Sistemas flexibles de manufactura

Definición de Sistemas Flexibles de Manufactura
Los sistemas flexibles de manufactura están formados por un grupo de máquinas y equipo auxiliar unidos
mediante un sistema de control y transporte, que permiten fabricar piezas en forma automática. La ventaja de
los SFM es su gran flexibilidad en términos de poco esfuerzo y corto tiempo requerido para manufacturar un
nuevo producto.
Pueden diseñarse en formas muy diferentes, según el número de puestos de maquinado, de control de
medición, tipos de transporte de piezas y herramientas y tipos de control. Además están automatizados otros
tipos de trabajo, como carga y descarga, transporte, almacenamiento o sujeción de la pieza, los cuales forman
un subsistema del flujo del material. Existen dos tipos principales de sistema flexible de manufactura: sistema
lineal y sistema cerrado (Fig. 1 y Fig. 2).
El transporte de piezas puede ser uni o bidireccional con movimiento continuo o intermitente, con un paso
constante o variable según se necesite.
Existen tres formas de paso de la pieza por los puestos de maquinado: conservando la secuencia, en secuencia
con posibilidades de omitir algunos puestos o en secuencia libre.
También hay dos formas de transporte y sujeción de piezas: con paleta y sin paleta.
Los subsistemas de flujo de materiales en los sistemas flexibles están formados por: almacén central, puesto
de espera en el almacén central, estación de carga y descarga, transportador, puesto de trabajo, alimentador
intermedio, puesto de espera, manipulador y sistema de paletas,
Los sistemas flexibles se utilizan en la producción de lotes pequeños y medianos. Las piezas tienen que
formar grupos semejantes por diseño o proceso de manufactura.
La flexibilidad del trabajo se garantiza por el uso de centros de trabajo, formados con base en CM y MCN,
equipados con sistemas de herramientas. Esto hace posible cambiar la operación de una estación de
maquinado a otra, por ejemplo, en caso de sobrecarga o falla, etc.
Finalmente, la concentración de operaciones en un centro de trabajo depende de la magnitud del programa de
producción.
La selección de la configuración de los SFM depende de la secuencia de la fabricación de la pieza.
Elementos de un SFM.
Los sistemas básicos de un sistema flexible de manufactura son las estaciones de trabajo, el manejo
automático de materiales y partes y los sistemas de control. Los tipos de máquinas en estaciones de trabajo
dependen del tipo de producción. Para operaciones de maquinado normalmente se utilizan de tres a cinco
CNC, tales como tornos y centros de maquinado, incluyendo también algún otro equipo automatizado de
inspección para medición, ensamble y limpieza. Otros tipos de operaciones para el SFM incluyen laminado,
prensado, forjado, estos incluyen calor, maquinas de formado, prensas de corte, tratamiento térmico así como
equipo de limpieza. Las estaciones de los SFM son distribuidos para proveer la mayor eficiencia en la
producción tomando como criterio el flujo de materiales, partes y los productos a través del sistema.
La flexibilidad de estos sistemas de manufactura está en función del manejo de materiales, del
almacenamiento y de recuperación de producto. El manejo de materiales es controlado por una computadora
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central y ejecutado en forma automática por vehículos guiados como conveyors y varios mecanismos transfer.
En este sistema se pueden transportar algunos materiales y partes durante varias etapas para completar una
operación en orden aleatorio en cualquier momento.
Programación
Debido a que los sistemas SFM requieren de una mayor en capital es esencial la utilización eficiente de la
maquinaría estas no deben tener un tiempo de ocio, consecuentemente, una programación apropiada de
proceso es crucial, la programación de los SFM es dinámica a diferencia de los talleres de trabajo, donde, una
programación rígida es seguida durante un cierto período de tiempo para realizar un grupo de operaciones. La
programación de SFM especifica claramente los tipos de operaciones que deben realizarse para cada parte, e
identifica las máquinas o las células de manufactura que deben utilizarse. Una programación dinámica es
capaz de responder a cambios rápidos en tipo de producto y gracias a esto pueden tomarse decisiones de
forma inmediata, gracias a la flexibilidad de los SFM no se desperdicia tiempo de preparación en estar
cambiando operaciones de manufactura ya que el sistema es capaz de realizar operaciones diferentes en
diferente orden y en diferentes máquinas. Sin embargo las características, performance y la confianza que se
tenga en cada unidad en el sistema debe ser checada para asegurar que el movimiento de partes entre
estaciones es de una calidad aceptable y de dimensiones precisas.
