自動化制造系統

1、制造業(yè) ：制造業(yè)是所有與制造相關的企業(yè)機構的總體。系統 ： 系統是具有特定功能的、相互間具有郵寄練習的許多要素所構成的一個不可分割的整體。 （目的性、整體性、集成性、層次性、相關性、環(huán)境適應性）制造系統：制造系統是為了達到預定的制造目的而構造的物理或組織系統。制造自動化：制造自動化就是在廣義制造過程的所有環(huán)節(jié)采用自動化技術，實現制造權過程的自動化。自動化制造系統： 自動化制造系統是由一定范圍的被加工、一定的制造柔性和一定自動化水平的各種設備和高素質的人組成的一個有機整體。它接受外部信息、能源、資金、 配套件和原材料等作為輸出，在人和計算機控制系統的共同作用下，實現一定程度的柔性自動化制造，最后

2、輸出產品、文檔資料、肥料和對環(huán)境的污染。自動化制造系統的五個組成部分：具有一定技術水平和決策能力的人，一定范圍的被加工對象，信息流及其控制系統，能量流及其控制系統，物料流及物料處理系統。自動化制造系統的壽命周期：系統的設計、制造、安裝、挑食、驗收、應用、維護、報廢這些過程的集合稱為自動化制造系統的壽命周期。自動化制造系統的意義：提高生產率，縮短生產周期，提高產品質量，提高經濟效益，降低勞動強度，有利于產品更新，提高勞動者的素質，帶動相關技術的發(fā)展，體現一個國家的科技水平。自動化制造系統的六要素：生產率，產品周期，壽命周期經濟性，壽命周期可靠性，制造柔性，可持續(xù)發(fā)展特性。人機一體化制造系統： 所

3、謂人機一體化制造系統，就是人與具有濕地自動化水平的制造裝備和控制系統共同組成的一個完整系統，各自執(zhí)行自己最擅長的工作，人與機器（制造設備）共同決策、共同作業(yè)，從而突破傳統自動化制造系統將人排除在外的舊格局，形成新一代人機有機結合的適度自動化制造系統。其核心內容是強調人在制造系統中的重要作用，人機功能的最優(yōu)匹配，以實現制造系統經濟高效、安全可靠地運行，使整個制造系統去的最佳的社會經濟效益。如何體現人機一體化：1 感知層面上的人機聯合作用：通過人機聯合感知多維綜合信息，充分利用機器視野廣闊、定量感知精確，人對復雜現象模糊定性感知和創(chuàng)造性思維、預測能力強的特點，提高自動化制造系統信息感知的全面性、可

4、靠性和準確性，為系統只能定量控制提供支持，從而提高整個系統的可控性，改善系統的綜合性能。2 控制層面上采用人機共同決策：人機耦合控制，可以在人或者機器出現失誤時，系統自動切換到另一種控制方式，兩者有機地配合，從而保證系統的穩(wěn)定性和可靠性。3 執(zhí)行層面上人機交互協作、取長補短，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢。人機一體化的設計步驟：1 定義系統目標和作用要求：內容上：要自動化制造系統做什么，系統設計結果的評價標準是什么，如何進行度量；考慮上：制造系統的加工對象、未來的使用者和運行環(huán)境，目前同類制造系統的使用和操作方法，使用者的作業(yè)要求，確保制造系統目標是現實時人對制造系統和環(huán)境的要求以及制造系統和環(huán)境對人的要求

5、。2 系統定義3 系統設計：功能非配，作業(yè)要求研究，作業(yè)分析與設計4 人機界面設計5 作業(yè)輔助設計：適合制造系統特定要求的人員選擇，制造系統操作熱暖的技能6 系統檢驗和評價人機一體化運行機制： 人機一體化制造系統特別強調人在系統中的主導作用，以及人與機器 系統的有機配合，協調一致地工作。自動化制造系統的運行機制是人機一體化的集成模式。自動化制造系統的常見類型 ：剛性自動線，分布式數字控制DNC,柔性制造單元FMC,柔性制造系統FMS ，柔性制造線FML ，柔性裝配線FAL 。柔性制造系統的組成： 自動化加工設備，工件儲運系統，刀具儲運系統，多層計算機控制系統等（擴展：自動清洗工作站，自動去毛刺

