FMS CIM c1 nhung khai niem co ban

FMS & CIM Đại học Hàng hải Việt Nam Viện Cơ khí Bộ mơn Kỹ thuật Cơ khí Chương 1: Những khái niệm Chương 1: Những khái niệm NỘI DUNG Khái niệm sản xuất hệ thống sản xuất Tự động hóa trình sản xuất Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Hệ thống sản xuất tích hợp CIM Chương 1: Những khái niệm Khái niệm SX HTSX Các khái niệm trình sản xuất  Quá trình sản xuất: Quá trình mà người, trí lực vật lực, thơng qua công cụ sản xuất, tác động lên đối tượng sản xuất, để thay đổi thuộc tính lý hóa, biến thành sản phẩm thỏa mãn nhu cầu tiêu dùng xã hội Chương 1: Những khái niệm Khái niệm SX HTSX Các khái niệm q trình sản xuất  Cơng nghiệp sản xuất:  Cơng nghiệp dự án: • • •  Sản phẩm khơng di chuyển mà máy móc, nhân công, trang thiết bị di chuyển quanh khu vực sản xuất Khơng có tồn kho Cơng nghiệp chế tạo • •  Tổ chức sản xuất sản phẩm hữu hình, lớn Chế tạo sản phẩm hữu hình, rời rạc, đếm Chuyển đổi nguyên liệu thành phẩm công đoạn gia công, lắp ráp, nâng chuyển, tồn trữ vật tư, kiểm tra thử nghiệm,… Công nghiệp chế biến • • Chế tạo sản phẩm dạng liên tục, chuẩn hóa cao, chủng loại, sản lượng lớn (thức uống, xi măng, …) Gia tăng giá trị sản phẩm công đoạn pha trộn, phân tách, tương tác Chương 1: Những khái niệm Khái niệm SX HTSX Các khái niệm trình sản xuất  Hiệu sản xuất: Được đánh giá tỉ số giá trị sản phẩm tạo thành (hoặc lợi nhuận) / chi phí tạo sản phẩm Hiệu sản xuất cao số cao  Phân loại trình sản xuất chế tạo: Có thể chia q trình sản xuất chế tạo thành loại: Chương 1: Những khái niệm Khái niệm SX HTSX Các khái niệm trình sản xuất  Hệ thống sản xuất: Bao gồm kho bãi, nhà xưởng, máy móc, quy trình cơng nghệ, cơng cụ sản xuất… góp phần biến đổi vật liệu thô thành sản phẩm, bán phẩm Chương 1: Những khái niệm Khái niệm SX HTSX Các khái niệm trình sản xuất  Tổ chức hệ thống sản xuất: Một hệ thống bao gồm nhiều cấu trúc tổ chức chức khác nhau: sale, R&D, PP, QC, purchase, CRM, SCM,… Chương 1: Những khái niệm Khái niệm SX HTSX Lịch sử phát triển hệ thống sản xuất:  Sản xuất thủ cơng  Cơ khí hóa (1775: Động điện, máy điện, băng tải) : Thay tác động bắp người chuyển động máy Cho phép nâng cao suất lao động không thay thể chức điều khiển, theo dõi trình sản xuất người  Tự động hóa phần (1956-1960: NC, CNC): Tự động hóa nguyên cơng riêng biệt, kết hợp khí hóa tự động hóa Sử dụng mơi trường cơng việc đơn điệu, nặng nhọc, lặp lại, môi trường người không tham gia trực tiếp Chương 1: Những khái niệm Khái niệm SX HTSX Lịch sử phát triển hệ thống sản xuất:  Sản xuất thủ cơng  Cơ khí hóa  Tự động hóa phần  Tự động hóa mức độ cao (1970-1975: FMS, CAD/CAM): Tự động hóa cấp độ cao hơn, phân xưởng, nhà máy hoạt động khối thống nhất, chung sở liệu  Sản xuất tích hợp (1985-1990: CIM): Hệ thống sản xuất tự động hồn chỉnh với máy tính đóng vai trò trung tâm, thay tất hoạt động điều khiển, theo dõi trình sản xuất Máy tính tham gia hỗ trợ tất trình, hoạt động sản xuất Chương 1: Những khái niệm Khái niệm SX HTSX Các phương thức sản xuất hệ thống:  Sản xuất tồn kho MTS (Make to stock): sản xuất sản phẩm bị ảnh hưởng yêu cầu khách hàng Hệ thống sản xuất tự dự báo, hoạch định sản lượng, lên kế hoạch tồn kho tiêu thụ Khách hàng không can thiệp vào thiết kế Leadtime ngắn nhất, tồn kho thành