Sistemas de Manufactura Flexible

Sistemas de Manufactura Flexible

(FMS)

¿Qué es un FMS?

Es una celda altamente automatizada de tecnología de grupos, que consiste de un grupo de estaciones de trabajo de procesos, interconectadas por un sistema automático de carga, almacenamiento y descarga de materiales.

Se Considera flexible porque es capaz de procesar varios productos y cantidades de producción que pueden ser ajustadas en respuesta a los comportamientos de la demanda

Rangos de automatización relativos a producción :

– Se encuentra en el nivel medio

Variedad del

Producto

1 100 10 000 1 000 000

Cantidad de Producción

Bajo

Medio

Alto

¿Por qué flexible?

1. Habilidad para identificar y distinguir entre las diferentes partes o productos procesados por el sistema.

2. Rápido cambio de las intrucciones de operación

3. Rápido cambio de la configuración física

“ La flexibilidad es un atributo que aplica a los sistemas manuales y automatizados”

¿Cuándo es flexible?

1. Prueba de variedad de partes. ¿Puede el sistema procesar diferentes productos en un modo de no-lote?

2. Prueba de cambio de progamación. ¿Puede el sistema aceptar cambios en la programación de la producción?

3. Prueba de recuperación de errores. ¿Puede el sistema recuperarse de fallas y daños, mientras la producción no es detenida por completo?

4. Prueba de nuevas partes. ¿Pueden nuevos diseños ser introducidos a los existentes con relativa facilidad?

Clasificación de FMS

1. Según el número de máquinas

• Celda de máquina sencilla (SMC 1 )

• Celda de manufactura flexible (FMC 2,3)

• Sistema de manufactura flexible (FMS4 …)

2. Según el nivel de flexibilidad (FMC, FMS)

• FMS dedicado

• FMS de orden aleatorio

Según el número de máquinas

1. Celda de una sóla máquina (SMC). Consiste en una máquina

de CN combinada con un sistema de almacenamiento de partes para operaciones sin antender.

2. Celda de manufactura flexible (FMC). Consiste de dos

o tres estaciones de trabajo además de una parte de sistema de manejo.


3. Sistema de manufactura flexible (FMS). Tiene cuatro o más estaciones de proceso conectadas mecánicamente por un mismo sistema de manejo y electrónicamente por sistema computacional distribuido.


Según el nivel de flexibilidad

- FMS dedicado. Diseñado para producir una variedad limitada de estilos de partes y cantidad de piezas.

- También se le denomina sistema de manufactura especial o transferencia de línea flexible.

- FMS de orden aleatorio. Es más apropiado cuando la familia es muy grande y hay variaciones substanciales en las configuraciones de partes.

- Habrá nuevos diseños de partes introducidos al sistema y cambios ingenieriles en las partes cuando se producen y la programación de la producción está sujeta a cambios diarios.

Según el nivel de flexibilidad

Componentes de FMS

1. Estaciones de trabajo

2. Sistema de almacenamiento y manejo de materiales

3. Sistemas de control computarizado

4. Recursos humanos

Componentes de FMS

Estaciones de trabajo

• Estaciones Carga/descarga. La carga y descarga se puede llevar a cabo manualmente, con procesos automatizados o una combinación de ambas.

• Estaciones de maquinado. Utilizan máquinas de Control Numérico. Se emplean para partes rotacionales y no rotacionales.

• Otras estaciones de proceso. FMS se aplica a otras operaciones además del maquinado por ejemplo la fabricación de hojas de metal, que consiste en punching, shearing, bending, etc.

• Ensamblado. Algunos FMS son diseñados para llevar a cabo operaciones de ensamble, generalmente son robots programados para realizar varias tareas en secuencia y movimientos para acomodar diferentes productos.

• Otras estaciones y equipo. La inspección puede ser incorporada al FMS, así como limpieza de piezas, arreglo de tarimas, sistemas centrales de refrigeración, etc.

Componentes de FMS

Estaciones de trabajo

Funciones del sistema de manejo:

– Movimiento independiente de piezas entre estaciones o máquinas.

– Manejo de una variedad de configuraciones de piezas

– Almacenamiento temporal

– Acceso conveniente para carga y descarga de piezas

– Compatibilidad con el control computacional

Componentes de FMS

Sistemas de almacenamiento y manejo de materiales

Equipo de manejo de materiales :

– Sistema Primario. Es el responsable de mover las piezas o

partes entre las estaciones del sistema.

