《CIMS与CIPS技术及应用》课程读书报告
题目柔性制造系统及其调度
学院信息科学与工程学院
专业控制科学与工程
姓名陈绍武
学号 *********
教师侍洪波
2012年1月1日
柔性制造系统及其调度
陈绍武
（华东理工大学信息科学与工程学院，上海 200237）
摘要：基于计算机的集成制造(CIMS)时代的到来，柔性制造系统(FMS)是当前制造业的一个重要发展方向，是正在迅速发展和应用的高新技术之一。FMS是一个投资很高的项目，调度和控制策略的好坏对FMS的运行效率和应用效益影响很大。因此，FMS的调度和控制策略的研究是十分必要的。
关键词：柔性制造系统；生产调度；CIMS
Flexible Manufacturing System
and Scheduling
CHEN Shao-wu
（School of Information Science and Engineering，East China University of Science and Technology
Shanghai，200237，China）
Abstract：Based the times of Computer Integrated Manufacturing System (CIMS),FMS (Flexible Manufacturing System) is now a very important developmental direction in current manufacturing industry. FMS is a new and advanced technique which is rapidly developing and applied. FMS needs vast investment. The tactic of scheduling and control of FMS deeply influence on running efficiency and applied benefit of FMS. So, the research on the tactic of the scheduling and control of FMS is quite necessary.
Keywords：FMS; Flexible Manufacturing System; Production Schedule; CIMS
1 柔性制造系统的发展背景
随着日益激烈的市场竞争，人们对产品的功能和质量的要求不断提高，传统的制造技术已不能满足市场对多品种小批量，更具特色符合顾客个人要求样式和功能的产品的需求。随着微计算机、集成电路、传感器、通信技术、机械与控制设备等技术的迅速发展，适应这些需求的柔性制造系统（FMS-Flexible Manufacturing System)就应运而生了。作为计算机集成制造系统(CIMS)的主要组成部分，它标志着传统的机械制造行业进入了一个发展变革的新时代，柔性制造技术已成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点【1】。
关于柔性制造系统的定义很多，权威性的定义：有美国国家标准局把FMS定义为：“由一个传输系统联系起来的一些设备，传输装置把工件放在其他联结装置上送到各加工设备，使工件加工准确、迅速和自动化。中央计算机控制机床和传输系统，柔性制造系统有时可同
时加工几种不同的零件。”而我国国家军用标准则定义为：“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统。它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种，中小批量生产。”【2】简单地说，FMS是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统。故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产（即具有“柔性”），并能及时地改变产品以满足市场需求。因此在欧美等工业化国家得到了广泛的应用。
目前，我国正成为世界制造大国，要求制造系统和装备能快速适应不同产品生产的需要，从而使制造企业快速响应市场变化。但我国机械制造业仍存在经济效益差、自动化程度低、劳动生产率低的弊端。目前，中小批量的生产已成为制造的主流，但仍以普通机床单机生产为主，尽管我国机床拥有量和从业人数是世界上最多，的但与发达国家相比，相同数量的产出需要付出20倍的生产时间及2倍的能源及原材料。面对日趋激烈的世界竞争环境，我们的企业应变能力差。因而要改变我国制造业的落后局面，必须对传统的制造方式进行技术革新，发展适合于多品种中小批量的柔性制造设备。目前我国汽车、柴油机、拖拉机、工程机械、冷冻机、兵器、航空、航天等部门都已提出对FMS的需求，这也标志着我国有了发展FMS技术的市场基础。
随着计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，简称CIMS)向纵深发展，柔性制造系统的概念也有了新的发展。在CIMS环境下，FMS已跳出了传统MFS 的概念的局限【3】。在CMIS概念下，FMS被定义为在广义上的可编程的控制系统，它具有处理高层次分布数据的能力，具有自动的物流；它是CMIS的概念得以在车间实施，从而实现小批量高效率的制造，以适应不同产品生命周期的动态变化。因此可以认为FMS 是CIMS 的初步实现，也是实现C1MS的必经阶段。但是，在设计FMS 时必须基于CIMS的总体框架统筹考虑。
至今，FMS的构想和思路得到了充分的承认。特别是对一些原来采用大批量自动化生产线进行生产的离散型金属制品企业来说，随着科技、经济的发展和人民生活水平的提高，多品种、中小批量生产已成为机械制造业一个主要的发展趋势，FMS作为一种高效率、高精度的制造系统，已成为当今乃至今后机械自动化发展的重要方向之一。
2 柔性制造系统研究
柔性制造技术是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代生产管理技术于一体的先进制造技术。随着科技、经济的发展和人民生活水平的提高，多品种、中小批量生产已成为机械制造业一个主要的发展趋势。FMS作为一种高效率、高精度的制造系统，作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技，将成为21世纪制造业的主要生产模式。
2.1 柔性制造系统及其组成
一般认为柔性制造系统是由数控加工设备、物流贮运装置和计算机控制系统组成的自动化控制系统。它包含2台以上具有自动刀具交换和自动工件托盘交换装置的数控机床，以加
