Chương 7 HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT

Chương 7 Chương 7 HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT (Flexible Manufacturing Systems – FMS) (Flexible Manufacturing Systems – FMS) Những khái niệm và công nghệ liên quan đến Những khái niệm và công nghệ liên quan đến HTSXLH là: HTSXLH là: - Tự động hóa linh hoạt ( - Tự động hóa linh hoạt ( flexible automation flexible automation ) ) - Kỹ thuật nhóm ( - Kỹ thuật nhóm ( group technology group technology ) ) - Hệ thống máy - Hệ thống máy CNC CNC - Di chuyển BTP tự động ( - Di chuyển BTP tự động ( automated material automated material handling handling ) ) - Hệ thống máy - Hệ thống máy DNC DNC HTSXLH: HTSXLH: một nhóm các trạm gia công, xử lý một nhóm các trạm gia công, xử lý ( ( processing stations processing stations ) ( ) ( CNC CNC ); ); NVL di chuyển tự động giữa các trạm và hệ thống NVL di chuyển tự động giữa các trạm và hệ thống kho chứa; kho chứa; Việc kiểm soát hệ thống bằng máy tính; Việc kiểm soát hệ thống bằng máy tính;   HTSXLH: HTSXLH: gia công nhiều dạng SP khác nhau một gia công nhiều dạng SP khác nhau một cách nhịp nhàng dưới sự điều khiển bằng chương cách nhịp nhàng dưới sự điều khiển bằng chương trình máy tính tại các trạm làm việc khác nhau. trình máy tính tại các trạm làm việc khác nhau. HTSXLH HTSXLH liên quan đến HT máy linh hoạt; liên quan đến HT máy linh hoạt; 7.1 Hệ thống sản xuất linh hoạt 1. Thành phần của HTSXLH: 1. Thành phần của HTSXLH: a. Trạm gia công a. Trạm gia công ( ( processing stations processing stations ): Trạm ( ): Trạm ( máy máy ) gia công ) gia công dưới sự điều khiển của máy tính ( dưới sự điều khiển của máy tính ( computer numerical control – computer numerical control – CNC CNC ); ); HTSXLH HTSXLH bao gồm trạm sửa chữa, kiểm tra, lắp ráp và yêu cầu bao gồm trạm sửa chữa, kiểm tra, lắp ráp và yêu cầu NVL… NVL… b. Di chuyển và dự trữ NVL b. Di chuyển và dự trữ NVL ( ( material handling and storage material handling and storage ): ): di chuyển và lưu giữ NVL trong quá trình gia công. di chuyển và lưu giữ NVL trong quá trình gia công. c. HTKS bằng máy tính c. HTKS bằng máy tính ( ( computer control system computer control system ): hỗ trợ ): hỗ trợ trong các hoạt động của các trạm gia công và của hệ thống di trong các hoạt động của các trạm gia công và của hệ thống di chuyển BTP . chuyển BTP . Một thành tố quan trọng là yếu tố lao động ( Một thành tố quan trọng là yếu tố lao động ( human labour human labour )… )… 7.1 Hệ thống sản xuất linh hoạt 2. Một số dạng của HTSXLH: 2. Một số dạng của HTSXLH: SX theo ô SX theo ô ( ( manufacturing cell manufacturing cell ): nhóm máy có thể tự ): nhóm máy có thể tự động hoặc thủ công, hoặc có thể KS bằng máy tính động hoặc thủ công, hoặc có thể KS bằng máy tính hoặc không (từ 3 trở xuống); hoặc không (từ 3 trở xuống); SX linh hoạt SX linh hoạt ( ( flexible manufacturing flexible manufacturing ): SX tự động ): SX tự động hoàn toàn với sự hỗ trợ của máy tính (số máy từ 4 hoàn toàn với sự hỗ trợ của máy tính (số máy từ 4 trở lên) trở lên) Nền tảng của Nền tảng của HTSXLH HTSXLH là công nghệ nhóm; là công nghệ nhóm; 7.1 Hệ thống sản xuất linh hoạt Ví dụ: Ví dụ: một rô-bô điều khiển nhiều máy để SX họ SP thường