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柔性制造范文1
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
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。
12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(加工中心与车削中心等),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、中小批量的加工及管理。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;而真正完善的第二代FMS预计本世纪十年代后才会实现。
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CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化。
2柔性制造所采用的关键技术2.1计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.2模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
2.3人工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今,柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为柔性制造的诸方面工作增强了柔性。展望未来,以知识密集为特征,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在柔性制造业(尤其智能型)中起着日趋重要的关键性的作用。目前用于柔性制造中的各种技术,预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在柔性制造技术中的应用规模将在比目前大4倍。智能制造技术(IMT)旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化柔性制造技术具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的,它使传感器具有内在的“决策”功能。
24人工神经网络技术
人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自动化系统中的一个组成部分。
3柔性制造技术的发展趋势
31FMC将成为发展和应用的热门技术
这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
32发展效率更高的FML
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是FML的发展趋势。
33朝多功能方向发展
由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。
4结束语
柔性制造技术是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。届时,智能化机械与人之间将相互融合,柔性地全面协调从接受订货单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。
近年来,柔性制造作为一种现代化工业生产的科学“哲理”和工厂自动化的先进模式已为国际上所公认,可以这样认为:柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上,将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程,在计算机及其软件的支撑下,构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统,以实现全局动态最优化,总体高效益、高柔性,并进而赢得竞争全胜的智能制造技术。它作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技,为未来机构制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图,将成为21世纪机构制造业的主要生产模式。实现了按端口、MAC地址、应用等来划分虚拟网络,有效地控制了企业内部网络的广播流量和提高了企业内部网络的安全性。
4结论
柔性制造范文2
一、规模
按规模大小FMS可分为如下4类：
1.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，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，具有适应加工多品种产品的灵活性。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和一种产物，其特点是实现单机柔性化及自动化，迄今已进入普及应用阶段。
2.柔性制造系统(FMS)
通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等)，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、中小批量的加工及管理。
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产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CAD/CAM，并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际，实现生产系统柔性化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平，反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表，其特点是实现工厂柔性化及自动化。
二、关键技术
1.计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将三维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能，可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整，使系统性能大为改善，其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
