Slice bài giảng môn học Công nghệ sản xuất linh hoạt FMS và công nghệ sản xuất tích hợp CIM, dùng cho hệ cao đẳng và Đại Học, chuyên ngành công nghệ chế tạo máy và cơ điện tử.Bài giảng cung cấp bộ khung kiến thức cơ bản về công nghệ FMS và CIm để sinh viên và người đọc nắm được các kiến thức cần thiết để phục vụ quá trình nghiên cứu và học tập cơ bản cũng như nghiên cứu sâu về các hệ thống này.
4/12/14 TS NGUYỄN TRƯỜNG PHI Bộ môn Công Nghệ CTM Viện Cơ khí ĐHBK Hà Nội ! Khái niệm: bố trí hệ thống thiết bị, phân xưởng, trung tâm gia công, khu vực văn phòng… nhà máy cho phù hợp với dòng lưu chuyển sản phẩm ! Bố trí máy: Thiết kế mặt bố trí thiết bị, máy phân xưởng ! Bố trí khu sản xuất: Thiết kế mặt phân xưởng, ! Tối thiểu chi phí vận chuyển vật liệu ! Tận dụng không gian cách hiệu ! Tận dụng nguồn lao động cách hiệu ! Hạn chế khâu nút thắt SX ! Thuận lợi giao tiếp can thiệp khu vực văn phòng…trong nhà máy 4/12/14 ! ! Giảm thời gian chu kỳ sản xuất Hạn chế di chuyển thừa lãng phí ! Tăng sức sản xuất ! Thúc đẩy chất lượng sản phẩm dịch vụ ! Khuyến khích hoạt động bảo trì cách hiệu ! Tạo khả linh hoạt việc thích ứng với thay đổi môi trường ! Liên quan đến hoạt động sản xuất phi sản xuất sản phẩm kồng kềnh dễ vỡ (thuyền, máy bay…) ! Chi tiết cố dịnh vị trí toàn trình sản xuất ! Các máy công nhân phải di chuyển xung quanh -> Tính lưu động nhanh thiết bị ! Fixed product layout - Cách bố trí theo sản phẩm cố định ! Product layout - Cách bố trí theo hướng sản phẩm ! Functional ! Group layout - Cách bố trí theo chức layout - Cách bố trí theo nhóm ! Ưu điểm: Giảm lưu chuyển chi tiết ! Hạn chế thiệt hại hay giá thành vận chuyển ! Tạo dòng chảy công việc liên tục ! Nhược điểm: ! Yêu cầu người vận hành có kỹ cao với nhiều loại công việc ! Tốn cho việc lưu chuyển người thiết bị tới quanh chi tiết ! Khả tận dụng thiết bị thấp ! 4/12/14 ! Áp dụng cho hoạt động sản xuất phi sản xuất ! Hầu hết dòng lưu chuyển nằm hai máy phân xưởng tiếp giáp ! Bố trí theo quy trình vận chuyển chi tiết chuẩn ! Ưu ! ! ! ! điểm: Tạo dòng luân chuyển êm, nhanh hiệu cao Giảm chi phí vận chuyển ! Nhược điểm: ! Thiếu tính linh hoạt quy trình ! Thiếu tính linh hoạt thời gian Đơn giản cho hệ thống điều khiển quản lý sản ! Chi phí đầu tư lớn xuất ! Tính phụ thuộc lớn (sự làm việc tốt hay không Thích ứng với khối lượng nhỏ công việc thiết bị hay người vận hành) 4/12/14 ! Áp dụng cho hoạt động sản xuất phi sản xuất ! Ghép máy hay công nhân có nhiệm vụ hay chức tương tự thành nhóm ! Có thể áp dụng cho quy trình sản xuất khác ! Ưu điểm: ◦ Tính linh hoạt: thiết bị nhân lực sử dụng cần thiết ◦ Đầu tư nhỏ trang thiết bị ◦ Những người giám sát khu vực chuyên gia với kỹ cao cho lĩnh vực định ! Nhược điểm: ◦ Thiếu tính hiệu quy trình: Chu trình vận chuyển dài xảy ◦ Thiếu tính hiệu thời gian: Tăng thời gian chờ đợi công nhân hay máy công việc ◦ Phức tạp quản lý lập kế hoạch sản xuất ◦ Công nhân có kỹ cao nên đòi hỏi chi phí lớn lương ◦ Năng suất thấp: Mỗi công việc khác yêu cầu khác lắp đặt đào tạo 4/12/14 ! Có lưu chuyển nhóm trình sản xuất ! Dòng vận chuyển sản phẩm nhóm ! Ưu điểm: ◦ Tăng khả tận dụng thiết bị so với cách bố trí theo sản phẩm ◦ Có xu hướng tổ chức công nhân theo nhóm mở rộng phạm vi công việc ◦ Là kết hợp cách bố trí theo sản phẩm (production layout) theo trình (process layout) ◦ Được trang bị nhiều thiết bị vạn thích hợp với gia công nhiều chủng loại chi tiết ◦ Rút ngắn thời gian vận chuyển tạo dòng vận chuyển êm cách bố trí theo trình (process layout) ! Nhược điểm: ◦ Nếu có thay đổi họ chi tiết ghép nhóm mặt thiết kế thay đổi theo ◦ Yêu cầu người vận hành máy phải có kỹ cao ◦ Dòng vận chuyển tế bào gia công phải thiết kế theo quy trình chi tiết phức tạp ◦ Vấn đề tải tải máy xảy 4/12/14 ! Khái ! niệm Công nghệ nhóm (GT) ý tưởng sản xuất để tăng suất cách ghép nhóm chi tiết/ sản phẩm có đặc tính giống vào họ hình thành tế bào sản xuất với nhóm máy trình không tương tự ! Các chi tiết tương tự ghép thành họ chi tiết ! Mỗi họ chi tiết có đặc tính kết cấu công nghệ tương tự 1. Đặc tính kết cấu: Hình dáng, kích thước 2. Đặc tính công nghệ: Quy trình sản xuất ! Các thiết bị sản xuất xếp thành nhóm máy hay tế bào gia công ! Tạo tích hợp hoạt động thiết kế sản xuất ! Giúp cho việc cải thiện suất công nghiệp sản xuất hàng loạt ! Cho phép sản xuất loạt nhỏ tạo lợi kinh tế sản xuất hàng khối tính linh hoạt sản xuất 4/12/14 ! Thiết kế khí: ! Thiết ◦ Giảm không gian yêu cầu cho mặt sản xuất ◦ Giảm chi phí lực cho công tác vận chuyển ◦ Giảm công việc thiết kế sản phẩm ◦ Giảm số lượng vẽ qua việc tiêu chuẩn hoá ◦ Giảm nỗ lực phác thảo vẽ nhà xưởng ◦ Giảm số lượng chi tiết tương tự nhau, dễ dàng tạo lại chi tiết có chức tương tự xác định chi tiết thay ! Thiết ! Sản ! Quản xuất: kế xưởng: bị, dụng cụ, đồ gá: ◦ Tiêu chuẩn hoá thiết bị ◦ Giảm khối lượng dụng cụ, cấu vận chuyển, đồ gá, kẹp ◦ Giảm đáng kể giá thành xuất xưởng sản phẩm lý sản xuất: ◦ Giảm thời gian lắp đặt sản xuất ◦ Giảm khối lượng công việc ◦ Nâng cao khả tải máy rút ngắn chu kỳ ◦ Dễ dàng nhận nút thắt dây chuyền sản sản xuất ◦ Giảm khối lượng vận hành máy thời gian lập trình NC xuất ◦ Nâng cao dòng chảy vật liệu giảm chi phí nhà xưởng ◦ Đáp ứng nhanh với việc thay đổi kế hoạch 4/12/14 ! Quản lý chất lượng: ◦ Giảm đòi hỏi cho việc giám sát ◦ Nâng cao chất lượng đầu ◦ Giảm lượng phế liệu ! Thu mua: ◦ Mã hoá chi tiết cần thu mua tạo tiêu chuẩn hoá việc thu mua ◦ Giảm