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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ORIZABADIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E
INVESTIGACIÓN
SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE (FMS).
Propedéutico de la Maestría en Ingeniería IndustrialSeminario de Ingeniería Industrial
Presenta:Edgar Trujillo Salcedo
Orizaba, Ver. Viernes 29 de Octubre del 2010
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•ANTECEDENTES
•GRUPO TECNOLÓGICO
•DEFINICIÓN DE FMS
•FMS, FMC Y SMC.
• FLEXIBILIDAD EN LOS FMS
•CLASIFICACIÓN
• COMPONENTES
•BENEFICIOS
•EJEMPLO DE APLICACIÓN
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•ANTECEDENTES
•GRUPO TECNOLÓGICO
•DEFINICIÓN DE FMS
•FMS, FMC Y SMC.
• FLEXIBILIDAD EN LOS FMS
•CLASIFICACIÓN
• COMPONENTES
•BENEFICIOS
•EJEMPLO DE APLICACIÓN
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ANTECEDENTESJohn Naisbitt en su libro Megatrends dice:
“Hay 752 diferentes modelos de carros y camiones vendidos en los Estados Unidos y si tu quieres un subcompacto tu puedes elegir de 126 tipos (Ray Asfahl, 1992)”.
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ANTECEDENTES
El concepto fue creado por David Williamson a mediados de los 60’s. El concepto fue llamado “System 24” [2].
2. P.Groover, Mikell. Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing. Edit. Prentice Hall, United States, 2003.
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•GRUPO TECNOLÓGICO
•DEFINICIÓN DE FMS
•FMS, FMC Y SMC.
• FLEXIBILIDAD EN LOS FMS
•CLASIFICACIÓN
• COMPONENTES
•BENEFICIOS
•EJEMPLO DE APLICACIÓN
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GRUPO TECNOLÓGICO
Es un aprovechamiento para manufactura en el cual partes similares son identificadas y agrupadas juntas para tomar ventaja de sus similaridades en diseño y producción [3].
3. P.Groover, Mikell. Fundamentals of modern materials, processes, and systems manufacturing. 2nd Edition. Edit John Wiley & Sons, Inc. USA
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•ANTECEDENTES
•GRUPO TECNOLÓGICO
•DEFINICIÓN DE FMS
•FMS, FMC Y SMC.
• FLEXIBILIDAD EN LOS FMS
•CLASIFICACIÓN
• COMPONENTES
•BENEFICIOS
•EJEMPLO DE APLICACIÓN
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SISTEMA DE MANUFACTURA FLEXIBLE
DEFINICIÓN
Es una célula de maquinado de grupos tecnológicos altamente automatizado, que consiste de un grupo de estaciones de procesamiento (usualmente CNC), interconectados por un sistema de almacenamiento y manejo de material automatizado y contralada por un sistema de computadora integrado [Groover, Mikell, 2002].
Es un sistema de manufactura reprogramable capaz de producir una variedad de productos automáticamente [Niebel, Benjamin, 1989].
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SISTEMA DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Fuente: W. Niebel, Benjamin, Draper B. Alan. Modern Manufacturing Process Engineering. Edit. Mc Graw Hill, 1989. USA.
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•GRUPO TECNOLÓGICO
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•FMS, FMC Y SMC.
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FMS, FMC Y SMC.
Adaptación: Fuente: P.Groover, Mikell. Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing. Edit. Prentice Hall, United States, 2003.
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•FMS, FMC Y SMC.
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•CLASIFICACIÓN
• COMPONENTES
•BENEFICIOS
•EJEMPLO DE APLICACIÓN
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LA FLEXIBILIDAD EN LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Para calificar como flexible un sistema de manufactura debe satisfacer algunos criterios.
1. Prueba de variedad de partes.2. Prueba de cambio en la programación.3. Prueba de recuperación de errores.4. Prueba de partes nuevas [2].
