7.1引言7.2車間控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.3車間物流管理7.4柔性制造系統(tǒng)(FMS)信息集成第七章CIMS環(huán)境下制造自動化信息集成技術(shù)17.1引言制造自動化系統(tǒng)既是自上而下信息傳輸?shù)哪┒?，又是自下而上信息采集的源頭。車間是制造自動化的核心，制造自動化系統(tǒng)又稱為車間制造自動化系統(tǒng)。包括：車間控制系統(tǒng)、加工系統(tǒng)、物料儲運(yùn)系統(tǒng)、刀具管理系統(tǒng)等。7.1.1車間控制系統(tǒng)的發(fā)展MRP：以BOM為主線，通過產(chǎn)品的逐級分解，把產(chǎn)品分解成為若干部件，部件分解為零件，依據(jù)零件確定原材料，然后根據(jù)交貨日期逐一確定各加工階段的完工時間，該系統(tǒng)被形象稱之為推系統(tǒng)。MRPII27.1引言JIT：在理論上完全沒有任何資源浪費(fèi)和排隊(duì)現(xiàn)象，可以最大限度地清除任何不產(chǎn)生效益的垃圾，它以產(chǎn)品交貨日期反過來要求各分承制商、供貨商的交貨時間，該系統(tǒng)被稱為拉系統(tǒng)。OPT：歐洲人的JIT是最優(yōu)化生產(chǎn)控制技術(shù)，認(rèn)為制造企業(yè)的最終目標(biāo)是獲取利潤，企業(yè)的一切活動以此為中心。但由于制造復(fù)雜性，并不能保證制造系統(tǒng)達(dá)到所期望的目標(biāo)。在新的生產(chǎn)模式下，具有自行決策、相互協(xié)調(diào)、相互適應(yīng)的一種結(jié)構(gòu)和最優(yōu)化運(yùn)行方式37.1.2車間控制系統(tǒng)與CIMS其它分系統(tǒng)的關(guān)系功能聯(lián)系主要功能：車間作業(yè)計(jì)劃的制訂與調(diào)度、刀具管理、物料管理、制造與體驗(yàn)、質(zhì)量控制、監(jiān)控功能聯(lián)系：車間生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的制訂必須以MIS主生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和較長期生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃為依據(jù)，該計(jì)劃在車間完成。車間計(jì)劃制定必然使用許多工藝信息，諸如零件的技術(shù)要求，采用的加工方法、使用的設(shè)備、工裝等，這些信息由CAD/CAPP/CAM分系統(tǒng)提供。零件制造過程中遵循何種控制規(guī)律，使用什么精度的檢具由QIS分系統(tǒng)提供。若作業(yè)計(jì)劃執(zhí)行過程中出現(xiàn)故障，如機(jī)床損壞、刀具破損、工件超差等，就必須進(jìn)行實(shí)時調(diào)度，此時零件的可選加工路徑或可替換的刀具均由CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)規(guī)定，而零件超差處理意見由QIS決定。47.1.2車間控制系統(tǒng)與CIMS其它分系統(tǒng)的關(guān)系車間生產(chǎn)資源的管理，均與MIS、CAD/CAPP/CAM、QIS分系統(tǒng)有著密切的關(guān)系。車間生產(chǎn)資源的狀態(tài)是MIS制定生產(chǎn)計(jì)劃的依據(jù)，車間內(nèi)部生產(chǎn)計(jì)劃的制定當(dāng)然也離不開本身資源的檢查、評估、車間調(diào)度還必須了解資源的動態(tài)信息，完成資源的動態(tài)再分配。CAPP系統(tǒng)根據(jù)車間資源情況制定零件加工工藝。車間量具、檢驗(yàn)夾具的可用性取決于就QIS的定檢計(jì)劃。車間的制造、檢驗(yàn)及質(zhì)量管理功能的實(shí)現(xiàn)，也必須依靠其它分系統(tǒng)的支持。車間制造所需的工藝規(guī)程、ＮＣ代碼來自CAD/CAPP/CAM分系統(tǒng)。檢驗(yàn)規(guī)程或檢驗(yàn)ＮＣ代碼則來自QIS分系統(tǒng)，作為質(zhì)量管理的依據(jù)。57.1.2車間控制系統(tǒng)與CIMS其它分系統(tǒng)的關(guān)系車間監(jiān)控系統(tǒng)保證車間計(jì)劃的順利執(zhí)行，為MIS、QIS、CAD/CAPP/CAM分系統(tǒng)提供車間的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)，以便根據(jù)實(shí)際加工情況更改有關(guān)計(jì)劃，檢查追蹤出現(xiàn)質(zhì)量事故的原因，以杜絕類似事件的再次發(fā)生。車間控制系統(tǒng)需要分布是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的支持。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可保證車間控制系統(tǒng)中所需信息的一致性、完整性、安全性，而網(wǎng)絡(luò)則是數(shù)據(jù)交互、共享的橋梁。67.1.2車間控制系統(tǒng)與CIMS其它分系統(tǒng)的關(guān)系信息聯(lián)系按性制分:靜態(tài)信息：在零件加工過程中，基本保持不變的信息：產(chǎn)品工藝規(guī)程、加工程序。動態(tài)信息：在零件加工過程中，信息是變化的，如車間計(jì)劃跟蹤信息、庫存信息、設(shè)備、人員狀態(tài)信息。按信息來源和去向分：輸入信息：外系統(tǒng)輸入給車間控制系統(tǒng)的信息，如生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、工藝規(guī)程、NC代碼。輸出信息：車間控制系統(tǒng)輸出給外系統(tǒng)的信息，如作業(yè)計(jì)劃完成情況、庫存信息、刀量具準(zhǔn)備情況。77.2車間控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

