FMS的應(yīng)用前景探討
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柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacuring system簡稱FMs)最初在20世紀(jì)60年代由英國Molins公司雇員Theowiliamson提出構(gòu)思設(shè)想，并于1965年Molins公司取得該項發(fā)明的專利，而FMS的首創(chuàng)者則是美國M從LRosE公司，它于1963年制造了世界上第一條加工多種柴油機工件的數(shù)控自動線。1967年英國Molins公司公布“系統(tǒng)24”(Molins system-24)，用計算機分散控制加工設(shè)備，每天工作24h，使FMS的思想正式形成。
1 FMS的產(chǎn)生背景
制造業(yè)的發(fā)展，應(yīng)滿足提高生產(chǎn)率、降低成本、提高產(chǎn)品性能的要求，經(jīng)過純手工加工到全自動生產(chǎn)的過程，并在不斷完善和提高。
避開手工加工，對于大批量、少品種的生產(chǎn)，自動化流水線在制造業(yè)的發(fā)展史上占重要地位，它有整套連貫的制造設(shè)備和物流設(shè)備，相對穩(wěn)定的加工工藝，固定的生產(chǎn)節(jié)拍。自動化流水線的自動化是剛性的，即剛性自動化(Fixed Automation)，一套自動化流水線只生產(chǎn)一種產(chǎn)品，要改變生產(chǎn)品種非常困難和昂貴。
20世紀(jì)中葉，掌握先進制造技術(shù)的國外大多數(shù)大批量生產(chǎn)的工廠在已實現(xiàn)自動化生產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)，隨著制造業(yè)的發(fā)展，大批大量生產(chǎn)只占機械制造業(yè)的一小部分，約占總量的15%-25%，而中、小批量生產(chǎn)占75%一85%t2]。以日本為例，多品種，中、小批量生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量是大批量、少品種生產(chǎn)企業(yè)的2倍，從業(yè)人數(shù)前者是后者的4倍。由此反映出中、小批量和多品種的生產(chǎn)在制造業(yè)占有絕對優(yōu)勢，但勞動生產(chǎn)率卻遠落后于大批大量生產(chǎn)的企業(yè)。
現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，使產(chǎn)品的生命周期越來越短，這就要求快速縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低成本，提高產(chǎn)品性能，適應(yīng)不斷變化的市場需求，現(xiàn)代化制造業(yè)是中、小批量和多品種的生產(chǎn)，同時，計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機床的普及，使加工具有更大的靈活性，更適合中、小批量和多品種的生產(chǎn)，為柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
2 FMS的定義和組成
FMS是由若干CNC設(shè)備，物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)組成的并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種的變化而迅速進行調(diào)整的自動化制造系統(tǒng)。
FMS一般由以下幾個部分組成:
(1) 自動加工系統(tǒng)2臺以上的數(shù)控機床或加工中心及其它加工設(shè)備(包括測量機、清洗機、動平衡機，各種特種加工設(shè)備等)。
(2) 物流系統(tǒng)物流系統(tǒng)指由多種運輸裝置構(gòu)成，如傳說帶、軌道、轉(zhuǎn)盤及機械手等，完成工件、刀具等的供給與傳送系統(tǒng)，它是柔性制造系統(tǒng)的主要集成部分。
(3) 信息系統(tǒng)。
(4) 軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)指保證柔性制造系統(tǒng)用電子計算機進行有效管理所必不可少的組成部分，包括設(shè)計、規(guī)劃、生產(chǎn)控制和系統(tǒng)監(jiān)督等軟件。
3 FMS的發(fā)展現(xiàn)狀
FMS從20世紀(jì)印年代誕生至今已有40多年的歷史，它從探索階段走向?qū)嵱没蜕唐坊A段，并在80年代輝煌一時，成為機械制造業(yè)技術(shù)進步的重要標(biāo)志，美、英、德、日等許多先進國家的企業(yè)爭相創(chuàng)造出自己的FMS，其中不乏成功的例子。
1994年初，世界各國已投入運行的FMS約有3000多個，其中日本擁有2100多個，占世界首位。在現(xiàn)已運行的FMS中，50%的FMS由美國制造商提供，另外50%由日本和德國廠商提供。著名的FMS生產(chǎn)廠家有:法那克、日立精機、豐田公機、新瀉鐵工、山崎(日本),Ingersol miling,Sundstung,Bendaw,Kearney& Trecker,CincinnatiM ilacron(美國)，Werner&Kolb,Burkhandt&Weber,Huler Hile,Scharman(德國)等。
我國第一套FMS于1986年10月在北京機床研究所投入運行，用于加工伺服電機的零件。許多科研院所和大學(xué)都開展FMS的研究和開發(fā)，成功設(shè)計制造了許多FMS案例。