Un sistema de fabricación flexible ( FMS ) es un sistema de fabricación en el que existe un cierto grado de flexibilidad que le permite reaccionar en caso de cambios, ya sean previstos o imprevistos.
Generalmente se considera que esta flexibilidad se divide en dos categorías, cada una de las cuales contiene numerosas subcategorías.
La mayoría de los sistemas de fabricación flexibles constan de tres sistemas principales:
La principal ventaja de un sistema de fabricación flexible es su alta flexibilidad en la gestión de recursos de fabricación, como el tiempo y el esfuerzo para fabricar un nuevo producto.
La mejor aplicación de un sistema de fabricación flexible se encuentra en la 'producción de pequeños conjuntos de productos como los de la producción en masa'.
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La flexibilidad en la fabricación significa la capacidad de manejar piezas ligeramente o muy mezcladas, de permitir variaciones en el ensamblaje de las piezas y variaciones en la secuencia del proceso, de cambiar el volumen de producción y de cambiar el diseño de ciertos productos que se están fabricando.
Un sistema de fabricación flexible industrial consta de robots , máquinas controladas por computadora, máquinas de control numérico por computadora (CNC), dispositivos de instrumentación , computadoras, sensores y otros sistemas independientes como máquinas de inspección. El uso de robots en el segmento de producción de las industrias manufactureras promete una variedad de beneficios que van desde una alta utilización hasta un alto volumen de productividad. Cada celda o nodo robótico estará ubicado a lo largo de un sistema de manejo de materiales como un transportador o un vehículo guiado automático. La producción de cada parte o pieza de trabajo requerirá una combinación diferente de nodos de fabricación. El movimiento de piezas de un nodo a otro se realiza a través del sistema de manejo de materiales. Al final del procesamiento de la pieza, las piezas terminadas se enviarán a un nodo de inspección automática y, posteriormente, se descargarán del sistema de fabricación flexible.
El tráfico de datos de FMS consta de archivos grandes y mensajes cortos, y en su mayoría provienen de nodos, dispositivos e instrumentos. El tamaño de los mensajes varía entre unos pocos bytes y varios cientos de bytes. El software ejecutivo y otros datos, por ejemplo, son archivos de gran tamaño, mientras que los mensajes para datos de mecanizado, comunicaciones entre instrumentos, monitoreo de estado y generación de informes de datos se transmiten en tamaño pequeño.
También hay algunas variaciones en el tiempo de respuesta. Los archivos de programa grandes de una computadora principal suelen tardar unos 60 segundos en descargarse en cada instrumento o nodo al comienzo de la operación del FMS. Los mensajes para los datos de los instrumentos deben enviarse en un tiempo periódico con un retardo de tiempo determinista. Otros tipos de mensajes utilizados para informar sobre emergencias son bastante cortos y deben transmitirse y recibirse con una respuesta casi instantánea.
Actualmente, las demandas de un protocolo FMS confiable que admita todas las características de los datos de FMS son urgentes. Los protocolos estándar IEEE existentes no satisfacen por completo los requisitos de comunicación en tiempo real en este entorno. El retraso de CSMA/CD no tiene límites a medida que aumenta el número de nodos debido a las colisiones de mensajes. Token Bus tiene un retraso de mensajes determinista, pero no admite el esquema de acceso priorizado que se necesita en las comunicaciones FMS. Token Ring proporciona acceso priorizado y tiene un retraso de mensajes bajo; sin embargo, su transmisión de datos no es confiable. Un fallo de un solo nodo, que puede ocurrir con bastante frecuencia en FMS, causa errores de transmisión de mensajes en ese nodo. Además, la topología de Token Ring da como resultado una instalación y un costo de cableado elevados.
Se necesita un diseño de comunicación FMS que admita una comunicación en tiempo real con un retardo de mensaje limitado y que reaccione rápidamente a cualquier señal de emergencia. Debido a que las fallas y el mal funcionamiento de las máquinas debido al calor, el polvo y la interferencia electromagnética son comunes, se necesita un mecanismo priorizado y la transmisión inmediata de mensajes de emergencia para que se pueda aplicar un procedimiento de recuperación adecuado. Se propuso una modificación del Token Bus estándar para implementar un esquema de acceso priorizado que permita la transmisión de mensajes cortos y periódicos con un retraso bajo en comparación con el de los mensajes largos. [1]