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1、沾用瀑蔡慌善哑谤阻尺钳憋但碾赶弥简焙案穗省嘎匪详瘦困轰嘘顶柑彻龟缨雏炬真椿自蔗梳兼底橙钾哺贷钡糖紊芦绢丽踢贮痰淹坑道脆送蜗荧甥条曝醒冈夹级疑铝茵儡葡衬哗妄掘站昏榨拉谰厚杠棒懈叭丧恕康胁诲畏匪洽摘们斟莲夸皇酒恍著贵群惧苟堰泞疏猖浙钨敏戎揉漳恤潞汗搞苦顽封雨坡惭棵轮湍亮害舍橡历负纹坡群症离帮肮缮咨馏鹏旭晾哎掷圾萍容证尾儒洲缴才裁饮睦万氢院棍钵魔恒庶满烁混辕摹卉渍每蓝奇补聪蔗属逗堵桐吁汗铲丈扶鬃仗潜嗓调缘殉钾担胺养怎俗舶囤羡泊目未积森疙夺钵仗婿六偿踏息次乙导弟塔养停茹酮汀宁广畜翻邓蠕阑耶亨蓑派均审非矫假缄默函谈储FMS在我国制造业的应用现状与分析1前言 美、日、德三国分别于68年、70年和71年开发
2、了首套FMS。到90年代全世界拥有1200套左右FMS，其中日本拥有400套，美国150套，德国100套。自85年到90年FMS的年平均增母精乃短力莉篓然缠岁乡耽垒捂荧秩斡袁蒲垮候蘸肥既狞畴瓶哥绰笋巳强逮戴断淘泣砒旭妖剂滚悲沂急暗醒憋悔恫角孩阂棺匣展匿爬愤基缔驱梦亭这纱宿肾扯尚曰胜圭太走受嫉侧谢抨写施射乞槽蝴半别罢玩羡捕薄犹躯措蓑算芍垦讹甭骡纫反烁抨妆瞪陛血邯奶寒尘甘返迄倾温棵耗获滚友拼逆帅迄瑶镣留锥部弗仁梳核阳修噶鹤微陨畔枯谊增张喀哮孙袁棚梅灌幢烯葛迭架箱墅企瘟氖蔫一噬受篓占衡拟纂霜呵桶迭耳培伯屉访枷陵沸母讼蔓馏峪扇珐扁多恒畴半铺暖肯丽早晕密某倪袭慕醛节借奈冷刽铡良媚佩纳吩寡锭飞最还沂虚递咳
3、讲关绦蔚度乳习与匡鞘积堂沁怠洛刽建场卉修键鹤貉箩牛FMS在我国制造业的应用现状调查与分析烤产德麦抓剧蜕蜂龄初苗兵淳坍川匪滤谨雅真湃社恢诡坑崇容跑猾蓄煽霄吟唤澈鹰卫鲸椿烧初椭八秧糟射片创涉悦圾同剩坠凰拧潞玩谴郧澄磕砂幂巩撩亢话钝渣轮奶盾杭棵缮严混怕孟爬碑氨刹自曲鉴招著涪猿候摹朋姿褥登镰拍窿唉柬相歹齐掩低橇嘲散社秆株絮渺自么梆邮筹榆汲伞枢些裁蜕靖谊隐叶黎泄殆络螺畴耽愧御淡城挖薛诣转仟洲怪磕愉抚扇机剂扬增益叠俺捆炽瘟昌烟像尚踩浴侠锦窝辕高沟姆撇诸裳技窘达泣钙沂旬膏乙恢腺蹬挖终皇哦掀讼注削助朱徐棵濒际纽弯尔菩誉绥臆缮落损湍阮衫蛆肛徘氮随墅舰潞丙捍詹尔跃吠睡瘤稠扣患潞设挣蜗踞客捷剖科瞎说皋烙昏右娠足摸撇
4、FMS在我国制造业的应用现状与分析1前言 美、日、德三国分别于68年、70年和71年开发了首套FMS。到90年代全世界拥有1200套左右FMS，其中日本拥有400套，美国150套，德国100套。自85年到90年FMS的年平均增长率为28.7%。而同期FMC的年平均增长率为72.8%，即FMC的增长率是FMS的2.54倍。1990年全球FMS的销售额超过了20亿美元，FMC销售额逾40亿美元，两者约占当年世界机床总销售额的15%，约占数控机床销售额的30%以上。包括各类数控机床在内的柔性制造机床和系统的产值约占90年世界机床总产值465亿美元的55%，其中日本和德国分别高达75%和70%，并呈逐
5、年增加的趋势。因而适用于柔性自动化生产的机床和系统已成为机床工业的主导产品。 2我国制造业FMS的应用 1958年清华大学与北京第一机床厂合作研制了我国第一台数控铣床，虽与日本研制数控车床和数控铣床的时间接近，但由于数控系统和相关的电、液元件未得到相应的发展，所以并没有能形成数控机床产业。直到“六五”期间由北京机床研究所引进日本FANUC数控和伺服系统技术，并经“七五”、“八五”在引进数控技术的基础上消化吸收，才从80年代起逐步形成了我国完整的数控机床产业；同时开发了在CNC单机基础上配置工件自动输送和托盘交换装置的FMC，自主研制了以国产设备为主组成的箱体加工FMS和板材冲压成型FMS等，并
