信息系統(tǒng)是柔性制造系統(tǒng)(FMS)的中樞神經(jīng),它關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)是否能準(zhǔn)確皆疹、順利地運(yùn)行钝菲。柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的一個(gè)組成部分,不能脫離CIMS的體系結(jié)構(gòu)捆牍。在電子商務(wù)時(shí)代,供應(yīng)鏈之間的信息共享對企業(yè)的柔性制造系統(tǒng)充分發(fā)揮作用是不可缺少的。

　　一镇轿、柔性制造系統(tǒng)(FMS)的發(fā)展歷程
　　1太队。柔性制造的興起
　　20世紀(jì)50、60年代以后,世界市場對產(chǎn)品多樣化的需求和對產(chǎn)品交貨期越來越短的要求,使得制造業(yè)企業(yè)必須改變舊有的大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)方式,代之以應(yīng)變能力強(qiáng)的斟彻、能很快適應(yīng)生產(chǎn)新產(chǎn)品的生產(chǎn)方式痢玖。在發(fā)達(dá)國家,電子計(jì)算機(jī)技術(shù)開始應(yīng)用在機(jī)械制造領(lǐng)域。70年代初期出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)技術(shù),使得CNC系統(tǒng)只要對軟件做一些必要的修改,就可以適應(yīng)一種新的要求,而過去的硬件數(shù)控系統(tǒng)要做某些改變或是增加一些功能,都要重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)粟辛。與此同時(shí),工業(yè)機(jī)器人和自動上下料機(jī)構(gòu)氨案、交換工作臺、自動換刀裝置也都有了很大發(fā)展,于是出現(xiàn)了自動化程度更高十碗、　柔性更強(qiáng)的柔性制造單元　(FMC)鸥司。又由于自動編程技術(shù)和計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)了一臺大型計(jì)算機(jī)控制若干臺機(jī)床,或由中央計(jì)算機(jī)控制若干臺CNC機(jī)床的計(jì)算機(jī)直接控制(DNC)系統(tǒng)。70年代末汉惫、80年代初,隨著計(jì)算機(jī)輔助管理物料自動搬運(yùn)培愁、刀具管理和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫的發(fā)展,以及CAD/CAM技術(shù)缓窜、成組技術(shù)(GT)定续、工業(yè)機(jī)器人等技術(shù)的成熟,更加系統(tǒng)化、規(guī)模更加擴(kuò)大的柔性制造系統(tǒng)(FMS)出現(xiàn)了禾锤。

　　到70年代初期,電子信息技術(shù)在發(fā)達(dá)國家制造業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用私股。但由于企業(yè)各部門使用的信息產(chǎn)品來自不同的計(jì)算機(jī)公司,而這些公司采用不同的標(biāo)準(zhǔn)和不同的通信協(xié)議,使得企業(yè)的設(shè)備之間無法實(shí)現(xiàn)信息交換,不同的軟件之間無法實(shí)施數(shù)據(jù)的傳輸,不同的數(shù)據(jù)庫之間無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,形成了一個(gè)個(gè)“自動化孤島”,阻礙了企業(yè)進(jìn)一步縮短產(chǎn)品開發(fā)制造周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及全面改善經(jīng)營管理等方面的工作。1973年美國學(xué)者約瑟夫·哈靈頓提出了計(jì)算機(jī)集成制造(CIM)的哲理,其核心內(nèi)容是:企業(yè)中各個(gè)部門倡鲸、市場分析供嚎、經(jīng)營管理、工程設(shè)計(jì)峭状、加工制造克滴、裝配、倉庫管理优床、質(zhì)量管理劝赔、售前售后服務(wù)等是一個(gè)不可分割的整體,要統(tǒng)一考慮:整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)數(shù)據(jù)的采集、傳遞胆敞、加工處理和利用的過程诸痢。此后,基于CIM哲理的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)在發(fā)達(dá)國家得到廣泛實(shí)施,并向發(fā)展中國家擴(kuò)散,成為企業(yè)贏得競爭的一個(gè)重要手段。