phẩm  Lắp ráp theo đơn hàng ATO (Assemble to order): hệ thống sản xuất bán phẩm/cụm linh kiện tiêu chuẩn để tồn kho Khách hàng lựa chọn cụm chi tiết tiêu chuẩn hóa để lắp ráp thành sản phẩm Leadtime ngắn, có tồn kho  Sản xuất theo đơn hàng MTO (Make to order): hệ thống sản xuất sản xuất nhận đơn hàng Các bán thành phẩm, nguyên phụ liệu đặt tiến hành sản xuất có xác nhận khách hàng Leadtime ngắn, có tồn kho  Thiết kế theo đơn hàng ETO (Engineer to order): hệ thống sản xuất thiết kế sản phẩm theo yêu cầu khách hàng Các bán thành phẩm, nguyên phụ liệu cần làm rõ theo yêu cầu khách trước đặt mua Do leadtime dài, tồn kho lớn 10 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Các thành tố FMS:  Sự phối hợp thành tố FMS 33 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Các mức linh hoạt FMS: Mức linh hoạt Máy móc linh hoạt Máy móc thực nhiều nguyên công Phôi liệu linh hoạt Khả cấp phơi liệu kích cỡ khác nhau, tự động hóa Quy trình linh hoạt Khả thay thế, xáo trộn quy trình để sản xuất loại sản phẩm Sản lượng linh hoạt Khả điều chỉnh sản lượng theo nhu cầu tăng/giảm Khả mở rộng hệ thống Khả xây dựng mở rộng hệ thống sản xuất cần thiết Khả thay linh hoạt Khả thay quy trình, vật liệu, máy móc để sản xuất loại sản phẩm Linh hoạt theo sản lượng sản xuất Khả sản xuất sản lượng lớn loại sản phẩm mà không cần phát sinh thêm thiết lập (set up) Linh hoạt theo sản loại Khả sản xuất sản loại lớn với thiết lập khơng đáng kể Linh hoạt theo chương trình Khả vận hành ổn định hệ thống lập trình khơng có can thiệp Linh hoạt theo mức đầu tư Sản lượng lớn loại sản phẩm sản xuất mà khơng cần thêm mức đầu tư đáng kể Đáp ứng thị trường Khả đáp ứng lại thay đổi,biến động thị trường Mức linh hoạt hệ thống Mức linh hoạt tổng thể 34 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Các mức linh hoạt FMS:  Ý nghĩa “độ linh hoạt” đối với:      Quy mơ sản xuất: • • • Nhiều loại sản phẩm với số lần thay dụng cụ tối thiểu Chuyển đổi nhanh loại sản phẩm Chuyển đổi nhanh chóng lịch sản xuất (MPS) theo đơn hàng đặc biệt Cơ sở sản xuất: • Đưa mặt hàng thiết kế thỏa mãn nhu cầu khách hàng Khách hàng: • Thời gian giao hàng tùy chỉnh theo nhu cầu Chiến lược phát triển sở sản xuất: • Chủng loại sản phẩm đa dạng Năng lực sở sản xuất: • Thay đổi nhanh chóng lịch sản xuất, tăng khả ứng biến với nhu cầu thị trường 35 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Các nguyên tắc hình thành hệ thống FMS:  Họ chi tiết cần chế tạo phải xác định Từ xác định thiết bị công nghệ FMS (các máy điều khiển số, robot công nghiệp, hệ thống vận chuyển, tích trữ,…)  Các cấu trúc chức năng, cấu trúc công nghệ, cấu trúc thông tin hệ thống mạng máy tính nội thiết lập dựa theo đặc thù sản xuất  Các vấn đề thuật toán, lập trình, giải thuật hệ thống điều khiển FMS cần tính tốn mối quan hệ tương quan phần tử tự động hệ thống  Vấn đề tiêu chuẩn hóa phải ý từ lúc xây dựng FMS VD: kho chứa tiêu chuẩn, cấu vận chuyển tiêu chuản, thiết bị công nghệ tiêu chuẩn,… 36 Chương 1: Những khái niệm NỘI DUNG Khái niệm sản xuất hệ thống sản xuất Tự động hóa q trình sản xuất Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Hệ thống sản xuất tích hợp CIM 37 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất tích hợp CIM Khái niệm CIM:  CIM hệ thống sản