Un sistema de fabricación flexible ( FMS ) es un sistema de fabricación en el que existe cierta flexibilidad que permite al sistema reaccionar en caso de cambios, ya sean previstos o imprevistos.
Generalmente se considera que esta flexibilidad se divide en dos categorías, las cuales contienen 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.
Flexibilidad en la fabricación significa la capacidad de trabajar con piezas ligeramente o muy mezcladas, para permitir variaciones en el ensamblaje de las piezas y variaciones en la secuencia del proceso, cambiar el volumen de producción y cambiar el diseño de cierto producto que se fabrica.
Un sistema de fabricación industrial flexible 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 se ubicará a lo largo de un sistema de manejo de materiales, como un transportador o un vehículo guiado automáticamente. La producción de cada pieza 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 del FMS se compone de archivos grandes y mensajes cortos, y en su mayoría provienen de nodos, dispositivos e instrumentos. El tamaño del mensaje oscila 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 de instrumento a instrumento, monitoreo de estado e informes de datos se transmiten en tamaño pequeño.
También hay alguna variación en el tiempo de respuesta. Los archivos de programas grandes desde una computadora principal generalmente demoran unos 60 segundos en descargarse en cada instrumento o nodo al comienzo de la operación FMS. Los mensajes para los datos del instrumento deben enviarse periódicamente con un retraso de tiempo determinista. Otros tipos de mensajes utilizados para informes de emergencia son de tamaño bastante corto y deben transmitirse y recibirse con una respuesta casi instantánea.
Las demandas de un protocolo FMS confiable que admita todas las características de los datos FMS ahora son urgentes. Los protocolos estándar IEEE existentes no satisfacen completamente los requisitos de comunicación en tiempo real en este entorno. El retraso de CSMA/CD es ilimitado a medida que aumenta el número de nodos debido a las colisiones de mensajes. El bus de token tiene un retraso de mensaje determinista, pero no admite el esquema de acceso prioritario que se necesita en las comunicaciones FMS. Token Ring proporciona acceso prioritario y tiene un retraso de mensajes bajo; sin embargo, su transmisión de datos no es confiable. Una falla de un solo nodo que puede ocurrir con bastante frecuencia en FMS provoca errores de transmisión al pasar mensajes en ese nodo. Además, la topología de Token Ring resulta en un alto costo y instalación de cableado.
Se necesita un diseño de comunicación FMS que admita una comunicación en tiempo real con un retraso de mensaje limitado y reaccione rápidamente a cualquier señal de emergencia. Debido a que las fallas de las máquinas y el mal funcionamiento debido al calor, el polvo y las interferencias electromagnéticas son comunes, se necesita un mecanismo priorizado y una 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 mensajes largos. [1]