面向职教的FMS及相关现代技能培训项目研究

易贵平邴志刚

（1.天津职业技术师范大学附属高级技术学校 天津300222；2.天津职业技术师范大学自动化与电气工程学院 天津300222）

面向职教的FMS及相关现代技能培训项目研究

易贵平1邴志刚2

（1.天津职业技术师范大学附属高级技术学校 天津300222；2.天津职业技术师范大学自动化与电气工程学院 天津300222）

我国制造业现状要求职业教育的观念和体系应不断更新以适应新需求。探索FM S的现代职业技能训练模式，使教育内容与生产过程紧密相关，为社会培养生产第一线的应用型人才，对我国现代制造业的可持续发展具有深远的意义。

职业教育；柔性制造系统；FM S；技能培训

柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机把多种自动化设备有机地集成起来，不拘泥于刚性的固定加工顺序和工作节拍的具有柔性且自动化程度较高的制造系统。

由于集高效、高质量及高柔性于一体，FMS得到迅猛发展。在机械制造行业，FMS解决了近百年来中小批量和多品种生产自动化之技术难题。20世纪80年代后，FMS已成为各工业化国家机械制造自动化发展的重点。但到目前为止，国内的FMS还为数较少，人们对FMS的认识还很不到位。因此，我国当前迫切要求在职业教育这种与生产实践联系最紧、距离最短的教育领域中，根据经济建设对劳动力的要求，将FMS引入高职教育与职业培训，进一步促进高技能人才的培养。

FMS发展现状和发展趋势

从20世纪60年代至今，FMS的出现、发展、进步和广泛应用，对制造业及工厂自动化技术发展产生了重大影响；进入20世纪80年代后，制造业自动化进入一个崭新时代，FMS技术在各工业化国家得到迅猛发展；20世纪90年代后，工业界更加注重信息集成和人在CIMS和FMS中的积极作用，使系统更有成效地运行。现在，工业界已更加注重FMS与集成化的CAD/CAPP/CAM，工厂或车间生产控制与管理系统PCMS相集成，可使企业运用现有数量和配置方式的资源更有效地去应对不断变化着的环境因素，动态适应多变型市场的需求。

迄今，FMS已渗透到制造业的各个领域，并对生产劳动方式产生深远的影响。从整个制造业所生产的产品来看，FMS已不再局限于车床、汽车、飞机、坦克、火炮、舰船等产品制造领域，还可用于计算机、半导体、服装、食品以及医药品和化工等产品生产。在国内制造业中，中小企业的多品种中小批量生产的特性很突出，生产灵活，但自动化程度和生产效率很低。为了适应市场变化，一定要打破这种劳动密集型和刚性自动化混杂的生产模式，必须采用柔性自动化生产系统等先进制造技术以实现生产方式的转型。

目前，从生产批量来看，FMS已从中小批量应用向单件和大批量生产两个方向发展。相关研究表明，只要是能应用数控和计算机控制的加工工序均可由FMS完成。今后，FMS将朝着以下几个方向发展：（1）系统配置向小规模的柔性制造单元（FMC）发展；（2）朝多功能方向发展；（3）将从计算机集成制造系统（CIMS）的高度考虑FMS规划设计。

柔性制造系统的关键技术

图1所示为一个典型FMS的组成。其中涉及的典型关键技术分述如下。

图1 典型的FMS组成示意图

计算机辅助设计：CAD技术结合领域知识库、专家系统，使之智能化，可处理相对复杂的问题，从而有助于加快新产品开发和新结构研制的速度。

集成化技术：引入“多集成”的理念，即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成，增强应对未来制造系统需求的适应力。

模糊控制技术：高性能模糊控制器具有自动适应环境和参数变化的功能，可在控制过程中不断获取新的信息并自动对控制量作调整，使系统性能大为改善。

人工智能技术及专家系统：专家系统利用专业知识和推理规则进行推理，求解各类问题（如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等）。在制造过程中，系统能自动监测其运行状态，在受到外界或内部激励时能自动调节其参数，以达到最佳工作状态，具备自适应和自组织能力。

人工神经网络技术：人工神经网络（ANN）是模拟智能生物的神经网络对信息进行处理的一种方法，在自动控制领域，并列于专家系统和模糊控制系统。

面向职教的FMS及相关现代技能培训项目的开发及特征

（一）开发步骤

目前，国内专门面向职业教育，同时又能够充分反映制造业现场特点的FMS寥寥无几。因此，面向职教的FMS及相关现代技能培训项目的开发应从基础做起，具体可以采用如图2所示的基本流程。

图2 面向职教的FMS相关现代技能培训项目开发流程图

其中，最核心的任务之一是通过对控制方案的设计优化系统的生产调度等一系列问题，以真正实现柔性制造系统的高效率、高柔性、高可靠性的特点。

（二）项目特征

为使面向职教的FMS及相关现代技能培训项目培训对象学习的内容与实际生产作业过程紧密相关，项目所要建立的柔性制造系统必须具备下述主要特征（如图3和表1所示）。

图3 面向职业教育的FMS应具备的特征图

FMS的产生及发展确实是制造业生产及管理上的历史性变革，代表着未来工厂的发展趋势，在决定制造企业未来发展前途上具有战略意义。发达国家柔性制造系统的应用已经比较成熟，也较为普及，而我国对FMS的研究起步较晚且进展较慢。要想加快FMS的发展速度，必须将其推广和普及，使人们对这一高新技术加深认识，逐步掌握与之相关的知识和技术，并应用于生产实际中。职业教育作为教育的重要组成部分，应提供多层次的专业知识教育和专门技能训练。通过探索FMS的现代职业技能训练模式，将为社会培养出生产第一线的应用型人才，必将进一步促进我国机械行业劳动力总体素质的提升，进而加快我国综合国力的提升。

表1 面向职业教育的FMS项目特性描述表

[1]高青.柔性制造技术的发展现状和趋势研究[J].决策参考，2008，（7）.

[2]杜昕.柔性制造系统（FMS）之发展[J].工程技术与产业经济，2010，（5下）.

[3]连海生.柔性制造系统是制造业发展的趋势[J].科学时代，2007，（1）.

[4]Chen F F，Adam E E.The impact of flexible manufacturing system on productivity and quality.[J]IEEE Transaction on Engineering Management，1991，38（1）:33－35.

G712文献标识码：A文章编号：1672-5727（2011）11-0136-02

易贵平（1975—），男，湖北孝感人，天津职业技术师范大学附属高级技术学校副校长，高级实习指导教师，高级技师，研究方向为职业教育管理。