Système de fabrication flexible - Flexible manufacturing system
Un système de fabrication flexible ( FMS ) est un système de fabrication dans lequel il existe une certaine flexibilité qui permet au système de réagir en cas de changements, qu'ils soient prévus ou imprévus.
On considère généralement que cette flexibilité se divise en deux catégories, qui contiennent toutes deux de nombreuses sous-catégories.
La première catégorie est appelée Flexibilité de routage qui couvre la capacité du système à être modifié pour produire de nouveaux types de produits, et la capacité de changer l'ordre des opérations exécutées sur une pièce.
La deuxième catégorie est appelée Flexibilité de la machine, qui consiste en la capacité d'utiliser plusieurs machines pour effectuer la même opération sur une pièce, ainsi que la capacité du système à absorber des changements à grande échelle, tels que le volume, la capacité ou la capacité.
La plupart des FMS se composent de trois systèmes principaux:
1) Les «machines de travail» qui sont souvent des «machines CNC» automatisées sont reliées par
2) Par un système de «manutention» pour optimiser le flux des pièces et
3) Le "Central Control Computer" qui contrôle les mouvements de matériaux et le flux de la machine.
Les principaux avantages d'un FMS sont sa grande flexibilité dans la gestion des ressources de fabrication comme le temps et les efforts afin de fabriquer un nouveau produit.
La meilleure application d'un FMS se trouve dans la production de petits ensembles de produits comme ceux issus d'une production de masse.
Avantages
- Coût de fabrication réduit
- Réduction du coût par unité produite,
- Une plus grande productivité du travail,
- Une plus grande efficacité de la machine,
- Amélioration de la qualité,
- Augmentation de la fiabilité du système,
- Réduction des stocks de pièces,
- Adaptabilité aux opérations CAD / CAM.
- Délais de livraison plus courts
- Amélioration de l'efficacité
- Augmenter le taux de production
Désavantages
- Le coût d'installation initial est élevé,
- Planification préalable substantielle
- Besoin de main-d'œuvre qualifiée
- Système compliqué
- La maintenance est compliquée
La flexibilité
La flexibilité dans la fabrication signifie la capacité de traiter des pièces légèrement ou fortement mélangées, de permettre des variations dans l'assemblage des pièces et des variations dans la séquence de processus, de modifier le volume de production et de modifier la conception de certains produits en cours de fabrication.
Communication FMS industrielle
Un système de fabrication flexible industriel (FMS) se compose de robots , de machines contrôlées par ordinateur, de machines à commande numérique par ordinateur ( CNC ), de dispositifs d' instrumentation , d'ordinateurs, de capteurs et d'autres systèmes autonomes tels que des machines d'inspection. L'utilisation de robots dans le segment de production des industries manufacturières promet une variété d'avantages allant d'une utilisation élevée à un volume élevé de productivité. Chaque cellule ou nœud robotique sera situé le long d'un système de manutention de matériel tel qu'un convoyeur ou un véhicule à guidage automatique. La production de chaque pièce ou pièce à usiner nécessitera une combinaison différente de nœuds de fabrication. Le déplacement des pièces d'un nœud à un autre se fait via le système de manutention. À la fin du traitement des pièces, les pièces finies seront acheminées vers un nœud d'inspection automatique, puis déchargées du système de fabrication flexible.
Le trafic de données FMS se compose de fichiers volumineux et de messages courts, et provient principalement de nœuds, d'appareils et d'instruments. La taille du message varie entre quelques octets et plusieurs centaines d'octets. Les logiciels exécutifs et autres données, par exemple, sont des fichiers de grande taille, tandis que les messages pour les données d'usinage, les communications instrument à instrument, la surveillance de l'état et le rapport de données sont transmis en petite taille.
Il existe également des variations sur le temps de réponse. Les fichiers de programme volumineux d'un ordinateur principal prennent généralement environ 60 secondes pour être téléchargés dans chaque instrument ou nœud au début du fonctionnement du FMS. Les messages pour les données de l'instrument doivent être envoyés dans un temps périodique avec un retard déterministe. D'autres types de messages utilisés pour les rapports d'urgence sont de taille assez courte et doivent être transmis et reçus avec une réponse presque instantanée. Les demandes d' un protocole FMS fiable prenant en charge toutes les caractéristiques des données FMS sont désormais urgentes. Les protocoles standards IEEE existants ne satisfont pas entièrement les exigences de communication en temps réel dans cet environnement. Le délai de CSMA / CD est illimité à mesure que le nombre de nœuds augmente en raison des collisions de messages. Token Bus a un délai de message déterministe, mais il ne prend pas en charge le schéma d'accès prioritaire qui est nécessaire dans les communications FMS . Token Ring fournit un accès prioritaire et a un faible délai de message, cependant, sa transmission de données n'est pas fiable. Une défaillance d'un seul nœud qui peut se produire assez souvent dans FMS provoque des erreurs de transmission de message de passage dans ce nœud. De plus, la topologie du Token Ring entraîne une installation et un coût de câblage élevés.
Une conception de communication FMS qui prend en charge une communication en temps réel avec un délai de message limité et réagit rapidement à tout signal d'urgence est nécessaire. En raison de la défaillance de la machine et du dysfonctionnement dû à la chaleur, à la poussière et aux interférences électromagnétiques, un mécanisme prioritaire et une transmission immédiate des messages d'urgence sont nécessaires pour qu'une procédure de récupération appropriée puisse être appliquée. Une modification du Token Bus standard pour mettre en œuvre un schéma d'accès prioritaire a été proposée pour permettre la transmission de messages courts et périodiques avec un faible délai par rapport à celui des messages longs.
Lectures complémentaires
- Flexibilité de fabrication: une revue de la littérature . Par A. de Toni et S. Tonchia. Journal international de recherche sur la production, 1998, vol. 36, non. 6, 1587-617.
- Contrôle informatique des systèmes de fabrication . Par Y. Koren. McGraw Hill, Inc. 1983, 287 pages, ISBN 0-07-035341-7
- Systèmes de fabrication - Théorie et pratique . Par G. Chryssolouris. New York, NY: Springer Verlag, 2005. 2e édition.
- Conception de systèmes de production flexibles - Méthodologies et outils . Par T. Tolio. Berlin: Springer, 2009. ISBN 978-3-540-85413-5