1.柔性制造技术的原理、应用

柔性制造技术也称柔性集成制造技术，是现代先进制造技术的统称。

柔性制造技术集自动化技术、信息技术和制作加工技术于一体，把以往工厂企业中相互孤立的工程设计、制造、经营管理等过程，在计算机及其软件和数据库的支持下，构成一个覆盖整个企业的有机系统。所谓“柔性”，即灵活性，主要表现在：①生产设备的零件、部件可根据所加工产品的需要变换；②对加工产品的批量可根据需要迅速调整；③对加工产品的性能参数可迅速改变并及时投入生产；④可迅速而有效地 综合应用新技术；⑤对用户、贸易伙伴和供应商的需求变化及特殊要求能迅速做出反应。

采用柔性制造技术的企业，平时能满足品种多变而批量很小的生产需求，战时能迅速扩大生产能力，而且产品质优价廉。柔性制造设备可在无需大量追加投资的条件下提供连续采用新技术、新工艺的能力，也不需要专门的设施，就可生产出特殊的军用产品。

2.什么是柔性制造系统

标准的数控机床或柔性制造单元。

我们又把具有自动上下料功能或具有多个工位， 具有加工型及装配型的数控机床，称之为“制造单元”，它是FMS中的基本制造单元。 一个在数控设备和装卡工位之间运送零件和刀具的传递系统。

一个发布指令，协调机床、工件和刀具传送装置的监控系统。 中央刀具库及其管理系统。

自动化仓库及其管理系统。 FMS是一个很复杂的系统，在目前的发展过程中，组合方案是多种多样的。

简单小型的 FMS，只具备前三个要素，复杂的功能强的FMS，除具备上述五个要素外，还需要一些附属设备。 柔性制造系统的组成与功能系统的组成：（1）中央管理和控制计算机 （2）物流控制装置 （3）自动化仓库 （4）无人输送台 （5）制造单元 （6）中央刀具库（7）夹具站 （8）信息传输网络 （9）随行工作台 系统的功能：1）以成组技术为核心的对零件分析编组的功能。

2）以微型计算机为核心的编排作业计划的智能功能。3）以加工中心为核心，自动换刀、换工件的加工功能。

4）以托盘和运输系统为核心的工件存放与运输功能。5）以各种自动检测装置为核心的自动测量、定位与保护功能柔性制造系统的关键技术在进行柔性制造系统的设计、规划时，主要涉及以下几个关键技术，包括：柔性制造系 统的监控和管理系统，柔性制造系统。

标准的数控机床或柔性制造单元。我们又把具有自动上下料功能或具有多个工位， 具有加工型及装配型的数控机床，称之为“制造单元”，它是FMS中的基本制造单元。

一个在数控设备和装卡工位之间运送零件和刀具的传递系统。 一个发布指令，协调机床、工件和刀具传送装置的监控系统。

中央刀具库及其管理系统。 自动化仓库及其管理系统。

FMS是一个很复杂的系统，在目前的发展过程中，组合方案是多种多样的。简单小型的 FMS，只具备前三个要素，复杂的功能强的FMS，除具备上述五个要素外，还需要一些附属设备。

柔性制造系统的组成与功能系统的组成：（1）中央管理和控制计算机 （2）物流控制装置 （3）自动化仓库 （4）无人输送台 （5）制造单元 （6）中央刀具库（7）夹具站 （8）信息传输网络 （9）随行工作台 系统的功能：1）以成组技术为核心的对零件分析编组的功能。2）以微型计算机为核心的编排作业计划的智能功能。

3）以加工中心为核心，自动换刀、换工件的加工功能。4）以托盘和运输系统为核心的工件存放与运输功能。

5）以各种自动检测装置为核心的自动测量、定位与保护功能柔性制造系统的关键技术在进行柔性制造系统的设计、规划时，主要涉及以下几个关键技术，包括：柔性制造系 统的监控和管理系统，柔性制造系统的物流系统，柔性制造系统的刀具传输和管理系统，柔 性制造系统的联网技术，柔性制造系统的辅助系统设计等。 1.柔性制造系统的监控和管理系统 2.柔性制造系统的物流系统 3.柔性制造系统的刀具管理系统 4.柔性制造系统的通信。

3.柔性制造技术的采用的关键技术

1） 计算机辅助设计

未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将三维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。

2） 模糊控制技术

模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能，可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整，使系统性能大为改善，其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。

3） 人工智能、专家系统及智能传感器技术

迄今，柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题（如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等）。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为柔性制造的诸方面工作增强了柔性。展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能（包括专家系统）技术必将在柔性制造业（尤其智能型）中起着日趋重要的关键性的作用。目前用于柔性制造中的各种技术，预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初，人工智能在柔性制造技术中的应用规模将在比目前大4 倍。智能制造技术（IMT）旨在将人工智能融入制造过程的各个环节，借助模拟专家的智能活动，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程，系统能自动监测其运行状态，在受到外界或内部激励时能自动调节其参数，以达到最佳工作状态，具备自组织能力。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化柔性制造技术具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的，它使传感器具有内在的“决策” 功能。

4） 人工神经网络技术

人工神经网络（ANN）是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域，神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统，成为现代自动化系统中的一个组成部分。

4.柔性制造

柔性制造基本特征编辑（1）机器柔性，系统的机器设备具有随产品变化而加工不同零件的能力；（2）工艺柔性，系统能够根据加工对象的变化或原材料的变化而确定相应的工艺流程；（3）产品柔性，产品更新或完全转向后，系统不仅对老产品的有用特性有继承能力和兼容能力，而且还具有迅速、经济地生产出新产品的能力；（4）生产能力柔性，当生产量改变时，系统能及时作出反应而经济地运行；（5）维护柔性，系统能采用多种方式查询、处理故障，保障生产正常进行；（6）扩展柔性，当生产需要的时候，可以很容易地扩展系统结构，增加模块，构成一个更大的制造系统。