khối lượng vật liệu thô ◦ Tính kinh tế thu mua có hiểu bíêt cẩn thận vật liệu thô yêu cầu ! Sự thoả mãn khác hàng: Dự báo xác nhanh chóng giá ◦ Dịch vụ khách hàng tốt ◦ ! Visual Inspection Method (Phương pháp quan sát mắt): 1. Ít phức tạp tốn 2. Độ xác không cao 3. Tính phức tạp tăng lên số chi tiết lên đến 100 Classification and Coding by Examination of Design and Production Data (Phân loại mã hoá sản phẩm dựa kiểm tra liệu thiết kế sản xuất) ! Cluster Analysis (Phân tích theo nhóm) ! ! Khái niệm: ◦ Sản phẩm phân chia thành nhóm khác sở có hay số đặc tính ◦ Tạo khả gia công/ lắp ráp chúng theo trình tự công nghệ tổng quát hợp lý ◦ Tạo tiền đề để tiêu chuẩn hoá toàn yếu tố QTSX ◦ Cần xác định đặc điểm phân loại để đảm bảo nhận dạng đối tượng nhanh 4/12/14 ! Hệ thống phân loại theo quan điểm sau: ◦ Phân loại theo đặc điểm kết cấu ◦ Phân loại theo đặc điểm công nghệ ◦ Phân loại theo đặc điểm kết cấu công nghệ ! Mức phân cấp: ◦ Dạng: dạng tròn không tròn ◦ Loại: Các chi tiết giống hình thể chung/ đặc điểm công nghệ quan trọng nhất, chủ yếu giống chức làm việc, điều kiện kỹ thuật ◦ Kiểu: Thuộc loại có chung trình tự nội ! Mức phân cấp: ◦ Cỡ chi tiết ◦ Dạng bề mặt ◦ Các đặc trưng bề mặt (độ xác, độ nhám, vật liệu, độ cứng) dung công nghệ, phần lớn nguyên công ứng với chi tiết thuộc kiểu giống 4/12/14 Khái niệm: trình tạo lập ký hiệu đặc trưng cho đặc tính kết cấu/ công nghệ sản phẩm ◦ Chứa thông tin sản phẩm hay chi tiết Tuỳ theo hệ mã hoá xác định loại vật liệu, kích cỡ, hình dáng bản, chức năng, công nghệ… ◦ Các chi tiết có đặc tính lý (có liệu mã hoá) tương tự có quy trình chế tạo tương tự ◦ Cho phép tiêu chuẩn hoá trình nhóm chi tiết với thành nhóm Monocode (Hierarchical structure): ◦ Mỗi mã ký tự đứng sau làm rõ kí tự mã hoá đứng trước ◦ Có thể thể lượng lớn thông tin với số vị trí mã hoá ◦ Phức tạp, khó phát triển mở rộng tất nhánh cần định nghĩa ! Mọi ký tự mã hoá thể lượng thông tin khác không liên quan đến ký tự mã hoá trước ! Kết cấu chặt chẽ, dễ xây dựng sử dụng ! Không thể chi tiết loại monocode với ký tự mã hoá 10 4/12/14 ! ! ! Dạng mã hoá tổng hợp (hybrid code), nhiên ngoại trừ số đầu tiên, tương đối giống dạng chuỗi (chaincode) ! Chứa thông tin kết cấu công nghệ ! Mã Optiz bao gồm mã mã bổ sung Là kết hợp hai dạng mã hoá Mang ưu điểm hai dạng mã hoá Mã chính: thông tin tỉ lệ kích thước, hình dáng mặt trong/ngoài, bề mặt gia công, lỗ phụ, răng, tạo hình ! Mã bổ sung: thông tin kích thước, vật liệu, dạng thô phôi, độ xác ! Mã gồm số mã phụ gồm số 11 4/12/14 ! Sử dụng 21 ký tự mã hoá ! Chứa nhiều thông tin Khái niệm: Cluster analysis (CA) hay Product Flow Analysis (PFA) phương pháp nhóm chi tiết thành nhóm đồng dựa sở đặc tính chi