2023年4月19日发(作者：粥的英文)自动化制造系统
选择题10*2′ 判断10*2′ 简答题30′ 分析题20′ 计算题20′
1.基本概念
1） 制造：制造是人类按照市场需求，运用主管掌握的知识和技能，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：制造业是所有与制造有关的企业机构的总称。
3） 系统：系统是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素所构成的一个不可分割
的整体。
4） 制造系统：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。
5） 制造自动化：制造自动化就是在广义制造过程的所有环节采用自动化技术，实现制造全
过程的自动有哪些好词
化。
6） 制造规模：制造企业的产品品种和生产批量大小是各不相同的，我们称之为制造规模。
7） 柔性：指快速、低成本的以提供一种产品或服务转换为提供另一种产品或服务的能力
8） 柔性生产：通过系统的结构、人员组织、运行方式和市场营销等方面的改革，便使生产
系统能对市场需求变化做出快速的反应，同时消除冗余无用的损耗，力求企业获得更大
的效益。
2.自动化制造系统的定义？
定义1：广义的讲，自动化制造系统（AMS）是由一定范围的被加工对象、一定的制造柔性、
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。
定义2：适度的人工直接或间接的干预下，将原材料加工或零件组装成产品，在加工过程中
实现工艺过程和管理过程的自动化。
3.自动化制造系统的组成部分？
1)具有一定技术水平的决策能力的人
2）一定范围被加工对象
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
4.论述自动化制造系统(AM)S的意义与发展
意义：①提高生产率②缩短生产周期 ③提高产品质 有笑的成语
④提高经济效益
⑤降低劳动强度⑥有利于产品更新⑦提高劳动者素质⑧劳动相关技术的发
⑨体现了一个国家的科技水平
发展趋势：制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化、制造全球化、制造绿色化、
知识化和创新化。
评价六要素
①生产率、②经济性、③质量、④可持续发展、⑤制造性、⑥以及可靠性。
的评价内容及方法分别有那几类？
内容：①技术性能评价②综合效益评价③可能风险评价
方法：①定性分析②定量计算③计算机仿真
6.试述制造系统自动化的三个层次
① 工序自动化（自动化工序机）②工艺过程自动化（自动化生产线）
③生产过程自动化（自动化制造系统）
7.自动化制造系统的类型？
答:自动化制造系统分为：
1）刚性自动化设备及系统：
①刚性半自动化单机；②刚性自动化单机；③刚性自动线；④刚性综合自动化系统
2）柔性自动化设备及系统：
①数控机床（NC）； ②加工中心(MC)； ③混合成组制造单元；
④分布式数控系统（DNC）； ⑤柔性制造单元（FMC）； ⑥柔性制造线（FML）；
⑦柔性制造系统（FMS）； ⑧计算机集成制造系统（CIMS）
8.自动化制造系统功能建模的基本概念？
答：在进行复杂系统的规划和设计时，为了使设计人员、用户以及维修人员对系统的功能达
成一致的理解，必须采用通用性强、规则严格、没有歧义的工具对系统的功能进行描述，称
为系统的的功能建模。
9.自动化制造系统的组成？
1）自动化加工设备； 2）工件储运系统； 3）刀具准备与储运系统；
4）质量控制与运行监控系统； 5）辅助设备； 6）控制与通信系统
10.自动化加工设备？
1）组合机床 2）一般数控机床 3)车削中心 4）加工中心（MC）
11.自动导向小车（AGV）的原理及组成？
（1）原理：AGV的导引是指根据AGV导向传感器所得到的位置信息，按AGV的路径所提供
的目标值计算出AGV的实际控制命令值，即给出AGV的设定速度和转向角，这是AGV 控制
技术的关键。简而言之，AGV的导引控制就是AGV轨迹跟踪。
（2）组成：它主要由运输小车、地下电缆和控制器三部分组成。具体为：车架、蓄电池和
充电装置、驱动装置、导向装置、自动认址和精确停位系统，车上控制器、安全系统、通讯
单元和自动导向系统、信息传输和处理装置、移栽机构。
常用型式
（1）线导小车：利用电磁感应制导原理导向，即在行车路线下埋设环形感应电缆
（2）光导小车：光电制导原理。荧光线条，光敏传感器。
