5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 1/26
233 V E R S P A N E N 2
Productie- enassemblagesystemen 11
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 2/26
234 V E R S P A N E N 2
0 . 1 P r o d u c t i e a u t o m a t i s e r i n g
In grote lijnen kunnen we drie productiewijzen onderscheiden.
Massaproductie
Bij massaproductie worden grote aantallen identieke producten gemaakt.
Massaproductie komt vooral voor bij producten die over (zeer) lange tijd onver-
anderd blijven. Denk hierbij bijvoorbeeld aan levensmiddelen als pakjes boter,
flesjes bier of verbruiksartikelen als cd’s, potloden en diskettes.
Enkelstuksproductie
Bij enkelstuksproductie worden unieke of slechts zeer kleine aantallen producten
vervaardigd. Bij enkelstuksproductie heeft de koper vaak inspraak bij de uitein-
delijke vorm van het product. Voorbeelden hiervan zijn zeeschepen, schilderijen
of vrijstaande woonhuizen.
Serieproductie
Serieproductie lijkt soms op massaproductie, soms op enkelstuksproductie.
Essentieel bij serieproductie is echter dat de productie niet eindeloos hetzelfde
product oplevert, maar dat we anderzijds geen voortdurende veranderingen
hebben. Denk bijvoorbeeld aan boeken en tijdschriften, kleding en auto’s.
Bij het maken van producten bepaalt vooral de seriegrootte de productiewijze en
de kostprijs per product. Daarbij wordt een afweging gemaakt tussen producti-
viteit en flexibiliteit . Zie figuur 0.1.
Figuur 0.1 Relatie productiviteit en flexibiliteit
Het automatiseren van het productieproces kunnen we opsplitsen in drie fasen:
– optimaliseren;
– mechaniseren;
– automatiseren.
productiewijze
invloed
seriegrootte
massa-productie
serie-productie
productieenkelstuks-
p r o d
u c t i v i t e i t
f l e x i b i l i t e i t
drie fasen
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 3/26
12351 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N
We noemen dat ook wel het OMA-principe.
Het optimaliseren moet plaatsvinden in deze volgorde:
– afzonderlijke bewerkingsstappen;
– deelbewerkingen;
– volgorde deelbewerkingen.
Dezelfde volgorde geldt voor het mechaniseren en ten slotte ook voor het auto-
matiseren.
Het is duidelijk dat we het optimaliseren en het mechaniseren moeten beheersen
voordat we gaan automatiseren.
We onderscheiden hierbij:
– starre automatisering;
– flexibele automatisering.
Starre automatisering
Bij de starre automatisering gebruiken we machines die grote aantallen
producten achter elkaar maken. Omdat het veel tijd kost om de gereedschappen
op deze machines te verwisselen, worden hele series van een producttype achter
elkaar geproduceerd.
Bij het maken van massaproducten die continu in grote hoeveelheden wordenafgenomen, kunnen we met een star geautomatiseerd productieproces de
productie zonder probleem uitvoeren.
Als we echter een serie van een producttype maken waarvan maar kleine
aantallen producten worden afgenomen, moeten we veel voorfinancieren en veel
producten opslaan.
Als we door de voorraad van een producttype heen raken, worden de machines
weer omgebouwd en in gereedheid gebracht voor een nieuwe serie producten.
Hierdoor kunnen we alsnog lange levertijden krijgen.
Flexibele automatisering
Flexibele automatisering spreekt voor zich: op een flexibele manier de productie
automatiseren. Het moet bij enkelstuksproductie mogelijk zijn zonder veel
tijdverlies en moeite over te schakelen op het maken van een ander product.
Een afzonderlijke machine die flexibel geautomatiseerd is, levert meestal geen
compleet product af, maar slechts één of meer onderdelen. Op andere machines
moeten dan nog andere bewerkingen plaatsvinden. Als die andere machines niet
flexibel geautomatiseerd zijn, blijft de totale flexibiliteit van de productie-automatisering beperkt.
OMA-principe
star
flexibel
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 4/26
236 V E R S P A N E N 2
Om tot flexibele productieautomatisering te komen, moeten we verscheidene
machines met elkaar laten samenwerken. Zo’n groep machines is in staat een
compleet product af te leveren. Het kan daarbij nodig zijn om van één of meer
werkcellen gebruik te maken. Het principe van een werkcel zien we in figuur
0.2. De pijlen geven de route van het product aan.
Figuur 0.2 Werkcel
Een stroomschema van producten gemaakt met de cel van figuur 0.2, zien we
in figuur 0.3.