7.2.1車間控制系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)遞階控制

把一個復(fù)雜控制系統(tǒng)的控制功能進(jìn)行正確、合理的分解，劃分為若干層次，上層向下層發(fā)布命令，下層向上層反饋命令執(zhí)行結(jié)果，并共同構(gòu)成一個完整的控制系統(tǒng)特點(diǎn)通過對復(fù)雜系統(tǒng)分解，使各層功能相對簡單、易于實(shí)現(xiàn)便于模塊化開發(fā)，使功能的增加、刪除、修改、擴(kuò)充較為方便，增加了系統(tǒng)的開放性減少資源浪費(fèi)車間控制系統(tǒng)覆蓋了車間層、單元層、工作站層和設(shè)備層四個層次87.2.1車間控制系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)組成設(shè)備控制器由各種數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、坐標(biāo)測量及、AGV、自動化立體倉庫等的控制器組成是車間控制系統(tǒng)中實(shí)時性要求最高的一級向上與各個工作站控制器相連，向下直接控制各個設(shè)備，把工作站控制器的命令轉(zhuǎn)換成可操作的、有次序地簡單任務(wù)，并通過傳感器監(jiān)控這些任務(wù)的執(zhí)行情況工作站控制器負(fù)責(zé)指揮和協(xié)調(diào)車間中一個設(shè)備小組的活動根據(jù)單元控制器下達(dá)的命令完成各種加工設(shè)備、加工過程監(jiān)控及協(xié)調(diào)、加工檢驗(yàn)等工作97.2.1車間控制系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)單元控制器是車間控制系統(tǒng)中同時兼有計(jì)劃、調(diào)度功能的重要環(huán)節(jié)完成任務(wù)的實(shí)時分解、調(diào)度、資源需求分析，向各個工作站分配任務(wù)及監(jiān)控任務(wù)的執(zhí)行情況，并向車間控制器報告作業(yè)完成情況和單元狀態(tài)車間控制器車間控制系統(tǒng)的最高級負(fù)責(zé)制訂并協(xié)調(diào)車間的生產(chǎn)計(jì)劃和資源優(yōu)化分配，使車間以最低的成本生產(chǎn)最好的產(chǎn)品是車間控制系統(tǒng)與外界交換信息的核心與樞紐，具有計(jì)劃、調(diào)度、監(jiān)控三大功能107.2.1車間控制系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)計(jì)劃的主要任務(wù)是根據(jù)MIS分系統(tǒng)下達(dá)的主生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和由CAD/CAPP/CAM分系統(tǒng)提供的生產(chǎn)工藝信息制訂車間一定時期內(nèi)的生產(chǎn)計(jì)劃。計(jì)劃制訂的依據(jù)是車間生產(chǎn)能力和生產(chǎn)任務(wù)的評價和分析。調(diào)度的任務(wù)是根據(jù)各生產(chǎn)單元的計(jì)劃完成情況對單元間的生產(chǎn)任務(wù)或資源分配做適當(dāng)調(diào)整，保證車間生產(chǎn)任務(wù)按期完成。監(jiān)控主要用于監(jiān)視各單元在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種異?，F(xiàn)象，并把這種異常情況提供給調(diào)度功能，供其決策之用。117.2.2車間控制系統(tǒng)開放體系結(jié)構(gòu)開放性功能結(jié)構(gòu)上的開放性。車間控制系統(tǒng)能根據(jù)不同的生產(chǎn)任務(wù)靈活地分割及組合其自身的功能，提供不同的服務(wù)，使車間以最低的成本生產(chǎn)最好的產(chǎn)品，并能夠方便地開發(fā)新的功能，從而適應(yīng)多種多樣的生產(chǎn)環(huán)境。平臺軟件對硬件系統(tǒng)的開放性。按軟件操作系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)化要求，從保證平臺軟件的可移植性和版本延續(xù)性出發(fā)，在平臺軟件開發(fā)中采用通用的操作系統(tǒng)和通用的開發(fā)環(huán)境，以保證平臺軟件適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展、容納新設(shè)備的能力。平臺軟件對支撐系統(tǒng)的開放性。平臺軟件的開發(fā)應(yīng)采用國際標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，與具體硬件環(huán)境隔離，采用開放數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫互連。集成框架體系結(jié)構(gòu)和功能層次127.2.3車間控制系統(tǒng)可重構(gòu)結(jié)構(gòu)動態(tài)聯(lián)盟一個具有開發(fā)某種新產(chǎn)品所需的、具有不同技術(shù)和專長的一些組織，通過一個盟主共同組成的階段性聯(lián)盟。各個組織采取Win-Win策略，以聯(lián)盟體的整體優(yōu)勢共同應(yīng)付市場挑戰(zhàn)，聯(lián)合參與市場競爭。對車間生產(chǎn)管理模式提供新的要求：要求車間控制系統(tǒng)必須是可重構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)，從而能夠快速組合成新的聯(lián)盟，并且不因此而降低車間的生產(chǎn)能力，車間在不同的聯(lián)盟中能夠發(fā)揮最大的優(yōu)勢，獲得最大的利益新型的組織結(jié)構(gòu)和快速的、四通八達(dá)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方式13車間生產(chǎn)計(jì)劃與作業(yè)調(diào)度方法車間計(jì)劃與作業(yè)調(diào)度是車間控制系統(tǒng)的核心。生產(chǎn)計(jì)劃編制車間生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃時，首先要考慮的問題是保證零件交貨期其次要考慮單元間加工任務(wù)的均衡，還要考慮車間內(nèi)生產(chǎn)資源合理、充分、高效的利用，并據(jù)此把車間的任務(wù)分解成各單元周作業(yè)計(jì)劃和資源需求計(jì)劃。以此為基礎(chǔ)，制定單元日或班作業(yè)計(jì)劃和資源供給計(jì)劃。單元作業(yè)計(jì)劃：屬于工序級作業(yè)計(jì)劃，不僅要決定每日、班要完成的零件工序數(shù)量，而且還要決定零件進(jìn)入各單元的先后順序、每個零件的加工路徑以及所需的設(shè)備、刀具、量具、夾具等。制定該計(jì)劃，突出的問題是在保證零件交貨期的前提下，如何更好的優(yōu)化使用單元內(nèi)資源。14制定作業(yè)計(jì)劃的過程首先要把車間下達(dá)的作業(yè)計(jì)劃所對應(yīng)的生產(chǎn)任務(wù)分批。分批的主要原因是單元內(nèi)加工資源的約束，如有限的機(jī)床、夾具、刀具等分批的主要目的在于均勻地、有效地利用單元內(nèi)各項(xiàng)資源，如：某類零件的生產(chǎn)數(shù)量較多，即使全部機(jī)床都來加工該類零件，也不能一次性加工完成，此時零件就必須分批。15由于零件的交貨日期參差不齊，只好將零件分批加工，以保證按期完成任務(wù)。零件分批的原則是加工全部零件所需的批量數(shù)最少，全部機(jī)床的平均利用率最高。分批后應(yīng)考慮的問題是在完成每批的生產(chǎn)任務(wù)中，應(yīng)當(dāng)優(yōu)化利用系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)資源。分批和均衡是很復(fù)雜的有約束優(yōu)化問題。人工智能和專家系統(tǒng)以及各種計(jì)算機(jī)輔助決策軟件在此領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。加工一個批量零件所需時間越短越好變換批次所需的調(diào)整時間越少越好16作業(yè)調(diào)度定義