một rô-bô điều khiển nhiều máy để SX họ SP thường được gọi là SX linh hoạt theo ô ( được gọi là SX linh hoạt theo ô ( flexible manufacturing cell flexible manufacturing cell ). ). Phân loại dựa trên phần hình dạng hình học gia công: hình Phân loại dựa trên phần hình dạng hình học gia công: hình khối ( khối ( lăng trụ lăng trụ ) và dạng tròn ( ) và dạng tròn ( trục/xylanh hoặc dạng đĩa trục/xylanh hoặc dạng đĩa ). ). Phân biệt theo Phân biệt theo HTSXLH HTSXLH chuyên dụng ( chuyên dụng ( dedicated FMS dedicated FMS ): ): chương trình chuyên dụng giới hạn trong một vài dạng SP; chương trình chuyên dụng giới hạn trong một vài dạng SP; máy móc xác định, ít thay đổi, hiệu quả cao… máy móc xác định, ít thay đổi, hiệu quả cao… hoặc hoặc HTSXLH HTSXLH theo trật tự ngẫu nhiên ( theo trật tự ngẫu nhiên ( random-order FMS random-order FMS ): ): nhiều họ SP, kế hoạch SX thường thay đổi theo ngày, cần HT nhiều họ SP, kế hoạch SX thường thay đổi theo ngày, cần HT KS bằng máy tính; KS bằng máy tính;   HTSXLH HTSXLH theo trật tự ngẫu nhiên thì linh hoạt hơn chuyên theo trật tự ngẫu nhiên thì linh hoạt hơn chuyên dụng. dụng. 7.1 Hệ thống sản xuất linh hoạt 3. Ứng dụng kỹ thuật sản xuất linh hoạt: 3. Ứng dụng kỹ thuật sản xuất linh hoạt: Thuận lợi của Thuận lợi của HTSXLH: HTSXLH: sự linh hoạt trong SX, thích sự linh hoạt trong SX, thích ứng với nhiều dạng SP … ứng với nhiều dạng SP … 7.1 Hệ thống sản xuất linh hoạt Máy NC độc lập Hệ thống SX linh hoạt Hệ thống SX tự động Cao TB Thấp Thấp Trung bình Cao Hình 7.1 phân loại hệ thống sản xuất Sản lượng Sự linh hoạt và thay đổi chi tiết 1. Trung tâm máy 1. Trung tâm máy ( ( machining centers machining centers ): thường là máy CNC; ): thường là máy CNC; CNC là máy gia công tự động cao, là một phần của CNC là máy gia công tự động cao, là một phần của HTSXLH HTSXLH ; ; Máy CNC bao gồm thay đổi đồ gá, và dự trữ đồ gá tự động, sử Máy CNC bao gồm thay đổi đồ gá, và dự trữ đồ gá tự động, sử dụng giá đỡ,… dụng giá đỡ,… 2. Máy nhiều đầu gia công 2. Máy nhiều đầu gia công ( ( head changers head changers ): ): có nhiều đầu gia có nhiều đầu gia công trên cùng một máy; công trên cùng một máy; Máy này có thể thay đổi nhiều đầu gia công; Máy này có thể thay đổi nhiều đầu gia công; Nhiều đầu gia công gắn trên một trục quay lắp sẵn trong máy Nhiều đầu gia công gắn trên một trục quay lắp sẵn trong máy hoặc ở gần máy. hoặc ở gần máy. Thường sử dụng khi SL đủ lớn để có lợi về th/g (chi phí cao). Thường sử dụng khi SL đủ lớn để có lợi về th/g (chi phí cao). 7.2 Trạm làm việc trong HTSXLH 3. Máy nhiều đầu gia công lớn 3. Máy nhiều đầu gia công lớn ( ( head indexers head indexers ): ): tương tự như tương tự như máy nhiều đầu gia công; máy nhiều đầu gia công; Thay đổi đầu gia công theo yêu cầu, nhưng đầu gia công Thay đổi đầu gia công theo yêu cầu, nhưng đầu gia công thường là lớn và không thể gắn với trục quay hoặc lắp sẵn thường là lớn và không thể gắn với trục quay hoặc lắp sẵn trong máy; trong máy; Đầu gia công này gắn bán cố định trên một bộ phận cơ trong Đầu gia công này gắn bán cố định trên một bộ phận cơ trong máy. máy. Có thể lắp trên những trục quay theo trật tự gia công; Có thể lắp trên những trục quay theo trật tự gia công; hoặc có thể để rời