Om deze productie mogelijk te maken, moeten de machines goed op elkaar zijn
afgestemd. Als alle samenwerkende machines van hetzelfde fabrikaat zijn,
hebben we minder kans op grote aanloopmoeilijkheden met de besturing. Als we
verschillende merken machines met elkaar laten samenwerken in een cel, kost het
meer moeite om de verschillende besturingen goed op elkaar af te stemmen.
werkcel
NC-ponsen
NC-uithoeken
NC-kantpers
lopende band
industriëlerobot
halffabrikatenmagazi jn
plaat
1
2
3
4
stroomschema
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 5/26
12371 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N
Figuur 0.3 Stroomschema werkcel
Groepentechnologie
Flexibele productieautomatisering grijpt in in het functioneren van het hele
bedrijf; iedere afdeling wordt erbij betrokken.
Om in een flexibel systeem nieuwe producten of delen van producten op te
nemen, moet het deel in kwestie op een bepaalde geautomatiseerde manier
worden voorbereid. We moeten namelijk in de werkcel kunnen beschikken over
de numerieke gegevens die bij het ontwerpen en het tekenen zijn gebruikt.
Een dergelijk proces verloopt volgens het CAD-CAM-systeem.
In figuur 0.4 zien we een stroomschema.
De kracht van CAD-CAM neemt toe als we de beschikking hebben over
verscheidene productfamilies die met het stroomschema tot stand zijn gekomen.
Uit het diagram blijkt dat we gegevens oproepen uit (bijvoorbeeld) een groepen-
technologie. Na het eventueel veranderen van vormgeving en/of maten worden
die gegevens weer in de groepentechnologie opgenomen, al of niet onder een
nieuw codenummer.
Van de tekengegevens en technologische gegevens wordt een bewerkingspro-
gramma gegenereerd, dat vervolgens wordt opgeslagen of naar de bewerkings-
machine wordt gezonden.
bewerkente
1
positioneren
positioneren
NC-ponsen
+bewerken
schaarNC-hoek-
2
productgereed
magazi jn halffabrikaten3
p o s i t i o n e r e n
IR
4
gereedproduct
positionerenNC-buigen
bewerken+
plaat
positioneren
werkcelandere
CAD-CAM-
systeem
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 6/26
238 V E R S P A N E N 2
Figuur 0.4 Stroomschema CAD-CAM
Onder groepentechnologie (GT) verstaan we het groeperen van gelijksoortige
productonderdelen naar vorm, afmetingen, nauwkeurigheid , materiaal en even-
tuele andere kenmerken. Producten die veel op elkaar lijken, noemen we ook wel
een familie van producten.
Om tot een goed gebruik van de computer te komen, moeten we tot
standaardisatie en codering van de te maken producten en productonderdelen
overgaan. Bij nieuwe producten moeten we altijd eerst nagaan of deze in hun
geheel of in onderdelen al eens eerder zijn gemaakt.
Bij de indeling hanteren we een productclassificatiesysteem. Hierbij krijgt elk
product een classificatienummer toegewezen dat informatie bevat over belang-
rijke eigenschappen van het product.
Met het classificatienummer worden groepen producten met dezelfde eigen-schappen geformeerd. Zie figuur 0.5.
Indeling vindt plaats naar een groot aantal criteria, zoals productgeometrie,
productfunctie en technologische eigenschappen.
Vooral deze technologische eigenschappen zijn belangrijk voor het bepalen van
een productfamilie, omdat het hier gaat om eigenschappen zoals:
– de bewerkingen aan het product;
– de afmetingen van het product;
– de gereedschappen bij fabricage;
– de gewenste nauwkeurigheid;
– de vereiste oppervlaktegesteldheid.
design
idee
CAE-ontwerp
werkstuk-model
drafting
teken-
data
CAD-tekenen
tekening-
manufacturing
technolo-
gischedata
CAM-programma
opslag-
programma
machine-bewerking
productdata bereidingwerkvoor-
GT
productfamilie
classificatienummer
eigenschappen
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 7/26
12391 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N
Figuur 0.5 Groepentechnologie
Het doel van een groepentechnologie (GT) is:
– het eenvoudig kunnen terugvinden van bewerkingsgegevens voor soortgelijke
onderdelen;
– het standaardiseren van fabricagemethoden.