tiết ! Sử dụng ma trận bao gồm số chi tiết số máy để gộp thành nhóm ! Trong ma trận đó, cột biểu diễn máy hàng biểu diễn chi tiết ! Một quy tắc hay thuật toán phải áp dụng để phân nhóm sản phẩm, phép toán phải đáp ứng yêu cầu nhóm cần ghép 12 4/12/14 ! Xác định phân loại tất nguồn lực sản xuất ! nguyên vật liệu, máy thiết bị ! Theo dõi lộ trình tất sản phẩm hay chi tiết mà chi tiết nhằm đơn giản hoá hệ thống lưu chuyển vật liệu ! công ty, phân xưởng hay nhóm sản xuất ! Phân tích mạng lưới sản xuất thông qua dòng luân Nghiên cứu lộ trình nhóm máy phù hợp với Nghiên cứu sâu chi tiết không phù hợp với nhóm gia công (bottleneck parts) ! Đánh giá dòng lưu chuyển vật liệu bổ sung vào chuyển hình thành phần lớn chi hệ thống lịch trình làm việc dựa dòng vận tiết chuyển đơn lẻ Chi tiết nằm nhóm ! Giải pháp: ! ! Ma trận quan hệ máy-chi tiết ◦ Ma trận quan hệ [aij] ◦ Giá trị xác định máy i sử dụng để gia công chi tiết j ◦ Giá trị xác định máy i không sử dụng để gia công chi tiết j ◦ Chi tiết gia công tế bào gia công sau chuyển sang tế bào gia công khác hệ thống vận chuyển ◦ Chi tiết gia công nhờ thiết bị vạn ◦ Chi tiết giao cho phân xưởng hay phận bên 13 4/12/14 máy yêu cầu nằm nhiều nhóm khác ! Giải pháp: Thêm máy vào để đảm bảo hai tế bào gia công có ! ! ! Tính hệ số tương quan cặp ma trận Các thành phần có hệ số giống cao phân vào nhóm 14 [...]... hình dáng mặt trong/ngoài, bề mặt gia công, các lỗ phụ, răng, tạo hình ! Mã bổ sung: thông tin về kích thước, vật liệu, dạng thô của phôi, độ chính xác ! Mã chính gồm 5 con số và mã phụ gồm 4 số 11 4/ 12/ 14 ! Sử dụng 21 ký tự mã hoá ! Chứa nhiều thông tin hơn Khái niệm: Cluster analysis (CA) hay Product Flow Analysis (PFA) là phương pháp nhóm các chi tiết thành nhóm đồng nhất dựa trên cơ sở... ◦ Chi tiết đó có thể được giao cho một phân xưởng hay bộ phận bên ngoài 13 4/ 12/ 14 1 máy yêu cầu nằm ở nhiều nhóm khác nhau ! Giải pháp: Thêm một máy vào để đảm bảo cả hai tế bào gia công đều có ! ! ! Tính hệ số tương quan của các cặp trong ma trận Các thành phần có hệ số giống nhau cao sẽ được phân vào một nhóm 14 ... trận đó, các cột biểu diễn máy và các hàng biểu diễn chi tiết ! Một quy tắc hay thuật toán nào đó phải được áp dụng để phân nhóm sản phẩm, phép toán đó phải đáp ứng yêu cầu của nhóm cần ghép 12 4/ 12/ 14 ! Xác định và phân loại tất cả các nguồn lực sản xuất ! như nguyên vật liệu, máy và thiết bị ! Theo dõi lộ trình của tất cả sản phẩm hay chi tiết mà chi tiết nhằm đơn giản hoá hệ thống lưu chuyển.. .4/ 12/ 14 ! ! ! Dạng mã hoá tổng hợp (hybrid code), tuy nhiên ngoại trừ số đầu tiên, còn nó tương đối giống dạng chuỗi (chaincode) ! Chứa cả thông tin kết cấu và công nghệ ! Mã Optiz bao gồm một mã chính