3.人工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今，FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了柔性。展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在FMS(尤其智能型)中起着关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术，预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初，人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术(IMT)旨在将人工智能融入制造过程的各个环节，借助模拟专家的智能活动，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程，系统能自动监测其运行状态，在受到外界或内部激励时能自动调节其参数，以达到最佳工作状态，具备自组织能力。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化FMS具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的，它使传感器具有内在的“决策”功能。
4.人工神经网络技术
人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域，神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统，成为现代自支化系统中的一个组成部分。
三、发展趋势
1.FMC将成为发展和应用的热门技术
这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近，更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
2.发展效率更高的FML
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是FML的发展趋势。
3.朝多功能方向发展
柔性制造范文3
关键词：柔性制造单元 服务体系 数控机床
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0189-01
我国的柔性制造系统（FMS）在近年来取得了飞速的发展和普及，特别是柔性制造单元（FMC）发展很快，它占地少、效率高、投资低，越来越受到企业的青睐。但是，与柔性单位的发展相比较起来，其服务水平还不晚上，发展步伐和服务质量不相称，因此，就要求相关部门必须建立系统的、全方位的综合服务体系，柔性制造单元才能高速健康的发展，本文主要讨论什么是成熟的综合服务体系及对于柔性制造单元行业如何才能达到这个体系。
1 柔性制造单元服务体系现状
柔性制造单元是由数控车床、数控铣床、加工中心、机械手、物料输送机构、计算机等相关部件有机组合起来的。数控车床、数控铣床、加工中心的使用维修经过数年的发展已经相当成熟，也自然地形成了它的服务体系，总结一下，这个体系至少包括以下三个要素。
（1）专业培训。数控机床的操作者通常都受到专业训练。随着数控机床的大量应用，许多学校和培训机构都开设数控专业，专门培养学生数控机床的操作、编程能力。
（2）分工明确“操作工”“工艺员”等都是常见的职业工种。对于数控机床的加工有工艺员专门制订零件的加工工艺，有程序员编制相应的程序，最后有操作由操作工完成加工。用户一般可以做到小修大修不出厂，有问题自我消化，很少再找生产厂的。
（3）服务社会化。服务机构社会化，第一是“数控加工厂”遍布各地，它提供各类零件的数控加工；第二是维修技术教育化，许多工科技术学校都设置数控维修专业，一般可以做到小修大修不出厂，有问题自我消化，很少再找生产厂的。
柔性制造单元是典型的机电一体化产品，除数控机床作基础外，一般配备有机械手、物料输送机构、传感器，有的还有专门的计算机控制系统，集中了机械、电子、传感、计算机技术于一体。因而柔性制造单元更加需要完善的、有效的、及时的服务。
然而，就我国的柔性制造单元而言，一开始就显得动力不足。分析其原因，可以看到，虽然我国的数控技术有一定的能力，但是相关行业人才较少，尤其是机器人技术控制方面，人才需求缺口更大，而数控设备的配套部分往往需要这方面的专业技术和专业人才。机床厂对柔性制造单元的服务准备不充分、系统建造不完善。目前，数控机床厂涉及到的物料运输小车、机械手等服务工作还都依赖于配套厂，不能自主地进行柔性单元技术服务的工作，在一些简单的生产过程中，都需要生产厂与配套厂进行配合，浪费了大量的时间和精力。
柔性制造单元的用户，绝大部分属于机械加工，他们对于电子技术的力量较为薄弱，特别是控制技术、总线技术、编程技术等与柔性制造单元相关的技术，所以，他们往往只会简单操作而缺乏配套部分的维修知识，出现一些故障就束手无策，甚至停机待修，影响生产。数控机床有了小的故障，使用者应该能够根据经验特别是柔性单元的自检功能判断故障原因并解除故障。所以说到底，人们对柔性制造单元服务的认识没有到位，观念没有更新，服务体系没有构建起来。
2 构建柔性制造单元服务体系
当前，虽然柔性制造单元也在不断发展完善，相关厂家也做出了相对应的调查，完善自己的服务体系，通过培训，提高自身素质。但是由于起点不高，认识不深，自身条件不足，还不能从根本上解决服务问题。
因此必须尽快构建与柔性制造单元相适应的综合服务体系，才能加快柔性制造单元的发展和普及。根据我国柔性制造单元发展的现状，参考其它行业的服务体系，我国的柔性制造单元的综合服务体系需要以下几点。
（1）必须由柔性制造单元生产厂家主动承担全面服务，即由他们承担包括机床、配套部分在内的全部服务，改变目前机床厂和各个配套厂分散服务的状况。因为他们是产品的最终完成者，直接面对用户，承担全面服务是理所当然。数控机床厂的提升转型基本可以生产柔性制造单元，数控系统对于数控机床厂是核心技术。机械手、物料输送装置等控制技术与数控技术也有相通之处，但是需要他们提高自身素质和能力，掌握这些技术，增强竞争力。
柔性制造单元使用中反映的问题是相互关联和影响的，初期很难判断问题在那个部分。如机械手失灵，就要机械手本身的机械部分、电气部分是否有问题，若没有问题就要检查整个的控制系统哪个环节出了问题，如线路问题，程序问题或者是传感器问题等等。如果分别由配套厂来检查和证明自己配套部分没有问题，或是发现问题解决了，各自的时间和费用已经浪费了。这种看似不可能的情况，其实是经常发生的。
柔性制造单元生产厂实行综合的全面服务，提高服务人员技术素质后，可以精简人员，提高效率。同时，减少配套单位的服务，也会得到相应的经济补偿，有利于降低成本。
（2）要强调培训考核后上岗，建立针对不同层面的培训体系柔性制造单元生产厂自身要培养出一支掌握机电一体化技术的队伍，以适应生产、检验、服务工作。尤其要使服务人员能独立承担柔性制造单元的调试及维修工作。
柔性制造单元生产厂要强调对用户进行培训，要形成制度。培训考核合格后方可允许操作柔性制造单元。培训要求是使用户能正确使用、规范操作、能处理常见故障。拥有柔性制造单元较多的用户，应尽量培训出专职维修人员，能独立排除故障，做到修理基本不出厂门。
继续并加强在各类大、中专学校办好机电一体化专业，为社会输送和储备合格人才。不断补充和完善针对柔性制造单元的内容。已经从事此项工作的，要给以再学习的机会和条件。
（3）逐步在柔性制造单元的用户集中地建立维修点可以由厂家自己建立，也可以发动社会力量建立。把分散的维修力量集中组织起来，使柔性制造单元的维修专业化、社会化，做到就地解决柔性制造单元的维修和另配件供应。
3 结语
综上所述，柔性制造单元的综合服务体系概括地说，就是以数控机床生产厂为主、配套厂为辅的服务构架；其核心是培训，是机床厂自身的、用户的、行业和社会的培训。有了高素质的数控机床服务人才和队伍，才有构建数控机床综合服务体系的基础，有了这个基础，才会有高素质的用户，整个行业和社会的素质才能得以提升。
参考文献
[1] 张鹏.浅谈柔性制造系统[J].中国外资，2011（11）.