2. P.Groover, Mikell. Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing. Edit. Prentice Hall, United States, 2003.
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• COMPONENTES
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CLASIFICACIÓN
• Partes Rotacionales• Partes No Rotacionales
•Procesamiento
•Ensamble
OperaciónSistemas
de Maquinado
•FMS
•FMC
•SMC
Numero de Maquinas
•FMS dedicado
•FMS orden fortuita
Nivel de Flexibilida
d
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CLASIFICACIÓN
Adaptación. Fuente: P.Groover, Mikell. Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing. Edit. Prentice Hall, United States, 2003.
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•FMS, FMC Y SMC.
• FLEXIBILIDAD EN LOS FMS
•CLASIFICACIÓN
• COMPONENTES
•BENEFICIOS
•EJEMPLO DE APLICACIÓN
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COMPONENTES
Estaciones de
Trabajo
Manejo y Almacenamiento de Material
Sistema de Control por
Computadora Recursos
Humanos.
FMS
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ESTACIONES DE TRABAJO
Estaciones de Carga y DescargaEs la interface física entre el FMS y el resto de la fabrica [2].
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ESTACIONES DE
TRABAJO
Estaciones de
Maquinado
Las aplicaciones mas comunes de los FMS’s son operaciones de maquinado [2].
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ESTACIONES DE
TRABAJO
Estaciones de EnsambleAlgunos FMS´s están diseñados para desarrollar operaciones de ensamble.
Sistemas flexibles de ensamble automatizados están siendo desarrollados para reemplazar la labor manual en el ensamble de productos hechos típicamente en lotes [2].
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ESTACIONES DE TRABAJO
Otras Estaciones de ProcesamientoEl concepto de FMS ha sido aplicado a otras operaciones de procesamiento además del maquinado [2].
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ESTACIONES DE TRABAJO
Otras Estaciones y Equipo
* Inspección
* Maquinas de Medición
* Limpieza de Partes
* Sistemas Refrigerantes [2]
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DefiniciónSon sistemas de transferencia de material en las cuales las piezas de trabajo y partes terminadas, herramientas, etc. son movidas entre los centros de maquinado, las celdas de manufactura o estaciones de ensamble [4].
MANEJO Y ALMACENAMIENTO DE MATERIAL
4. Yoram, Koren. Computer Control of Manufacturing Systems. Mc Graw Hill. 1993 Singapore.
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MANEJO Y ALMACENAMIENTO DE MATERIAL. Funciones
• Movimiento independiente.
• Manejo de variedad de configuraciones.
• Almacenamiento temporal.
• Acceso conveniente para carga y descarga.
• Compatible con CIM [2].
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Los tipos de sistemas de manejo de material usado para transferir partes entre estaciones en un FMS incluyen una variedad de equipo de transporte convencional de material, mecanismos de transferencia en línea y robots industriales [2].
MANEJO Y ALMACENAMIENTO DE MATERIAL
Equipo de Manejo de Material
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MANEJO Y ALMACENAMIENTO DE MATERIAL
Equipo de Manejo de Material
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MANEJO Y ALMACENAMIENTO DE MATERIAL
Sistema de Manejo Primario Establece el layout básico del FMS.
Sistema de Manejo SecundarioConsiste de dispositivos de transferencia, cambiadores de pallets automáticos y mecanismos similares localizados en las estaciones de trabajo [2].
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MANEJO Y ALMACENAMIENTO DE MATERIAL
Ejemplo de Sistema de Manejo Primario y Secundario
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CONFIGURACIONES DE LAYOUT EN UN FMS
El sistema de manejo de material establece el layout del FMS.
(1)In line layout
(2) Loop layout
(3) Ladder layout
(4) Open field layout
(5) Robot-centered cell [2]
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CONFIGURACIONES DE LAYOUT EN UN FMS
(1)In line layout
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CONFIGURACIONES DE LAYOUT EN UN FMS
(2) Loop layout
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CONFIGURACIONES DE LAYOUT EN UN
FMS
(3) Ladder layout
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CONFIGURACIONES DE LAYOUT EN UN FMS
(4) Open field layout
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CONFIGURACIONES DE LAYOUT EN UN FMS
(5) Robot–Centered Cell
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SISTEMA DE CONTROL POR COMPUTADORA(CIM).Manufactura Integrada por Computadora (CIM).
