集成制造系統(tǒng)的組成
| 制造自動化系統(tǒng) | ||
| 制造業(yè)的自動化大體上分為剛性自動化拱撵、柔性自動化和集成自動化三個(gè)階段末瘾。70年代以前咳讲，主要利用機(jī)械設(shè)備慕怀，實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，解決代替人的體力勞動的自動化灸颜，目標(biāo)是提高勞動生產(chǎn)率阐祭，這一時(shí)期為剛性自動化階段。80年代中期以前拇从，主要利用柔性制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多品種搬挡、小批量生產(chǎn)，解決高生產(chǎn)率與柔性的統(tǒng)一赠恭，目標(biāo)是在繼續(xù)提高勞動生產(chǎn)率的同時(shí)术拇，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品本身和制造過程的柔性，這一時(shí)期為柔性自動化階段。90年代以后祠烁，主要利用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)发荧，實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化的集成生產(chǎn)，目標(biāo)是將不同種類和功能的自動化孤島集成起來饰吕，實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化刃唤，這一時(shí)期為集成自動化階段。 制造自動化系統(tǒng)位于企業(yè)制造環(huán)境的底層白群，是直接完成制造活動的基本環(huán)節(jié)尚胞。它覆蓋了企業(yè)從車間層至設(shè)備層的全部功能和活動。通常川抡，制造自動化系統(tǒng)由制造系統(tǒng)辐真、控制系統(tǒng)、物流系統(tǒng)崖堤、監(jiān)測系統(tǒng)和機(jī)器人組成侍咱。制造系統(tǒng)用于對工件或產(chǎn)品進(jìn)行物理加工的操作，它直接完成零件或產(chǎn)品的各種加工和裝配密幔，主要包括各種數(shù)控機(jī)床楔脯、加工中心、柔性制造單元等加工設(shè)備胯甩、測量設(shè)備和裝配設(shè)備昧廷。控制系統(tǒng)用以實(shí)現(xiàn)對制造系統(tǒng)的操作過程控制偎箫，是制造自動化系統(tǒng)集成信息流姚熊、決策流的基礎(chǔ)。它控制全系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行莱检，包括車間層管理與控制红最。單元層控制、工作站控制及物流控制等功能斗赘。物流系統(tǒng)是制造自動化系統(tǒng)物流集成的基礎(chǔ)拟艳，它完成對工件和工具的存儲、搬運(yùn)砍梁、裝卸等三大操作功能悦浙。監(jiān)測系統(tǒng)是制造自動化系統(tǒng)工作質(zhì)量保證的基礎(chǔ)，它完成制造過程中對加工對象嗤雪、加工設(shè)備及加工工具的在線自動監(jiān)測挟七。機(jī)器人除在傳統(tǒng)的搬運(yùn)、裝卸過程中大量應(yīng)用外妥析，在焊接相贺、裝配吸哩、噴涂、測試疮蹦、清洗等生產(chǎn)過程中目前正朝著開放式結(jié)構(gòu)诸迟、分布式處理的方向發(fā)展。開放即建立公共的硬件愕乎、軟件平臺阵苇，面向不同的應(yīng)用環(huán)境，適應(yīng)多種系統(tǒng)的需求感论。分布式處理包括各種設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)互連绅项、分布式數(shù)據(jù)管理、分布式數(shù)據(jù)庫和實(shí)時(shí)多任務(wù)并發(fā)處理比肄。隨著自動化向管理和技術(shù)領(lǐng)域的滲透和發(fā)展快耿，制造自動化系統(tǒng)必然要同管理信息系統(tǒng)和技術(shù)信息系統(tǒng)集成起來，并最終形成集成制造系統(tǒng)芳绩。 制造自動化系統(tǒng)是企業(yè)信息流掀亥、物料流和決策流交匯的樞紐。按照功能活動的基本特征妥色，制造自動化的體系結(jié)構(gòu)自頂向下分別為 1）公司經(jīng)營決策層搪花； 2）工廠生產(chǎn)管理層； 3）車間管理控制層锉窑； 4）單元控制層岛牺； 5）工作站控制層； 6）設(shè)備控制層袁朗。 上述層狀模型包容了制造業(yè)的全部功能和活動涮愧，描述了其層次結(jié)構(gòu)和關(guān)系，體現(xiàn)了集中與分散相結(jié)合的遞階控制結(jié)構(gòu)原理跃渠。遞階控制結(jié)構(gòu)原理規(guī)定：每一層將其上一層發(fā)出的命令分解為本層執(zhí)行的過程和繼續(xù)向下一層傳送的子命令订搏，并接收來自上一層的相關(guān)數(shù)據(jù)。命令執(zhí)行的結(jié)果嘴符，即狀態(tài)的改變或數(shù)據(jù)的生成巨揪，需及時(shí)反饋給上一層稻蒂，以便作為決策的依據(jù)蒿荤，或生成相應(yīng)的報(bào)告。每一層只接收其下一層反饋的信息秒牙，只向其上一層反饋信息禾绊。決策和信息的傳遞均不隔層，同一層的不同實(shí)體之間攻臀，由其上一層實(shí)體控制和協(xié)調(diào)焕数。這種逐層分解的過 程可以一直分解到最底層的設(shè)備和最基本的生產(chǎn)動作序列。它從功能、活動堡赔∈洞啵控制、數(shù)據(jù)和接口等各個(gè)方面善已，建立了一種通用灼捂、統(tǒng)一的分析方法和結(jié)構(gòu)模型。 制造自動化系統(tǒng)通常由各種機(jī)械設(shè)備構(gòu)成换团。其中最重要悉稠、最基本的加工設(shè)備是各種類型的數(shù)控機(jī)床。自1957年世界上第一臺數(shù)控機(jī)床誕生以來艘包，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展的猛，70年代中期出現(xiàn)了基于微處理器的計(jì)算機(jī)數(shù)控（Computer Numeric Control——CNC）機(jī)床，并在60年代末期的直接數(shù)字控制（Direct Numeric Control——DNC）的基礎(chǔ)上想虎，進(jìn)一步發(fā)展成為今天的分布式數(shù)字控制（Distributed Numeric Control——DNC）卦尊。 為進(jìn)一步提高機(jī)床的利用率和自動化水平，在CNC機(jī)床的基礎(chǔ)上桶悍，又增加了刀具自動交換裝置增珠，形成了各種類型的加工中心，如主要用于鏜捣卵、銑切削的臥式和立式加工中心弓并，主要用于車削的車削加工中心，主要用于沖切加工的沖切加工中心等借陕。在各類加工中心的基礎(chǔ)上远丸，再增加托盤交換裝置和輸送托盤的物流裝置，則成為柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)册安。圖1是一種典型的柔性制造單元的配置喜毅。 制造自動化是生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢。但若不從實(shí)際情況和需求出發(fā)烫奏，片面地追求自動化苇皂，有時(shí)不僅不能達(dá)到目的，甚至?xí)m得其反耙肖，導(dǎo)致企業(yè)困境仰铃，因?yàn)樗窍耐顿Y最大的部分。制造自動化系統(tǒng)是指反映先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的企業(yè)底層的生產(chǎn)和物流活動授瘦，自動化程度的高低醋界，完全取決于實(shí)際需要，必須慎重對待提完。這些企業(yè)底層的生產(chǎn)和物流活動形纺，在集成制 | ||
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