Justificación Económica de un SFM
Las instalaciones de los SFM son muy demandantes al capital ya que típicamente empiezan al rededor de 1
millón de dólares. Es por ello que un análisis concienzudo costo beneficio debe ser realizado, antes de tomar
una decisión final. Este análisis deberá incluir factores como, costo del capital, energía, materiales, mano de
obra, mercado para los productos manufacturados y fluctuaciones en la demanda anticipada para el tipo de
producto. Un factor adicional es el tiempo y esfuerzo requeridos para la instalación y depuración del sistema.
Típicamente un SFM puede tomar de 2 a 5 años en instalarse y cuando menos 6 meses en depurar, aunque los
SFM requieren pocos o ningún operador de máquina el personal involucrado con la operación total debe ser
entrenado y altamente capacitado. Este personal incluye Ingenieros en manufactura, programadores
computacionales e ingenieros de mantenimiento.
Ventajas de los SFM.
• Incrementan la productividad.
• Menor tiempo de Preparación en nuevos productos.
• Reducción de inventarios de materiales dentro de la planta.
• Ahorro en fuerza de trabajo.
• Mejora en la calidad del producto.
• Mejora en la seguridad de los operarios.
• Las partes pueden ser producidas de forma aleatoria y también en lotes.
Implementación de SFM
Gracias a las ventajas que proporcionan los SFM muchas empresas manufactureras han considerado durante
mucho tiempo la implementación de grandes sistemas dentro de sus empresas. Pero después de un análisis
concienzudo se ha encontrado que los empresarios han optado por sistemas mas pequeños, menos caros por
consiguiente y por ende mas efectivo en costos. Estos sistemas incluyen celdas de manufactura y hasta centros
de maquinado y tornos solos que son mucho mas fáciles de utilizar que un solo torno.
Definición Manufactura Integrada por Computadora CIM
Describe la integración de los aspectos de diseño, planeación, manufactura, distribución y administración. La
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manufactura integrada por computadora es una metodología y un acierto que envuelve el ensamble y
manufactura de materiales y sistemas computarizados. La manufactura integrada por computadora envuelve el
total de operaciones de una compañía, debe ser fácil de comprender y a su vez contar con una amplia base de
datos. Es propicio mencionar que si se desea implantar de golpe la manufactura integrada por computadora
está resultará demasiado costosa especialmente para una compañía de tamaño pequeño y mediano.
La manufactura integrada por computadora incluye a la manufactura asistida por computadora CAM, diseño
asistido por computadora CAD, ingeniería asistida por computadora CAE, planeación del proceso auxiliada
por computadora así como funciones administrativas y comerciales de las empresas.
Estos subsistemas por así llamarlos o paquetes dentro del CIM son diseñados, desarrollados, y aplicados de tal
forma que la salida proveniente de un subsistema sirve como una entrada hacia otro de los subsistemas. De
forma organizacional, estos subsistemas están divididos generalmente en planeación y ejecución de funciones.
Las funciones de planeación incluyen actividades tales como pronósticos, planeación, planeación de los
requerimientos de materiales y contabilidad. En lo que respecta a las funciones de ejecución, estas incluyen la
producción, control de proceso, manejo de materiales, inspección y pruebas.
La efectividad de la MIC depende en gran medida de la presencia de un gran sistema de comunicación mismo
que envuelve computadoras, máquinas y sus controles. Los mayores problemas a los que se ha enfrentado la
manufactura integrada por computadora es precisamente la dificultad de generar la interfase entre las
diferentes computadoras compradas en diferentes tiempos por la compañía
Dentro de los beneficios que aporta la MIC se encuentran:
• Énfasis en uniformidad y calidad del producto a través de mejor control del proceso.
• Mejor control de la producción, programación y administración de la operación total manufacturera,
lo que lleva a reducir costos.
• Mejor uso de los materiales, maquinaria y personal, reducción de material en proceso ayudando a
disminuir los costos
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