柔性制造范文4
关键词：Flexsim；UG 柔性生产线；仿真
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672.3198（2013）04.0195.02
1引言
随着经济和科技的迅猛发展，柔性制造生产线在保证多品种复杂产品的质量前提下，同时缩短产品生产周期，降低产品成本，正以其高效、灵活的特性抢占动态变化的市场。柔性制造生产线是由数控加工设备、物料输送装置和工业机器人等组成，传统的传统设计手段只能专门针对某几个问题作单方面的分析与设计，不能对系统全局进行优化；仿真设计除了包含传统设计方法的主要内容外，主要在虚拟环境中对柔性生产线各元素、生产过程等进行仿真模拟，有效的模拟多品种生产、装配产品，生产线自动化程度越高，柔性越大，设计时考虑的因素越多，生产线的设计就越复杂，仿真设计的作用也就越大。
2FLEXSIM与UG NX软件的简介
Flexsim是美国Flexsim软件公司开发的物流仿真软件，它是面向对象的仿真软件，可以实现生产流程的真正三维可视化。Flexsim内置模型仓库，只需用鼠标从模型库里边拖动所需的模型到模型视图里面，就可以实现快速建模并仿真分析。Flexsim有强大的数据分析功能，而且伴随着仿真过程还可以观看数据的动态显示，将仿真结果输出。通过仿真设计、分析，而且实现生产线资源最优配置。Flexsim的不足在于模型的种类较少，难以满足需求。而UG NX是目前主流的机械设计软件，除具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配及创建工程图等功能外，还可以进行有限元分析、运动学分析和仿真模拟，以提高设计的可靠性；根据建立起的三维模型，由CAM模块直接生成数控代码，用于产品加工。UG NX为产品设计及加工过程提供数字化造型和验证手段，但在生产线物流仿真方面不如Flexsim。因此，两者结合使用，可以有效地实现柔性制造生产线的设计。
3柔性制造生产线仿真的建立
柔性制造生产线仿真设计分为3 部分： 生产线各部件的实体建模、生产线仿真建模和仿真分析。实体模型指的是反映生产线中设备形状、尺寸、运动学特性等的信息集合，仿真模型包括布局信息、各种设备的生产参数等。仿真分析指的是运行仿真模型后，分析生产线平衡、瓶颈，使之达到产能最大化、排程最佳化、在制品及库存最小化和成本最小化。
3.1Flexsim 仿真模型的建立步骤
首先对生产线实际调研，完成相关参数的数据采集；然后建立生产线物流模型，确定生产线布局；再建立仿真模型，并输入相关参数；编译运行仿真模型；分析仿真结果；根据输出的仿真结果，对系统方案进行优化；最后输出仿真结果。生产线仿真设计步骤如图1。
3.2仿真模型
按照某工厂车间的布置情况建立仿真模型，根据生产情况设定各个实体的参数。首先在Flexsim软件环境中放入所需的实体，包括发生器、处理器、输送机、缓存区、吸收器、工业机器人等。其中发生器代表加工原料的来源，处理机是柔性制造生产线的数控加工设备――车削中心、加工中心等，工业机器人则负责自动上下料工作。开始仿真之前，要确定毛坯到达数量随时间变化的曲线，经分析，该曲线服从均值为Normal（80，5）的正态分布。模型中各个实体所涉及的加工或输送时间、速度、尺寸参数都是按照生产线数据采集并分析后进行设置的。数控柔性生产线的仿真模型如图2。
3.3实体模型
由于Flexsim的模型库中的实体模型种类有限，如Flexsim中的处理机的三维造型只有1种，而专门的三维建模软件UG具备强大的三维造型能力。可以通过用UG NX对处理机、机器人、输送装置等实体进行建模，弥补Flexsim模型的不足。可以根据实际的设备形状，利用NX的建模模块和装配模块创建机床等的CAD模型，也可以使用NX预定义的机床模型，并且针对产品设计和工艺设计的需求，将机床等模型进行运动学模拟仿真，验证设计方案。
3.4仿真与优化
在仿真模型中，每个实体运行后都能生成相应的对象运行状态统计表，即设备状态统计分布，利用系统功能自动采集如空闲时问、处理时间、装载时间、卸载时间、行走时间、堵塞时间、输送时间、等待时间等参数。Flexsim中各个实体的统计数据可以通过状态百分率饼图表示出来。通过仿真，得到工序状态百分率饼图如图4。发现瓶颈的工序，要对系统的部分参数进行修改，成不同的系统方案。对修改后的模型重复运行多次，对不同方案进行结果比较，达到优化的目的。
4结语
根据生产车间的实际情况，运用Flexsim软件对某数控柔性制造生产线进行仿真，并且利用UG NX改进仿真的三维实体模型。通过观察仿真的状态百分率饼图，找到瓶颈，调整平衡。通过Flexsim和UG NX软件将柔性制造生产线建模、仿真和分析，缩短了生产线的设计时间，为企业柔性生产线的设计及优化提供新的方法。
