柔性制造系统(FMS)
柔性制造系统
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柔性制造系统
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定义和组成
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目录
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特点和优势
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组成部分
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应用和发展趋势
柔性制造系统
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柔性制造系统(Flexible Manufacturing System，FMS)是现代制造 业的重要组成部分，其特点在于灵活性和自动化
FMS能够根据市场需求快速调整生产模式，以适应产品种类的变化 和批量的变化
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应用和发展趋势
应用和发展趋势
柔性制造系统广泛应用于汽车、 航空航天、电子等制造业领域
ONE
未来的柔性制造系统将更加智能 化和自动化，同时也会更加环保
和可持续
THREE
TWO FOUR
随着技术的不断进步和市场需求 的不断变化，柔性制造系统也在 不断发展和改进
例如，通过使用人工智能和机器 学习技术，可以实现更加智能化 的生产过程控制和管理；通过使 用清洁能源和环保材料，可以实 现更加环保的生产过程；通过使 用可再生资源和循环利用技术， 可以实现更加可持续的生产模式
以下是关于柔性制造系统的详细介绍
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定义和组成
定义和组成
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特点和优势
灵活性
柔性制造系统的最大 特点在于其灵活性。 这种系统可以适应不 同的产品需求和生产 环境，而且可以快速 地进行调整和改变。 由于其高度的灵活性 ，FMS已经成为多品 种、小批量生产环境 下的理想选择
特点和优势ຫໍສະໝຸດ 自动化特点和优势组成部分
中央控制系统
中央控制系统是柔性制造系统的核心。它负 责协调和控制所有组成部分的工作。中央控 制系统通常由计算机和软件组成，可以通过 网络进行远程监控和控制。通过使用中央控 制系统，可以实现对整个生产过程的实时监 控和管理。这有助于提高生产效率和质量， 同时也可以及时发现和解决生产过程中的问 题
柔性制造技术FMS
主要内容：
• 柔性制造技术概述 • 柔性制造技术的加工系统 • FMS的物料运储系统 • FMS刀具管理系统 • FMS的控制系统
2022/2/28
现代制造技术
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第1节 柔性制造技术概述
1. 柔性制造技术与柔性制造系统
柔性制造技术（FMT——Flexible Manufacturing Technology） 是集数控技术、计算机技术、机器人技术、现代管理技术为一体的 现代制造技术，主要用于多品种小批量或变批量生产。
柔性制造系统 （FMS）是数控机床或设备自动化的延伸，FMS 的一般定义可以用以下三方面来概括；FMS是一个计算机控制的生 产系统；系统采用半独立的NC机床；这些机床通过物料输送系统联 成一体。其中，数控机床提供灵活的加工工艺，物料输送系统将数 控机床互相联系起来，计算机则不断对设备的动作进行监控、检测， 同时提供控制指令并进行工程记录，还可通过仿真来预示系统各部 件的行为。
加工中心,数控组合机床和托盘交换器等构成；用于加工回转 体类工件的FMS由数控车床,车削中心,数控组合机床和上下料 机械手或机器人及棒料输送装置等构成。
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现代制造技术
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（2）机床配置形式: 1) 互替式（并联）
2) 互补式（串联）
当所选定零件组的全部工序可以被一 种机床独立完成时，FMS可以只配置数 量足够的相同型号机床，这些机床之 间是可以相互代替的。
3) 混合式（并串联）