（3）遥控小车：无线电发送接收设备、
（4）其他型式：陀螺导引。云鹤千年
13.自动化立体仓库概述？
答：自动化立体仓库是一种先进的仓储设备，其目的是将物料存放在正确的位置，以便于随
时间制造系统供应物料。
14．自动化立体仓库的特点？
①利用计算机管理，物资库存帐目清楚，物料存放位置准确，对自动化制造系统物料需求响
应速度快；
② 与搬运设备（与自动导向小车、有轨小车、传送带）衔接，供给物料可靠及时;
③ 减少库存量，加速资金周转；
④ 充分利用空间，减少厂房面积；
⑤ 减少工件损伤和物料丢失；
⑥ 可存质检员工作内容
放的物料范围宽；
⑦ 减少管理人员，降低管理费用；
⑧耗资较大，适用于一定规模的生产。
15.自动化立体仓库的组成？
答：主要由库房、货架、堆垛起重机、外围输送设备、自动控制装置等组成。
16．刀具准备与储运系统的组成？
答：刀具准备与储运系统由刀具组装台、刀具预调仪、刀具进出站、中央刀库、机床刀库、
刀具输送装置和刀具交换机构、刀具计算机管理系统等组成。
17．试述自动制造系统（AMS）实施流程？
1）系统的可行性论证；2）系统分析及系统类型的选择；
3）总体设计；4)零件族的确定及工艺分析；
5）总体布局和设备配置设计；6）自动化制造系统的控制与管理。
18.总体设计的内容？
1）确定加工对象的类型及范围，这项工作常称为零件族选择。
2）对所确定的加工对象进行工艺分析，制定加工方案，包括工序划分、加工顺序确定、装
夹原则及方式选择、刀具种类及数量确定、工时定额计算等。
3）建立系统的功能模型和信息模型。
4）确定设备类型及配置，进行系统总体平面布局设计。
5）确定物流系统方案、控制系统方案、质量控制及监控方案、
6）计算机通信网络及数据库管理系统设计。
7）辅助装置的确定。
8）对系统配置及运行方案进行计算机仿真以确定最佳方案。
9）对系统进行可靠性分析。
10）对系统进行风险分析和经济效益评估等。
19.总体设计的步骤？
1）组织队伍，明确分工；
2）零件族选择，进行工艺分析、制定工艺方案，确定设备选型；
3）按功能划分设计模块，建立功能模型和信息模型；
4）制定技术指标，开展总体方案设计（初步设计）；
5）总体组讨论总体布局及各子系统设计方案；
6）系统仿真分析，进一步修改设计方案；
7）组织专家评审总体设计方案；
8）撰写设计文档，最终形成相关各文档。
20.试述AMS的设计特点和设计原则
特点：多目标、不确定性、相关性、多假定、多参数。归纳为，定量计算与定量分析相结合；
数学推到与专家意见相结合；规划设计与逐步实验相结合
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计原则：①机电互补原则（不仅仅只是机或电）
② 功能优化原则（保证用户最关心的功能，注重优化整合）
③ 自动省力原则（人机功能分配、利用人的智力，节省人的体力）
④效益最大原则（降低投资成本、运营成本，提高系统附加值，提高系统的社会效益）
⑤开放性原则（以一组标准、规范或约定来统一系统的接口、通讯与外部的连接，使系
统能容纳不同厂家制造的设备和软件产品，同时还能适应未来的技术发展。）
21.成组技术的概take的短语
念？
答：成组技术（GT）就是将企业生产的多种产品、部件和零件按照特定的相似性准则分类归
族，并在分类的基础上组织产品生产的各个环节，从而实现产品设计、制造工艺和生产管理
的合理化。成组技术是通过对零件之间客观存在的相似性进行标识，按相似性准则将
22.仿真的定义？
答：仿真就是通过对系统模型的实验（利用计算机对系统模型进行试验，即在计算机上使系
统模型按一定的规则由一个状态变换为另一个状态，并对这种动态行为进行描述和分析，以
达到研究实际系统的目的）去研究一个存在或设计中的系统。这里的系统是指由相互联系和
相互制约的各个部分组成的具有一定功能的整体。
23.仿真的实质
？
①仿真是一种对系统问题求数生活万花筒
值解的计算技术。尤其当系统无法通过建立数学模型求解时，
仿真技术亦能有效地予以处理；
②仿真是在计算机上模拟实际系统状态在时间序列中的动态写照。故仿真是一种“人造的”
实验手段。它可以比较真实地描述系统的运行、演变及其发展过程；
③仿真实验类似于物理实验，可以有效地研究系统，但代价却低得多（工程上常用之）；
④仿真实验与物理系统实验的差别在于：仿真实验不是依据实际系统自身及其存在的客观环
境，而是依据作为实际系统映象的系统模型以及相应的“人造”环境。
仿真结果的正确程度取决于仿真模型与输入数据能否正确地反映实际系统的客观情况。
24.仿真的类型?
