586# - 现代制造系统

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山东大学 现代制造系统 课程试卷1

一、 填空

1. 按制造工艺类型分类制造系统可分为： 离散型制造系统 和 连续型制造系统 。 2. 成组技术的基本原理是 原理、 原则、 原由。 3. 在多级零件分类编码系统中有 、 和 三种。 4. 常用的零件分组（族）方法有 生产流程分析法 和 编码分类法 两种。 5. 数控加工常用的运动控制方法有 、 和 三种。

6. FMS的工艺基础是 数控加工设备 ，FMS兼有 自动控制 和 管理零件 两种功能。 7. 制造系统运行过程的时间效应有 、 、随机效应、突变效应和 三类。

二、 名词解释

1. 计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing Systems ）

计算机集成制造系统是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。

2. 数字控制(Numerical Control)

数字控制是一种借助数字、字符或者其他符号对某一工作过程进行编程控制的自动化方法。

3. 柔性制造系统FMS（Flexible Manufacturing Systems）

柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统

4. 鲁棒性 (Robustness)

鲁棒性就是系统的健壮性，鲁棒性是指控制系统在一定（结构，大小）的参数摄动下，维持其它某些性能的特性。

三、 简答题

1. 用概念模型解释什么是制造系统及其五大要素？ 答：制造系统是指有制造过程及所涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。制造资源涉及物料、设备、工具、资金、技术、信息和人力等。 制造系统概念模型的五大要素：资源输入，资源转换，控制，机制，输出。 2. 什么叫零件的相似性？主要包括哪三个方面？

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零件的相似性是指零件所具有的各种特征的相似。 主要包括结构形状、工艺和材料三个方面。

3. 简述CNC机床的组成。

计算机数字控制机床，英文简称CNC，是一种装有程序控制系统的自动化机床。

计算机数字控制机床一般由主机、数控装置、驱动装置、辅助装置、编程及其他附属设备组成。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。

四、 计算题

某工厂成批生产某组零件，已知：每周投产10种零件，平均每种零件经过10道工序（相当于10台机床或工作站），且平均：每周生产60h，每个工序的工序时间为6min，一批零件的安装时间为5h，每批零件的非工作时间是10h，每种零件的投产批量为50件；该厂有30台机床。若忽略加工的废品率；求：（1）每种零件的制造时间MLT；（2）生产率Rp；（3）确定制造能力PC；（4）确定利用率U；（5）过程在制件WIP的数量。

山东大学 现代制造系统 课程试卷2

一、 填空

1. 分析制造自动化的发展历史，制造系统的发展经历了以下五个阶段 、 、 、 、 。 2. 零件的分类编码就是用数字来描述零件的几何形状、尺寸和工艺特征，也就是 。

3. 在多级零件分类编码系统中有 、 和混合结构三种。 4. 常用的零件分组（族）方法有 和 两种。 5. 数控系统按控制回路可分为 开环控制 、 半闭环控制 和 闭环控制 三种。 6. FMS的工艺基础是 ，FMS兼有 和 两种功能。

二、 名词解释

1. 制造时间MLT（Manufacturing Lead Time）

是指商品在生产线上完成所有工序，经过检验并包装成为可在市场上销售的成品时的日

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期和时间。

2. 自适应控制AC （Adaptive Control）

自适应控制是能修正自己的特性以适应对象和扰动的动态特性的变化的一种控制器 3. 柔性制造单元FMC（Flexible Manufacturing Cell）

柔性制造单元是指由一台或数台数控机床或加工中心构成的加工单元。 三、 简答题 1. 什么是制造？

答： 制造的一般概念是指人类按照市场需求，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工具，采用有效的工艺方法和必需的能源，将原材料转化为最终物质产品并投放市场的全过程。

2. 试解释成组技术、设计标准化和工艺标准化之间的关系？

3. 什么是CNC系统的插补？说出两种常用的插补方式？什么是CNC系统刀具半径补偿？ 答： CNC系统的插补是指CNC装置可以实现各种曲线轨迹插补运算的功能。 常用的插补方式有直线插补、圆弧插补和其他二次曲线与多坐标插补。 数控机床在加工过程中，根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的功能称为CNC系统刀具半径补偿。 4. 田口法(Taguchi Method)质量工程的主要内容是什么？

田口方法是一种低成本、高效益的质量工程方法，它强调产品质量的提高不是通过检验，而是通过设计。其基本思想是把产品的稳健性设计到产品和制造过程中，通过控制源头质量来抵御大量的下游生产或顾客使用中的噪声或不可控因素的干扰，这些因素包括环境湿度、材料老化、制造误差、零件间的波动等等。

四、 综合应用题

某装配过程的优先图如下，要求理论装配周期Tc≤1.0min，试按分级位置权法排列装配工作站，并计算其平衡延迟d。

装配元 RPW 优先级 工作站号 装配元排列 ∑Te

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山东大学 现代制造系统 课程试卷3

一、 填空

1.制造系统的五大要素是资源输入 、 资源转换 、 控制 、 机制 、和输出。 2. 成组技术的基本原理是 、 、 。 3. 常用的零件分组（族）方法有 和 两种。

4. 数控加工常用的运动控制方法有 、 和 三种。 5. 数控系统按控制回路可分为 、 和半闭环控制系统三种。 8. FMS的工艺基础是 ，FMS兼有 和 两种功能。 9. 制造系统运行过程的时间效应有： 、斜升效应、 、突变效应和 劣化效应五类。

二、 名词解释

1. 计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing Systems ）

年级________；层次________；专业________；姓名________

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计算机集成制造系统是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。

2.零件的相似性

零件的相似性是指零件所具有的各种特征的相似。

3. 数字控制 NC（Numerical Control）

数字控制是一种借助数字、字符或者其他符号对某一工作过程进行编程控制的自动化方法。

4. 质量工程

质量工程是指为了保证满足顾客和社会对产品和服务的质量需求，组织与社会所采取的一切相关活动的总称。

三、 简答题

1. 简述CIMS的五层递阶控制系统的结构

答：CIMS分为五层递阶控制结构，即工厂层、车间层、单元层、工作站层和设备层。 2. 什么叫成组技术(Group Technology)？

答：成组技术GT（Group Technology）是一门生产技术科学，它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性，并对其进行充分利用。即把相似的问题归类成组，寻求解决这一组问题相对统一的最优方案，以取得所期望的经济效益。

3.什么是计算机数字控制（CNC）系统的插补？说出两种常用的插补方式？ 答：CNC系统的插补是指CNC装置可以实现各种曲线轨迹插补运算的功能。 常用的插补方式有直线插补、圆弧插补和其他二次曲线与多坐标插补。

4. 柔性制造系统（FMS） 主要是由哪三种基本单元组成？试举出三种常用的FMS工作站。 答：柔性制造系统由加工、物流、信息流三个子系统组成。 机械加工工作站、清洗站、测量站。 四、 计算题

某工厂成批生产某组零件，已知：每周投产5种零件，平均每种零件经过10道工序（相当于10台机床或工作站），且平均：每周生产40h，每个工序的工序时间为6min，一批零件的安装时间为5h，每批零件的非工作时间是10h，每种零件的投产批量为100件；该厂有30台机床。若忽略加工的废品率；求： （1）每种零件的制造时间MLT； （2）生产率Rp； （3）确定制造能力PC； （4）确定利用率U； （5）制造过程件WIP。

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