(完整word版)自动化制造系统

自动化制造系统

第一次作业

一、论述题；

1.论述人机一体化自动化制造系统的主要特征。

自动化制造系统是由一定范围的被加工对象、一定的制造柔性和一定自动化水平的各种设备和高素质的人组成的一个有机整体。它接受外部信息、能源、资金、配套件和原材料等，在人和计算机控制系统的共同作用下，实现一定程度的柔性自功化制造，最后输出产品、文档资料、废料和对环境的污染。

自动化制造系统具有五个典型的组成部分：1.具有一定技术水平和决策能力的人2.一定范围的被加工对象3.信息流及其控制系统4.能量流及其控制系统5.物料流及物料处理系统。

2.应该从哪些方面评价自动化制造系统？

任何一个人造系统都是为某一特定目的而设计建造的。为了对设计方案进行优化选择，评价是否达到预定目标，就需要对系统进行评价。我们从六个方面进行评价，这六个方面称为制造系统的六要素。

1）生产率生产率是自动化制造系统的主要衡量指标之一。提高生产率也是建造自动化制造系统的主要目的之一。

2）产品质量制造系统的输出应是高质量的产品，否则系统就失去其存在价值。自动化制造系统在产品质量方面追求的最高目标是实现"零缺陷”生产。

3）经济性提高制造系统的经济性可以提高企业的经济效益；可以降低产品的销售价格；减轻用户的负担。

4）寿命周期可靠性自动化制造系统在其寿命周期内应能够可靠地工作，经常出故障的系统会给企业带来很大的损失。

5）制造柔性未来自动化制造系统面对的是多品种、小批量生产。这种生产模式要求系统具有很大的柔性，才能适应外部环境快速改变的需求。

6）可持续发展特性在制造系统规划和运行过程中实施"清洁化生产”战略，追求的对环境的"零污染”和对资源的"零浪费”，实现资源的优化利用。

制造系统的可持续发展特性已成为自动化制造系统的主要评价指标。

二、名词解释题：

1.制造：是人类按照市场需求，运用主观掌握的知识和技能，借助于手工或可以利用的客观物质和工具，采用有效的方法，将原材料转化为最终物质产品并投放市场的全过程。

2.制造业：是所有与制造有关的企业机构的总体。它一方面创造价值，生产物质财富和新知识，另一方面为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步与发展提供先进的手段和装备。

3.制造系统：是为了达到预定的制造目的而构造的物理或组织系统，制造系统具有构成系统的一切特征。

4.自动化制造系统：是由一定范围的被加工对象，一定的制造柔性和一定自动化水平的各种设备和高素质的人组成的一个有机整体，它接受外部信息、能源、资金、配套件和原材料等作为输入，在人和计算机控制系统的共同作用下，实现一定程度的柔性自动化制造，最后输出产品、文档资料、废料和对环境的污染。

5.加工中心：是在一般数控机床的基础上增加刀库和自动换刀装置而形成的一类更复杂，但用途更广，效率更高的数控机床。加工中心机床具有工序集中、可以有效缩短调整时间和搬运时间，减少在制品库存，加工质量高等优点。

