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第一篇 概述 1

第一章 FMS概述 1

1.1 发展FMS的历史和技术背景 1

1.2 FMS的定义和优点 6

1.3 FMS的适用范围 8

1.4 FMS的主要构成 8

1.5 FMS的类型 9

第二篇 FMS的制造资源系统 17

第二章 FMS的加工技术装备——车削中心与加工中心2.1 概述 17

2.2 车削中心 18

2.2.1 车削中心的类型、结构和完成的加工 18

2.2.2 车削中心的坐标轴、编程和格式信息 20

2.2.3 工件装夹和工件更换装置 24

2.2.4 自动化性能 26

2.3 加工中心 30

2.3.1 加工中心的类型、结构和完成的加工 30

2.3.2 加工中心的坐标轴系和格式信息 34

2.3.3 托盘和工件装载及程序选择 36

2.3.4 自动化性能 39

第三章 FMS的辅助工艺装备——刀具与夹具3.1 概述 42

3.2 切削刀具与刀具管理 43

3.2.1 切削刀具的控制 43

3.2.2 刀具管理 45

3.2.3 刀具管理策略 48

3.2.4 刀具预调、识别和数据传递 49

3.2.5 刀具监测和故障检测 53

3.3 工件装夹 55

3.3.1 普通夹具 55

3.3.2 夹具支承和定位原理 57

3.3.3 组合夹具 59

3.3.4 FMS环境中的夹具概述 62

第四章 FMS的支承装备——自动化物料搬运和存储系统4.1 概述 67

4.2 自动导向小车（AGV） 67

4.2.1 AGV的发展史 67

4.2.2 AGV的类型、特点及功用 68

4.2.3 AGV的技术组成 70

4.3 机器人 75

4.3.1 FMS环境中机器人概述 76

4.3.2 FMS环境中机器人的应用 78

4.4 自动检索存取系统（ASRS） 82

4.4.1 ASRS介绍 82

4.4.2 ASRS的控制系统简介 84

4.5 其它支承装备 86

4.5.1 传送带和托盘浮动系统 86

4.5.2 队列回转车和自动工件转换装置 89

4.5.3 冷却液和切屑的排出和回收系统 90

第五章 FMS的质量保证装备——坐标测量机与清洗和去毛刺设备5.1 概述 92

5.2 坐标测量机（CMM） 92

5.2.1 CMM的类型、结构和一般功能 92

5.2.2 CMM工作过程描述 94

5.2.3 CMM在FMC和FMS中的重要性 96

5.2.4 接触和非接触式检测原理 97

5.3 清洗和去毛刺设备 99

5.3.1 清洗站的类型和工作描述 99

5.3.2 去毛刺站的类型和工作描述 103

第三篇 FMS的信息资源系统 106

第六章 FMS的控制系统 106

6.1 概述 106

6.2 FMS的控制系统结构 107

6.2.1 FMS控制系统的分级 107

6.2.2 FMS控制系统中各级的工作 108

6.2.3 FMS控制系统中的协调 112

6.3 FMS控制系统策略 112

6.4 FMS控制系统的发展动向 113

6.5 FMS控制系统结构示例 114

第七章 FMS的计算机系统硬件 116

7.1 概述 116

7.2 一般功能和应用 116

7.3 硬件结构 118

7.4 可编程控制器 122

7.5 单元控制器 123

7.6 通讯网络 124

7.7 计算机硬件环境配置 128

第八章 FMS的计算机系统软件 130

8.1 概述 130

8.2 一般结构及要求 130

8.3 功能描述 133

8.4 运行综述 137

8.5 软件规范及选择 139

8.5.1 软件设计要求 139

8.5.2 文档 141

8.5.3 软件源程序可供选择的方案 142

第九章 FMS的仿真 143

9.1 概述 143

9.2 系统建模与仿真模型 144

9.2.1 系统建模 144

9.2.2 仿真模型 145

9.2.3 仿真的基本步骤 146

9.3 FMS建模及仿真 146

9.3.1 仿真技术在FMS中的作用 146

9.3.2 FMS建模方法简介 147

9.3.3 FMS仿真研究的主要问题 148