答：（1）根据系统特性：连续系统仿真、离散事件系统仿真、混合系统仿真。
（2）根据仿真与实际系统配置的接近程度分：计算机仿真、物理仿真、半实物仿真。
（3）根据时钟的比例关系分：实时仿真（仿真时钟等于实际时钟）、亚实时仿真（仿真
时钟慢于实际时钟）、超实时仿真（仿真时钟快于实际时钟，模型仿真的速度快于
系统运行的技术。）
（4）根据使用的仿真计算机分：模拟计算机仿真、数字计算机仿真、数字模拟混合仿真。
25.仿真的过程？
答：（1）拟定问题和研究计划；（2）建立系统模型；（3）收集与整理数据；（4）转换模型；
（5）调试程序与验证模型；（6）设计实验；（7）仿真运行；（8）分析结果与做出决策；
（9）监理文档与实施决策。
26.系统仿真的意义
1） 可以替代许多难以开展或无法实现的实验；
2） 可以解决一般理论方法难以求解的大型系统问题；
3） 可以经济快速地比较不同方案以降低投资风险并节省研究开发费用；
4） 可以避免实际实验对生命和财产的危害；
5）可以缩短实验时间。
27.系统仿真的特点
①仿真模型是从实际系统中抽象出来的；
②计算机仿真给出的是由实验选出的较优解；
③计算机仿真结果的可信度与仿真模型、仿真方法和仿真实验输入数据有关。
28.系统仿真的作用
①检验系统的功能是否达到设计要求；
②对不同方案进行比较，以选择最优方案；
③规划实体的行为，确定合理的系统结构；
④掌握系统的运行规律，选择并优化系统参数；
⑤缩短系统的设计周期，降低设计成本。
29.离散事件系统相关概念
1）离散事件系统：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。
2）实体：构成系统的各种要素称为实体，有些实体在整个仿真过程中始终存在，这种实体
称为永久实体，例如系统中的设备、服务站等。有些实体只在一部分仿真过程中存在，有进
入或退出系统的情况，例如某一具体的零件，这种实体称为流动或临时实体。
3）属性：实体的特征称为属性。例如运输小车的速度就是运输小车的属性。
4）集合：一些实体以某种逻辑方式组成的群体称为集合。
5）事件：离散事件系统中的事件，实际上是改变系统状态的实体的瞬间行为。
6）事件点：出现事件的时间点（某一时刻）称为事件点。
7）活动：任何使系统发生某种变化的过程或行为，称为系统的活动。
8）忙期：实体在系统中进行活动的时间区段称为活动忙期。
30.系统的三要素？
实体：组成系统的元素。确定了系统的构成；
属性：也称为描述变量，描述每一实体的特征；
活动：定义了系统内部实体之间的相互作用，从而确定了系统内部发生的变化过程。
31.什么叫建模？
答：要实现仿真，首先得采用某种方法对真实系统进行抽象，得到系统模型，这一过程称为
建模。
32.模型的概念？
答：模型是对真实系统中那些有用的和令人感兴趣的特性的抽象化。
33.模型的特点？
答：1）它是客观事物的模仿或抽象。
2）它由与分析问题有关的因素构成。
3）它体现了有关因素之间的联系。
34.模型的形式分类？
答：（1）物理模型 （2）描述性模型 （3）数学模型 （4）图解式模型（5）仿真模型
35.模型的作用？
（1）从目的来说：
建立系统模型的目的：在于深入认识并掌握系统的运动规律。因此不仅要定性地了解系统，
还要定量地分析、综合系统，以便能更准确地解决工程、自然界和现代社会中的种种复杂问
题定量地分析、综合系统最有效的方法是建立系统的模型，并使用高效的数值计算工具和算
法对系统的模型进行解算。
（2）从实验来说：
系统是复杂性的；要弄清系统的性能，就需要对之进行试验；要做试验，就要有模型
（3） 从必要性来说：
模型试验的必要性：系统处于设计阶段时，真实系统还没有建立，只能通过模型进行试验。
在实际系统上试验会引起系统破坏或发生故障。
需多次试验时难以保证每次试验的条件相同，无法准确判断试验结果。
试验时间太长或费用昂贵
35.计算题仿真表的计算？
例1：
例2：
仿真结果的统计分析
1. 机床平均利用率
2. 机床平均闲置概率
3. 零件等待机床的概率
4. 全部零件的平均加入党积极分子考察表培养人意见
工时间
5. 全部零件的平均等待时间
6. 每个排队零件的平均等待时间
7. 零件到达的平均间隔时间