又稱實(shí)時調(diào)度，是對生產(chǎn)計(jì)劃的補(bǔ)充和完善。根據(jù)車間實(shí)際加工過程中隨時出現(xiàn)的故障情況，對車間作業(yè)計(jì)劃做出調(diào)整、修改，使車間生產(chǎn)得以順利進(jìn)行，保證零件按期交貨。包括內(nèi)容：被加工工件的動態(tài)排序和系統(tǒng)生產(chǎn)及輔助資源的實(shí)時動態(tài)分配。17作業(yè)調(diào)度作業(yè)排序方法縱向：一個零件的制造過程是由一系列作業(yè)完成的，每個零件對應(yīng)一個作業(yè)序列。橫向：一個設(shè)備有多個作業(yè)在等待，作業(yè)按照優(yōu)先級別形成序列，每個設(shè)備對應(yīng)一個作業(yè)序列。當(dāng)出現(xiàn)擾動時，要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)時狀態(tài)作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，改變零件到加工順序和工藝路徑，做出新的排序，達(dá)到新的均衡。18作業(yè)調(diào)度基于人工智能的車間計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——多黑板/多智能體黑板：一個具有控制器和知識源的共同數(shù)據(jù)區(qū)，知識源可以包括專家系統(tǒng)，置于黑板上的問題可由知識源共同協(xié)作求解。智能體：既包含數(shù)據(jù)，又有處理機(jī)制的自治體，各自制體可以互通信息，共同求解同一個問題組成：計(jì)劃、調(diào)度、監(jiān)控三個黑板體19基于人工智能的車間計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)計(jì)劃黑板體常規(guī)計(jì)劃緊急計(jì)劃20基于人工智能的車間計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度黑板體功能調(diào)度活動監(jiān)控黑板體跟蹤工件和設(shè)備狀態(tài)處理并反饋有關(guān)采集信息向上一級黑板反饋系統(tǒng)狀態(tài)信息統(tǒng)計(jì)設(shè)備使用情況21基于人工智能的車間計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)227.3車間物流管理