9.3.4 仿真的输入、运行及输出 149

9.4 FMS总体设计的评价 149

9.5 FMS仿真中的故障处理 151

9.5.1 FMS常见故障分类 151

9.5.2 故障类型的处理 152

9.5.3 故障产出的处理 152

9.5.4 故障修复 153

9.6 仿真实例 154

第十章 FMS的数据库 157

10.1 概述 157

10.1.1 FMS中数据库的含义 157

10.1.2 在FMS环境中数据库的重要性 158

10.1.3 数据库技术 159

10.2 制造数据系统 160

10.3 制造数据流 161

10.3.1 概述 161

10.3.2 上游、下游问题 161

10.4 在规划FMS时CAD所考虑的问题 162

10.4.1 零件库 162

10.4.2 成组技术 163

10.4.3 用于FMS数据准备的CAD的特殊要求 163

10.5 规划FMS时CAM所考虑的问题 165

10.6 FMS的数据库系统 166

10.6.1 主要软件功能 166

10.6.2 数据库支持功能 167

10.6.3 数据库设计过程 167

第四篇 FMS的系统规划和运行管理 170

第十一章 FMS的规划 170

11.1 概述 170

11.2 规划准备 171

11.3 规划步骤 174

11.3.1 定义规划目标 175

11.3.2 项目内容研究 176

11.3.3 系统结构方案设计及评估 177

11.3.4 系统招标与设计 188

11.3.5 招标评估 189

11.4 人力资源的规划 190

11.4.1 人力资源的组织结构 191

11.4.2 FMS的人力配置 194

11.4.3 员工的培训 195

第十二章 FMS的管理 199

12.1 概述 199

12.2 生产管理组织结构 199

12.3 JIT适时管理／适时制造 201

12.3.1 JIT的概念 201

12.3.2 JIT模式的基本原理 202

12.3.3 JIT的效益及与FMS的关系 203

12.4 成组技术（GT） 204

12.4.1 基本概念 204

12.4.2 零件族的构成和GT单元 205

12.4.3 实施GT的准则 208

12.4.4 GT的效益及与FMS的关系 208

12.5 制造资源计划MRP Ⅱ 209

12.5.1 MRP Ⅱ的基本内容 209

12.5.2 主计划 211

12.5.3 物料需求计划和能力需求计划 215

12.5.4 作业执行层的运行计划 218

12.5.5 MRP Ⅱ的特点及效益 219

第十三章 FMS的调度和调度方法 221

13.1 概述 221

13.2 FMS的调度 221

13.3 运筹学方法在FMS管理中的应用 225

13.3.1 线性规划 225

13.3.2 线性规划的一般模型 227

13.3.3 建立线性规划模型的方法 228

13.3.4 应用实例 229

13.3.5 多目标规划 231

13.3.6 线性目标规划的一般模型 232

13.3.7 建立线性目标规划模型的一般方法 233

13.4 启发式调度规划 234

13.4.1 常见调度规划 235

13.4.2 启发式调度规划 237

13.5 调度的知识基系统 239

第五篇 制造技术展望 244

第十四章 先进制造技术 244

14.1 概述 244

14.2 集成制造技术——计算机集成制造系统（CIMS）和并行工程（CE） 245

14.2.1 CIM和CIMS 245

14.2.2 CIMS的控制结构和构成 246

14.2.3 并行工程（CE） 248

14.2.4 CIM与CE的关系 252

14.3 智能制造技术（IMT） 253

14.4 生产模式技术 254

14.4.1 精良生产 254

14.4.2 敏捷制造 255

第十五章 FMS的发展和实例 256

15.1 概述 256

15.2 北京机床研究所的JCS—FMS—1 257

15.3 柔性制造与柔性装配综合系统 258

15.4 日立精机FMS—112/113/114 261

参考文献 264