Sistema de fabricación flexible - Flexible manufacturing system
Un sistema de fabricación flexible ( FMS ) es un sistema de fabricación en el que existe cierta flexibilidad que permite que el sistema reaccione en caso de cambios, ya sean previstos o imprevistos.
En general, se considera que esta flexibilidad se divide en dos categorías, que contienen numerosas subcategorías.
La primera categoría se denomina Flexibilidad de enrutamiento, que cubre la capacidad del sistema de cambiarse para producir nuevos tipos de productos y la capacidad de cambiar el orden de las operaciones ejecutadas en una pieza.
La segunda categoría se llama Flexibilidad de la máquina, que consiste en la capacidad de utilizar varias máquinas para realizar la misma operación en una pieza, así como la capacidad del sistema para absorber cambios a gran escala, como el volumen, la capacidad o la capacidad.
La mayoría de FMS consta de tres sistemas principales:
1) Las "Máquinas de trabajo", que a menudo son "máquinas CNC" automatizadas, están conectadas por
2) Mediante un sistema de "manipulación de materiales" para optimizar el flujo de piezas y
3) La "Computadora de control central" que controla los movimientos de material y el flujo de la máquina.
Las principales ventajas de un FMS es su alta flexibilidad en la gestión de los recursos de fabricación, como el tiempo y el esfuerzo, para fabricar un nuevo producto.
La mejor aplicación de un FMS se encuentra en la producción de pequeños conjuntos de productos como los de una producción en masa.
Ventajas
- Costo de fabricación reducido
- Menor costo por unidad producida,
- Mayor productividad laboral,
- Mayor eficiencia de la máquina,
- Calidad mejorada,
- Mayor confiabilidad del sistema,
- Inventarios de piezas reducidos,
- Adaptabilidad a operaciones CAD / CAM.
- Tiempos de entrega más cortos
- Eficiencia mejorada
- Incrementar la tasa de producción
Desventajas
- El costo de instalación inicial es alto,
- Planificación previa sustancial
- Requisito de mano de obra calificada
- Sistema complicado
- El mantenimiento es complicado
Flexibilidad
Flexibilidad en la fabricación significa la capacidad de tratar con piezas ligeramente o muy mezcladas, para permitir variaciones en el ensamblaje de piezas y variaciones en la secuencia del proceso, cambiar el volumen de producción y cambiar el diseño de cierto producto que se fabrica.
Comunicación industrial FMS
Un sistema de fabricación flexible industrial (FMS) consta de robots , máquinas controladas por computadora, máquinas controladas por computadora ( CNC ), dispositivos de instrumentación , computadoras, sensores y otros sistemas independientes, como máquinas de inspección. El uso de robots en el segmento de producción de las industrias manufactureras promete una variedad de beneficios que van desde una alta utilización hasta un alto volumen de productividad. Cada celda o nodo robótico se ubicará a lo largo de un sistema de manejo de materiales, como un transportador o un vehículo guiado automático. La producción de cada pieza o pieza de trabajo requerirá una combinación diferente de nodos de fabricación. El movimiento de piezas de un nodo a otro se realiza a través del sistema de manipulación de materiales. Al final del procesamiento de las piezas, las piezas terminadas se enviarán a un nodo de inspección automática y, posteriormente, se descargarán del Sistema de fabricación flexible.
El tráfico de datos de FMS consiste en archivos grandes y mensajes cortos, y en su mayoría provienen de nodos, dispositivos e instrumentos. El tamaño del mensaje varía entre unos pocos bytes y varios cientos de bytes. El software ejecutivo y otros datos, por ejemplo, son archivos de gran tamaño, mientras que los mensajes para datos de mecanizado, comunicaciones de instrumento a instrumento, monitoreo de estado e informes de datos se transmiten en tamaño pequeño.
También hay alguna variación en el tiempo de respuesta. Los archivos de programa grandes de una computadora principal suelen tardar unos 60 segundos en descargarse en cada instrumento o nodo al comienzo de la operación de FMS. Los mensajes para los datos del instrumento deben enviarse en un tiempo periódico con un retardo de tiempo determinista. Otros tipos de mensajes utilizados para la notificación de emergencias son de tamaño bastante corto y deben transmitirse y recibirse con una respuesta casi instantánea. Las demandas de un protocolo FMS confiable que admita todas las características de datos de FMS son ahora urgentes. Los protocolos estándar IEEE existentes no satisfacen completamente los requisitos de comunicación en tiempo real en este entorno. El retraso de CSMA / CD no tiene límites a medida que aumenta el número de nodos debido a las colisiones de mensajes. Token Bus tiene un retraso de mensaje determinista, pero no admite el esquema de acceso prioritario que se necesita en las comunicaciones FMS . Token Ring proporciona acceso prioritario y tiene un retraso de mensaje bajo, sin embargo, su transmisión de datos no es confiable. Una falla de un solo nodo que puede ocurrir con bastante frecuencia en FMS causa errores de transmisión al pasar el mensaje en ese nodo. Además, la topología de Token Ring da como resultado una instalación y un costo elevados de cableado.
Se necesita un diseño de comunicación FMS que admita una comunicación en tiempo real con un retraso de mensaje limitado y que reaccione rápidamente a cualquier señal de emergencia. Debido a la falla de la máquina y el mal funcionamiento debido al calor, el polvo y la interferencia electromagnética es común, se necesita un mecanismo priorizado y la transmisión inmediata de mensajes de emergencia para que se pueda aplicar un procedimiento de recuperación adecuado. Se propuso una modificación del Token Bus estándar para implementar un esquema de acceso priorizado para permitir la transmisión de mensajes cortos y periódicos con un retardo bajo en comparación con el de los mensajes largos.
Otras lecturas
- Flexibilidad de fabricación: una revisión de la literatura . Por A. de Toni y S. Tonchia. Revista Internacional de Investigación de la Producción, 1998, vol. 36, no. 6, 1587-617.
- Control informático de los sistemas de fabricación . Por Y. Koren. McGraw Hill, Inc. 1983, 287 páginas, ISBN 0-07-035341-7
- Sistemas de fabricación: teoría y práctica . Por G. Chryssolouris. Nueva York, NY: Springer Verlag, 2005. 2ª edición.
- Diseño de Sistemas de Producción Flexibles - Metodologías y Herramientas . Por T. Tolio. Berlín: Springer, 2009. ISBN 978-3-540-85413-5