0 . 2 F l e x i b i l i t e i t e n p r o d u c t i v i t e i t
We zagen hiervoor dat flexibiliteit en productiviteit op gespannen voet met
elkaar staan: hoe hoger de productiviteit, hoe lager de flexibiliteit en andersom.
Het is dus belangrijk een goed compromis te vinden tussen flexibiliteit en
productiviteit . Zie figuur 0.6.
Met flexibiliteit bedoelen we meestal het gemak waarmee we een productie-systeem kunnen aanpassen. We hebben verschillende soorten flexibiliteit.
Ombouwflexibiliteit
Met ombouwflexibiliteit drukken we de snelheid uit waarmee we een productie-
systeem kunnen ombouwen voor de fabricage van een nieuw of sterk gewijzigd
product.
positie vorm afmetingen nauwkeurigheid materiaal
code
1
2
3
4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1357 2356 1246
doel GT
compromis
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 8/26
240 V E R S P A N E N 2
Figuur 0.6 Flexibiliteit en productiviteit van productiesystemen
Omstelflexibiliteit
Met omstelflexibiliteit drukken we de snelheid uit waarmee we een productie-
systeem kunnen omschakelen voor de fabricage van verschillende producten uit
een productfamilie.
Routing-flexibiliteit
Routing-flexibiliteit zegt iets over de mate waarin we de volgorde van opeen-
volgende bewerkingen op de machines nog kunnen wijzigen. Als er variaties in
de mogelijke bewerkingsvolgorde mogelijk zijn, dan is de routing-flexibiliteit van
het systeem groot. Deze vorm van flexibiliteit hangt mede af van de flexibiliteit
van het productiebewerkingsplan.
Personeelsflexibiliteit
Met personeelsflexibiliteit bedoelen we dat de besturing van een productie-
systeem rekening kan houden met een wisselende personeelsbezetting. Een voor-beeld hiervan is het werken met minder mensen ’s nachts dan overdag.
f l e x i b i l i t e i t
discontinue productie
bewerkings-
NC machine
machine
bewerkings-
investerin
universele
FFM
centrum
FFC
c o m p l e x i t e i t
FPA
aantal roducten
FFS
continue productie
transferstraten
specialemachines
flexibele
transferstraten
FFSFFCFFM =
==
flexibele fabricagemodule
flexibel fabricagesysteemflexibele fabricagecel
i n t e
g r a t i e
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 9/26
12411 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N
Omdat in de praktijk flexibele systemen verschillend worden uitgelegd, zullen we
hier de opbouw van productie- en assemblagesystemen bespreken. De verschil-
lende componenten komen hierbij in volgorde van automatisering aan de orde.
0 . 3 O p b o u w f l e x i b e l e f a b r i c a g e - e n
a s s e m b l a g e s y s t e m e n
We hebben het reeds eerder gesteld: eerst optimaliseren, dan mechaniseren en
vervolgens automatiseren.
0.3.1 NC-machine
Bij één NC-machine is er sprake van een beperkte mate van flexibilisering.
De belangrijkste reden voor het gebruik van afzonderlijke NC-machines is de
hogere productiviteit en de betere kwaliteit. De machine moet door een mede-
werker worden bediend, omdat we het transport van werkstukken van en naar
de machine meestal met de hand doen.
Wel hebben we de mogelijkheid van een palletwisselmechanisme. Hiermee
kunnen we een werkstuk opspannen of afspannen, terwijl de machine een ander
product bewerkt.
0.3.2 Flexibele fabricagemodule
De flexibele fabricagemodule (FFM) is als NC-bewerkingsmachine geschikt voor
gebruik in een flexibel fabricagesysteem. In figuur 0.7 zien we een FFM.
Deze FFM bestaat uit een bewerkingscentrum met aan de rechterzijde een pallet-
wisselmechanisme met een interface naar het automatische transportsysteem.
Aan de linkerzijde heeft de module een cassettemagazijn voor gereedschappen.
Een manipulator verzorgt het transport van de gereedschappen. Een dubbel-armig wisselmechanisme plaatst deze gereedschappen in de hoofdspil.
palletwissel-
mechanisme
FFM
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 10/26
242 V E R S P A N E N 2
Figuur 0.7 Een flexibele fabricagemodule
0.3.3 Flexibele fabricagecel
Met de flexibele fabricagecel (FFC) kunnen we onbemand series producten fabri-
ceren gedurende een periode van acht uur. Een FFC is een flexibele fabricage-
module met automatische gereedschapswisseling en productwisseling.