第二次作业

一、判断题：

1.在自动化制造系统中，人主要从事控制、感知、决策和切屑加工等方面的工作。（错）

2.自动化制造系统中，机器系统可以精确感知系统输入信息，比如微波、红外、超声波等。（对）

3.在自动化制造系统中，人机工程学评价方法有总体模糊综合评价法、人体模型评价法、图表法等。（对）

4.机一体化制造系统中，不再强调人在系统中的主导作用，更加重视机器的作用。（错）

5.自动化制造系统的作业空间就是指空位。（错）

第三次作业

一、填空题：

1.柔性制造系统的基本组成部分包括自动化加工设备、工件储运系统、刀具储运系统、多层计算机控制系统。

2.一般数控机床的特点有柔性高、自动化程度高、加工精度高、生产效率高、具有刀具寿命管理功能、具有通信功能。

3.工件储运系统的组成包括存储设备、运输设备、辅助设备等组成。

4.工业机器人的基本组成部分包括主构架、手腕、驱动系统、测量系统、控制器及传感器。

5.在切削过程中，对刀具磨损和破损的检测与监控方式有测力法、测温法、测振法、测主电机电流法和测声发射法。

6.机械产品去毛刺的常用方法有化学去毛刺、电解去毛刺、超声波去毛刺、高压水喷射去毛刺、热爆炸去毛刺。

7.自动化制造系统中，多层计算机控制从上至下可以分为单元层、工作站层、设备层。

二、论述题：

1.简述自动化制造系统的常见类型有那些？

（1）刚性自动线刚性自动线一般由刚性加工自动化设备、工件输送装置、切屑输送装置和控制系统等组成。

（2）分布式数字控制现代DNC系统称为DNC-CNC系统，它由中央计算机、CNC控制器、通信端口和连接线路组成。

（3）柔性制造单元FMC 柔性制造单元由1～3台数控机床和/或加工中心，工件自动输送及更换系统，刀具存储、输送及更换系统，设备控制器和单元控制器等组成。

（4）柔性制造系统FMS FMS是在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化，其基本组成部分有：自动化加工设备，工件储运系统，刀具储运系统，多层计算机控制系统等。

（5）柔性制造线FML 制造柔性线由自动化加工设备、工件输送系统和控制系统等组成。

（6）柔性装配线柔性装配线FAL由装配站、物料输送装置和控制系统等组成。

2.简述工业机器人的结构特点。

结构：主构架(手臂)、手腕、驱动系统、测量系统、控制器及传感器等组成。

特点：计算机控制的，可重复编程，能完成任意定位的复杂运动。3.简述刀具准备与储运系统的组成。

3.刀具准备与储运系统有下列部分组成：

刀具组装台、刀具预调仪、中央刀库、机床刀库、刀具进出站输送装置和刀具交换机构、刀具计算机管理系统等组成。

第四次作业

一、多选题：

1.对于多品种、中小批量加工的柔性自动化制造系统，加工零件的选择通常有哪两种？（A D）

A：人工选择 D：计算机自动选择

2.自动化制造系统中，设备选择的基本原则有哪些？（A B C D)

A：质量 B：效率 C：柔性 D：成本

3.影响零件族确定的主要因数有哪些？（A B C D )

A：零件类型 B：零件尺寸大小 C：加工精度 D：材料硬度

4.在自动化制造系统中，投资一个项目进行经济可行性分析主要包括：（A B C D ）

A：产品市场分析 B：项目投资分析 C：运行及维持费用分析 D：投资效益分析

5.自动化制造系统的成组设备较多，在总体平面布局时，最主要应考虑哪些方面？（A B C）

A：实现和满足生产过程的要求 B：较高的生产效率和合理的设备利用率 C：合适的柔性

第五次作业

一、多选题：

1.在自动化制造系统中，选择加工设备时要考虑那些要求？（A B C D ）

A：工序集中 B：质量 C：生产率 D：柔性

2.自动导向小车广泛用于自动化制造系统中，它具有哪些优点？（A B C D）

A：较高的柔性 B：实时监视和控制 C：安全可靠 D：维护方便

3.自动化制造系统中，常见的调度规则有哪些？（ A B D ）

A：处理时间最短 B：处理时间最长 D：交付期最早

4.刀具计划管理包括哪些内容？（ A B C D ）

A：刀具需求计划 B：刀具采购计划 C：刀具准备计划 D：刀具下线计划

5.数控刀具的基本属性有哪些？（ A B D ）

A：几何参数 B：刀具寿命 D：刀具材料

第六次作业

一、论述题：

1.简述系统可靠性设计的主要内容。

1、分析系统的功能和性能是否满足用户的要求。

2、分析系统可靠性的目标、指标和可现实性。

3、分析工作环境对系统可靠性的要求和影响。

4、分析是否考虑了系统的安全性要求。

5、分析对系统各组成部分的可靠性要求。

6、分析系统对安装工艺和系统调试的可靠性要求。

7、分析系统试运行与可靠性的关系。

8、分析系统可靠性的薄弱环节和改进措施。

9、对系统进行可靠性建模、预计和分配。

2.简述系统可靠性设计和分析的流程。

1.确定系统的可靠性目标

2、收集可靠性基础数据

3、建立系统的可靠性模型

4、组成单元的可靠度计算

5、可靠性分配

6、可靠性预计

7、优化系统结构

分析

通过设计实现产品可靠性指标的方法。产品的可靠性是通过设计、生产和管理而实现的，而首先是产品的设计。它决定着产品的固有可靠性。电子产品可靠性设计技术包括许多内容，主要有可靠性分配、可靠性预测、冗余技术、漂移设计、故障树分析和故障模式、效应和致命度分析、元件器件的优选和筛选、应力-强度分析、降负荷使用、热设计、潜在通路分析、电磁兼容和设计评审等。

