Definición de Sistemas Flexibles de Manufactura

Los sistemas flexibles de manufactura están formados por un grupo de máquinas y equipo auxiliar unidos mediante un sistema de control y transporte, que permiten fabricar piezas en forma automática. La ventaja de los SFM es su gran flexibilidad en términos de poco esfuerzo y corto tiempo requerido para manufacturar un nuevo producto.

Pueden diseñarse en formas muy diferentes, según el número de puestos de maquinado, de control de medición, tipos de transporte de piezas y herramientas y tipos de control. Además están automatizados otros tipos de trabajo, como carga y descarga, transporte, almacenamiento o sujeción de la pieza, los cuales forman un subsistema del flujo del material. Existen dos tipos principales de sistema flexible de manufactura: sistema lineal y sistema cerrado (Fig. 1 y Fig. 2).

El transporte de piezas puede ser uni o bidireccional con movimiento continuo o intermitente, con un paso constante o variable según se necesite.

Existen tres formas de paso de la pieza por los puestos de maquinado: conservando la secuencia, en secuencia con posibilidades de omitir algunos puestos o en secuencia libre.

También hay dos formas de transporte y sujeción de piezas: con paleta y sin paleta.

Los subsistemas de flujo de materiales en los sistemas flexibles están formados por: almacén central, puesto de espera en el almacén central, estación de carga y descarga, transportador, puesto de trabajo, alimentador intermedio, puesto de espera, manipulador y sistema de paletas,

Los sistemas flexibles se utilizan en la producción de lotes pequeños y medianos. Las piezas tienen que formar grupos semejantes por diseño o proceso de manufactura.

La flexibilidad del trabajo se garantiza por el uso de centros de trabajo, formados con base en CM y MCN, equipados con sistemas de herramientas. Esto hace posible cambiar la operación de una estación de maquinado a otra, por ejemplo, en caso de sobrecarga o falla, etc.

Finalmente, la concentración de operaciones en un centro de trabajo depende de la magnitud del programa de producción.

La selección de la configuración de los SFM depende de la secuencia de la fabricación de la pieza.

Elementos de un SFM.

Los sistemas básicos de un sistema flexible de manufactura son las estaciones de trabajo, el manejo automático de materiales y partes y los sistemas de control. Los tipos de máquinas en estaciones de trabajo dependen del tipo de producción. Para operaciones de maquinado normalmente se utilizan de tres a cinco CNC, tales como tornos y centros de maquinado, incluyendo también algún otro equipo automatizado de inspección para medición, ensamble y limpieza. Otros tipos de operaciones para el SFM incluyen laminado, prensado, forjado, estos incluyen calor, maquinas de formado, prensas de corte, tratamiento térmico así como equipo de limpieza. Las estaciones de los SFM son distribuidos para proveer la mayor eficiencia en la producción tomando como criterio el flujo de materiales, partes y los productos a través del sistema.

La flexibilidad de estos sistemas de manufactura está en función del manejo de materiales, del almacenamiento y de recuperación de producto. El manejo de materiales es controlado por una computadora central y ejecutado en forma automática por vehículos guiados como conveyors y varios mecanismos transfer. En este sistema se pueden transportar algunos materiales y partes durante varias etapas para completar una operación en orden aleatorio en cualquier momento.

Programación

Debido a que los sistemas SFM requieren de una mayor en capital es esencial la utilización eficiente de la maquinaría estas no deben tener un tiempo de ocio, consecuentemente, una programación apropiada de proceso es crucial, la programación de los SFM es dinámica a diferencia de los talleres de trabajo, donde, una programación rígida es seguida durante un cierto período de tiempo para realizar un grupo de operaciones. La programación de SFM especifica claramente los tipos de operaciones que deben

realizarse para cada parte, e identifica las máquinas o las células de manufactura que deben utilizarse. Una programación dinámica es capaz de responder a cambios rápidos en tipo de producto y gracias a esto pueden tomarse decisiones de forma inmediata, gracias a la flexibilidad de los SFM no se desperdicia tiempo de preparación en estar cambiando operaciones de manufactura ya que el sistema es capaz de realizar operaciones diferentes en diferente orden y en diferentes máquinas. Sin embargo las características, performance y la confianza que se tenga en cada unidad en el sistema debe ser checada para asegurar que el movimiento de partes entre estaciones es de una calidad aceptable y de dimensiones precisas.