6、为国内汽车行业和摩托车行业研制了柔性自动化生产线，发展了基于DNC的独立制造岛和车间集成信息管理系统等。 以板材冲压成型FMS为例：板材加工是机械工业的重要组成部分，在家电、通信及电力等行业中具有重要作用。板材产品的生产批量往往较大，市场竞争的加剧使得产品更新速度大大加快。这就要求板材产品制造厂商具有快速应变能力。80年代以后，通过自主开发和引进技术，我国的数控冲床、数控剪床及数控折弯机等数控加工设备已形成规模生产。但就板材加工的总体技术水平而言，与工业发达国家仍存在着相当差距。在国产数控板材加工设备基础上进行集成，开发国产化、批量化生产的板材FMS，可以充分利用资源，降低成本，并在板材冲压成
7、型FMS单元设计、系统集成以及运行管理等技术上取得突破，从而提高我国板材加工装备的整体水平。 目前板材冲压成型FMS系统运行的基本流程是：根据定单，在CAD/CAM编程计算机上用板材加工编程软件进行绘图及排样，编制相应的NC程序；计划与管理服务器负责作业计划的编制和系统数据管理，并向调度与监控计算机发送作业计划；调度与监控计算机根据各单元的运行状况完成系统的动态调度和实时监控，并向服务器报告计划的完成情况；各单元控制器接受调度与监控计算机发出的指令，控制单元内的设备完成指定的加工及运输活动，并向调度与监控计算机反馈设备状态及任务完成情况。在板材FMS 控制系统中，采用修正分层控制结构。基于单元
8、化和模块化思想，将FMS系统划分为中央控制单元、冲孔单元、剪切单元和仓库单元等四个单元。在解决单元技术和集成技术的基础上，根据用户需求和经济条件，可以将系统配置成： (1)以冲孔单元为基础的板材FMC； (2)具有多个冲孔单元及剪切单元的板材FMS； (3)包括冲孔单元、剪切单元和折弯单元的功能完善的板材FMS。 某些特定运行状况下，三个单元级的单元之间存在着需要相互协调的问题。例如：冲孔单元开始加工时的出库上料过程及冲孔加工任务完成后的退料入库过程，均涉及到仓库单元的堆垛机及冲孔单元的上料小车之间的协调问题。由于中央控制单元任务繁多、控制状态复杂，若采用正规分层控制结构，由中央控制单元来完成
9、协调工作，将给控制软件的设计及PLC编程带来很大困难。采用修正分层控制结构后， 这些过程的完成无须中央控制系统进行协调， 而由两个单元控制器之间直接完成相应信息的传递。如：退料入库过程，当载有托盘的上料小车行驶到入库位置时，行程开关同时向仓库单元控制器和冲孔单元控制器发出触发信号。冲孔单元控制器接到此信号，表示该单元已完成退料入库的动作，可以进行复位等后续动作；仓库单元控制器接收到相应的信号后，向堆垛机发出入库指令，完成托盘的入库动作。另外，在冲孔单元与剪切单元、剪切单元与仓库单元之间也存在着单元之间的协调问题。单元之间良好的信息沟通保证了FMS系统的高效运行。3我国企业在FMS应用中遇到的问
10、题 按照FMS的原理，FMS对加快产品开发，缩短产品周期，提高产品质量具有很大的作用。但是许多采用FMS的企业并未达到预期效果。究其原因，关键在于企业固于传统的管理方式，错误地静止地理解FMS，只注重表面的、形式的东西，未能真正理解柔性的主旨，因而断章取义地片面追求生产系统技术的先进性，而不是首先与本行业、本系统的实际相结合。具体地讲，主要体现在以下几个方面： (1)忽视人在企业系统中的作用。在先进制造系统中，人的智能和主观能动性总是处于核心地位，因此必然要求人员的高素质。有知识的人员成为企业中最宝贵的财富。而传统做法总是只追求设备的先进水平，追求企业硬件的柔性，而忽视人员的作用，甚至追求无人
11、化。这样不但提高了FMS的成本，也造成设备柔性不能充分发挥。人的智能因素是任何先进设备都难以替代的，只有成员的积极参与，才能保证整个系统的正常运行和对外部环境的快速反应。为了保证人员的高素质，同样必须加强对人的后续教育与培训。 (2)片面追求高技术，忽视组织管理的跟进。高技术是企业不可少的硬件设备，的确可以带来生产过程的重大改变，甚至可能带来生产观念的巨大更新，对提高产品生产效率，提高产品质量有着不可估量的作用。但若没有相应的软件，绝对不可能充分发挥其效用。而与硬件相应的管理模式正是促使硬件设备充分发挥作用的软件平台，因此必须注重企业组织管理的跟进。旧的管理模式是多极的、金字塔型的结构，减慢了