参考文献
[1]潘卫军.现代柔性制造技术及其发展[J].装备制造技术，2007，（12） ： 89-92.
[2]闫纪红，王玉燕，雷呈喜.基于Flexsim的柔性制造系统仿真平台的设计与实施 [J].实验室研究与探索，2009，28（10）：55.57.
柔性制造范文5
关键词：柔性制造系统；可靠性分析；广义随机Petri网；动态故障树
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)01-0109-03
Reliability Formal Modeling and Analysis of the Flexible Manufacturing System
CHEN Yan-xia
(Hainan University, Danzhou 571737, China)
Abstract：This paper mainly discussed about the reliability of the flexible manufacturing system (FMS), established a reliability model of FMS based on the generalized stochastic Petri nets and dynamic fault tree. TimeNet was used to simulate models, these simulation experi? ments verified the feasibility and effectiveness of the model, then improved the reliability and security of system.
Key words：flexible manufacturing system(FMS); reliability analysis; generalized stochastic petri nets; dynamic fault trees
柔性制造系统(Flexible Manufacturing System简称FMS)最初由英国Molins公司的Theo Williamson提出。它是一种复杂的自动化制造系统。FMS系统的可靠性指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。系统(FMS)的可靠性直接影响到产品生产的可靠性和安全性，传统的可靠性建模方法如可靠性框图、排队论、故障树、活动循环图等只能分析具有静态特性的系统。由于柔性制造系统属于复杂的离散事件动态系统，采用传统的可靠性分析方法显然不能满足要求，为此在传统建模分析方法的基础上引入了各种具有动态特性的建模方法如Petri网、马尔可夫过程、动态故障树等。利用传统Petri网对FMS建立的模型存在状态空间爆炸问题，因此为了简化状态空间复杂的问题，本文利用广义随机Petri网对柔性制造系统进行建模。针对建立的模型进行可靠性分析。
3基于随机Petri网和动态故障树的柔性制造系统可靠性建模
3.1柔性制造系统动态故障树
柔性制造系统属于复杂的离散事件动态系统，分析该系统的动态可用度时，在传统方法的基础上引入了动态故障树，用广义随机Petri网对动态故障树各个逻辑门建立Petri网模型，利用动态故障树的动态特性以及广义随机Petri网具有的时间特性，从而分析
了系统的可靠性指标[3]。
柔性制造系统属于可修系统，故障发生后通过维修可以继续使用。每个单元的故障率和维修率取统计平均值，可以认为是常数。根据动态故障树的建立方法，建立柔性制造系统(FMS)的系统故障树如图2所示。
3.2柔性制造系统系统故障逻辑判定
根据组成柔性制造系统各个部分的特点，下面给出各个部分对应的动态逻辑门。如表1所示。
表1 FMS系统故障对应的逻辑门
5结论
本文采用广义随机Petri网对柔性制造系统的故障树建立可靠性模型，通过仿真实验验证了模型的正确性和可行性，从而提高了系统的可靠性。
本文的不足之处在于采用GSPN为各个子系统建模后，模型还是比较复杂，在利用仿真工具TimeNet进行仿真还存在状态空间较复杂的问题，随着模型数的增加计算状态空间的工作量也会增加。
本文进一步研究的内容是在设计中采用更好的方法提高柔性制造系统的可用度。另外寻求一种合适的模型简化方法将建立的模型进行再次简化，从而更容易的求解出系统的可靠性指标。
参考文献：
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[2]邓子琼,李小宁,何沛仁等.柔性制造系统建模与仿真[M].北京:国防工业出版社,1993.