trên bàn bên ngoài (có thể lên đến 60 in); hoặc có thể để rời trên bàn bên ngoài (có thể lên đến 60 in); Việc ứng dụng những máy loại này gia công họ chi tiết cụ thể. Việc ứng dụng những máy loại này gia công họ chi tiết cụ thể. 7.2 Trạm làm việc trong HTSXLH 4. Ô máy chuyên dùng 4. Ô máy chuyên dùng ( ( phay, khoan, tiện,… phay, khoan, tiện,… ): ): nhóm máy nhóm máy chuyên dùng như tiện, phay, khoan, doa, mài,… gia công khi chuyên dùng như tiện, phay, khoan, doa, mài,… gia công khi có yêu cầu, có yêu cầu, Gia công tất cả các dạng từ thấp đến cao trong cùng nhóm Gia công tất cả các dạng từ thấp đến cao trong cùng nhóm máy. máy. 5. Trạm lắp ráp 5. Trạm lắp ráp ( ( assembly workstations assembly workstations ): ): lắp ráp theo yêu cầu lắp ráp theo yêu cầu của hệ thống; của hệ thống; Thực chất là thay thế lắp ráp thủ công trong SX theo lô; Thực chất là thay thế lắp ráp thủ công trong SX theo lô; Sử dụng rô-bốt, được lập trình sẵn theo công việc, trong hệ Sử dụng rô-bốt, được lập trình sẵn theo công việc, trong hệ thống lắp ráp tự động linh hoạt; thống lắp ráp tự động linh hoạt; 7.2 Trạm làm việc trong HTSXLH 6. Trạm kiểm soát 6. Trạm kiểm soát ( ( inspection stations inspection stations ): ): kiểm soát không thể kiểm soát không thể thiếu trong HTSXLH; thiếu trong HTSXLH; Kiểm soát hoạt động trạm làm việc, hoặc tại khâu thiết kế. Kiểm soát hoạt động trạm làm việc, hoặc tại khâu thiết kế. 7. Máy cán kim loại 7. Máy cán kim loại ( ( sheet metal processing machines sheet metal processing machines ), ), máy máy dập dập ( ( forging machines forging machines ): ): (sản xuất cơ khí) trang bị thêm (sản xuất cơ khí) trang bị thêm máy cán kim loại, hoặc có thể dập định hình; máy cán kim loại, hoặc có thể dập định hình; Nếu tầng số sử dụng nhiều thì đầu tư để có lợi về mặt thời Nếu tầng số sử dụng nhiều thì đầu tư để có lợi về mặt thời gian và tránh bị động; gian và tránh bị động; Nếu tầng suất sử dụng thấp thì hợp đồng gia công ngoài. Nếu tầng suất sử dụng thấp thì hợp đồng gia công ngoài. 7.2 Trạm làm việc trong HTSXLH [...]... làm việc 7. 4 HT KIỂM SOÁT BẰNG MÁY TÍNH (computer control system) Bảng báo cáo về tình hình SX trong ca làm việc Báo cáo tóm tắt chi tiết sản xuất Ca 1 trang 01 ngày 13 / 02 / 2001 17: 35:44 Từ 09:28 ngày 13 / 02 / 01 đến 17: 35 ngày 13 / 02 / 01 thời gian: 8,1 giờ Mã Lô Sản lượng kế hoạch Sản lượng thực tế 268923 268923 268315 268315 268315 2 671 71 2 671 71 1 2 1 2 3 1 2 7 7 7 7 7 7 7 6 9 8 8 7 5 9 Chênh.. .7. 3 Hệ thống dự trữ và cung cấp NVL (material handling and storage system) 1 Chức năng của hệ thống cung cấp: a Ngẫu nhiên, BTP di chuyển độc lập giữa các trạm: BTP có thể di chuyển trong hệ thống đến bất kỳ một trạm làm việc nào; Hệ thống có thể gia công theo nhiều quy trình khác nhau; b Sử dụng hệ thống giá đỡ: đối với dạng khối thường người ta sử dụng hệ thống pallet; Thiết kế... (in-line) Hệ thống băng tải Dạng vòng lặp hệ thống (loop) Hệ thống băng tải Dạng vòng lặp theo trạm (ladder) Hệ thống băng tải, AGV Dạng mở (open-field) AGV, xe di chuyển trên sàn Dạng rô-bốt điều khiển Rô-bốt công nghiệp HT cung cấp NVL phụ: thiết bị trung gian giữa HT cung cấp NVL chính với trạm làm việc; Chức năng: định vị BTP để thuận lợi cho quá trình gia công; Chỗ chứa tạm được coi là dạng phụ (hệ thống. .. hiện bởi một hoặc vài trạm giao nhận BTP; Có thể dùng lao động thủ công, những pa-lét định hình e Tương thích với hệ thống kiểm soát bằng máy tính: hệ thống dự trữ và cung cấp NVL phải được KS trực tiếp bằng hệ thống máy tính đến những trạm làm việc khác nhau, trạm giao nhận BTP,… 7. 