　　2酝梧。柔性制造系統(tǒng)(FMS)在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)中的位置
　　隨著CIMS技術(shù)的發(fā)展,柔性制造技術(shù)也有了新的發(fā)展斜回。在CIM環(huán)境下,FMS已跳出了傳統(tǒng)FMS概念的局限,FMS被定義為在廣義上的可編程的控制系統(tǒng),它具有處理高層次分布數(shù)據(jù)的能力,具有自動的物流,它使CIM的概念得以在車間實(shí)施,從而實(shí)現(xiàn)小批量、高效率的制造,以適應(yīng)不同產(chǎn)品生命周期的動態(tài)變化秋贤。

　　美國國家標(biāo)準(zhǔn)局自動化制造研究實(shí)驗(yàn)基地將CIMS體系結(jié)構(gòu)劃分為五層,即工廠層跛猛、車間層、單元層爬喝、工作站層和設(shè)備層,在這五層結(jié)構(gòu)模型中,柔性制造系統(tǒng)覆蓋了其中的底三層,即單元層、工作站層和設(shè)備層顷敞。在工廠的經(jīng)營管理程鸵、工程設(shè)計(jì)、制造三大功能中,FMS負(fù)責(zé)制造功能的實(shí)施,所有產(chǎn)品的物理轉(zhuǎn)換都是由制造單元完成的蒜吱。工廠的經(jīng)營管理所制定的經(jīng)營目標(biāo),設(shè)計(jì)部所完成的產(chǎn)品設(shè)計(jì)频僵、工藝設(shè)計(jì)。

　　3诚凰。電子商務(wù)時(shí)代的柔性制造等都要由制造單元來實(shí)現(xiàn)嫌术。

　　制造單元的運(yùn)行特性對整個(gè)工廠有著舉足輕重的作用。同時(shí),FMS是工廠的一個(gè)制造單元,是CIMS的一個(gè)組成部分,在設(shè)計(jì)FMS信息系統(tǒng)時(shí),還應(yīng)該與CIMS的體系結(jié)構(gòu)一起考慮,使FMS能夠與CIMS順利銜接,以免造成新的自動化孤島牌借。圖CIMS遞階控制結(jié)構(gòu)度气。

　　企業(yè)的柔性制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)得再完美,如果不能與供應(yīng)鏈上的其他環(huán)節(jié)有效地配合,那也難以達(dá)到以最低的成本、最優(yōu)的服務(wù)膨报、最快的速度為顧客提供滿意的產(chǎn)品和服務(wù)的目的磷籍。企業(yè)在最初的發(fā)展中一般都是關(guān)心如何管理好企業(yè)自身,整合和優(yōu)化內(nèi)部的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造现柠、訂單執(zhí)行院领、運(yùn)輸、庫存、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié),這在一定程度上確實(shí)能提高企業(yè)的經(jīng)營效益比然。但如果供應(yīng)商不能及時(shí)提供原材料,銷售商的銷售能力跟不上企業(yè)的生產(chǎn)能力,企業(yè)的柔性制造系統(tǒng)就不能發(fā)揮應(yīng)有的作用丈氓。在電子商務(wù)時(shí)代,要想使企業(yè)的柔性制造系統(tǒng)充分發(fā)揮作用,供應(yīng)鏈之間的信息共享和互動是不可缺少的。

　　供應(yīng)鏈?zhǔn)钱a(chǎn)品生產(chǎn)和流通過程中所涉及的原材料供應(yīng)商强法、生產(chǎn)商扒寄、批發(fā)商、零售商以及最終消費(fèi)者組成的供需網(wǎng)絡(luò)私免。以客戶價(jià)值為導(dǎo)向的商業(yè)模式提倡企業(yè)與供應(yīng)鏈中的貿(mào)易伙伴通過合作來贏得利潤,而這有賴于供應(yīng)鏈之間的信息集成和共享木冈。這就要求企業(yè)能夠使客戶訂單、庫存報(bào)告檀抡、銷售數(shù)據(jù)報(bào)告以及其他關(guān)鍵信息從一個(gè)企業(yè)(部門)開放地演易、自動地流向另一個(gè)企業(yè)(部門),從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)與企業(yè)之間、部門與部門之間的信息共享园溃。在這種情況下,市場競爭已經(jīng)不單純是企業(yè)之間的競爭,而是供應(yīng)鏈與供應(yīng)鏈之間的競爭了坝偶。

