Sistema de fabricación flexible

Un sistema de fabricación flexible (FMS) es un sistema de fabricación en el que existe un cierto grado de 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, cada una de las cuales contiene numerosas subcategorías.

• La primera categoría se llama flexibilidad de enrutamiento, que cubre la capacidad del sistema de cambiar para producir nuevos tipos de productos, y la capacidad de cambiar el orden de operaciones ejecutadas por parte.
• La segunda categoría se llama flexibilidad de la máquina, que consiste en la capacidad de utilizar múltiples máquinas para realizar la misma operación por parte, así como la capacidad del sistema para absorber cambios a gran escala, como en volumen, capacidad o capacidad.

La mayoría de los sistemas de fabricación flexibles constan de tres sistemas principales:

1. Las máquinas de trabajo que son a menudo automatizadas máquinas CNC están conectadas por
2. Mediante un sistema de manipulación de materiales para optimizar el flujo de piezas y
3. El equipo de control central controla los movimientos materiales y el flujo de la máquina.

La principal ventaja de un sistema de fabricación flexible es su gran flexibilidad a la hora de gestionar los recursos de fabricación, como el tiempo y el esfuerzo necesarios para fabricar un nuevo producto.

La mejor aplicación de un sistema de fabricación flexible se encuentra en la producción de pequeños conjuntos de productos como los que se producen en serie.

• Costo de fabricación reducido
• Costo inferior por unidad producida,
• Mayor productividad laboral,
• Mayor eficiencia de la máquina,
• Mejor calidad,
• Mayor fiabilidad del sistema,
• Inventarios de piezas reducidas,
• Adaptabilidad a operaciones CAD/CAM.
• Tiempos más cortos
• Mejora de la eficiencia
• Aumento de la tasa de producción

• El costo inicial de puesta en marcha es alto,
• Substantial pre-planning
• Requisición de mano de obra calificada
• Sistema complicado
• El mantenimiento es complicado

La flexibilidad en la fabricación significa la capacidad de manejar piezas con una mezcla ligera o muy variada, de permitir variaciones en el ensamblaje de las piezas y en la secuencia del proceso, de cambiar el volumen de producción y de cambiar el diseño de determinados productos que se fabrican.

Un sistema de fabricación flexible industrial consta de robots, máquinas controladas por ordenador, máquinas de control numérico por ordenador (CNC), dispositivos de instrumentación, ordenadores, 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 célula o nodo robótico estará ubicado a lo largo de un sistema de manipulación 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 la pieza, 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 consta de archivos grandes y mensajes cortos, y en su mayoría provienen de nodos, dispositivos e instrumentos. El tamaño de los mensajes 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 entre instrumentos, monitoreo de estado e informes de datos se transmiten en tamaño pequeño.

También hay algunas variaciones en el tiempo de respuesta. Los archivos de programas grandes de una computadora principal suelen tardar unos 60 segundos en descargarse en cada instrumento o nodo al comienzo de la operación del FMS. Los mensajes para los datos de los instrumentos deben enviarse en un tiempo periódico con un retardo de tiempo determinista. Otros tipos de mensajes utilizados para informar sobre emergencias son bastante cortos y deben transmitirse y recibirse con una respuesta casi instantánea.

Las demandas de un protocolo FMS confiable que admita todas las características de los datos 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 mensajes determinista, pero no admite el esquema de acceso priorizado que se necesita en las comunicaciones FMS. Token Ring proporciona acceso priorizado y tiene un retraso de mensajes bajo; sin embargo, su transmisión de datos no es confiable. Un fallo de un solo nodo, que puede ocurrir con bastante frecuencia en FMS, causa errores de transmisión de mensajes en ese nodo. Además, la topología de Token Ring da como resultado una instalación y un costo de cableado elevados.

Se necesita un diseño de comunicación FMS que admita una comunicación en tiempo real con un retardo de mensaje limitado y que reaccione rápidamente a cualquier señal de emergencia. Debido a que las fallas y el mal funcionamiento de las máquinas debido al calor, el polvo y la interferencia electromagnética son comunes, 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 que permita la transmisión de mensajes cortos y periódicos con un retraso bajo en comparación con el de los mensajes largos.

• Fabricación Flexibilidad: revisión de la literatura. Por A. de Toni y S. Tonchia. International Journal of Production Research, 1998, vol. 36, no. 6, 1587-617.
• Control informático de sistemas de fabricación. By Y. Koren. McGraw Hill, Inc. 1983, 287 pp, ISBN 0-07-035341-7
• Sistemas de fabricación – Teoría y práctica. Por G. Chryssolouris. Nueva York, NY: Springer Verlag, 2005. Segunda edición.
• Diseño de Sistemas de Producción Flexible – Metodologías y Herramientas. Por T. Tolio. Berlín: Springer, 2009. ISBN 978-3-540-85413-5

• Gestión ágil
• Fabricación magra

• FMS video 1
• FMS video 2