当所选定零件组的全部工序不能被 一种机床独立完成时,FMS需要配置 几种不同型号的机床,各自完成特定 的工作,这些机床之间是互相补充的, 不能相互替代。
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现代制造技术
柔性制造系统
柔性制造系统柔性制造系统(FMS一一Flexible Manufact uring Syst em)是一个由计算机集中控制和管理的制造系统,具有多个半独立的工位和一个物料储存运输系统的体系,能自主地高效率地同时完成多品种中小批量零件的生产任务。
由上述定义,一般应包括以下要素: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5.柔性制造系统的辅助系统FMS的辅助系统包括清洗工作站、切削液自动排放和集中回收处理及集中供液、气等设施组成。
2024年柔性制造系统(FMS)项目深度研究分析报告
柔性制造系统(FMS)项目深度研究分析报告目录前言 (4)一、土建工程方案 (4)(一)、建筑工程设计原则 (4)(二)、柔性制造系统(FMS)项目总平面设计要求 (5)(三)、土建工程设计年限及安全等级 (6)(四)、建筑工程设计总体要求 (7)(五)、土建工程建设指标 (9)二、柔性制造系统(FMS)项目建设背景及必要性分析 (10)(一)、行业背景分析 (10)(二)、产业发展分析 (11)三、技术方案 (12)(一)、企业技术研发分析 (12)(二)、柔性制造系统(FMS)项目技术工艺分析 (14)(三)、柔性制造系统(FMS)项目技术流程 (15)(四)、设备选型方案 (17)四、柔性制造系统(FMS)项目概论 (19)(一)、柔性制造系统(FMS)项目承办单位基本情况 (19)(二)、柔性制造系统(FMS)项目概况 (19)(三)、柔性制造系统(FMS)项目评价 (20)(四)、主要经济指标 (20)五、柔性制造系统(FMS)项目选址说明 (21)(一)、柔性制造系统(FMS)项目选址原则 (21)(二)、柔性制造系统(FMS)项目选址 (22)(三)、建设条件分析 (23)(四)、用地控制指标 (25)(五)、地总体要求 (26)(六)、节约用地措施 (27)(七)、总图布置方案 (29)(八)、选址综合评价 (31)六、社会责任与可持续发展 (32)(一)、企业社会责任理念 (32)(二)、社会责任柔性制造系统(FMS)项目与计划 (33)(三)、可持续发展战略 (33)(四)、节能减排与环保措施 (34)(五)、社会公益与慈善活动 (34)七、风险评估 (35)(一)、柔性制造系统(FMS)项目风险分析 (35)(二)、柔性制造系统(FMS)项目风险对策 (36)八、实施计划 (37)(一)、建设周期 (37)(二)、建设进度 (37)(三)、进度安排注意事项 (37)(四)、人力资源配置和员工培训 (38)(五)、柔性制造系统(FMS)项目实施保障 (38)九、环境影响评估 (39)(一)、环境影响评估目的 (39)(二)、环境影响评估法律法规依据 (39)(三)、柔性制造系统(FMS)项目对环境的主要影响 (39)(四)、环境保护措施 (40)(五)、环境监测与管理计划 (40)(六)、环境影响评估报告编制要求 (41)十、制度建设与员工手册 (41)(一)、公司制度建设 (41)(二)、员工手册编制 (43)(三)、制度宣导与培训 (44)(四)、制度执行与监督 (46)(五)、制度优化与更新 (47)十一、供应链管理 (48)(一)、供应链战略规划 (48)(二)、供应商选择与评估 (50)(三)、物流与库存管理 (51)(四)、供应链风险管理 (53)(五)、供应链协同与信息共享 (54)十二、柔性制造系统(FMS)项目管理与团队协作 (55)(一)、柔性制造系统(FMS)项目管理方法论 (55)(二)、柔性制造系统(FMS)项目计划与进度管理 (56)(三)、团队组建与角色分工 (57)(四)、沟通与协作机制 (57)(五)、柔性制造系统(FMS)项目风险管理与应对 (58)十三、公司治理与法律合规 (58)(一)、公司治理结构 (58)(二)、董事会运作与决策 (60)(三)、内部控制与审计 (61)(四)、法律法规合规体系 (62)(五)、企业社会责任与道德经营 (64)十四、招聘与人才发展 (66)(一)、人才需求分析 (66)(二)、招聘计划与流程 (67)(三)、员工培训与发展 (68)(四)、绩效考核与激励 (69)(五)、人才流动与留存 (70)前言本项目投资分析及可行性报告是为了规范柔性制造系统(FMS)项目的实施步骤和计划而编写的。
柔性制造系统FMS