6、設備，自動測量設備，集中切屑運輸系統，集中冷卻潤滑系統），數控機床要求：柔性高，自動化程度高，加工精度高、質量穩(wěn)定，生產效率較高，具有刀具壽命管理功能，具有通信功能。車削中心要求：工藝范圍寬，加工柔性高，人工介入少，加工精度、生產效率和機床利用率都很高。加工中心MC 要求 ：必須具有刀具庫以及刀具自動交換機構，加工中心的交換工作臺和托盤交換裝置配合使用，實現了工件的自動更換，從而縮短了消耗在更換工件上的輔助時間?？尚行哉撟C的意義： 可行性論證是用戶建造自動化制造系統前所進行的技術性和經濟性分析報告，是企業(yè)決策層審定和批準立項的基本依據。因此，系統可行性論證是否合理和科學，對自動化制造系統工程項

7、目是否立項具有決定性作用，同時也對自動化制造系統項目的成敗具有關鍵性的影響。自動化制造系統應該考慮的因素：自動化制造系統所加工的產品及零件的品種覆蓋率，自動化制造系統的規(guī)模和年生產能力，自動化程度及水平。自動化制造系統的內容：1 根據加工對象的工藝分析，確定加工工藝方案。2 根據年生產綱領，核算生產能力，確定加工設備品種、規(guī)格及數量配置。3 按工藝要求，加工設備及控制系統性能特點，對國內外市場可供選擇的工件輸送裝置的市場情況和性能價格狀況進行分析，最后確定出工件輸送及管理系統方案。4 按工藝要求，加工設備及刀具更換的要求，對國內外市場可供選擇的刀具更換裝置的類型作綜合分析，最后確定出刀具輸送更

8、換及管理系統方案。5 按自動化制造系統目標，工藝方案的要求，確定必要的清洗、測量、切削液的回收、切屑清除及其它特殊處理設備的配置。6 根據自動化制造系統目標和系統功能要求，結合計算機市場可供選擇的畸形及其性能價格狀況，本企業(yè)已有資源及基礎條件等因素，綜合分析確定系統控制結構及配置方案。7 根據自動化制造系統的規(guī)模，企業(yè)生產管理基礎水平及發(fā)展目標，綜合分析確定出數據管理系統方案。（如果需要進一步推廣應用CIMS 技術，則統籌規(guī)劃配置商用數據庫管理系統是合理的，也是必要的）8 根據控制系統結構形式，自動化制造系統的規(guī)模以及企業(yè)技術發(fā)展目標，綜合分析確定通信網絡方案。效益分析： 縮短零件制造周期，降

9、低廢品率，減少工裝費用，減少試切以及其他方面可能減少的工時費用，提高機床利用率，因減少在制品和庫存而節(jié)省的費用，提高人均勞動生產率，提高產值及利潤。可行性論證內容： 建立自動化制造系統的目標，制定自動化制造系統的技術方案，投資概算，效益分析，系統實施計劃，可行性分析，可行性論證報告?？傮w設計的內容：1 確定加工對象的類型及范圍，這種工作常稱為零件族選擇。2 對所確定的教你個對象進行工藝分析，制訂加工方案，包括工序劃分、加工順序確定、裝夾原則及方式選擇、確定刀具種類及數量、計算工時定額等。3 建立系統的功能模型和信息模型。4 確定設備類型及配置，進行系統總體平面布局設計。5 確定物流系統方案，控

10、制系統方案、質量控制及監(jiān)控方案。6 計算機通信網絡及數據庫管理系統設計。7 輔助裝置的確定。8 對系統配置及運行方案進行計算機仿真以及確定最佳方案。9 對系統進行可靠性分析。10 對系統進行風險分析和經濟效益評估等。成組技術： 成組技術就是將企業(yè)生產的多種產品、部件和零件按照特定的相似性準則（分類系統） 分類歸族，并在分類的基礎上組織產品生產的各個環(huán)節(jié)，從而實現產品設計、制造工藝和生產管理的合理化。影響零件族確定的因素：零件類型，零件尺寸大小，加工精度，材料硬度，裝夾次數，生產批量。設備選擇的基本原則：質量，效率，柔性，成本，其他（設備能耗、占地面積、控制方式、聯網通信能力和軟硬件接口等）。自