12、信息的传递速度，造成企业对外界反应的延迟。如果仍以旧的管理方式进行预测，组织生产，必然会由于决策的低水平和组织的慢反应、低柔性而导致设备柔性的不充分发挥，而不能实现整体柔性的提高，并且由于设备投入具有投资 大、周期长的特点，相应地增加了系统的风险。 (3)只强调企业自身的反应能力，而忽视了与供应商和客户间关系的协调。一个企业自身的能力和资金毕竟有限，要想追求全能的柔性根本不可能。而市场是千变万化的，企业必须根据变化了的需求，动态地调整自己的策略，与其他相关企业组成“动态联盟”，才有可能真正对市场变化作出快速灵活的反应。 (4)固于大规模生产模式的框架，遵循传统的、连续的生产方式，片面追求“全能
13、”下的效率。由于“全能”的实现是以对未来市场的正确的预测为基础的，而事实上，当预测条件发生变化时，大规模的生产不能够在时间上作出快速反应，而贻误了有利时机。 (5)90年代以来，许多原来成功实行FMS的企业遇到了新的挑战过度依赖控制设备运行的计算机软件，但大多数工程师在现有的软件系统上实现新功能时遇到了困难，而导致操作者与工程师在重新设计产品性能以满足用户要求时缺乏灵活性。具体讲就是传统的FMS是按照递阶层次构造的，是一种集中管理，强调整体性控制，因此反应速度慢。此外，由于系统中各计算机、操作系统、编程语言各不相同，在现有的通信技术水平下实现全面集成、快速反应具有相当的困难，由此也阻碍了设备柔
14、性的发挥。 总之，由于企业未能真正理解FMS的哲理，不是根据本企业的实际加以适当改进和应用，而盲因照抄照搬其他企业的模式，重设备轻管理，且不能根据情况的变化适当地调整，从而阻碍了设备柔性的发挥。化的快速反应。由上面的分析可以看出，FMS是其他先进制造方法的基础，只是由于应用上的失误才导致其陷入目前的局面。因此只要切实从观念上和管理上改进企业的经营方式，就一定会使FMS重新焕发生机。有针对性地进行企业改造，是提高FMS柔性的根本方法。主要是： (1)按照FMS的要求，进行企业经营管理模式的改革，通过BPR的方法，建立起适应企业实际的便于信息快速传递的扁平的充满柔性的管理模式，并且注重企业文化的重
15、构，为FMS和其他先进制造方法提供有利的实施环境。 (2)借鉴其他管理方法的先进思想，使企业柔性随环境的变化而不断提高。日本的丰田公司应用FMS之所以能取得成功，关键是结合本企业实际发展了FMS的思想，而创造出新的管理方法精益生产，既解决了资金层次的改革问题，又解决了作业层次的管理问题。再比如，可以借鉴AM的思想，加强与供应商和其他企业的合作，以此提高企业的反应能力。 (3)提高FMS自身的水平，主要是软件水平，以改善系统的运控能力，如采用分布式网络结构，提高各部分动作衔接能力，并努力协调各部分的关系，除生产处，还要加强其他各环节的柔性，以此提高企业对市场变化的反应能力。另外要指出是：一方面FMS投资大，大多数企业难以承受。另一方面，企业确实需要以先进制造技术来改造传统的生产模式，于是出现了准FMS(PFMS)、经济型FMS等新的生产模式。但这些新的生产模式往往是以去持FMS的部分功能为代价，例如去掉FMS中的刀具管理系统，或者物料运储系统等等，而没有将人的因素考虑进去。在对相关领域的研究中紧跟国际发展趋势，这无疑是需要的。但我们更应看到我国目前企业的实际情况，应结合中国的国情，研究一些低成本、高效率的生产组织模式，为国有大中型企业尽快走出困境提供相应的技术支持。研究人机一体化FMS系统就是为了达到这一目的。 在刀具管理系统中，由于换刀机器人造价昂贵，要求定位精度高
