Гибкая производственная система

Гибкая производственная система ( FMS ) — это производственная система, в которой существует некоторая гибкость , позволяющая системе реагировать в случае изменений, как прогнозируемых, так и непредвиденных.

Обычно считается, что эта гибкость делится на две категории, каждая из которых содержит множество подкатегорий.

• Первая категория называется гибкостью маршрутизации и включает возможность изменения системы для производства новых типов продукции, а также возможность изменения порядка операций, выполняемых над деталью.
• Вторая категория называется гибкостью станка и состоит из возможности использовать несколько станков для выполнения одной и той же операции над деталью, а также способности системы поглощать крупномасштабные изменения, например, в объеме, мощности или возможностях.

Наиболее гибкие производственные системы состоят из трех основных систем:

1. Рабочие машины, которые часто представляют собой автоматизированные станки с ЧПУ, соединены между собой
2. С помощью системы обработки материалов для оптимизации потока деталей и
3. Центральный управляющий компьютер управляет движением материала и потоком машины.

Основным преимуществом гибкой производственной системы является ее высокая гибкость в управлении производственными ресурсами, такими как время и усилия по производству нового продукта.

Наилучшее применение гибкой производственной системы можно найти при производстве небольших партий продукции, например, при массовом производстве.

Преимущества

• Снижение производственных затрат
• Более низкая себестоимость единицы продукции,
• Повышение производительности труда,
• Повышенная эффективность машины,
• Улучшенное качество,
• Повышенная надежность системы,
• Сокращение запасов запчастей,
• Адаптируемость к операциям CAD/CAM.
• Более короткие сроки выполнения
• Повышенная эффективность
• Увеличение производительности

Недостатки

• Первоначальная стоимость установки высока,
• Существенное предварительное планирование
• Требование квалифицированной рабочей силы
• Сложная система
• Техническое обслуживание сложное

Гибкость

Гибкость в производстве означает способность иметь дело со слегка или сильно смешанными деталями, допускать вариации в сборке деталей и вариации в последовательности технологических процессов, изменять объем производства и изменять конструкцию определенного выпускаемого продукта.

Промышленная FMS-связь

Учебный FMS с обучающим роботом SCORBOT-ER 4u, фрезерным станком с ЧПУ и токарным станком с ЧПУ

Промышленная гибкая производственная система состоит из роботов , машин с компьютерным управлением, машин с числовым программным управлением (ЧПУ), контрольно-измерительных приборов, компьютеров, датчиков и других автономных систем, таких как инспекционные машины. Использование роботов в производственном сегменте обрабатывающей промышленности обещает множество преимуществ: от высокой загрузки до высоких объемов производительности. Каждая роботизированная ячейка или узел будет расположена вдоль системы обработки материалов, такой как конвейер или транспортное средство с автоматическим управлением. Производство каждой детали или заготовки потребует разной комбинации производственных узлов. Перемещение деталей от одного узла к другому осуществляется через систему обработки материалов. По окончании обработки детали готовые детали будут направлены на автоматический узел контроля и впоследствии выгружены из гибкой производственной системы.

станок с ЧПУ

Трафик данных FMS состоит из больших файлов и коротких сообщений и в основном поступает от узлов, устройств и инструментов. Размер сообщения варьируется от нескольких байт до нескольких сотен байт. Например, исполнительное программное обеспечение и другие данные представляют собой файлы большого размера, тогда как сообщения для данных обработки, связи между приборами, мониторинга состояния и отчетов о данных передаются в небольшом размере.

Также существуют некоторые различия во времени ответа. Загрузка больших программных файлов с главного компьютера в каждый прибор или узел в начале работы FMS обычно занимает около 60 секунд. Сообщения с данными прибора необходимо отправлять периодически с детерминированной задержкой по времени. Другие типы сообщений, используемые для экстренных сообщений, имеют довольно небольшой размер и должны передаваться и приниматься с почти мгновенным ответом.

Требования к надежному протоколу FMS, поддерживающему все характеристики данных FMS, сейчас актуальны. Существующие стандартные протоколы IEEE не полностью удовлетворяют требованиям связи в реальном времени в этой среде. Задержка CSMA/CD не ограничена, поскольку количество узлов увеличивается из-за коллизий сообщений. Шина токенов имеет детерминированную задержку сообщения, но не поддерживает схему приоритетного доступа, которая необходима для связи FMS. Token Ring обеспечивает приоритетный доступ и имеет низкую задержку сообщений, однако передача данных в нем ненадежна. Отказ одного узла, который может произойти довольно часто в FMS, приводит к ошибкам передачи сообщения в этом узле. Кроме того, топология Token Ring требует высоких затрат на монтаж проводки.

Необходима конструкция связи FMS, которая поддерживает связь в реальном времени с ограниченной задержкой сообщения и оперативно реагирует на любой экстренный сигнал. Поскольку отказы и неисправности оборудования из-за тепла, пыли и электромагнитных помех являются обычным явлением, необходим механизм определения приоритетов и немедленная передача экстренных сообщений, чтобы можно было применить подходящую процедуру восстановления. Была предложена модификация стандартной шины Token Bus для реализации схемы приоритетного доступа, позволяющей передавать короткие и периодические сообщения с низкой задержкой по сравнению с задержкой для длинных сообщений.

Дальнейшее чтение

• Гибкость производства: обзор литературы . А. де Тони и С. Тончиа. Международный журнал производственных исследований, 1998, вып. 36, нет. 6, 1587–617.
• Компьютерное управление производственными системами . Ю. Корен. McGraw Hill, Inc. 1983, 287 стр., ISBN   0-07-035341-7
• Производственные системы – теория и практика . Г. Криссолурис. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer Verlag, 2005. 2-е издание.
• Проектирование гибких производственных систем – методологии и инструменты . Т. Толио. Берлин: Спрингер, 2009. ISBN   978-3-540-85413-5

См. также

• Гибкое управление
• Бережливое производство

Внешние ссылки

• ФМС видео 1
• ФМС видео 2