Justificación Económica de un SFM

Las instalaciones de los SFM son muy demandantes al capital ya que típicamente empiezan al rededor de 1 millón de dólares. Es por ello que un análisis concienzudo costo beneficio debe ser realizado, antes de tomar una decisión final. Este análisis deberá incluir factores como, costo del capital, energía, materiales, mano de obra, mercado para los productos manufacturados y fluctuaciones en la demanda anticipada para el tipo de producto. Un factor adicional es el tiempo y esfuerzo requeridos para la instalación y depuración del sistema. Típicamente un SFM puede tomar de 2 a 5 años en instalarse y cuando menos 6 meses en depurar, aunque los SFM requieren pocos o ningún operador de máquina el personal involucrado con la operación total debe ser entrenado y altamente capacitado. Este personal incluye Ingenieros en manufactura, programadores computacionales e ingenieros de mantenimiento.

Ventajas de los SFM.

Incrementan la productividad.

Menor tiempo de Preparación en nuevos productos.

Reducción de inventarios de materiales dentro de la planta.

Ahorro en fuerza de trabajo.

Mejora en la calidad del producto.

Mejora en la seguridad de los operarios.

Las partes pueden ser producidas de forma aleatoria y también en lotes.

Implementación de SFM

Gracias a las ventajas que proporcionan los SFM muchas empresas manufactureras han considerado durante mucho tiempo la implementación de grandes sistemas dentro de sus empresas. Pero después de un análisis concienzudo se ha encontrado que los empresarios han optado por sistemas mas pequeños, menos caros por consiguiente y por ende mas efectivo en costos. Estos sistemas incluyen celdas de manufactura y hasta centros de maquinado y tornos solos que son mucho mas fáciles de utilizar que un solo torno.

Definición Manufactura Integrada por Computadora CIM

Describe la integración de los aspectos de diseño, planeación, manufactura, distribución y administración. La manufactura integrada por computadora es una metodología y un acierto que envuelve el ensamble y manufactura de materiales y sistemas computarizados. La manufactura integrada por computadora envuelve el total de operaciones de una compañía, debe ser fácil de comprender y a su vez contar con una amplia base de datos. Es propicio mencionar que si se desea implantar de golpe la manufactura integrada por computadora está resultará demasiado costosa especialmente para una compañía de tamaño pequeño y mediano.

La manufactura integrada por computadora incluye a la manufactura asistida por computadora CAM, diseño asistido por computadora CAD, ingeniería asistida por computadora CAE, planeación del proceso auxiliada por computadora así como funciones administrativas y comerciales de las empresas.

Estos subsistemas por así llamarlos o paquetes dentro del CIM son diseñados, desarrollados, y aplicados de tal forma que la salida proveniente de un subsistema sirve como una entrada hacia otro de los subsistemas. De forma organizacional, estos subsistemas están divididos generalmente en planeación y ejecución de funciones. Las funciones de planeación incluyen actividades tales como pronósticos, planeación, planeación de los requerimientos de materiales y contabilidad. En lo que respecta a las funciones de ejecución, estas incluyen la producción, control de proceso, manejo de materiales, inspección y pruebas.

La efectividad de la MIC depende en gran medida de la presencia de un gran sistema de comunicación mismo que envuelve computadoras, máquinas y sus controles. Los mayores problemas a los que se ha enfrentado la manufactura integrada por computadora es precisamente la dificultad de generar la interfase entre las diferentes computadoras compradas en diferentes tiempos por la compañía

Dentro de los beneficios que aporta la MIC se encuentran:

Énfasis en uniformidad y calidad del producto a través de mejor control del proceso.

Mejor control de la producción, programación y administración de la operación total manufacturera, lo que lleva a reducir costos.

Mejor uso de los materiales, maquinaria y personal, reducción de material en proceso ayudando a disminuir los costos

FILOSOFÍA:

FMS. (SISTEMA DE MANUFACTURA FLEXIBLE)  

TIPO:

PRODUCCIÓN

ORIGEN:

ESTADOS UNIDOS

SIGNIFICADO: 

Sistema de Manufactura Flexible. Es un sistema integrado por máquinas -herramientas enlazadas mediante un sistema de manejo de materiales automatizado operados automáticamente con tecnología convencional o al menos por un CNC (control numérico por computador).  