– Sistema Secundario. Consiste en dispositivos de transferencia, cambiadores de tarimas automáticos , y mecanismos similares localizados en las estaciones del FMS.

Componentes de FMS

Sistemas de almacenamiento y manejo de materiales

1. Distribución en linea.

2. Distribución circulatoria o rectangular

3. Distribución tipo escalera

4. Distribución de campo abierto

5. Distribución robot al centro

Configuraciones del layout de FMS

1. Distribución en línea.

Máquinas y almacenamiento en línea.


2. Distribución Circulatoria (o Rectangular)


3. Distribución tipo Escalera


4. Distribución Campo abierto

5. Distribución Robot al centro


Un sistema de manufactura flexible incluye un sistema de distribución computarizado que es la interfase entre las estaciones de trabajo, manejo de materiales y otros componentes.

Normalmente consisten de una computadora central y microcomputadoras que controlan las máquinas individuales.

Componentes de FMS

Sistemas de control computarizado

Categorías de sistemas de control computarizado

• Estaciones de control: las estaciones de proceso o ensamble generalmente operan bajo alguna forma de control computarizado.

• Distribución de las instrucciones de control en las estaciones de trabajo: es el centro de inteligencia que se encarga de coordinar las estaciones individuales.

• Control de producción: se encarga de diseñar la ruta del proceso y proveer las instrucciones de operación.

• Control de tráfico: administra el manejo de los principales materiales entre las diversas estaciones.

• Shuttle control: administra el manejo de los materiales secundarios entre las estaciones.


• Monitoreo de piezas: la computadora monitorea el status de cada carga de materiales o piezas.

• Control de herramientas: administra la ubicación de las herramientas, así como su mantenimiento y estado.

• Monitoreo de desempeño: la computadora se programa para colectar datos de operación y hacer reportes periódicos.


Actividades típicamente desarrolladas por humanos:

• Carga de materias primas al sistema.

• Descarga de piezas terminadas.

• Cambio y ajuste de herramientas.

• Mantenimiento y reparación de herramientas.

• Programación de los sistemas de maquinado y computadoras.

• Administración del sistema en general.

Componentes de FMS

Recursos Humanos

Aplicaciones de los sistemas flexibles de manufactura

Investigar para el examen.

Sistema de fabricación flexible

Beneficios

• Incremento de la utilización de las maquinas.

• Menor cantidad de maquinas requeridas.

• Reducción de espacio de área de maquinas requerido.

• Gran respuesta ante los cambios.

• Reducción de inventarios.

• Reducción de los tiempos de entrega.

• Reducción de la cantidad de gente en planta.

• Oportunidad de desatender la producción.

Otras ventajas

• Reduce inventario, debido a la precisión en la planificación.

• Reduce errores.

• Tiene la habilidad de aumentar o disminuir fácilmente la cantidad a producir.

• Mejora la calidad en producción debido a que el proceso es automatizado.

• La flexibilidad logra ser la ventaja competitiva para la empresa.

Consideraciones para el diseño

• Familia de partes.

• Requerimientos del proceso.

• Características de las piezas a trabajar.

• Volumen de la producción.

Factores a especificar en el diseño

• Tipos de estaciones de trabajo.

• Variaciones en la ruta del proceso.

• Sistema de manejo de materiales.

• Capacidad de almacén.

• Herramientas.

• Dispositivos de almacén.

Problemas a resolver para optimizar la producción

• Programación de la producción.

• Carga de la maquina.

• Ruta de las partes.

• Agrupación de partes.

• Administración de las herramientas..

• Ubicación de dispositivos de almacén.

Companias que utilizan FMS

• Nissan

• Ford

• Tmobile

• Mencione 5 companias adicionales que utilicen FMS

Principales desventajas

• Costo, su inversión inicial es una alta.

• Requiere una buena planificación.

• Problemas de adaptación con la tecnología nueva.

• La maquinaria es limitada para crear diferentes mezclas de productos.

Medidas de Desempeño del Sistema

Existen importantes medidas para determinar el desempeño

de los FMS las cuales incluyen la tasa de producción de

todas las partes, la tasa de producción de cada estilo de

partes, la utilización de diferentes estaciones de trabajo y el

número de los servidores ocupados en cada estación.

Estas medidas pueden ser calculadas asumiendo que el FMS produce a su máxima tasa posible.

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