由倉庫、緩存站、傳送帶、運(yùn)送小車、機(jī)械手等組成，主要完成車間內(nèi)原材料、半成品、成品、刀具、夾具、托盤、輔助材料等的運(yùn)送。物流系統(tǒng)對車間生產(chǎn)效率起著關(guān)鍵作用。如何有效提高車間物流效率是車間生產(chǎn)管理至觀重要的問題。237.3.1工件管理與傳輸控制車間布局

車間布局與物流傳輸有著密切關(guān)系，應(yīng)遵循以下原則：隨機(jī)布置原則:將若干機(jī)床隨機(jī)地排列在車間內(nèi)。24車間布局功能布置原則：根據(jù)加工設(shè)備的功能分門別類地將同類設(shè)備組織在一起。25車間布局模塊化布置原則：車間是由若干功能類似的獨(dú)立模塊組成，在應(yīng)付緊急任務(wù)和意外事件方面有著明顯的優(yōu)勢，也有利于無聊的傳輸。26車間布局加工單元布置原則：基于成組技術(shù)，每一個加工單元都完成相應(yīng)的一類產(chǎn)品，物料流動較方便。27車間布局加工階段布置原則：將車間分為準(zhǔn)備加工階段、機(jī)械加工階段、特種加工階段等，使物流從車間一端進(jìn)入，從另一端流出。287.3.1工件管理與傳輸控制車間傳輸系統(tǒng)基本組成

完成的工作：毛坯、原材料由車間外部搬運(yùn)進(jìn)車間，將加工好的成品從車間中運(yùn)出工件在車間內(nèi)不同工段、不同設(shè)備間的搬運(yùn)倉庫原材料車削銑削熱處理車削銑削熱處理磨削成品傳送系統(tǒng)物流管理系統(tǒng)人工干預(yù)半自動化29毛坯是棒料、型材

需要在切斷機(jī)床上按要求尺寸下料，或直接送入某些機(jī)床的自動進(jìn)料裝置毛坯是鑄、鍛件

首先把毛坯裝在夾具上，然后才能送機(jī)床加工。大型毛坯

借助吊車、叉車等搬運(yùn)設(shè)備工件傳輸工具：叉車、橋式起重機(jī)、手推小車、傳送帶、無人運(yùn)輸小車、機(jī)器人機(jī)加車間大批量生產(chǎn)車間有軌和無軌可采用地面軌道或支架軌道按照制導(dǎo)方式可分有線導(dǎo)向、磁性導(dǎo)向、激光導(dǎo)向、無線遙控自動、半自動生產(chǎn)線307.3.1工件管理與傳輸控制車間物流控制系統(tǒng)

分為三層遞階結(jié)構(gòu)：管理層：對整個物流系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、控制、形成有效的反饋約束和激勵機(jī)制?？刂茖樱嚎刂莆锪狭鲃舆^程，包括車間生產(chǎn)訂單處理、庫存生產(chǎn)計(jì)劃與控制，生產(chǎn)計(jì)劃與控制，用料管理作業(yè)層：完成物料的時間轉(zhuǎn)移和空間轉(zhuǎn)移，包括運(yùn)輸、裝卸、搬運(yùn)、存放等車間生產(chǎn)計(jì)劃與控制系統(tǒng)是車間物流系統(tǒng)的最高指揮者

317.3.2刀具管理

刀具管理是車間系統(tǒng)重要組成部分，包括刀具計(jì)劃、刀具調(diào)度、刀具監(jiān)控、刀具信息管理等，分為三層遞階結(jié)構(gòu)：刀具計(jì)劃管理功能：刀具訂購、刀具準(zhǔn)備情況反饋、制訂刀具供給計(jì)劃刀具訂購：根據(jù)專用刀具制作周期和通用刀具訂貨周期，確定刀具訂購周期；根據(jù)車間生產(chǎn)計(jì)劃、工藝規(guī)程刀具壽命參數(shù)，計(jì)算刀具訂購周期內(nèi)生產(chǎn)所需的刀具數(shù)量；制訂刀具訂購計(jì)劃，交有關(guān)職能部門執(zhí)行32刀具計(jì)劃管理刀具準(zhǔn)備情況反饋：完成車間生產(chǎn)計(jì)劃所需刀具數(shù)量的確認(rèn)，保證作業(yè)計(jì)劃所需的刀具能夠滿足供應(yīng)；若刀具數(shù)量不符合要求，及時反饋信息，對所做計(jì)劃作適當(dāng)調(diào)整，保證車間生產(chǎn)正常進(jìn)行。刀具供給計(jì)劃：根據(jù)車間日生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和刀具需求計(jì)劃制訂的，包括：刀具數(shù)量、刀柄型號與所需用機(jī)床主軸頭部型式的匹配、使用刀具的設(shè)備名稱與型號、刀具供給日期等，刀具供給計(jì)劃是刀具分配的依據(jù)337.3.2刀具管理刀具調(diào)度

