智能生產(chǎn)系統(tǒng)的核心或基礎(chǔ)是制造自動(dòng)化系統(tǒng)(Manufacturing Automation System，MAS)，根據(jù)產(chǎn)品工程技術(shù)信息、車(chē)間層加工指令，結(jié)合車(chē)間物流和刀具管理系統(tǒng)，完成對(duì)零件毛坯加工的作業(yè)調(diào)度及制造，使產(chǎn)品制造活動(dòng)得以?xún)?yōu)化，具有周期短、成本低、柔性高的特點(diǎn)。

智能生產(chǎn)系統(tǒng)的組成

智能生產(chǎn)系統(tǒng)是工廠信息流和物料流的結(jié)合點(diǎn)。在現(xiàn)代企業(yè)中，智能生產(chǎn)系統(tǒng)由不同的生產(chǎn)車(chē)間組成，車(chē)間是智能生產(chǎn)系統(tǒng)的核心。智能生產(chǎn)系統(tǒng)由完成產(chǎn)品制造加工的設(shè)備、裝置、工具、人員、相應(yīng)信息、數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的體系結(jié)構(gòu)和組織管理模式等組成，具體包括車(chē)間控制系統(tǒng)、加工系統(tǒng)、物料運(yùn)輸與存儲(chǔ)系統(tǒng)、刀具準(zhǔn)備與儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)等。

智能生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1、車(chē)間控制系統(tǒng)

車(chē)間控制系統(tǒng)由車(chē)間控制器、單元控制器、工作站控制和自動(dòng)化設(shè)備本身的控制器以及車(chē)間生產(chǎn)、管理人員組成。

根據(jù)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所的自動(dòng)化制造研究實(shí)驗(yàn)基地(Automated Manufacturing Facturing Research Facility,AMRF)提出的五層遞階控制結(jié)構(gòu)參考模型，將車(chē)間控制系統(tǒng)分為車(chē)間層、單元層、工作站層和設(shè)備層。

車(chē)間層是車(chē)間控制系統(tǒng)的高級(jí)，主要任務(wù)是根據(jù)工廠下達(dá)的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行車(chē)間作業(yè)分解和作業(yè)調(diào)度，并反饋車(chē)間有關(guān)的生產(chǎn)信息。車(chē)間控制器是車(chē)間層控制系統(tǒng)與外界交換信息的核心與樞紐，具有三大功能：

計(jì)劃：根據(jù)MIS下達(dá)的主生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和EDS(工程設(shè)計(jì)系統(tǒng))提供的生產(chǎn)工藝信息制訂車(chē)間某時(shí)期內(nèi)的生產(chǎn)計(jì)劃。

調(diào)度：根據(jù)各生產(chǎn)單元的計(jì)劃完成情況對(duì)單元之間的生產(chǎn)任務(wù)和資源分配做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證車(chē)命任務(wù)按期完成。

監(jiān)控：監(jiān)視各單元在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種異常現(xiàn)象，并將異常信息及時(shí)反饋給調(diào)度模塊，供其決策。

單元層同時(shí)兼有計(jì)劃和調(diào)度的功能，其控制周期從幾小時(shí)到幾周，完成任務(wù)的實(shí)的分解、調(diào)度、資源需求分析，向工作站分配任務(wù)及監(jiān)控任務(wù)的執(zhí)行情況，并向車(chē)間控制器報(bào)告作業(yè)完成情況和單元狀態(tài)。單元控制器在向單元內(nèi)的各加工設(shè)備分配任務(wù)時(shí)，必爾考慮各設(shè)備的加工能力和加工任務(wù)的均衡分配。單元控制器遇到無(wú)法解決的故障時(shí)，則向上一級(jí)的車(chē)間控制器實(shí)時(shí)反饋信息，進(jìn)行單元間的任務(wù)調(diào)整。

工作站層負(fù)責(zé)指揮和協(xié)調(diào)車(chē)間中某個(gè)設(shè)備小組的活動(dòng)，如加工工作站、毛坯工作站刀具工作站、夾具工作站、測(cè)量工作站和物料存儲(chǔ)工作站等。其控制周期可以從幾分鐘到幾小時(shí)，其主要功能是根據(jù)單元控制器下達(dá)的命令完成各種加工準(zhǔn)備、物料和刀具好送、加工過(guò)程監(jiān)控和協(xié)調(diào)、加工檢驗(yàn)等工作。