[3]徐杜,蒋永平,张宪民.柔性制造系统原理与实践[M].北京:机械工业出版社,2001.
[4]宋小庆,吴松平,常天庆等.基于随机Petri网的装甲车辆综合电子系统可靠性研究[D].装甲兵工程学院学报.2009,23(3):45-47.
柔性制造范文6
关键词：汽车制造；柔性自动化装配生产线；装配
引言：
柔性自动化装配生产线主要应用于大批量、多品种、多车型、多颜色混线生产的汽车装配。因为柔性自动化装配生产线具有自动化强、装配多样化、质量控制严格化的特点，这使得柔性自动化装配生产线有效的应用于汽车生产活动中，可以合理的、规范的进行汽车装配，提高汽车的安全性、性能、功能、美观，为使所制造的汽车得到广大消费者的青睐创造条件。所以，汽车制造企业有效的应用柔性自动化装配生产线是非常有意义的。
1 国内柔性自动化装配生产线水平的概述
根据有关部门预测，2025年以后世界汽车工业的产销将大规模向亚洲市场转移，中国的汽车销量将占全国销量的30%以上。这充分说明了我国汽车销量将持续增长，推动我国经济持续发展。而要想保证我国汽车生产持续、稳定、快速的增长，则要求我国汽车制造企业不断创新和优化汽车生产线，以便制造出更好的汽车来供人们使用。从当前我国汽车生产总体情况来看，目前国内汽车制造中所应用的生产线主要为柔性自动化装配生产线。柔性自动化装配生产线的主要由要由车身存储、内饰装配、底盘装配、轮胎储运、座椅储运、车门分装、动力总成分装、发动机前桥分装、仪表板分装、整车装配、下线检测及各线上和线间相互转挂的机器人等模块组成。这使得柔性自动化装配生产线可以在具体应用的过程中，具有生产管理调度、柔性装配控制、合理进行质量安全管理等功能，可以高质高效的进行汽车装配，提高汽车的应用性。当然，即便柔性自动化汽车装配生产线具有非常大的应用优势，我国一些汽车制造企业也没有选择应用，而是依旧采用刚性生产线，原因就在于柔性自动化汽车装配生产线的设置难度较大，如若企业技术水平不高，将会导致柔性自动化汽车装配生产线的设置存在偏差，这将导致柔性自动化汽车装配生产线应用效果不佳，影响汽车生产质量。所以，我国还应当持续研究和开发柔性自动化汽车装配生产线成套设备，以便其设置简便、合理，应用高效，为汽车制造企业创造更多安全、良好的汽车，促使我国汽车远销各个国家。总体来说，国内柔性自动化汽车装配生产线还存在一些不足，需要技术人员持续致力于柔性自动化汽车装配生产线成套设备的研发和创新，以便其真正意义上做到有效应用于汽车制造企业的生产活动中，提升企业的汽车生产水平[2]。
2 汽车制造企业柔性自动化装配生产线的应用
综合以上对国内柔性自动化装配生产线的概述，可以确定柔性自动化装配生产线具有良好的应用性，将其有效的应用汽车制造企业的汽车生产活动中，可以在汽车装配环节中充分发挥作用，为提高汽车性能、功能、安全性、美观等方面起到非常重要的作用。然而，要想使汽车制造企业中有效应用柔性自动化装配生产线，需要重点注意以下几方面。
对柔性自动化装配生产线的应用进行总体布局
因为柔性自动化装配生产线是由车身存储、内饰装配、底盘装配、轮胎座椅装配、最终装配、整车检测、车门分装等组成的，这使得柔性自动化装配生产线具有复杂性。因此，要想使柔性自动化装配生产线可以在企业的汽车生产活动中有效的应用，首先需要完成的工作就是根据汽车制造企业的实际情况，来合理的进行柔性自动化装配生产线总体布局。以此为依据，对汽车装配柔性生产线的自动加工、物流系统、信息系统、软件系统等进行合理规划设计，促使各个系统可以支撑柔性自动化装配生产线各个组成部分有效应用[3]。