現(xiàn)場生產(chǎn)所用刀具非正常磨損、破損，或緊急生產(chǎn)任務(wù)所需刀具的補(bǔ)充供給調(diào)度分兩種情況：生產(chǎn)線上已有所需的刀具，且沒有使用，能夠滿足加工要求，則現(xiàn)場調(diào)節(jié)解決；生產(chǎn)線上沒有或雖然有所需刀具，但正在使用，則需要從中央刀庫緊急輸出所需刀具刀具調(diào)度涉及到刀具壽命、生產(chǎn)現(xiàn)場每一把刀具的識別、定位等。347.3.2刀具管理刀具監(jiān)控為了及時了解每時每刻在使用的大量刀具因磨損而發(fā)生的性質(zhì)變化，保證生產(chǎn)安全，防止工件報廢。刀具監(jiān)控包括：刀具壽命、刀具磨損量、刀具破損的檢測。刀具壽命指刀具的耐用度，即在正常情況下，磨損量達(dá)到磨鈍位置為止的縱切削時間刀具壽命取決于刀具材料、被加工工件材料和切削參數(shù)等多種因素，通常用實(shí)驗(yàn)方法確定。刀具磨損的監(jiān)控要求裝備有專門的檢測裝置。例如：可以利用測量鉆頭長度偏置量的裝置來檢測鉆頭的磨損。刀具破損的發(fā)現(xiàn)目前采用聲發(fā)射等專用技術(shù)和設(shè)備。357.3.2刀具管理刀具信息管理36物流管理信息系統(tǒng)倉儲管理模塊的功能設(shè)計(jì)377.4FMS信息集成

FMS（FlexibleManufacturingSystem）是一組數(shù)控機(jī)床和其他自動化的工藝設(shè)備，由計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)和物料自動儲運(yùn)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的整體。

美國制造工程師協(xié)會的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)和應(yīng)用協(xié)會把柔性制造系統(tǒng)定義為“使用計(jì)算機(jī)控制、柔性工作站和集成物料運(yùn)儲裝置來控制并完成零件族某一工序或一系列工序的一種集成制造系統(tǒng)”。

還有一種更直觀的定義是：“柔性制造系統(tǒng)，至少有兩臺機(jī)床，一套物料運(yùn)儲系統(tǒng)(從裝載到卸載具有高度自動化)和一套控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)所組成的制造系統(tǒng)，它采用簡單地改變軟件的方法便能制造出某些部件中的任何零件”。還有各種其他的定義來描述柔性制造系統(tǒng)。387.4FMS信息集成工藝基礎(chǔ)：成組技術(shù)功能：加工制造和部分生產(chǎn)管理良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果：高的設(shè)備利用率：降低生產(chǎn)成本：減少了在制品庫存，縮短生產(chǎn)周期：大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量：397.4FMS信息集成發(fā)展：1967年，英國莫林斯公司首次根據(jù)威廉森提出的FMS基本概念，研制了“系統(tǒng)24”。其主要設(shè)備是六臺模塊化結(jié)構(gòu)的多工序數(shù)控機(jī)床，目標(biāo)是在無人看管條件下，實(shí)現(xiàn)晝夜24小時連續(xù)加工，但最終由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的困難而未全部建成。同年，美國的懷特·森斯特蘭公司建成OmnilineI系統(tǒng)，它由八臺加工中心和兩臺多軸鉆床組成，工件被裝在托盤上的夾具中，按固定順序以一定節(jié)拍在各機(jī)床間傳送和進(jìn)行加工。這種柔性自動化設(shè)備適于少品種、大批量生產(chǎn)中使用，在形式上與傳統(tǒng)的自動生產(chǎn)線相似，所以也叫柔性自動線。日本、前蘇聯(lián)、德國等也都在60年代末至70年代初，先后開展了FMS的研制工作。

40發(fā)展：1976年，日本發(fā)那科公司展出了由加工中心和工業(yè)機(jī)器人組成的柔性制造單元(簡稱FMC)，為發(fā)展FMS提供了重要的設(shè)備形式。柔性制造單元(FMC)一般由1～2臺數(shù)控機(jī)床與物料傳送裝置組成，有獨(dú)立的工件儲存站和單元控制系統(tǒng)，能在機(jī)床上自動裝卸工件，甚至自動檢測工件，可實(shí)現(xiàn)有限工序的連續(xù)生產(chǎn)，適于多品種小批量生產(chǎn)應(yīng)用。70年代末期，F(xiàn)MS在技術(shù)上和數(shù)量上都有較大發(fā)展，80年代初期已進(jìn)入實(shí)用階段，其中以由3～5臺設(shè)備組成的FMS為最多，但也有規(guī)模更龐大的系統(tǒng)投入使用

1982年，日本發(fā)那科公司建成自動化電機(jī)加工車間，由60個柔性制造單元（包括50個工業(yè)機(jī)器人）和一個立體倉庫組成，另有兩臺自動引導(dǎo)臺車傳送毛坯和工件，此外還有一個無人化電機(jī)裝配車間，它們都能連續(xù)24小時運(yùn)轉(zhuǎn)。