　　二、柔性制造的種類
　　一般認(rèn)為,凡是側(cè)重于柔性冲雾、適應(yīng)于多品種醉檐、中小批量的加工技術(shù)都屬于柔性制造技術(shù)。按規(guī)模大小分為4類:
　　(1)柔性制造系統(tǒng)(FMS)奥怪。關(guān)于柔性制造系統(tǒng)的定義有很多,比較權(quán)威性的定義有:美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的定義為:“由一個(gè)傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設(shè)備,傳輸裝置把工件放在其他聯(lián)結(jié)裝置上送到各加工設(shè)備,使工件加工準(zhǔn)確勿镇、迅速和自動化。中央計(jì)算機(jī)控制機(jī)床和傳輸系統(tǒng),柔性制造系統(tǒng)有時(shí)可同時(shí)加工幾種不同的零件盘瞧÷煨耍”我國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)則定義為:“柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的自動化制造系統(tǒng),它包括多個(gè)柔性制造單元,能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整,適用于多品種膘掰、中小批量生產(chǎn)章姓。”雖然定義不完全相同,但它們都說明了FMS所具有的特征,即,FMS是由若干數(shù)控設(shè)備识埋、物料運(yùn)儲裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種變化而迅速進(jìn)行調(diào)整的自動化制造系統(tǒng)凡伊。目前常見的組成通常包括4臺或更多臺全自動數(shù)控機(jī)床,由集中的控制系統(tǒng)及物料搬運(yùn)系統(tǒng)連接起來,可在不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量的加工及管理窒舟。在世界范圍內(nèi),FMS已經(jīng)是一種成熟的技術(shù),并已在工業(yè)生產(chǎn)部門得到較為廣泛的應(yīng)用系忙。但某些FMS項(xiàng)目的應(yīng)用效果并不好,國外有資料報(bào)導(dǎo),有些FMS甚至完全失敗,其中系統(tǒng)規(guī)劃不周、設(shè)計(jì)失誤是失敗的主要原因辜纲。

　　(2)柔性制造單元(FMC)笨觅。FMC可視為一個(gè)規(guī)模最小的FMS,它是由1-2臺加工中心、工業(yè)機(jī)器人耕腾、數(shù)控機(jī)床及物料運(yùn)送存儲設(shè)備構(gòu)成,其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)單機(jī)柔性化及自動化,具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性见剩。FMC已進(jìn)入普及應(yīng)用階段杀糯。

　　(3)柔性制造線(FML)。FML是處于單一或少品種大批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產(chǎn)線苍苞。其加工設(shè)備可以是通用的加工中心固翰、　CNC機(jī)床,也可采用專用機(jī)床或NC專用機(jī)床,對物料搬運(yùn)系統(tǒng)柔性的要求低于FMS,但生產(chǎn)率更高。其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化及自動化,其技術(shù)已日臻成熟,已進(jìn)入實(shí)用化階段耕粪。

　　(4)柔性制造工廠(FMF)治盆。FMF是將多條FMS連接起來,配以自動化立體倉庫,用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系,是從訂貨、設(shè)計(jì)妨宙、加工矫摸、裝配、檢驗(yàn)伐歇、運(yùn)送至發(fā)貨的完整FMS烧锋。它是將產(chǎn)品開發(fā)、制造及經(jīng)營管理的自動化連成一個(gè)整體,以信息流控制物質(zhì)流的智能制造系統(tǒng)(1MS)為代表,其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)工廠柔性化及自動化磁姻。FMF是自動化生產(chǎn)的最高水平,是世界上最先進(jìn)的自動化應(yīng)用技術(shù),但真正全面實(shí)現(xiàn)柔性制造工廠的企業(yè)并不多密梯。

　　在上述的4種柔性制造技術(shù)中,人們在討論中所使用的最多的是“柔性制造系統(tǒng)(FMS)”這一概念,其他三種實(shí)際上可以在FMS的基礎(chǔ)上增減功能而得到。