2.1 加强柔性自动化装配生产线智能化水平
因为提高柔性自动化装配生产线的智能化水平是促使此生产线可以高质量、高效率应用的关键，所以在柔性自动化装配生产线设置的过程中注意强化其智能化水平。而要想柔性自动化装配生产线智能化水平提高，要求技术人员在按照柔性自动化装配生产线总体布局规划设计，合理构建计算机数据网络系统、PLC总线网络及无线LAN网络系统等，使以上系统可以支撑整个自动化生产线智能的运行，并对其集中管理、分散控制。另外，由于柔性自动化装配生产线的运行需要有电力系统支持，所以为保证智能化的运行此生产线，还要强化设置电力系统。也就是合理调试和优化电力系统的监控层、控制层、设备层，保证每个层次的网络结构完好、软硬件应用合理，使其可以支撑整个电力系统长期安全、稳定、高效的运行，为柔性自动化装配生产线可以智能应用创造条件[4]。
2.2 合理设置自动化执行系统
因为自动化执行系统是支配整个柔性自动化装配生产线的关键组成部分。为了保证柔性自动化装配生产线应用符合企业汽车制造要求，就需要合理设置自动化执行系统，使其按照汽车制造要求，有序的、有步骤的支配生产线运行。那么，如何合理的设置自动化执行系统？首先就是合理配置智能感知系统，保证其可以实时、准确的获取汽车生产相关信息；其次，就是在网络环境下合理构建滑板系统、摩擦系统、自动单轨系统等，使所各个系统可以依据汽车生产信息发挥相应的指令，传送给自动化执行系统。最后，自动化执行系统在接受到指令的情况下，规范、合理、标准的进行任务执行，从而使柔性自动化装配生产线可以有效的应用[5]。
2.3 合理选用控制系统运行方式
集中管理系统通过管理计算机、工业以太网交换机，采用冗余光纤环网连接现场分系统PLC，收取现场所有信息，实现对整个系统的柔性管理。但要想使集中管理系统可以长期有效的应用，就要保证控制系统选用适合的控制方式来控制集中管理系统，使其规范运行。而设置控制系统的运行方式往往是困扰设计者的难题。因为一旦控制系统的运行方式选用不合理，将会导致控制系统的操作不到位，不利于集中管理系统可以长期安全、有效运行。所以，规划设计柔性自动化装配生产线应用的过程中，注意根据实际情况，选用适合的控制系统的运行方式[6]。
结束语：
在国内柔性自动化汽车装配生产线应用日益广泛的情况下，一些企业依旧采用刚性生产线。原因就在于柔性自动化装配生产线的规划设计应用的技术要求高、系统设置复杂。柔性自动化装配生产线的有效应用，需要规范合理的进行总体布局、提高智能化水平、合理设置自动化执行系统、合理选用控制系统运行方式等。所以，我国相关技术人员应当持续致力于柔性自动化装配生产线的研究与创新，使其可以更加方便的规划设置和应用，为提升我国汽车生产水平创造条件。
参考文献：
[1]高长利.论汽车制造企业柔性自动化装配生产线应用[J].华章，2012，（36）：351
[2] 高长利.汽车制造企业柔性自动化装配生产线的发展现状及经济效益[J].中国经贸，2012，（20）：17.
[3]卫东.大规模定制生产装配生产线平衡技术的研究[D].上海交通大学，2005.
[4] 郭洪杰.飞机数字化柔性装配生产线关键技术[J].航空制造技术，2011，（17）：38-43.
