FMS 技术的现状与发展趋势

摘要：文章就机电一体化在柔性制造中的一个应用实例，简述了柔性、柔性制造技术的基本概念、分类、
主要组成部分、所涉及的关键技术，以及发展应用趋势，以促使人们对机电一体化技术发展的了解，以
及对新的制造技术认识和重视。

关键词：

 

  

机电一体化

FMS

  

技术 柔性制造系统

前言

当前新技术的发展，给整个国民经济，社会生活和工厂企业带来了深刻的变化，计算机和微电子技

术的迅速发展和应用，促进了机械技术和电子技术有机的结台，使各种机械产品达到了优良的功能，与
单纯的机械产品或电子产品相比有明显的特点。机电一体化是机械工业中一个值得十分注意的问题，是
目前机械工业发展的方向之一。纵向分化，横向综合，互相渗透和演化是当代科学技术的重要发展趋势
而机电一体化技术就是机械、电子、信息等技术相互交叉、渗透和综合发展的产物。随着社会的进步和
生活水平的提高，社会对产品多样化，低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切，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。

90 年代后，由于微

电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展，制造业自动化进入一个崭新的时代，技术
日臻成熟。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 基本概念

柔性制造系统

( Flexible Manufacturing System—FMS)指具有柔性且自动化程度高的制造系统。

目前所谈及的

FMS 通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的柔性为目标的制造系统。柔性

可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足新产品要求的程度来衡
量；第二方面是系统适应内部变化的能力，可用在有干扰（如机器出现故障）情况下，系统的生产率与

 “

”

“

”

“

”

无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。 柔性 是相对于 刚性 而言的，传统的 刚性 自动化生产线
主要实现单一品种的大批量生产。其优点是生产率很高，由于设备是固定的，所以设备利用率也很高，
单件产品的成本低。但价格相当昂贵，且只能加工一个或几个相类似的零件，难以应付多品种中小批量
的生产。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换，一个制造自动化系统的生存能力
和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内，生产出较低成本、较高质量的不同品种
产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。

2 分类

按

FMS 的规模大小可分为如下 4 类：

(1) 柔性制造单元(FMC)

ＦＭＣ的问世并在生产中使用约比ＦＭＳ晚

6～8 年，ＦＭＣ可视为一个规模最小的ＦＭＳ，是ＦＭ

Ｓ向廉价化及小型化方向发展的一种产物，它是由

1～2 台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送

存贮设备构成，其特点是实现单机柔性化及自动化，具有适应加工多品种产品的灵活性。迄今已进入普
及应用阶段。

（

2）柔性制造系统（FMS）

    关于柔性制造系统(FMS，Flexible manufacturing System)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。 国际生产工程研究协会指出 柔性制造系统是一个自动化的生产制造系