柔性制造系统的建模设计

第五章柔性制造系统的建模设计5.1柔性制造系统的结构及主要内容5.2资源规划模型5.3机床布局模型5.4调度模型5.5精良生产5.6并行工程5.1柔性制造系统的结构及主要内容1.柔性制造系统柔性制造系统是通过计算机控制把制造设备、制造过程及其加工操作集成到一个完整的系统中，实现从毛坯到成品的全过程的自动化系统。2.柔性制造系统的结构柔性制造系统结构分为三层，第一层是以人为核心的组织与控制系统，第二层是计算机控制与管理系统，第三层是自动化加工、装配、输送系统。3.柔性制造系统的特征1）具有更高的自动化程度。2）柔性制造系统所占用的机床比传统的加工系统少，柔性制造系统通过信息流与系统规划模块能合理的组织加工单元。3）柔性制造系统的一次上料后的加工时间比传统的加工系统长，装夹次数比传统的加工系统少。4）柔性制造系统中的机床的布局取决于物料搬运系统的类型。4.柔性制造系统设计的主要内容1）资源需求问题2）资源布局问题3）材料流的问题4）缓冲容量问题5.柔性制造系统的建模方法1）规划论建模方法2）排队论建模3）人工智能建模5.2资源规划模型概念：资源规划就是依据生产规模确定生产系统中各类设备的台、套数。简单模型：60cThtmNttwmsfcwTTt5.3机床布局模型机床布局——输送链，有四种方式5.3机床布局模型1.机床布局的目标：以输送费用为最小确定机床的分布与布局；2.模型：1）单行机床排列；a.机床沿一条线排列；b.机床的朝向一致。c.参数：ncijfijd.单行机床布局模型：111minninijjiijijxxfcijjijidllxx2/10ixi=1,2…,nj=i+1,…,ni=1,2…,n-12)多行机床等面积布局a.机床布局方式2）多行机床等面积布局b.多行等面积机床布局模型：111)(minninijjijiijijyyxxfc0iiyx，1jijiyyxxi=1,2…,n-1i=1,2…,ni=1,2…,n3）多行机床不等面积布局a.机床布局3）b.多行不等面积机床布局模型：111)(minninijjijiijijyyxxfchijjiijjidllMzxx)(21vijjiijjidbbzMyy)(21)1(01ijijzz0iiyx，5.4调度模型零件在机床中的传送方式单向双向1.单机床上的多道工序的调度模型1）不附加任何条件的调度：调度规则：工序时间短的向前排，工序号123456工序时间长的向后排；加工时间471623调度结果：（3，5，6，1，4，2）2）附加交货期限的调度：调度规则：交货时间短的向前排，交货时间长的向后排。工序号123456加工时间112513交货日期6381493调度结果：（6，2，1，3，5，4）2.双机床单向调动有若干道工序，都在两台机床（M1、M2）上加工，顺序相同，先M1后M2，调动的结果是得到最大的流通时间为最小的调度序列。调度结果：（465312）3.三机床单向调度1)方法：三机床单向调度转变为双机床的单向调度若满足条件：第二台机床上的加工时间不大于第一台机床或第三台机床上的加工时间；2)步骤：1）用第一台机床与第三台机床上的加工时间分别加上第二台机床上的加工时间，构造虚拟机床；2）按双机床单向调度。3）校核进度是否出现明显的延误。3）三机床单向调度示例：有n道工序，在三机床上加工，单向，M1，M2，M3，调度排序。4）进度表：1）M1按调度序列累加M1的时间；2）M2按调度序列累加M1+M2的时间；3）M3按调度序列以M1+M2+M3比较与累加时间。5.5精良生产1.精良生产的产生原因和原理一战以后，大批量生产方式代替单件生产。一辆汽车耗用成本仅为单件的1/3。二战以后，日本经济萧条，用一种新的生产方式来与大批量生产抗衡，在汽车的车身制造的换模技术上，发明快速的移动式上模与撤模技术，产生精良生产2.精良生产对浪费的定义（1）修复次品是浪费；（2）过量生产是浪费；（3）加工过程中的浪费；（4）库存是费；（5）搬运的浪费；（6）动作的浪费；（7）窝工是浪费。3.精良生产的运行模式精良生产运行：拉取模式、准时制原则与看板反馈控制1）拉取模式精良生产的基本思想：杜绝浪费。精良生产的组织管理——实施拉取模式，定单——生产后道工序——前道工序2）准时生产制强调准时性，力争准时供货，库存为零。五准原则：在准确的时间、准确的地点提供准确的数量与质量的物品——给准确需要的人3）看板看板：信息传递的模板——信息流———推动生产信息载体卡片网络与显示屏看板的作用分为5类：生产看板供应看板采购看板转包看板及辅助看板。生产看板供应看板