UNIVERSIDAD DE CALDAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
AUTOMATIZACION Y CONTROL
06. SISTEMAS DE MANUFACTURA
FLEXIBLE (FMS)
Julio César Caicedo Eraso
¿QUÉ ES UN FMS?
• Es una celda altamente automatizada de
Tecnología de Grupos, que consiste de un
grupo de estaciones de trabajo de procesos,
interconectadas por un sistema automático de
carga, almacenamiento y descarga de
materiales.
• Flexible porque es capaz de procesar varios
productos y cantidades de producción que
pueden ser ajustadas en respuesta a los
comportamientos de la demanda
¿QUÉ ES UN FMS?
• Rangos de automatización relativos a
producción :
– Se encuentra en el nivel medio
Variedad del
Bajo
Medio
Producto
Alto
1
100
10 000
1 000 000
Cantidad de Producción
¿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
operación
3. Rápido cambio de la configuración física
“ La flexibilidad es un atributo que aplica a los
sistemas manuales y automatizados”
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 (FMS4 …)
2. NIVEL DE FLEXIBILIDAD
•
•
FMS dedicado
FMS de orden aleatorio
CLASIFICACION 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
CLASIFICACION 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.
CLASIFICACION 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.
CLASIFICACION 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
CLASIFICACION 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 cambios diarios
COMPONENTES DE FMS
1. Estaciones de trabajo
2. Sistema de almacenamiento y
manejo de materiales
3. Sistemas de control
computarizado
4. Recursos humanos
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)
CONFIGURACIONES DEL
LAYOUT DE FMS
1. DISTRIBUCIÓN
EN LÍNEA.
Máquinas y
almacenamiento
en línea.
CONFIGURACIONES DEL
LAYOUT DE FMS
2. DISTRIBUCIÓN
CIRCULAR
(o Rectangular)
CONFIGURACIONES DEL
LAYOUT DE FMS
3. DISTRIBUCIÓN
TIPO
ESCALERA
CONFIGURACIONES DEL
LAYOUT DE FMS
4. DISTRIBUCIÓN
CAMPO
ABIERTO
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.
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06 Sistemas de Manufactura Flexible