可靠性分配可靠性预测冗余技术漂移设计故障树分析故障模式、效应、致命度分析元件、器件的可靠性应力-强度分析热设计潜在通路分析设计评审

5

二、名词解释题：

1.可靠性：产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。

2.可靠度：可靠度是产品在规定的条件下和规定时间内完成规定功能的概率。记为R，它是时间t的函数，故也记为R (t)，称为可靠度函数。

3.故障树分析：是一种用于进行可靠性分析的工具，故障树用各种逻辑符号代表所发生的事件，用树状结构描述事件间的逻辑因果关系。

4.故障模式：是一种分析方法和工具，利用它对可能发生故障的自动化制造系统进行分析，其任务是找出系统可能发生何种故障模式，鉴别或推断其故障机理，研究该故障模式对系统可能产生什么影响，以及分析这些影响的危害程度（即影响和后果分析）。

5.可靠性分配：在产品或系统设计的初期，需要根据用户需求和技术的发展现状确定系统的整体可靠性，整体可靠性表示了系统在其服役周期中的质量稳定程度，一般可用MTBF表示。

第七次作业

一、判断题：

1.计算机仿真技术可以完全替代实物实验。（错）

2.在计算机上实现系统活动是完全按照真实世界的实时过程进行的。（错）

3.计算机仿真可以缩短实验时间，并不拘于时空限制。（对）

4.离散事件系统是指其活动和状态变化仅在离散时间点上发生的一类系统。（对）

5.在仿真建模过程中，地球仪、原子核模型、人体模型等都属于实物模型。（对）

第八次作业

一、论述题：

1.简述自动化制造系统风险的来源有那些？

1）技术风险

2）组织风险

3）市场风险

4）外部环境风险

5）财务风险

2.简述自动化制造系统的投资评价特点有那些？

1、具有战略决策和战术决策双重性质

2、投资评价是个综合决策过程

3、定量分析与定性分析相结合

4、评价的规模与项目的规模和企业的规模相结合

5、必须进行风险分析

二、名词解释题：

1.单利：是指本金在一定时间内取得的报酬，利息的计算是按最初的本金来进行的。

2.复利：是指按本金计算的每期利息在期末加入本金，并在以后各期内再计利息，也就是利上加利的计算方法。

3.资金等值：是指在考虑时间因素的情况下，不同时间点发生的绝对值不等的资金可能具有相等的价值。

4.投资收益率：是项目在正常生产年份的净收益与原始投资额的比值。根据不同的分析目的，净收益可以是利润、利润税金总额，或年净现金流量。

第九次作业

一、名词解释题：

1.计算机集成制造系统CIMS：是以系统工程理论为指导，强调信息集成和适度自动化，以过程重组和机构精简为手段，在企业信息系统的支持下，将制造企业的全部要素（人、技术、经营管理）和全部经营活动集成为一个有机的整体，实现以人为中心的柔性化生产，使企业在新产品开发、产品质量、产品成本、相关服务、交货期和环境保护等方面均取得整体最佳的效果。

2.精益生产LP：是贯彻以人为中心的思想，通过系统结构、人员组织、运行方式、产品结构和市场供求等方面的变革，精简生产过程中一切无用、多余的东西，使生产系统能很快适应用户需求的不断变化，并能最终达到包括市场供销在内的生产的各方面最好的结果。

3.敏捷制造AM：是制造企业能够把握市场机遇，及时动态地重组生产系统，在最短的时间内（与其它企业相比）向市场推出有利可图的、用户认可的、高质量的产品。

4.智能制造系统IMS：是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它将人工智能技术融合进制造系统的各个环节中，通过模拟人类专家的智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等，取代或延伸制造环境中应由人类专家来完成的那部分活动，使系统具有智能特征。

5.网络化制造：是企业实现制造资源优化配置与合理利用的主要途径。网络化制造模式致力于将分散的制造资源有效集成，形成核心优势，降低成本，提高企业的效率和效益。