　　三革睬、柔性制造信息系統(tǒng)的運(yùn)行
　　1安影。供應(yīng)鏈之間的信息共享
　　柔性制造系統(tǒng)的核心是根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)迅速進(jìn)行調(diào)整。企業(yè)生產(chǎn)什么產(chǎn)品可以根據(jù)客戶的訂單,也可以根據(jù)對市場的預(yù)測,還可以在數(shù)據(jù)共享的情況下,通過對銷售商的銷售數(shù)據(jù)(比女IIPOS中的數(shù)據(jù))進(jìn)行分析,獲得準(zhǔn)確的商品銷售信息,及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu),為市場提供適銷對路的產(chǎn)品竣康。

　　目前在供應(yīng)鏈中實(shí)現(xiàn)信息共享和信息管理的技術(shù)有很多,如條碼技術(shù)膏蚓、電子數(shù)據(jù)交換(EDl)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)速缆、全球衛(wèi)星定位(GPS)等降允。其中條碼是實(shí)現(xiàn)銷售點(diǎn)終端(POS)、EDI艺糜、電子商務(wù)、供應(yīng)鏈管理等的技術(shù)基礎(chǔ),條碼技術(shù)不僅在國際范圍內(nèi)為商品提供了一套可靠的代碼標(biāo)識體系,而且為產(chǎn)幢尚、供破停、銷等生產(chǎn)及貿(mào)易各環(huán)節(jié)提供了通用語言,為實(shí)現(xiàn)商業(yè)數(shù)據(jù)的自動采集、電子數(shù)據(jù)交換尉剩、對物流過程中的物品進(jìn)行全程的實(shí)時(shí)跟蹤等奠定了基礎(chǔ)真慢。

　　EDI是實(shí)現(xiàn)信息流與物流相結(jié)合的關(guān)鍵技術(shù)±砭ィ　EDI是交易的雙方采用特定的報(bào)文標(biāo)準(zhǔn),通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施數(shù)據(jù)和信息的電子傳輸和自動處理,是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物黑界。EDI所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或信息是具備法律效率的文件資料,如訂單、回執(zhí)皂林、發(fā)貨通知朗鸠、運(yùn)單蚯撩、收據(jù)發(fā)票、進(jìn)出口許可證抵刺、信用證等饲悟。EDI報(bào)文是對傳統(tǒng)業(yè)務(wù)單證中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化和標(biāo)準(zhǔn)化。經(jīng)過30多年的發(fā)展,EDI的標(biāo)準(zhǔn)已由各行業(yè)有自己的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展到全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)衫喜。由于使用　EDI能有效地減少直至最終消除貿(mào)易過程中的紙面單證,所以EDI又被稱為“無紙貿(mào)易”根朱。

　　2。FMS中信息系統(tǒng)的運(yùn)行
　　按照客戶訂單或其他生產(chǎn)計(jì)劃,FMS開始工作后,機(jī)床可丝、物料輸送設(shè)備敏盒、工件裝卸設(shè)備以及其他輔助設(shè)備在信息系統(tǒng)的控制下有序地運(yùn)行,加工出符合要求的產(chǎn)品。從形式上看,FMS系統(tǒng)是各種設(shè)備的集合,其實(shí)質(zhì)是信息的集成氓愿。和CIMS一樣,FMS的整個(gè)制造過程實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)數(shù)據(jù)的采集翁凳、傳遞、加工處理和利用的過程,通過信息的集成實(shí)現(xiàn)各種不同設(shè)備的集成悉契。信息流的管理系統(tǒng)是FMS的神經(jīng)中樞启毁。