Es un sistema de computadora, en el cual los periféricos en lugar de ser impresoras, plotters, terminales y discos de memoria son robots, maquinas, herramientas y otros equipos de procesamiento. Es un pozo mas ruidoso y un poco mas desordenado, pero es básicamente un sistema de computadora. Joel Goldhar, Illinos Institute of Technology.
CIM es una oportunidad de realinear tus dos recursos mas fundamentales: personas y tecnología. CIM es mucho mas que la integración mecánica, eléctrica y sistemas informáticos. Es un entendimiento de una nueva forma de administrar. Charles Savage, President Savage Associates
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SISTEMA DE CONTROL POR COMPUTADORA(CIM).
Un FMS es una red compleja de equipo y actividades que deben ser controladas vía una computadora o red de computadoras [5].
5. W.Niebel, Benjamin. Modern Manufacturing Process Engineering. Mc Graw Hill. 1989. USA
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SISTEMA DE CONTROL POR COMPUTADORA(CIM)Funciones1. Control de las estaciones de trabajo.
2. Distribución de las instrucciones de control a las estaciones de trabajo.
3. Control de la producción.
4. Control del trafico.
5. Control de Shuttle.
6. Monitoreo de pieza de trabajo.
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SISTEMA DE CONTROL POR COMPUTADORA(CIM)Funciones7. Control de la Herramienta.
- Sitio de la herramienta.- Monitoreo de la vida de la herramienta.
8. Monitoreo y reporte del desempeño.
9. Diagnostico [2].
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SISTEMA DE CONTROL POR COMPUTADORA(CIM)
Adaptación. Fuente: Yoram, Koren. Computer Control of Manufacturing Systems. Mc Graw Hill. 1993 Singapore.
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•FMS, FMC Y SMC.
• FLEXIBILIDAD EN LOS FMS
•CLASIFICACIÓN
• COMPONENTES
•BENEFICIOS
•EJEMPLO DE APLICACIÓN
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BENEFICIOS
• Incremento en la utilización de las maquinas.
• Menos maquinas requeridas.
• Reducción en el espacio de piso de la fabrica
requerido.
• Responsabilidad mas grande el cambio.
• Requerimientos de inventario reducido.
• Tiempos de manufactura menores.
• Requerimientos de labor directa reducida y
productividad de labor mas alta.
• Oportunidad para producción no atendida [2].
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DESVENTAJAS
• El alto costo.
• Problemas podrían ocurrir en los muchos componentes de los sistemas, los cuales podrían requerir mucho tiempo para su depuración.
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•ANTECEDENTES
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•CLASIFICACIÓN
• COMPONENTES
•BENEFICIOS
•EJEMPLO DE APLICACIÓN
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EJEMPLO DE APLICACIÓN
Vought Workshop F.M.S
Es una empresa localizada en Dallas, Texas de la industrial aeroespacial. La necesidad surgió ya que se requería fabricar dos elementos, los cuales requerían 2000 partes maquinadas y dentro de estas 600 podían ser fabricadas en FMS [7].
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EJEMPLO DE APLICACIÓN
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EJEMPLO DE APLICACIÓN
La implementación del FMS trajo:
• Reducción del tiempo de maquinado.
• Ahorros muy significativos.
• Reducción del espacio requerido.
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El Futuro de la Manufactura.
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BIBLIOGRAFIA
1. C.Ray, Asfahl. Robots and Manufacturing Automation. 2nd Edition. Edit. John Wiley & Sons, Inc. 1992. USA.
2. P.Groover, Mikell. Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing. Edit. Prentice Hall, 2003. USA
3. P.Groover, Mikell. Fundamentals of Modern Materials, Processes, and Systems manufacturing. Edit. John Wiley & Sons, Inc. USA.
4. Yoram, Koren. Computer Control of Manufacturing Systems. Mc Graw Hill. 1993 Singapore.
5. W.Niebel, Benjamin. Modern Manufacturing Process Engineering. Mc Graw Hill. 1989. USA
6. A. Alavudeen y N. Venkateshwaran. Computer Integrated Manufacturing.
7. www.aame.in
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