設(shè)備層包括機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)等設(shè)備的控制器�？刂浦芷谝话銖膸缀撩氲綆追昼姡�是車(chē)間控制系統(tǒng)中實(shí)時(shí)性要求高的一級(jí)。設(shè)備控制器的功能是將工作站控制器命令轉(zhuǎn)換成可操作的、有順序的簡(jiǎn)單任務(wù)運(yùn)行各種設(shè)備，完成工作站層指定的各類(lèi)加工、測(cè)量任務(wù)，并通過(guò)各種傳感器監(jiān)控這些任務(wù)的執(zhí)行信息。

2、加工系統(tǒng)

加工系統(tǒng)是MAS的硬件核心。常見(jiàn)的加工系統(tǒng)類(lèi)型有：剛性自動(dòng)線、柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、柔性制造線(FML)和柔性裝配線(FAL)等。

剛性自動(dòng)線一般由剛性自動(dòng)化加工設(shè)備、工件輸送裝置、切削輸送裝置和控制系統(tǒng)等組成。加工設(shè)備有組合機(jī)床和專(zhuān)業(yè)機(jī)床，它們針對(duì)某一種或某一組零件的加工工藝而設(shè)計(jì)、制造，可以采用多面、多軸、多刀，對(duì)固定一種或少數(shù)幾種相似的零件同時(shí)加工，所以自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率均很高。應(yīng)用傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造工藝方法，采用剛性自動(dòng)線可以進(jìn)行大批量生產(chǎn)。但是，其剛性結(jié)構(gòu)導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品種的改變十分困難，無(wú)法快速響應(yīng)多變的市場(chǎng)需求。

柔性制造單元(FMC)由1~3臺(tái)數(shù)控機(jī)床或加工中心、工件自動(dòng)輸送及更換系統(tǒng)、刀具存儲(chǔ)、輸送及更換系統(tǒng)、設(shè)備控制器和單元控制器等組成。單元內(nèi)的機(jī)床在工藝能力上通常是相互補(bǔ)充的，可混合加工不同的零件。FMC具有獨(dú)立自動(dòng)加工的功能，可實(shí)現(xiàn)某些零件的多品種和小批量的加工。FMC具有單元層和設(shè)備層兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制，對(duì)外具有接口，可以組成柔性制造系統(tǒng)。

柔性制造系統(tǒng)(FMS)是在加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動(dòng)化，其基本組成有：自動(dòng)化加工設(shè)備(如數(shù)控機(jī)床、加工中心、車(chē)削中心、柔性制造單元等)、工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、刀具儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、多層計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等。

此外，FMS的組成還可以擴(kuò)展為：自動(dòng)清洗工作站、自動(dòng)去毛刺設(shè)備、自動(dòng)測(cè)量設(shè)備、集中切削運(yùn)輸系統(tǒng)、集中冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)等。FMS能夠根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，具有柔性高、工藝互補(bǔ)性強(qiáng)、可混合加工不同的零件、系統(tǒng)易于局部調(diào)整和維護(hù)等特點(diǎn)，適合于多品種、中小批量零件的生產(chǎn)。

柔性制造線(FML)由自動(dòng)化加工設(shè)備(如數(shù)控機(jī)床、可換主軸箱機(jī)床等)、工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。FML同時(shí)具有剛性自動(dòng)線和FMS的某些特征。在柔性上接近FMS，在生產(chǎn)率方面則接近剛性自動(dòng)線。

柔性裝配線(FAL)通常由裝配站、物料輸送裝置和控制系統(tǒng)等組成。裝配站可以是可編程的裝配機(jī)器人、不可編程的自動(dòng)裝配裝置和人工裝配工位。物料輸送裝置由傳送帶和換向機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)裝配工藝流程，FAL將不同的零件或已裝配好的半成品輸送到相應(yīng)的裝配站。