面向二十一世纪的柔性制造系统下-【新闻】光学透镜

面向二十一世纪的柔性制造系统(下)

2.2　控制技术发展迅速

单元控制系统是FMS的大脑及神经中枢，随着计算机技术的进一步发展以及人工智能技术的发展与应用，FMS控制技术无论是软件还是硬件均有突飞猛进的发展。主要表现在以下几个方面：

2不断推出新型控制软件。随着FMS的发展，特别是CIMS的发展，单元控制软件发展很快，无论是制造商还是应用商都在不断推出或引进新的单元控制软件。

2控制软件的模块化、标准化。为了便于对柔性制造控制软件进行修改、扩展或集成，控制软件模块化、标准化已成为FMS控制系统的主要发展趋势。

3迅速发展新型软件。软件开发已成为控制系统发展的瓶颈，因此一些软件公司不断推出一些称之为“平台”的支持开发工具，帮助用户来完成自己的工程项目设计和实施。

4积极引入设计新方法。为提高控制系统的正确性和有效性，人们在不断开发新型控制软件，发展软件开发工具的同时，还积极引入设计新方法。例如面向对象方法。

5发展新型控制体系结构。FMS控制系统的体系结构早期参考传统的生产管理方式，采用集中式分级递阶控制体系结构，这种结构控制功能的实现比较困难，顶层控制系统出现故障时FMS将全部瘫痪。随后出现的多级分布控制体系结构虽然易于实现各种控制功能，可靠性也比较高，但由于控制层数比较多，工作效率和灵敏性则相对比较差。所以又发展出非递阶或自制协商式控制体系结构，这种控制结构虽然还是采用分布控制，但响应速度快、柔性好，更适合于开始先安装一个或几个小型的易于管理的柔性制造单元，然后再集成单元之间的信息流和物料流的分布实施方法。

6大力开发应用人工智能技术。单元控制系统功能的增强除了本身控制技术的发展外，还有一个重要原因就是人工智能的专家系统在控制、检测、监控和仿真等单元控制技术中的广泛应用。

2.2　FMS物流系统性能更趋于完善

FMS虽然具有自动化程度高和运行效率高等特点，但由于其不仅注重信息流的集成，也特别强调物料流的集成与自动化，所以物流自动化设备投资在整个FMS的投资中占有相当大的比重，且FMS的运行可靠性在很大程度上依赖于物流自动化设备的正常运行，因此FMS也具有投资大、见效慢和可靠性比较差等不足。22世纪FMS物流系统性能提高主要体现在构成FMS的各项技术，如加工、运贮等技术的迅速发展。

随着各类先进加工技术的相继问世，从而导致FMS系统性能的提高是不言而喻的。如瑞士的一家工业公司采用了由激光加工中心及CNC自动车床和自动磨床组成的柔性制造单元，该单元由于改用激光加工中心来代替原来的铣床，生产率提高了很多倍，而且产品精度高、质量好。

运贮技术的高低直接关系到FMS运贮系统的优劣，影响着系统物料流的畅通以及系统的生产率和生产周期等性能，因而人们将更为重视运贮技术的研究、开发和利用。这一技术的提高和发展主要表现在自动制导车和自动存储/提取系统的发展。随着通信技术的发展，AGV控制能力以及AGV自身诊断能力将会有大幅度的提高，从而AGV传输方式将成为传输物料更可靠的方法。

另外，由于准时制造技术的发展与应用，AS/RS趋于小型化或微型化。在22世纪，该技术必将在提高存取速度、减小允许偏差、采用更先进的控制技术和系统内外检索装置等方面取得长足进展，从而大大提高FMS的生产率和设备利用率。

3　22世纪FMS的发展趋势

3.2　柔性制造单元将成为发展和应用的热门技术

因为FMC的投资比FMS少的多而经济效益相接近，故FMC更适用于财力有限的中小型企业，目前国外众多厂家将FMC列为发展之重点。

3.2　发展效率更高的柔性制造线

少品种大批量的生产企业如汽车、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。

3.3　FMS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功能FMS。

4　发展FMS的深远意义

FMS是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势、决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。日本从2992年开始实施的“智能制造系统”国际性开发项目，属于第二代FMS，而真正完善的第二代FMS在22世纪将会实现。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单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。

22世纪82年代中期以来，FMS获得迅猛发展，几乎成了生产自动化之热点。一方面是由于单项技术如加工中心、工业机器人、CAD/CAM

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