417.4FMS信息集成特征：柔性：對產(chǎn)品的柔性，即系統(tǒng)為不同的產(chǎn)品和產(chǎn)品變化進(jìn)行設(shè)置，以提高設(shè)備利用率，減少加工過程中零件的中間存儲，迅速響應(yīng)需求變化。具體表現(xiàn)：機(jī)床的柔性：FMS中機(jī)床通常為CNC機(jī)床或加工中心，可通過配置相應(yīng)的刀具、夾具、托盤、NC加工代碼等，完成給定零件族中任一零件的加工。加工柔性：FMS能夠以多種流程加工一組類型、材料不同的零件，即使同一類型的零件也可采用不同的加工手段與方法42特征零件加工路線的柔性：FMS在加工零件過程中出現(xiàn)局部故障時，能迅速選擇新的加工路線并繼續(xù)加工，以保證零件按期交付。產(chǎn)量柔性：良好的FMS在加工批量較小的零件或加工批量很大的零件時在成本上不應(yīng)有顯著的差異，能夠完全適應(yīng)產(chǎn)品產(chǎn)量的變化。擴(kuò)展柔性：FMS系統(tǒng)在需要時能夠方便地、模塊化地擴(kuò)展其規(guī)模，并且擴(kuò)展的部分能與原有部分完全融合，形成一個新的整體。生產(chǎn)柔性：FMS能夠生產(chǎn)各類零件437.4FMS信息集成FMS主要組成及部分功能加工系統(tǒng)：是FMS的基礎(chǔ)，一般由兩臺以上的數(shù)控機(jī)床或加工中心及一些加工輔助設(shè)備組成，用于把原材料轉(zhuǎn)換成最終合格產(chǎn)品。儲運(yùn)系統(tǒng)：由自動化立體倉庫、堆垛機(jī)、傳送帶或有軌、無軌小車、搬運(yùn)機(jī)器人、上下料托盤、交換工作站等組成。儲運(yùn)系統(tǒng)的自動化程度的高低，直接決定了FMS自動化程度的高低控制系統(tǒng)：FMS核心系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)基本功能數(shù)據(jù)分配、向FMS內(nèi)的各種設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)、協(xié)調(diào)FMS內(nèi)設(shè)備的各種活動、通過協(xié)調(diào)，使物料傳輸系統(tǒng)能及時把待加工工件傳送到加工設(shè)備，達(dá)到提高設(shè)備利用率的目的。友好的人機(jī)界面便于操作者操作。故障處理，在系統(tǒng)發(fā)生故障后，使系統(tǒng)具有自動恢復(fù)運(yùn)行的條件與能力。44FMS控制系統(tǒng)運(yùn)行所需的信息零件的加工信息作業(yè)計(jì)劃信息質(zhì)量控制信息物料信息工裝信息狀態(tài)監(jiān)控信息統(tǒng)計(jì)信息457.4FMS信息集成關(guān)鍵技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

當(dāng)前設(shè)計(jì)技術(shù)最新的一個突破是光敏立體成形技術(shù)：直接利用ＣＡＤ數(shù)據(jù),通過計(jì)算機(jī)控制的激光掃描系統(tǒng),將三維數(shù)字模型分成若干層二維片狀圖形,并按二維片狀圖形對池內(nèi)的光敏樹脂液面進(jìn)行光學(xué)掃描,被掃描到的液面則變成固化塑料,如此循環(huán)操作,逐層掃描成形,并自動地將分層成形的各片狀固化塑料粘合在一起,僅需確定數(shù)據(jù),數(shù)小時內(nèi)便可制出精確的原型。它有助于加快開發(fā)新產(chǎn)品和研制新結(jié)構(gòu)的速度。46關(guān)鍵技術(shù)模糊控制技術(shù)

模糊數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用是模糊控制器。最近開發(fā)出的高性能模糊控制器具有自學(xué)習(xí)功能,可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動地對控制量作調(diào)整,使系統(tǒng)性能大為改善,其中尤其以基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)方法更引起人們極大的關(guān)注。

47關(guān)鍵技術(shù)人工智能、專家系統(tǒng)及智能傳感器技術(shù)

專家系統(tǒng)能簡便地將各種事實(shí)及經(jīng)驗(yàn)證過的理論與通過經(jīng)驗(yàn)獲得的知識相結(jié)合,因而專家系統(tǒng)為柔性制造的諸方面工作增強(qiáng)了柔性。

智能制造技術(shù)(ＩＭＴ)旨在將人工智能融入制造過程的各個環(huán)節(jié),借助模擬專家的智能活動,取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動。在制造過程,系統(tǒng)能自動監(jiān)測其運(yùn)行狀態(tài),在受到外界或內(nèi)部激勵時能自動調(diào)節(jié)其參數(shù),以達(dá)到最佳工作狀態(tài),具備自組織能力。

48關(guān)鍵技術(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ＡＮＮ)是模擬智能生物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信息進(jìn)行并處理的一種方法。故人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也就是一種人工智能工具。在自動控制領(lǐng)域,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不久將并列于專家系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng),成為現(xiàn)代自動化系統(tǒng)中的一個組成部分。497.4FMS信息集成FMS信息集成方法507.4FMS信息集成發(fā)展趨勢ＦＭＣ將成為發(fā)展和應(yīng)用的熱門技術(shù)這是因?yàn)椋疲停玫耐顿Y比ＦＭＳ少得多而經(jīng)濟(jì)效益相接近,更適用于財力有限的中小型企業(yè)。目前國外眾多廠家將ＦＭＣ列為發(fā)展之重。發(fā)展效率更高的ＦＭＬ