DESCRIPCIÓN: Un FMS consta de varias máquinas-herramientas controladas numéricamente por computador donde cada una de ellas es capaz de realizar muchas operaciones debido a la versatilidad de las máquinas-herramientas y a la capacidad de intercambiar herramientas de corte con rapidez (en segundos), estos sistemas son relativamente flexibles respecto al número de tipos de piezas que pueden producir de manera simultánea y en lotes de tamaño reducido (a veces unitario). Estos sistemas pueden ser casi tan flexibles y de mayor complejidad que un taller

de trabajo y al mismo tiempo tener la capacidad de alcanzar la eficacia de una línea de ensamble bien balanceada.

Las herramientas pueden ser entregadas al FMS tanto en forma manual como automática. Por ejemplo a través de vehículos guiados automatizados.Los FMS disponen de un sistema de manejo de materiales automatizado que transporta las piezas de una máquina a otra hacia dentro y fuera del sistema. Puede tratarse de vehículos guiados automáticamente (AGV) conducidos por alambre de un sistema transportador o de carros remolcados por línea y por lo general intercambian de plataforma con las máquinas.

El empleo de los FMS permite flexibilidad productiva, gestión en tiempo real y acelerado nivel de automatización general, así que una celda en línea es en resumen aceptar el ingreso de materia prima y sacar productos listos para ser ensamblados.

Hay que decidir sobre la distribución de planta de FMS, tiene que especificar los números y el diseño tanto de las plataformas como de los distintos tipos de accesorios, se tiene que crear y organizar la planeación, la programación y las estrategias de control para operar el sistema. Las especificaciones del diseño y las necesidades cambian lo cual ocasiona que los diseños iniciales de un FMS varíen mucho. Después de la creación y subsiguiente implantación del diseño de FMS, los modelos resultan también útiles para establecer y programar la producción a través del sistema.

Así mismo se han manejado en la planeación o estructuración de un FMS para determinar los tipos de piezas que se deben seleccionar para maquinarlos de manera simultánea en un período próximo. Se ha recurrido a modelos matemáticos en la programación de un FMS para establecer la secuencia de entrada optima de las piezas y una secuencia optima en cada máquina-herramienta dada la mezcla actual de piezas.

Los temas de control de un FMS involucran el monitoreo en tiempo real, para asegurarse de que el sistema se desempeñe como uno piensa y que se ha logrado la producción esperada.  

BIBLIOGRAFIA: Administración y dirección de operaciones, Chase Aquilano. Mc Graw Hill.http://www.gestiopolis.com/recursos/experto/catsexp/pagans/ger/16/manuflexible.htm

Evolución de un sistema de manufactura flexible (FMS) a un sistema de manufactura integrada por computador (CIM)Migrating from Flexible Manufacturing System (FMS) to Computer Integrated Manufacturing Center (CIM)

Autores: Carlos Eduardo Fúquene Retamoso, Hugo Santiago Aguirre Mayorga, Nazly Bibiana Córdoba Pinzón

Localización: Ingeniería y universidad, ISSN 0123-2126, Vol. 11, Nº. 1, 2007 , pags. 57-70

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Resumen:

o El desarrollo de las máquinas herramientas, los elementos del control de la producción, los robots, computadores y las redes de comunicación han transformado los medios de manufactura existentes en sistemas de manufactura integrados y versátiles. Aquellas industrias que deseen mantenerse competitivamente en la era de la información y la globalización actual están obligadas a introducir tecnologías avanzadas de producción, orientadas a sistemas de manufactura flexible capaces de manejar los procesos empresariales de manera transversal. Este artículo plasma la evolución de un sistema de manufactura flexible (FMS) hacia un sistema de manufactura integrada por computador (CIM) a través de la integración de los procesos de planeación de la producción desarrollados en un sistema de planeación de recursos empresariales (ERP) con la fabricación y control de la producción desarrollados en un FMS, por medio de una interfaz de capa media, con el fin de automatizar procesos de envío y recibo de información de producción, para garantizar la transparencia de los datos y la optimización de los procesos.

o The development of machines tools, elements for process control, robots, computers and communications networks have transformed existing ways of manufacturing into integrated and versatile manufacturing systems. Those industries that need to maintain their position in a competitive level, at the currently information and trade globalization era, are being forced to introduce advanced production technologies achieving flexible manufacturing systems capable of managing transversals company's processes. This paper shapes the evolution of a Flexible Manufacturing System (FMS) towards a Computer Integrated Manufacturing System (CIM) trough the integration process of two systems, a FMS and an Enterprise Resource Planning (ERP), using a middle tear interface with the purpose of automating the process of sending and receiving production information, to guarantee transparency of data and achieve processes improvement.