In figuur 0.8 zien we een FFC voor frees- en boorbewerkingen. Deze is
opgebouwd rond een bewerkingscentrum met een automatische gereedschaps-
wisseling en een palletwisselinrichting. Dit deel is dus een FFM.
Door een productbuffer toe te voegen aan de voorzijde van de machine en door
de procesbewakingsfaciliteiten is het een flexibele fabricagecel (FFC).
Er is alleen transport van producten binnen de directe machineomgeving
(microtransport ).
0.3.4 Flexibel fabricagesysteem
Een flexibel fabricagesysteem (FFS) bestaat uit twee of meer FFM’s, elk met een
eigen numerieke besturing . De producten worden bewerkt op verschillende
machines. Daarbij moet de volgorde van bewerken variabel zijn en natuurlijk
binnen de technologische mogelijkheden liggen.
onbemand
FFC
FFS
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 11/26
12431 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N
Figuur 0.8 FFC voor gat- en vlakbewerkingen
Het FFS transporteert automatisch producten in wording van machine naar
machine. Dit noemen we macrotransport . Ook het gereedschapstransport is
automatisch. Zie figuur 0.9.
Het is zeer moeilijk om voor alle machines in het systeem de werkstukken precies
dan te laten aankomen wanneer een bewerking klaar is. Daarom hebben de
machines een klein aantal bufferplaatsen.
In de procesplanning of productieplanning zorgen we ervoor dat een werkstuk
kan worden geparkeerd, totdat de machine klaar is met de bewerking van het
vorige werkstuk. Op deze manier vermijden we wachttijden zonder dat we een
zeer nauwe koppeling tussen de machine en het transportsysteem moeten maken.
Als we een bufferplaats gebruiken, gaat het macrotransport naar de bufferplaats
over in microtransport naar de bewerkingsplaats. Lokale palletbuffers komen in
enorme verscheidenheid voor, omdat ze onderdeel zijn van de bewerkings-
machine. Door de aanwezigheid van een macrotransportsysteem bij een FFS
behoeven de machines slechts over een lokale palletbuffer te beschikken met twee
posities.
macrotransport
bufferplaats
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 12/26
244 V E R S P A N E N 2
Figuur 0.9 Flexibel fabricagesysteem
Alle activiteiten in het systeem worden gestuurd door een FFS-besturing. Deze
bepaalt onder meer welke bewerkingen op de afzonderlijke machines plaats-
vinden.
Ook beheert de FFS-besturing de afzonderlijke NC-programma’s. De besturing
zorgt ervoor dat de pallets met werkstukken op de juiste plaats komen. Ook
zorgt de besturing ervoor dat de juiste gereedschappen vanuit het centrale
magazijn getransporteerd worden naar de afzonderlijke machines.
Net zoals bij een FFC, heeft ook een FFS procesbewakingsfaciliteiten nodig.
In grotere flexibele fabricagesystemen zijn naast de bewerkingsmachines ook
coördinatenmeetmachines en eventueel een wasstation opgenomen.
Flexibele fabricagesystemen gaan een stap verder dan bewerkingscentra met
betrekking tot integratie. Dit betekent dat ook alle voordelen en nadelen
zwaarder wegen.
1 centraal gereedschapsmagazijn
2 gereedschapstransportsysteem
3 gereedschaps-voorinstelapparaat
4 robot5 aan- en afvoer werkstukken
6 pallettransportsysteem
7 palletwisselaar
8 palletbuffer
9 bewerkingscentrum
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 13/26
12451 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N
Voordat we een FFS met een hoge automatiseringsgraad kunnen aanschaffen,
moeten we aan een aantal voorwaarden voldaan zijn. Deze voorwaarden zijn:
– het productievolume binnen het bedrijf moet voldoende groot zijn om de zeer
grote productiecapaciteit van een FFS te benutten;
– het verspaningsproces moeten we op hoog niveau beheersen;
– we moeten het gereedschapsgebruik kritisch bekijken om tot een kleiner
gereedschapsbestand te komen;
– we hebben een zeer goede organisatie en grote discipline nodig.
0.3.5 Flexibele transferstraat
We kunnen een zeer hoge productiviteit met volledige flexibiliteit krijgen door
een aantal universele bewerkingsmachines te verbinden met transferstraten. Een
product uit een productfamilie kan dan door de transportmiddelen naar de
verschillende modules worden gebracht. Daar vinden dan de benodigde bewer-
kingen plaats.