柔性制造系统FMS70年代末80年代初,随着计算机辅助治理、物料自动搬运、刀具治理和计算机网络、数据库的进展以及CAD/CAM技术、成组技术(GT)、工业机器人等技术的成熟,更加系统化、规模化的柔性制造系统(FMS)就出现了。
所谓FMS,是一组数控机床和其他自动化的工艺设备,由计算机信息操纵系统和物料自动储运系统有机结合的整体,能适合加工对象变换的自动化机械制造系统(FlexibleManufacturingSystem)。
下面就柔性制造系统的组成、分类、优势及进展趋势实行阐述。
一、柔性制造系统(FMS)的组成1.加工系统柔性制造系统采纳的设备由待加工工件的类别决定,主要有加工中心、车削中心或计算机数控(CNC)车、铣、磨及齿轮加工机床等,用以自动地完成多种工序的加工。
2.物料系统物料系统用以实现工件及工装夹具的自动供给和装卸,以及完成工序间的自动传送、调运和存贮工作,包括各种传送带、自动导引小车、工业机器人及专用起吊运送机等。
3.计算机操纵系统计算机操纵系统用以处理柔性制造系统的各种信息,输出操纵CNC机床和物料系统等自动操作所需的信息。
通常采纳三级(设备级、工作站级、单元级)分布式计算机操纵系统,其中单元级操纵系统(单元操纵器)是柔性制造系统的核心。
4.系统软件系统软件用以确保柔性制造系统有效地适合中小批量多品种生产的治理、操纵及优化工作,包括设计规划软件、生产过程分析软件、生产过程调度软件、系统治理和监控软件。
二、柔性制造系统的分类1.柔性制造单元(FMC)FMC由单台带多托盘系统的加工中心或3台以下的CNC机床组成,具有适合加工多品种产品的灵活性。
FMC的柔性最高。
2.柔性制造线(FML)柔性制造线FML是处于非柔性自动线和FMS之间的生产线,对物料系统的柔性要求低于FMS,但生产效率更高。
3.柔性制造系统(FMS)FMS通常包括3台以上的CNC机床(或加工中心),由集中的操纵系统及物料系统连接起来,可在不停机情况下实现多品种、中小批量的加工治理。
柔性制造系统
柔性制造系统随着机电一体化技术的发展，传统的机械技术与新兴的微电子技术相结合，出现了很多现代化的加工设备和手段，特别是数控机床和加工中心的迅速普及和多功能化，为改变中小批量生产的落后状况提供了可能。
柔性制造系统(FMS)便是在这样的背景下产生和发展起来的。
所谓柔性制造系统是利用计算机控制系统和物料输送系统，把若干台设备联系起来，形成没有固定加工顺序和节拍的自动化制造系统。
它在加工完一定批量的某种工件后，能在不停机调整的情况下，自动地向另一种工件转换。
它的主要特点是包括以下几方面。
(1)高柔性。
能在不停机调整的情况下，实现多种不同工艺要求的零件加工。
(2)高效率。
能采用合理的切削用量实现高效加工，同时使辅助时间和准备终结时间减小到最低程度。
(3)高度自动化。
自动更换工件、刀具、夹具，实现自动装夹和输送，自动监测加工过程，有很强的系统软件功能。
柔性制造系统的组成柔性制造系统由加工系统、物流系统、信息流系统三部分组成。
1.加工系统加工系统的功能是以任意顺序自动加工各种工件，并能自动地更换工件和刀具。
通常由若干台加工零件的CNC机床或CNC板材加工设备以及操纵这种机床要使用的刀具所构成。
在加工较复杂零件的FMS加工系统中，由于机床上机载刀库能提供的刀具数目有限，除尽可能使产品设计标准化，以便使用通用刀具和减少专用刀具的数量外，必要时还需要在加工系统中设置机外自动刀库以补充机载刀库容量的不足。
2.物流系统FMS中的物流系统与传统的自动线或流水线有很大的差别，整个工件输送系统的工作状态是可以进行随机调度的，而且都设置有储料库以调节各工位上加工时间的差异。
物流系统包含工件的输送和储存两个方面。
工件输送包括工件从系统外部送入系统和工件在系统内部的传送两部分，目前，大多数工件送入系统和夹具上装夹工件仍由人工操作，系统中设置装卸工位，较重的工件可用各种起重设备或机器人搬运。
工件输送系统按所用运输工具可分成为自动输送车、轨道传送系统、带式传送系统和机器人传送系统四类。
柔性制造系统(FMS)
柔性制造系统由三个基本部分，如图所示，各部分的组成作用简 述如下：
FMS的构成
1．加工子系统
根据工件的工艺要求，加工子系统差别很大。如图1-11是一个FMS组成 实例。加工子系统由数控车床（单元1）、数控端面外圆磨床（单元2）、 数控车床（单元3）、立式加工中心（单元4）、卧式加工中心（单元5） 组成，五个加工单元配有四台工业机器人，单元2还配有中心孔清洗机。 该系统可以加工伺服电机的轴类、法兰盘类、支架体类、壳体类共14种 零件。