多品種大批量的生產(chǎn)企業(yè)如汽車及拖拉機(jī)等工廠對ＦＭＬ的需求引起了ＦＭＳ制造廠的極大關(guān)注。采用價格低廉的專用數(shù)控機(jī)床替代通用的加工中心將是ＦＭＬ的發(fā)展趨勢。朝多功能方向發(fā)展

由單純加工型ＦＭＳ進(jìn)一步開發(fā)以焊接、裝配、檢驗(yàn)及鈑材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能ＦＭＳ。

51思考題制造自動化系統(tǒng)在CIMS中地位？制造自動化系統(tǒng)的核心、組成？車間控制系統(tǒng)的發(fā)展過程車間控制系統(tǒng)與CIMS分系統(tǒng)關(guān)系車間控制系統(tǒng)采用何種方法對生產(chǎn)活動進(jìn)行控制？特點(diǎn)是什么？車間控制系統(tǒng)開放性主要體現(xiàn)在哪些方面？車間可重構(gòu)控制系統(tǒng)的有效方式及特點(diǎn)？52思考題車間控制系統(tǒng)的核心？車間生產(chǎn)管理中重要解決什么問題？（擴(kuò)大車間生產(chǎn)能力的有效方法）車間物流控制系統(tǒng)分幾層，任務(wù)分別是什么？車間物流系統(tǒng)的最高指揮者是什么？什么是柔性制造系統(tǒng)？FMS最顯著的特征？53思考題FMS的組成？FMS的基礎(chǔ)？FMS的核心？54演講完畢，謝謝觀看！附錄資料：不需要的可以自行刪除QTP自動化測試自動化測試的好處快速Q(mào)uickTest執(zhí)行測試比人工測試速度快多了。可靠QuickTest每一次的測試都可以正確的執(zhí)行相同的動作，可以避免人工測試的錯誤?？芍貜?fù)QuickTest可以重復(fù)執(zhí)行相同的測試?？沙绦蚧疩uickTest可以以程序的方式，撰寫復(fù)雜的測試腳本，以帶出隱藏應(yīng)用程序中的信息。廣泛性QuickTest可以建立廣泛的測試腳本，涵蓋應(yīng)用程序的所有功能?？稍偈褂肣uickTest可以重復(fù)使用測試腳本，即使應(yīng)用程序的使用接口已經(jīng)改變。QTP背景BTO：BusinessTechnologyOptimization業(yè)務(wù)科技優(yōu)化方案使IT系統(tǒng)既能滿足質(zhì)量和成本的需求，又能適應(yīng)多變的業(yè)務(wù)需求，可隨之改變QTP是HP花費(fèi)45億美元購買的Mecury公司測試產(chǎn)品套件之一QTP是繼WR后推出以VBS為內(nèi)嵌語言的測試工具用于功能測試QC產(chǎn)品協(xié)作進(jìn)行自動化測試開發(fā)（BPT）BusinessProcessTesting特點(diǎn)：價格高昂但是容易掌握QTP應(yīng)用范圍自帶插件ActiveX

Database

StdWindows

TEA

VisualBasic

Web

Xml額外購買插件Java

DotNet

PeopelSoftVisualAgesiebelOracleQTP基本功能介紹HP

QuichTest

Professinal支持功能測試和回歸測試自動化，用于每個主要軟件應(yīng)用程序和環(huán)境。此解決方案使用關(guān)鍵字驅(qū)動的測試概念，簡化了測試創(chuàng)建和維護(hù)過程。它使測試人員能夠使用專業(yè)的不惑技術(shù)直接從應(yīng)用程序屏幕中捕獲流程來構(gòu)建測試案例。測試專家還可以通過集成的腳本和調(diào)試環(huán)境完全訪問內(nèi)在測試和對象屬性。QTP的基本功能介紹TestActionActionActionFunctionFunctionFunctionFunctionLibraryStepStepStep以Test為測試運(yùn)行單位，每個Test包含若干類型Action。