Bij een seriële opstelling wordt een aantal machines achter elkaar aan een trans-
portsysteem geplaatst. De machines bewerken achtereenvolgens een product tot
het bij de laatste machine als kant-en-klaar product de transferstraat verlaat.
Dit systeem heeft echter de volgende nadelen:– de langzaamste machine zal de productietijd bepalen;
– bij het uitvallen van een machine staat de hele straat stil.
Een andere methode is het parallel opstellen van de modules. Hierdoor kunnen
de producten naar een machine worden gevoerd wanneer deze leeg is. Zo voor-
komen we onderbrekingen in het bewerken.
In figuur 0.10 zien we een schema van een flexibele transferstraat waarbij een
deel in serie en een deel parallel staat geschakeld.
voorwaarden
FFS
serieel
parallel
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 14/26
246 V E R S P A N E N 2
Figuur 0.10 Flexibele transferstraat
In figuur 0.11 zien we een flexibele transferstraat die uit een aantal flexibele
fabricagecellen bestaat. Deze flexibele transferstraat gebruiken we voor het
vervaardigen van krukassen voor automotoren.
In dit systeem kunnen we verschillende typen krukassen in willekeurige volgorde
fabriceren. Het systeem werkt deels parallel en deels serieel, waarbij de pallets
Figuur 0.11 Flexibele transferstraat voor het fabriceren van krukassen
drieparallellestromen
serie-opstelling
serie-opstelling
3
1
2
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 15/26
12471 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N
met halfproducten met AGV’s naar de verschillende bestemmingen worden
vervoerd. De afkorting AGV staat voor Automated Guided Vehicle.
Deze AGV’s vormen een flexibele buffer, terwijl elke cel beschikt over een
stationaire buffer.
De dynamische buffer zorgt er dus alleen voor dat de stationaire buffers op elk
moment vol zijn, zodat de centra continu kunnen doorwerken.
0.3.6 Flexibele assemblagesystemen
Voor het assembleren van producten gebruiken we meestal een flexibele assem-
blagecel (FAC). In figuur 0.12 zien we een assemblagecel die bestaat uit een
handstation en drie montagestations.
De producten worden op productdragers langs de verschillende stations gevoerd
door een transportbaan. In deze eenvoudige cel verloopt de montage niet erg
flexibel, omdat alle stations in serie staan. De variëteit in de producten is mini-
maal.
Ook moeten bewerkingstijden in de verschillende stations gelijk zijn, anders
bepaalt het langzaamste station de productietijd.
Figuur 0.12 Assemblagecel
AGV
FAC
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 16/26
248 V E R S P A N E N 2
In figuur 0.13 zien we een kleine assemblagecel. Daarbij kunnen we een hoofd-
baan met twee handstations en een montagemachine herkennen. De hand-
stations zijn hier echter niet aan de hoofdbaan gelegen, maar aan een apart stuk
baan.
Figuur 0.13 Assemblagecel met transfers
In dit geval kunnen we een zekere flexibiliteit bereiken door de hoofdbaan als
dynamische buffer te gebruiken. Hierdoor kan een aantal verschillende
producten aan het systeem worden aangeboden.
Het wisselen van een transportdrager van de hoofdbaan naar een werkstation
gebeurt met een transfer. In figuur 0.14a zien we een deel van de hoofdbaan en
een transfer.
Het informatielabel op de productdrager wordt door een identificatiepunt
gelezen en de centrale besturing beslist of deze drager met product op de transfer
kan worden toegelaten.
Als dit het geval is, houdt een stop de drager tegen. Daarna pakt een transfersy-
steem dat door een PLC wordt bestuurd, de productdrager op en plaatst hem in
een stationsbuffer. Zie figuur 0.14.
transfer
productdrager
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 17/26
12491 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N
Figuur 0.14 Transfersysteem
Nadat de productdrager tot het werkstation of montagestation is toegelaten en
de vereiste bewerking heeft ondergaan, wordt hij weer teruggesluisd op de
hoofdbaan. Nadat alle benodigde stations zijn afgewerkt, wordt de product-
drager ten slotte uitgesluisd. In figuur 0.14b zien we een voorbeeld van eenproductdrager waarop een pomp is gemonteerd.
0 . 4 C o m m u n i c a t i e i n e e n F F S
Om een automatisering goed uit te voeren, moeten we in industriële besturingen
op verschillende niveaus communiceren. Volgens het MAP (manufacturing
automation protocol ) onderscheiden we vijf niveaus van communicatie.