　　柔性制造系統(tǒng)中的信息主要有兩大類,一類是根據(jù)企業(yè)經(jīng)營目標(biāo)所確定的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及定義的數(shù)據(jù)信息,如產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品型號憔辞、主要規(guī)格页衙、各產(chǎn)品的部件明細(xì)表、各部件的零件明細(xì)表阴绢、零件圖形及其幾何特征店乐、公差技術(shù)特征等。另一類是根據(jù)FMS的目標(biāo)所確定的管理與控制的數(shù)據(jù)信息,包括編制短期生產(chǎn)計(jì)劃的有關(guān)信息,如訂單呻袭、產(chǎn)品眨八、零件工藝文件、設(shè)備資源左电、刀具廉侧、夾具、庫存等;與FMS運(yùn)行控制有關(guān)的數(shù)據(jù)信息,如加工機(jī)床篓足、工件托盤段誊、刀具交換運(yùn)載裝置、中央刀庫栈拖、裝卸站连舍、緩沖站、輔助工作站;設(shè)備裝置的運(yùn)行狀態(tài)信息,如刀具是否損壞涩哟、機(jī)床是否在工作:系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息,如工件的位置审亿、托盤位置、機(jī)器人工作狀態(tài);另外還有在線尺寸測量信息帝愉、系統(tǒng)安全情況最咖、檢測監(jiān)控沈跷、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、質(zhì)量信息徙祥、故障代碼等信息藻拟。

　　在FMS中,各計(jì)算機(jī)承擔(dān)不同的功能,完成不同的任務(wù),所以對各類計(jì)算機(jī)的要求也不同。如,設(shè)計(jì)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)要速度快廉贤、容量大和圖形功能強(qiáng);單元層機(jī)需要有管理卑聚、調(diào)度的功能,實(shí)時(shí)性要求不那么嚴(yán)格;工作站層機(jī)和設(shè)備控制機(jī)則要求可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)卧蒂。因此,FMS信息系統(tǒng)常常是由不同類型纽秽、不同年代、不同廠家的計(jì)算機(jī)組成的多級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)圆乡。一般說來,眾多計(jì)算機(jī)將會分成若干子網(wǎng),然后聯(lián)結(jié)到主干網(wǎng)上掰腌。另外,這些計(jì)算機(jī)要進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和相互通信,以使整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地工作,完成從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、零件加工到產(chǎn)品檢驗(yàn)全過程的調(diào)度控制炸渡。

　　3娜亿。產(chǎn)品物流配送中的信息管理
　　企業(yè)制造出來的產(chǎn)品要經(jīng)過若干環(huán)節(jié)才能到達(dá)客戶或消費(fèi)者手中,這要由物流環(huán)節(jié)來完成。物流是物質(zhì)實(shí)體從供應(yīng)者向需求者的物理移動,它由運(yùn)輸蚌堵、保管买决、配送、包裝吼畏、裝卸督赤、流通加工及物流信息處理等一系列經(jīng)濟(jì)活動組成。物流管理是供應(yīng)鏈管理中的重要環(huán)節(jié)泻蚊。

　　在電子商務(wù)的環(huán)境下,物流具有信息化躲舌、網(wǎng)絡(luò)化、自動化性雄、智能化没卸、柔性化的特點(diǎn)。物流信息化表現(xiàn)為物流信息的商品化秒旋、物流信息收集的數(shù)據(jù)庫化和代碼化办悟、物流信息處理的電子化和計(jì)算機(jī)化、物流信息傳遞的標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)時(shí)化炊捻、物流信息存儲的數(shù)字化等①。實(shí)現(xiàn)物流的信息化,常常使用條碼技術(shù)瓣挂、數(shù)據(jù)庫技術(shù)眨捶、EDI等技術(shù),比如,通過對物流條碼信息的收集、傳遞和反饋,實(shí)現(xiàn)對物品的跟蹤和數(shù)據(jù)共享,提高物流系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益类埋。物流的信息化是網(wǎng)絡(luò)化履字、自動化猪褐、智能化、柔性化的基礎(chǔ)攀瘟。

　　在一些物流管理水平比較高的公司,當(dāng)產(chǎn)品在運(yùn)送途中,配銷中心就已經(jīng)接到電子訂貨通知和蛀。當(dāng)運(yùn)輸車到達(dá)時(shí),可通過掃描條碼將產(chǎn)品信息輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng),記錄并修改庫存數(shù)據(jù),將產(chǎn)品直接或與庫中其他產(chǎn)品匹配打包后轉(zhuǎn)到出庫的運(yùn)輸車上,運(yùn)交客戶,使入庫和出庫同時(shí)完成,大大節(jié)省了時(shí)間和費(fèi)用。

（《電子技術(shù)應(yīng)用》）

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