以Action為最小單位映射對象庫，多個Action之間可以共享統(tǒng)一對象庫

Action內(nèi)的Step可以包含用戶錄制操作或者函數(shù)庫內(nèi)對Function的調(diào)用StepStep使用QuickTest進(jìn)行測試測試和業(yè)務(wù)組件測試：組織成一個或多個操作的步驟集合，用于驗(yàn)證應(yīng)用程序是否按預(yù)期執(zhí)行。業(yè)務(wù)組件：表示應(yīng)用程序中單任務(wù)的步驟集合。業(yè)務(wù)組件（也稱為組件）在MercuryQualityCenter中由業(yè)務(wù)流程測試組合為特定的場景以建立業(yè)務(wù)流程測試。測試流程使用QuickTest測試包括三個主要階段創(chuàng)建測試或組件以下列一種或兩種方式向測試中添加步驟在應(yīng)用程序或網(wǎng)站上錄制會話。建立對象庫并使用這些對象在關(guān)鍵字視圖或?qū)＜乙晥D中手動添加步驟然后，使用特殊的測試選項(xiàng)或編程語句來修改測試或組件。通過用參數(shù)替換固定值拓寬測試或組件的范圍使用設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)QuickTest生成隨機(jī)數(shù)據(jù)使用QuickTest中眾多的功能測試功能來增強(qiáng)測試或組件，或添加編寫語句來實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的測試目標(biāo)。運(yùn)行測試或組件運(yùn)行測試或組件檢查網(wǎng)站或應(yīng)用程序運(yùn)行測試或者組件以對其進(jìn)行調(diào)試單步執(zhí)行單步跳過單步退出設(shè)置斷點(diǎn)使測試或組件在預(yù)定點(diǎn)暫停分析結(jié)果在“結(jié)果”窗口中查看結(jié)果。報告在運(yùn)行會話過程中檢測到的缺陷。QuickTest窗口標(biāo)題欄&菜單欄文件工具欄調(diào)試工具欄測試工具欄操作工具欄測試窗格：關(guān)鍵字、專家試圖數(shù)據(jù)表運(yùn)行窗口調(diào)試查看器基本使用介紹各個按鈕介紹QuickTest如何識別對象確定對象符合的測試對象類對測試對象進(jìn)行分類標(biāo)準(zhǔn)Windows對話框(Dialog)Web按鈕(WebButton)

VisualBasic滾動條對象(VbScrollBar)強(qiáng)制屬性列表添加輔助屬性特殊的順序標(biāo)識應(yīng)用測試對象模型在錄制時執(zhí)行應(yīng)用程序的相應(yīng)操作，則QuickTest將標(biāo)識QuickTest測試對象類（表示執(zhí)行了操作的對象），并創(chuàng)建相應(yīng)的測試對象讀取應(yīng)用程序中對象屬性的當(dāng)前值，然后將屬性和屬性值列表與測試對象一起存儲選擇該對象的唯一名稱，一般使用該對象某個重要屬性的值使用適當(dāng)?shù)腝uickTest測試對象方法錄制對對象執(zhí)行的操作實(shí)例<INPUTTYPE="submit"NAME="Find"VALUE="Find">對象標(biāo)識為WebButton測試對象創(chuàng)建一個名為Find的WebButton對象為FindWebButton對象存儲屬性和屬性值屬性值typeFindnameresetHtmltaginput實(shí)例（續(xù)）錄制對WebButton執(zhí)行了Click方法關(guān)鍵字視圖專家視圖Browser("MercuryInteractive").Page("MercuryInteractive").WebButton("Find").Click核心功能清單對象庫描述性編程檢查點(diǎn)對象屬性運(yùn)行期間變更數(shù)據(jù)驅(qū)動錯誤恢復(fù)自動化對象核心功能-對象庫入口：

tools->ObjectRepository

Ctrl+R

功能

保存被測試對象屬性，

在編寫執(zhí)行步驟時使用核心功能-對象庫對象庫中的對象可以在錄制過程中自動產(chǎn)生，也可以手動添加指定對象對象庫分為本地對象庫和共享對象庫，區(qū)別是:

本地對象庫只應(yīng)用于本地Action調(diào)用共享對象庫以.tsr擴(kuò)展名文件形式存在，可以被其他Action調(diào)用。對象庫面板具有定義以及更新對象的功能，并且能夠進(jìn)行在被測軟件和對象庫之間雙向查找對象。對象屬性可以在對象庫中被任意修改，并且其屬性描述支持正則表達(dá)式。核心功能-對象庫智能識別是雞肋，輔助標(biāo)識符要慎用對象庫與描述性編程的區(qū)別：對象庫將對象收集起來，以可視化的方式呈現(xiàn)給用戶描述性編程在運(yùn)行步驟中通過對象屬性指定對象。結(jié)合使用時應(yīng)注意：描述性編程的子對象不可以是對象庫中的對象，反之可以。具體采用哪種方式指定對象因具體情況和個人喜好所定，并非描述性編程更“高人一籌“核心功能-對象庫-簡單的對象識別原理用戶通過錄制或指定對象屬性的方式將一個對象添加到對象庫，在錄制過程中添加的對象是根據(jù)Tools->ObjectIdentification中的設(shè)定記錄的。在回放的過程中QTP通過將對象庫中的對象屬性和被測軟件中的實(shí)時對象屬性進(jìn)行比對，如果發(fā)現(xiàn)存在能夠唯一確定的對象，則對對象使用相應(yīng)的用戶設(shè)定的方法，完成用戶動作。若不能發(fā)現(xiàn)唯一確定的對象，則啟動智能識別機(jī)制，若智能識別仍無法唯一確定對象，則報錯。更多細(xì)節(jié)請參見QTP幫助。核心功能-描述性編程'Browser("name:=UML軟件工程組織").Page("Title:=UML軟件工程組織").link("text:=項(xiàng)目管理","htmltag:=A").ClickSetdesc=Description.Createdesc("text").value="項(xiàng)目管理"desc("html