Zie figuur 0.15.
a transfer b productdrager
MAP
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 18/26
250 V E R S P A N E N 2
Figuur 0.15 Indeling van communicatieniveaus
We kunnen de indeling volgens het MAP een hiërarchisch systeem noemen, met
een piramidevormige opbouw. In figuur 0.16 zien we het MAP met zijn vijf
niveaus afgebeeld.
We zien dat de hoeveelheid informatie die tussen de lagen wordt uitgewisseld,
afneemt als het niveau hoger ligt. In een goed beheersbaar systeem moeten we
dus zoveel mogelijk informatie op het laagste niveau krijgen en verwerken.
Daarom moet deze informatie op dit niveau aanwezig zijn.
De FFS-besturing ontvangt orders van het hoger in de hiërarchie gelegen
planningssysteem, dat de productieplanning op middellange termijn uitvoert.
MANAGEMENT BESTURINGSSYSTEEM
PROCES 1
PRODUCTIE-BEHEERSING
PROCES 2
machine- en
uitvoer-organen ensensoren
besturingproces-
besturing
productie-
0
1
2
beheersing enproductie-
supervisie
financiëleplanning enbeheer
3
niveau
4
conclusie
FFS-besturing
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 19/26
12511 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N
Figuur 0.16 Hiërarchische opbouw communicatie volgens MAP
Iedere order beschrijft:
– het onderdeel;
– het aantal dat gefabriceerd moet worden;
– de datum waarop de onderdelen gereed moeten zijn.
Meestal heeft de FFS-besturing verschillende orders gelijktijdig in behandeling.
Vanuit de werkvoorbereiding komen de bewerkingsplannen voor nieuwe
producten. In een bewerkingsplan staat alle informatie die nodig is om van ruw
materiaal een bewerkt onderdeel te maken.
Het bewerkingsplan moet minimaal de volgende informatie bevatten:
– type spanmiddel om een werkstuk op te spannen;
– volgorde van bewerkingen die het opgespannen werkstuk moet ondergaan;
– benodigde gereedschappen;
– type machine waarop de bewerking moet worden uitgevoerd;
– NC-programma dat nodig is om de bewerking uit te voeren;
– tijdsduur van iedere bewerking.
commandos
data
4
3
2
1
0
bewerkingsplan
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 20/26
252 V E R S P A N E N 2
De hoofdfunctie van een FFS-besturing is het coördineren van de activiteiten van
de werkstations en het transportsysteem voor werkstukken en gereedschappen
binnen het systeem.
De besturing doet dit door commando’s te sturen naar de subsystemen. Daarbij
ontvangt de besturing een terugmelding dat een commando correct is uitgevoerd
of niet, zodat de besturing actie kan ondernemen. Zie figuur 0.17.
Figuur 0.17 Communicatie tussen FFS-besturing en omgeving
Een FFS-besturing wordt geïnformeerd wanneer via het opspanstation nieuwe
werkstukken in het systeem geïntroduceerd worden.
Ook wordt de besturing geïnformeerd wanneer bewerkte onderdelen kunnen
worden afgespannen. Binnen een FFS-besturing kunnen we een planningsfunctie
en een uitvoerende functie onderscheiden. Zie figuur 0.18.
Figuur 0.18 Hoofdfuncties FFS-besturing
hoofdfunctie
productie-planning
FFS - besturing
systeemmodules
bewerkings-
plannenvoorbereidingwerk-
terugmeldingencommandos en
mutaties
voorraad-
orders
transport
planning
planninglogistieke operationele
planningprogramma
beheer
gereedschaps-beheer
pallet-beheer
informatie-beheer
uitvoering
FFS - besturing
NC-
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 21/26
12531 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N
De planningsfunctie (scheduling ) bepaalt:
– de handelingen om een gevraagd onderdeel te kunnen leveren;
– het tijdstip waarop en op welk station de bewerking plaatsvindt.
De uitvoerende functie (dispatching and control ) coördineert de FFM’s, span-
stations, pallet- en gereedschapstransportsystemen zodanig, dat de geplande
handeling wordt uitgevoerd.
0.4.1 Planningsfunctie
De planningsfunctie van een flexibel fabricagesysteem speelt zich af op
strategisch, tactisch en operationeel gebied.
