保對各類信息數據的采集與分析工作持續(xù)、快速開展，而且還能將傳統(tǒng)信息處理技術存在的眾多局限徹底打破，能夠在遠程共享、局域網、互聯(lián)網中進行具體數據信息的交流，對系統(tǒng)的實際運行情況展開實時監(jiān)督與管理，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的故障問題，并且將相關問題上傳到對應部門，確保工作人員能夠采取對應有效措施將存在的故障問題和安全隱患徹底解決。與此同時，將機電一體化技術合理應用到智能制造領域，能夠將其具有的線性優(yōu)勢和非線性優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，是確保智能制造系統(tǒng)運行始終保持在穩(wěn)定狀態(tài)以及控制系統(tǒng)精準性的關鍵技術。從機電一體化技術整體引用層面分析，能夠對智能制造技術網絡化數據交流能力、智能制造精準度、制造質量和效率、數據處理安全性等功能進行不斷優(yōu)化與完善。