(8) 生产柔性 系统适应生产对象变换的范围和综合能力。其衡量指标是前述7项柔性 的总和。 FMS正是将“柔性”和“自动”两者相乘，以其实现下述的倍增效果: 适应市场需求，以利于多品种、中小批量生产;提高机床利用率，缩减辅 助时间，以利于降低生产成本;缩短生产周期，减少库存量，以利于提高 市场响应能力;提高自动化水平，以利于提高产品质量、降低劳动强度、 改善生产环境。FMS是有一个由计算机集成管理和控制的、用于高效率 地制造中小批量多品种零部件的自动化制造系统。它具有:多个标准的制 造单元，具有自动上下料功能的数控机床;一套物料存储运输系统，可以 在机床的装夹工位之间运送工件和刀具。FMS是一套可编程的制造系统， 含有自动物料输送设备，能在计算机的支持下实现信息集成和物流集成， 它可同时加工具有相似形体特征和加工工艺的多种零件;能自动更换刀具 和工件;能方便地上网，容易与其它系统集成;能进行动态调度，局部故障 时，可动态重组物流路径。目前FMS规模趋于小型化、低成本，演变成 柔性制造单元FMC，它可能只有一台加工中心，但具有独立自动加工能 力。有的FMC具有自动传送和监控管理的功能，有的FMC还可以实现24 小时无人运转。用于装备的FMS称为柔性装备系统。
如果想要获得其他品种的产品，则必须对其结构进行大调整，重新配置 系统内各要素，其工作量和经费投入与构造一个新的生产线往往不相上 下。刚性的大批量制造自动化生产线只适合生产少数几个品种的产品， 难以应付多品种中小批量的生产。
柔性制造系统FMS方案
柔性制造系统（FMS）方案一、建设目标采用工业标准的主流设备和器件，以真实工程零件为加工对象，构建一个企业型的高精度、高可靠性与高安全性的柔性制造生产、教学平台。
二、功能要求1.加工对象：以工程零件为加工对象，在该系统下能实现转向螺母的全自动加工，加工的零件符合图纸的各项精度指标要求。
同时，该系统还能完成同类型5-6个真实零件的加工。
2.操作模式：具有“联机/单机”两种操作模式，可单机训练也可整体控制。
即系统中的每个加工执行单元（物流传输线、机器人、立体仓储、检测设备等）既能独立完成加工，利于学生的参与；又能联机自动加工，生产出合格的零件。
3.软硬件接口：系统具备开放兼容的软硬件接口，在每个控制电控柜单元都留有扩展接口，以便系统有条件通过外接其它品牌的PLC 或单片机对系统进行控制与通讯。
整套系统从软、硬件到结构都具有很强的开放性，便于扩展更多模块或外接外部工业设备。
4.管理模式：采用数字化系统管理模式，每一台设备均采用网络型式对外联接，由服务器统一管理生产过程当中的各种数字联接任务，具有现代化柔性制造加工系统的特征，可进行小批量多品种柔性加工、无人值守加工。
5.硬件性能：核心元器件均采用进口知名品牌，如机器人、可编程控制器、变频器、视觉系统、传感器、气动原件、伺服电机、继电器、人机界面、滚珠丝杠、直线导轨等，以确保设备的高精度、可靠性与安全性。
系统可以最终实现从综合控制监控中心、加工装配自动线、检测分拣系统、到最终的整套物流循环系统功能。
可将大型现代化制造自动化现场的技术应用与工程项目完整涵盖。
、加工零件及技术要求图1零件图1耳-14¥1——貝曙闵星于埋盏話秦黑空畫益扯二弓X S 晞盂囂釁s i i s m s p l -薪器•雷+器書“ 匸至E:劈期5&沪「二70」徒叭眇他嘰*皆強堂工n*+5H三1—X L -L .1-sj ri.H 啊*"•甘・>1I ；群i 更“6fifjl*010毎*ltllKit.钻孔、攻丝铁平而k端而，内孔外圆及外圆 槽图3加工部位示意图零件外径尺寸基本在①50-①200之间，长度在80-200之间，材料为20CrMnTi。
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（四）布置作业
学生分组讨论，在老师做补充说明的基础上由学生代表归纳、总结
学生归纳（教师补充）
学生分组讨论，在老师做补充说明的基础上由。
10分
20分
15分
10分
2分
四．柔性制造系统（FMS：Flexible Manufacture System）
FMS是由两台以上CNC机床组成并配备有自动化物料贮运子系统的制造系统，它是适用于中小批量、较多品种加工的高柔性、高智能的制造系统。
8.1.2FMS的定义
柔性制造系统是由数控加工设备、物流贮运装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统，它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。
（二）、自主、合作、探究（讲授新课）
8.1.1FMS的形成与发展
对于大批量、少品种的生产情况，一般采用自动流水线制造设备，包括物流设备和相对固定的加工工艺，这称为刚性自动化（Fixed Automation）方式。其优点是生产效率很高，缺点是设备固定，产品更新对自动流水线改动大等。追求高生产率，是选择自动流水线最主要的依据。因此，一种灵活、适应强的FMS方式应运而生。