Strategisch
Op strategisch gebied houdt de planning zich bezig met het productenpakket
waarvoor het FFS geschikt is of geschikt gemaakt kan worden. Er wordt bij
voortduring kritisch gekeken naar de machineconfiguratie van het FFS. Dit
omvat onder meer:
– het aantal en type FFM’s;
– het transportsysteem;
– het aantal pallets;
– het aantal spanmiddelen van ieder type;– de lay-out.
Tactisch
Op tactisch niveau voert de planning de volgende taken uit:
– Het samenstellen van een lijst van werkstukken die gedurende de eerstvol-
gende planningsperiode gelijktijdig en dus door elkaar heen in het FFS
bewerkt worden. Een belangrijke overweging bij de selectie is de uiterste
gereedheidsdatum die in de orders vermeld staan. De selectie wordt gemaakt
uit het totale orderpakket.– Het samenstellen van een lijst van spanmiddelen bij de werkstukken die in de
eerstkomende planningsperiode verwerkt worden.
– Het bepalen van de inhoud van het lokale gereedschapsmagazijn van iedere
FFM in het FFS gedurende de aanstaande planningsperiode.
De tactische planning is een off-line-functie in de besturing van een FFS die maar
één keer per planningsperiode hoeft te worden geactiveerd.
machine-
configuratie
taken
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 22/26
254 V E R S P A N E N 2
Operationeel
De operationele planning bepaalt de volgorde van handelingen voor ieder werk-
station in het FFS. Hierbij maken we onderscheid tussen:
– de invoerproblematiek: de volgorde waarin de werkstukken moeten worden
opgespannen in de opspanstations;
– de doorvoerproblematiek: de volgorde waarin de machines de beladen pallets
moeten behandelen, nadat het werkstuk eenmaal in het systeem is ingevoerd.
Vaak moeten we kiezen uit een aantal pallets dat voor bewerking op een
bepaalde machine staat te wachten. Om deze keuze te kunnen maken, geven we
aan elke pallet een prioriteitsgetal volgens een prioriteitenregel .
De toekenning kan op basis van de volgende regels:
– SPT (shortest processing time): het pallet met de kortste bewerkingstijd krijgt
de hoogste prioriteit:
– FCFS (first come first served ): het pallet met de langste wachttijd bij een
bepaalde machine krijgt de hoogste prioriteit.
0.4.2 Uitvoerende functie
De uitvoerende functie van een FFS-besturing kunnen we in vier deelfuncties
onderscheiden:– NC-programmabeheer;
– gereedschapsbeheer;
– palletbeheer;
– bedrijfsinformatiebeheer.
NC-programmabeheer
Het kan gebeuren dat op een machine een bewerking moet worden uitgevoerd,
terwijl het NC-programma daar nog niet aanwezig is. In dat geval moet de FFS-
besturing ervoor zorgen dat het programma beschikbaar wordt gesteld aan denumerieke besturing van de machine. We spreken in dit geval van downloading .
Alleen programma’s die zijn getest en waarvan is gebleken dat zij geen problemen
geven, worden gebruikt in een FFS.
In het geval van wijzigingen door de bedieningsvakman wordt het aangepaste
programma teruggestuurd naar het programmabestand. Dit om te vermijden dat
de wijziging elke keer opnieuw moet worden gemaakt. Op het gewijzigde pro-
gramma komt eerst een keurmerk, voordat het opnieuw mag worden gebruikt.
volgorde
SPT
FCFS
deelfuncties
downloading
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 23/26
12551 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N
Gereedschapsbeheer
Vijf belangrijke taken van het gereedschapsbeheer zijn:
1 De FFS-besturing moet ervoor zorgen dat de gereedschappen bij de machines
zijn op het moment dat ze nodig zijn. Uit de lijsten van de tactische planning
en de reeds aanwezige gereedschappen wordt afgeleid welke gereedschappen
voor aanvang van de nieuwe planningsperiode moeten worden samengesteld.
De FFS-besturing geeft hiervoor de opdracht, en geeft ook de opdrachten
voor het transportsysteem.
2 In het geval van breuk tijdens een bewerkingsgang probeert de FFS-besturing
een vervangend gereedschap uit het centrale magazijn toe te wijzen. Daarna
wordt het met de hoogste prioriteit getransporteerd.
3 Gereedschapsbeheer zorgt ook voor de opslag en overdracht van de correc-
tiewaarden van de gereedschappen, die zijn gemeten door het gereedschaps-
voorinstelapparaat. Zie figuur 0.19.