3 Hệ thống dự trữ và cung cấp NVL (material handling and storage system) 2 Dạng mặt bằng trong HTSXLH (FMS layout configuration):... hợp lý 7. 4 HT KIỂM SOÁT BẰNG MÁY TÍNH (computer control system) 3 Một số dạng bảng báo cáo của HT (system reprots): Một số dạng bảng báo cáo: a Báo cáo về mức độ sử dụng thiết bị (utilization reports): báo cáo tóm tắt về tình hình sử dụng từng trạm cũng như mức độ sử dụng trung bình của hệ thống b Báo cáo SX (production reports): quan tâm đến số lượng chi tiết sản xuất trong ngày, tuần trong hệ thống; ... tạm được coi là dạng phụ (hệ thống bổ sung) của HT cung cấp NVL HT cung cấp NVL chính thường được hỗ trợ bởi hệ thống kho tự động: hệ thống lưu trữ và xuất hàng tự động (AS / RS – automated storage / retrieval system); Dự trữ và cung cấp NVL tự động đến trạm và lấy BTP khỏi trạm sau gia công 7. 4 HT KIỂM SOÁT BẰNG MÁY TÍNH (computer control system) 1 Chức năng của máy tính (computer functions): gồm... 14.3 14.3 0.0 -28.6 28.6 Bảng báo cáo tuổi thọ dụng cụ tại trạm làm Tình trạng việc tuổi thọ dụng cụ tại Trạm 3 Trang 01 Ngày 16 / 07 / 2001 11:40:22 Mã dụng cụ 00003 00165 00166 00 173 10011 10014 100 17 10020 10021 10023 10025 100 27 10032 10034 10035 10036 100 37 10056 100 57 10061 10062 10064 Tuổi thọ ước lượng (giờ) Thời gian sử dụng (giờ) 500.0 50.0 200.0 91.5 800.0 135.0 225.0 300.0 115.0 210.0 142.0... việc Trạm làm việc Trạm làm việc 7. 3 Hệ thống dự trữ và cung cấp NVL (material handling and storage system) 2 Dạng mặt bằng trong HTSXLH (FMS layout configuration): a Dạng đường thẳng (in-line): Dòng nguyên vật liệu – cả hai hướng (b) Trạm cấp và nhận Trạm làm việc Trạm làm việc Dạng đường thẳng (in-line) Trạm làm việc Trạm làm việc Trạm làm việc b Dạng vòng lặp hệ thống (loop): Trạm làm việc Trạm... khối thường người ta sử dụng hệ thống pallet; Thiết kế kích thước pa-lét theo yêu cầu kích thước chi tiết; Pa-lét thiết kế cho hệ thống dự trữ và cung cấp NVL; Đối với dạng tròn, người ta thường sử dụng rô-bốt công nghiệp để đưa chi tiết vào và lấy chi tiết ra sau gia công; 7. 3 Hệ thống dự trữ và cung cấp NVL (material handling and storage system) c Kho tạm: mỗi máy thường có một lượng BTP chờ trước khi... 118.0 0.0 0.0 0.0 112.0 1188.0 85.0 6.0 118.0 472 .0 472 .0 91.0 Phần trăm (%) 120.1 6.0 1.5 24.0 0.0 2.9 104.9 19 .7 51.3 0.0 83.1 0.0 0.0 0.0 35.0 312.8 242.9 1.0 29.5 118.0 134.9 140.0 7. 5 LỢI ÍCH CỦA FMS (FMS benefits) 1 Mức độ tận dụng máy móc thiết bị cao hơn (higher machine utilization): mức độ tận dụng máy móc trung bình cao hơn SX theo lô truyền thống; Hiệu quả lơn trong công việc, chuẩn bị, . khác nhau. HTSXLH HTSXLH liên quan đến HT máy linh hoạt; liên quan đến HT máy linh hoạt; 7. 1 Hệ thống sản xuất linh hoạt 1. Thành phần của HTSXLH: 1  HTSXLH HTSXLH theo trật tự ngẫu nhiên thì linh hoạt hơn chuyên theo trật tự ngẫu nhiên thì linh hoạt hơn chuyên dụng. dụng. 7. 1 Hệ thống sản xuất linh