Sistema de Manufactura Flexible FMS

¿Qué es un FMS?

• Un Sistema de Manufactura Flexible según Groover (1990) consiste de un grupo de estaciones de procesamiento (predominantemente maquinas herramientas CNC), interconectadas por medio de un sistema de manejo y recuperación de material automático. Lo que da su nombre al FMS es su capacidad de procesar una variedad de diferentes tipos de partes simultáneamente bajo un programa de control NC en varias estaciones.

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

1) Incremento de la utilización del equipo y capital.2) Reduce al inventario en proceso y el tiempo de preparación.3) Reduce substancialmente el tiempo de ciclo.4) Reducción de inventario y pequeños lotes.5) Reducción de fuerza de trabajo.6) Facilidad para adaptarse rápidamente a los cambios de diseño.7) Consistencia en la calidad.8) Reducción del riesgo como resultado del fracaso de un producto9) Control gerencial conciso.10) Mejoramiento de la imagen en el mercado / credibilidad.11) Reduce el requerimiento de espacio en el piso de producción

Objetivos del FMS

¿Qué es un FMS?• 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 operación3. Rápido cambio de la configuración física

• Flexibilidad.- Es la habilidad de una entidad para desplegar y replegar sus recursos de forma eficaz y eficiente en respuesta a las condiciones cambiantes. Esta variabilidad del entorno puede adoptar las siguientes formas:

• • En la demanda• En el suministro• En los productos• En los procesos• En el equipamiento y mano de obra

Ejemplo

• No es por lotes• Ej. Embotelladora

¿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. Número de máquinas• Celda de máquina sencilla (SMC 1 )• Celda de manufactura flexible (FMC 2,3)• Sistema de manufactura flexible (FMS4 …)

2. Nivel de flexibilidad (FMC, FMS)• FMS dedicado • FMS de orden aleatorio

Clasif en base 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 Figura 16.2

Clasif en base Número de máquinas

2. Celda de manufactura flexible (FMC). Consiste de dos o tres estaciones de trabajo además de una parte de sistema de manejo. Figura 16.3

Clasif en base Número de máquinas

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. Figura 16.4

Clasif en base Nivel de flexibilidad- FMS dedicado. Diseñado para producir una variedad

limitada de estilos de partes y la cantidad de piezas - También se le denomina sistema de manufactura especial o

transferencia de línea flexible

Clasif en base Nivel de flexibilidad• 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 cabmios diarios

Componentes de FMS

1. Estaciones de trabajo2. Sistema de almacenamiento y manejo de materiales3. Sistemas de control computarizado4. Recursos humanos

NISSAN

Accesorios Modelo Lujosos

Estilo A

Estilo A -1

Estilo A-2

Estilo B

Accesorios Modelo

Standard

Estilo A Estilo B

Estilo B-1

Estilo B-1-1

Estilo C

Accesorios Modelo Sencillo

Estilo A

Estilo A -1

Estilo A-1-1

Estilo A-1-2

Estilo B

Estilo B-1

Descripción visual de un FMS

Descripción visual de un 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. Seguridad.

• Estaciones de maquinado. Utilizan máquina 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.

ESTACIONES DE TRABAJO

• 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.

SISTEMA DE ALMACENAMIENTO Y MANEJO DE MATERIALES

• Funciones del sistema de manejo:• Movimiento independiente de piezas entre

estaciones o máquinas.• Manejar una variedad de configuraciones de

piezas• Almacenamiento temporal• Acceso conveniente para carga y descarga de

piezas• Compatibilidad con el control computacional

Sistema 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. (Imagen)

Bandas transportadores, vehículos guíados por rieles, robots. Cap 11

Sistema de almacenamiento y manejo de materiales

• Configuraciones del layout de FMS

1. Distribución en línea. Máquinas y el almacenamiento en línea.

Sistema de almacenamiento y manejo de materiales

• Configuraciones del layout de FMS

2. Distribución Circulatoria (o Rectangular)

Sistema de almacenamiento y manejo de materiales

• Configuraciones del layout de FMS

3. Distribución tipo Escalera

Sistema de almacenamiento y manejo de materiales

• Configuraciones del layout de FMS

4. Distribución Campo abierto

5. Distribución Robot al centro

SISTEMAS DE CONTROL

COMPUTARIZADO

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.

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 produccion: se encarga de diseñar la ruta del proceso y proveer las instrucciones de operación.

• Control de trafico: 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, asi como su mantenimiento y estado.

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

Recursos humanos

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.• Programar los sistemas de maquinado y

computadoras.• Administrar el sistema en general.

Aplicaciones de los sistemas flexibles de manufactura

• Históricamente la mayoría de las aplicaciones han sido de esmerilado y taladrado, en partes no rotacionales, usando control numérico.

• Ejemplo: el termino sistema de fabricación flexibles a veces es usado en conexión con sistemas con prensas de laminado. Un ejemplo es el de la siguiente figura. Donde el sistema esta diseñado para descargar las láminas del sistema de almacenamiento automático, moverlas través de los rieles a la prensa y mover las piezas terminadas al la maquina de almacenamiento.

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.• Menores tiempos de entrega.• Reduce la cantidad de gente en planta.• Oportunidad de desatender la producción.

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.

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.

Problemas a resolver para optimizar la producción• Programar la producción.• Cargar la maquina.• Ruta de las partes.• Agrupación de partes.• Administración de las herramientas..• Ubicación de dispositivos de almacén.

Compañías que utilizan FMS• Nissan• Ford• T-Mobile

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.

CIM¿Qué es?

CIM es un sistema de manufactura computarizado que está formado por máquinas de control numérico y un sistema de manejo de materiales automatizado. CIM es la forma más moderna y más automatizada de la producción. Implica unir diferentes fases de la producción y crear un sistema totalmente integrado. Con todos los procesos funcionando bajo computadora e información digital. El término de FMS (Manufactura Flexible) algunas veces se utiliza como sinónimo de CIM. Actualmente el FMS es un tipo de CIM, diseñado para un rango intermedio de producción y flexibilidad moderada. El factor que ha adquirido CIM como meta es la implementación de la información digital para integrar la manufactura, diseñar y comprender asuntos y funciones.

Beneficios del CIMMejora el servicio a clientesMejora la calidadMenor tiempo de procesoMenor tiempo de entrega de proveedoresMenor tiempo de entrega a clientesMejora en el rendimiento de los programasMenor tiempo en la introducción en el mercado de nuevos

productosSuperior flexibilidad y capacidad de respuestaMejora en la productividadReducción de la producción en cursoReducción de los niveles de inventario