Figuur 0.19 Gereedschapsvoorinstelapparaat
4 Naast de afmetingen is voor elk gereedschap binnen het FFS een standtijd
gedefinieerd. Gereedschappen waarvan de resterende standtijd te klein is
geworden om een bewerkingscyclus uit te kunnen voeren, worden niet
gebruikt en uit het systeem verwijderd.
5 Gereedschapsbeheer zorgt er ten slotte ook voor dat de gereedschapsdata bij
de machine beschikbaar zijn. Gewijzigde data worden teruggezonden naar de
taken
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 24/26
256 V E R S P A N E N 2
database. Dit gebeurt ook wanneer er gereedschappen uit een lokaal maga-
zijn worden verwijderd en terug worden geplaatst in het centrale magazijn.
Palletbeheer
De FFS-besturing zorgt ervoor dat de werkstukken op het juiste moment
aanwezig zijn bij de machines.
Door de beperkte omvang van de lokale palletbuffers worden de werkstukken
pas vlak voor hun bewerking bij de machines afgeleverd.
Het vervoer gebeurt met een pallettransportsysteem. De werkstuk-palletcombi-
natie wordt opgeslagen in de centrale palletbuffer. De uitvoerende functie van het
FFS geeft dan een opdracht om de pallet met het werkstuk tijdig naar de machine
te transporteren.
Bedrijfsinformatiebeheer
Om de prestaties van een FFS te kunnen analyseren, hebben we gegevens nodig
die deze prestaties meetbaar maken. Door rapporten met relevante data kan het
management het systeemgedrag beoordelen. Zie figuur 0.20.
Figuur 0.20 Machinebezetting gegenereerd door FFS-besturing
Hierdoor kunnen we zwakke schakels in het systeem verbeteren. Voorbeelden
van verzamelde gegevens zijn:
– soort en aantal bewerkingen die op elke machine zijn verricht;
– onvolkomenheden die zich op de machines hebben voorgedaan, zoals:
– bezwijken van gereedschap;
– gereedschap niet aanwezig;
– werkstukpallet niet aanwezig;
– fouten in de NC-programma’s;– bewerkingsproblemen;
rapport
02
actief
60
40
20
u r e n
44420
120
100
80
4846 50 52
sni jden
12
weeknr.
in bewerking
0604 1008 1614 18
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 25/26
12571 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N
– volgordeproblemen;
– de gereedschappen die bij de diverse bewerkingen zijn gebruikt;
– de gemiddelde resterende standtijd van de gereedschappen in de
magazijnen;
– het aantal uitgevoerde gereedschaptransporten;
– het aantal uitgevoerde pallettransporten.
0 . 5 E i s e n a a n e e n F F S - b e s t u r i n g
De eisen die we aan een FFS-besturing stellen, kunnen we aan de hand van een
aantal eigenschappen formuleren.
Aanpasbaarheid van de configuratie
Belangrijk is dat de besturing subsystemen van verschillende fabrikaten aankan,
zoals NC-besturingen van bewerkingsmachines.
Modulaire opbouw
Als de besturing modulair is opgebouwd, waarbij elke module een duidelijk
gedefinieerde functie vervult, kunnen we de functionaliteit van de besturing des-
gewenst gemakkelijk aanpassen.
Eenvoudige bediening
Niet alleen eenvoudige bediening is belangrijk. Het systeem moet ook op
duidelijke wijze relevante gegevens kunnen geven aan het bedienend personeel
als hierom gevraagd wordt.
Realisering van de levertijd
De mate waarin de besturing in zijn planningsfunctie kan voldoen aan de uiterste
gereedheidsdatum, is een criterium waarop deze wordt beoordeeld.
Adequaat reageren
Het adequaat kunnen reageren op onverwachte gebeurtenissen, is erg belangrijk
in een flexibel fabricagesysteem. Denk bijvoorbeeld aan gereedschapsbreuk,
waarbij snel (in sommige gevallen met voorrang) een vervangend gereedschap uit
het gereedschapsmagazijn getransporteerd moet worden.
Efficiënt gebruik van hulpmiddelen
Omdat de hulpmiddelen zoals spanmiddelen, pallets en gereedschappen een hoge
kostenpost zijn, moeten we ze op een efficiënte manier inzetten.
eigenschappen
5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 26/26
258 V E R S P A N E N 2
Hoge betrouwbaarheid
Storingen zorgen in een FFS dikwijls voor vele malen hogere kosten dan bij
normale fabricage.
Redelijke kostprijs
De prijs van de besturing moet een niet al te groot deel van het totale budget
innemen.