11、動化制造系統對加工設備的要求：工序集中，質量，生產率，柔性，成本，易控制性。加工設備的精度要求內容：定位精度與重復定位精度，銑圓精度，其他精度指標，應注意有關驗收的問題，工步間（在線）檢測裝置。選擇數控系統時應遵循的基本原則：1 選擇數控系統時考慮與外部支持軟件相適應。2 根據數控機床的使用指標選擇數控系統。3 根據性能要求選擇數控系統功能。4 同一個自動化制造系統中各臺加工設備的控制系統盡可能一致，以方便使用與維護。仿真 ：仿真就是通過對系統模型的實驗去研究一個存在或者設計中的系統。自動化制造系統中仿真的作用： 計算機仿真在自動化制造系統的設計、運行等階段可以起著重要的決策支持作用。1 確定

12、系統中設備的配置和布局：機床的類型、數量以及布局，運輸車、機器人、托盤和夾具等設備和裝置的類型、數量和布局，刀庫、倉庫、托盤緩沖站等存儲設備容量的大小及布局，評估在現有的系統中引入一臺新設備的效果。2 性能分析：生產率分析，制造周期分析，產品生產成本分析，設備符合平衡分析，系統瓶頸分析。3 調度及作業(yè)計劃的評價：評估和選擇較優(yōu)的調度策略，評估合理和較優(yōu)的作業(yè)計劃。計算機仿真的一般過程：1. 建模：收集必要的系統實際數據，為建模奠定基礎；采用文字（自然語言）、公式、圖形對模型的功能、結構、行為和約束進行描述；將前一步的描述轉化為相應的計算機程序（計算機仿真模型）。2. 進行仿真實驗：輸入必要的數

13、據，在計算機上運行仿真程序，并記錄仿真的結果數據。3. 結果數據統計及分析離散事件系統：離散事件系統是指其活動和狀態(tài)變化僅在離散時間點上發(fā)生的一類系統。實體：構成系統的各種要素稱為實體。屬性：實體的特征稱為屬性。集合：一些實體以某種邏輯方式組成的群體稱為集合。時間：離散時間系統中的時間，實際上是改變系統狀態(tài)的尸體的瞬間行為。事件點 ：出現事件的時間點（某一時刻），稱為事件點。仿真方法： 時間步長法：首先選取系統的一個初始狀態(tài)，即被仿真系統的初始起點，以它作 為仿真時鐘的零點，從這一點開始，每推進一個時間步長，對系統的活動按照預定的規(guī)劃和目的進行考察、分析、計算和記錄，一直到預定的仿真時間結束為

14、止。（連續(xù)時間模型和連續(xù)變化的離散時間模型）事件步長法：事件步長法是以時間的發(fā)生于完成作為系統活動推進準則，每一時間的經歷（持續(xù)）時間作為系統時間的累積因子，然后按照時間的先后發(fā)生過程，一步一步地對系統的行為進行動態(tài)模仿，并累積系統仿真時間，直到預定的仿真時間結束為止。仿真系統中的決策邏輯應該與原系統一致。模型的特點：它是客觀事物的模仿或抽象，它由與分析問題的有關的因素構成，它體現了有關因素之間的聯系?，F金流量：現金流量是主要經濟評價指標的計算基礎，即計算投資效益的基礎。資金的時間價值：資金的時間價值是指資金隨著時間的推延形成的增值。單利：單利（期末利息）是指本金在一定時間內取得的包成，利息的計算是按最初的本金來進行的。復利：復利只是按本金計算的每期利息在期末加入本金，并在以后各期內再計利息，也就是利上加利的計算方法。資金等值：資金等值是指在