xuất tự động hồn chỉnh có sử dụng máy tính để điều khiển tất trình sản xuất Việc tích hợp cho phép cơng đoạn đơn lẻ trao đổi thơng tin với tồn hệ thống, bao gồm dòng thông tin thiết kế sản phẩm, kế hoạch sản xuất, thiết lập điều chỉnh nguyên công 38 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất tích hợp CIM Khái niệm CIM:  Sự hình thành CIM 39 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất tích hợp CIM Khái niệm CIM:  Mối quan hệ CIM FMS 40 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất tích hợp CIM Khái niệm CIM:  Ưu điểm so với công nghệ truyền thống:     Giảm giá thành thiết kế (tận dụng ưu điểm thiết kế trước) (15-30% giá thành thiết kế) Giảm thời gian chế tạo chi tiết (30-60%) Tăng suất (40-70%) Nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm phế liệu 41 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất tích hợp CIM Các chức CIM  CIM cung cấp gói hỗ trợ tất chức quản lý sản xuất tài chính, kinh tế 42 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sảnCIM xuấtsubsumes tích hợp CIM functions’ of the factory Thus, at4.higher levels, CAD/CAM, and adds functions of its own Các chức CIM Figure 16.9: The scope of CAD/CAM and CIM 43 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất tích hợp CIM Các mức điều khiển hệ thống CIM  Mức 1: điều khiển động cơ, cảm biến, trang thiết bị sản xuất,…  Mức 2: điều khiển chu trình, bao gồm điều khiển CNC, NC, RC, PLC  Mức 3: điều khiển nhóm máy máy tính, chu kỳ phút/giờ  Mức 4: điều khiển khu vực sản xuất với hỗ trợ MRP, CAP, CAD, …theo dõi quản lý ngày/tuần  Mức 5: điều khiển tự động toàn hoạt động sản xuất tự động hoạt động hỗ trợ sản xuất: CAP, CAD, MRP, tài chính, kế tốn,… với mức độ can thiệp hệ thống theo chiến lược Theo dõi quản lý theo tiêu quý/năm 44 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất tích hợp CIM Các mức điều khiển hệ thống CIM  Ưu điểm phân tầng mức độ quản lý CIM         Tăng tính linh hoạt sản phẩm, sản lượng NVL Nâng cao suất chất lượng gia cơng Hồn thiện giao diện, liệu chung cho thiết kế-sản xuất Giảm lao động người Thiết kế có suất độ xác cao Tiêu chuẩn hóa cao, sử dụng vật liệu hợp lý Nâng cao hiệu sử dụng máy móc Nâng cao tính cạnh tranh 45 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất tích hợp CIM Hướng phát triển CIM  Tăng tính tự động hóa mức độ FMS  Phát triển nhà máy tích hợp CIM  Phát triển mạng lưới CIM qua Internet toàn cầu  Nâng cao tính tối ưu hoạt động hệ thống CIM  Nghiên cứu khả ứng dụng CIM vào ngành sản xuất trí tuệ 46 Đại học Hàng hải Việt Nam Viện Cơ khí Bộ mơn Kỹ thuật Cơ khí THE END Chương 1: Những khái niệm 47 ... trình sản xuất Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Hệ thống sản xuất tích hợp CIM 22 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Khái niệm FMS  FMS: Flexible Manufacturing System  ... khái niệm Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Các thành tố FMS:  Ví dụ hệ thống FMS 29 Chương 1: Những khái niệm Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Các thành tố FMS:  Tế bào sản xuất FMC:    Flexible... linh hoạt FMS Khái niệm FMS  Định nghĩa: Hệ thống FMS xếp máy móc, người,… kết nối hệ thống vận chuyển nguyên vật liệu, kho chứa, nhờ việc sản xuất diễn tự động, nhanh chóng xác Hệ thống FMS điều