FMS经历了一个由简到繁的发展过程，主要结构和组成有计算机数控系统（CNCS）、柔性制造单元（FMC）、柔性制造生产线（FML）和柔性制造系统（FMS）。
一．计算机数控系统（CNCS：Computerized Numerical Control System）
二．柔性制造单元（FMC：Flexible Manufacturing Cell）
三．FMS的作用
FMS是一个计算机化的自动化制造系统，能以最少的人工干预加工任一范围的零件族工件。FMS的加工系统包括铣削加工中心、车削加工中心、主轴箱更换式机床等设备。加工系统中所需设备的类型、数量、尺寸等均由被加工零件的类型、尺寸范围和批量大小来决定。目前主要有两类零件在FMS中加工，即棱柱体零件（包括箱体形、平板形等）和回转体类零件。因此，加工系统的结构既取决于被加工零件的类型、形状、尺寸、精度要求，也取决于批量大小及FMS的自动化程度。FMS既可由铣削加工中心（MC）或车削加工中心（TC）等同一类型的设备组成，也可由数控机床、其他专用设备、加工中心等多类型的设备组成。加工系统担任把原材料转化为最终产品的任务，是FMS的基石。
参考资料
《数控机床》、《数控机床结构、原理与应用》
课后体会
教与学互动设计
教师活动内容
学生活动内容
时间
（一）、创设情境、激趣导入（导入新课）
随着科学技术的发展，计算机的出现给机械制造业的刚性自动线产生了冲击。所谓刚性自动线，即指物流设备和加工工艺是相对固定的，它只能加工一个零件，或者加工几个相互类似的零件。特别是计算机数控（CNC）、计算机直接控制（又称群控，即DNC）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、成组技术（GT）、计算机辅助工艺规程（CAPP）、工业机器人（ROBOT）等新技术的出现，迫使我们将刚性自动线与新技术相结合形成适应现代制造需求的“柔性制造系统”（Flexible Manufacturing System，简称为FMS）。
教学重点
难点
重点
FMS的组成原理以及分类特点，熟悉其实际应用中的作用。
难点
FMS的组成原理以及分类特点，熟悉其实际应用中的作用。
学法引导
1、讲授法（重点讲解，加深理解）2、引导、点拨法（展开联想，拓展思路）3、讨论法（积极参与，总结规律）4、提问法（逐步引导，逐渐深入）
教学内容
更新、补
充、删节
补充：
2．缩短生产周期：这是由于计算机能进行生产计划、调度和机床监控，提高了生产率。
3．减少直接劳动工人数：在FMS中，加工、换刀、装夹、测量和物料搬运，全部由计算机自动控制，工人只需负责观察运行情况。
4．减少在制品库存量：FMS采用的是流水线加工原理，因此在制品的中间存储缓冲站可减到最小。
5．减少刀具和夹具：在FMS生产的零件品种较多，所用的是通用刀具和夹具。
6．柔性高：FMS通过编程能运用于多品种、中小批量生产，柔性好，性能价格比高。
7．自动化程度高：在计算机直接控制下实现产品的自动化制造，大大提高了加工精度和生产效率，同时提高了设备的利用率，使生产过程可靠性提高。
8.3 FMS的组成、工作原理及作用
一．FMS的组成
二．FMS的工作原理
FMS的原理框图如图8-15所示。其工作过程可描述如下：柔性制造系统接到上一级控制系统的有关生产计划信息和技术信息后，由其信息系统进行数据信息的处理、分配，并按照所给的程序对物流系统进行控制。
教案
章节
课题
§7.2柔性制造系统（FMS）
课型
新授课
课时
2
教具学具
电教设施
投影、课件
教学目标
知识
教学点
1．熟悉FMS的产生与发展过程，掌握其应用背景。
2．掌握FMS的组成原理以及分类特点，熟悉其实际应用中的作用。
能力
培养点
1．明确FMS的产生与发展过程、实际应用中的作用。
德育
渗透点
1．培养学生对本课程的兴趣。2．引导学生关注社会，追求理想。
FMC由单台带有多托盘系统的加工中心或三台以下的CNC机床组成，它可以自动地加工一族工件，适用于小批量多品种加工。
三．柔性制造生产线（FML：Flexible Manufacturing Line）
柔性制造生产线（FML）又称为柔性自动线（FTL）或可变自动线，它与传统的刚性自动线的区别在于它能同时或依次加工少量不同的工件。
教师适时引导
引导学生了解、掌握有关知识
3分
20分
10分
教与学互动设计
教师活动内容
学生活动内容
时间
一．FMS的分类
1．配备互补机床的FMS
2．配备可互相替换机床的FMS
3．混合式的FMS
二．FMS的特点
1．机床连续24h运行：在两个日班，工人给设备提供毛坯并进行必要的维护，操作人员通过计算机进行调度和监控。在夜班，由计算机独立监控加工情况。