Trabajo flexible

Fabricación Flexible

1 Conceptos Básicos

1 1 Flexibilidad La flexibilidad se puede expresar en dos aspectos.

El primer aspecto es la capacidad del sistema para adaptarse a los cambios en el entorno externo, que puede medirse por el grado en que el sistema cumple con los requisitos de los nuevos productos; el segundo aspecto es la capacidad del sistema para adaptarse; A los cambios internos, que se pueden medir cuando hay interferencia (como falla de la máquina), la productividad del sistema se mide mediante la relación del valor de productividad esperado sin interferencia. "Flexible" es relativo a "rígido". Las líneas de producción automatizadas "rígidas" tradicionales logran principalmente la producción en masa de una sola variedad. La ventaja es que la productividad es muy alta porque el equipo es fijo, la tasa de utilización del equipo también es muy alta y el costo de un solo producto es bajo. Pero el precio es bastante caro y solo puede procesar una o unas pocas piezas similares, lo que dificulta hacer frente a la producción de múltiples variedades y lotes pequeños y medianos. A medida que la era de la producción en masa está siendo reemplazada gradualmente por una producción que se adapta a la dinámica del mercado, la supervivencia y la competitividad de un sistema de automatización de la fabricación dependen en gran medida de si puede producir productos de menor costo dentro de un ciclo de desarrollo corto, la capacidad de producir diferentes. Variedades de productos con mayor calidad. La flexibilidad ha ocupado un lugar muy importante. La flexibilidad incluye principalmente

1) Flexibilidad de la máquina Cuando se requiere producir una serie de diferentes tipos de productos, la dificultad de la máquina para procesar diferentes partes a medida que los productos cambian.

2) Flexibilidad del proceso: primero, es la capacidad de adaptarse a cambios en los productos o materias primas cuando el flujo del proceso permanece sin cambios; segundo, es la dificultad de cambiar los procesos correspondientes en el sistema de fabricación; adaptarse a los cambios en los productos o materias primas.

3) Flexibilidad del producto: primero, después de que el producto se actualiza o cambia por completo, el sistema puede producir nuevos productos de manera muy económica y rápida; segundo, después de que el producto se actualiza, la capacidad de heredar y ser compatible con ellos; Las características útiles de la antigua capacidad del producto.

4) Flexibilidad de mantenimiento: la capacidad de utilizar múltiples métodos para consultar y manejar fallas para garantizar una producción normal.

5) Flexibilidad de la capacidad de producción: La capacidad del sistema para operar económicamente cuando cambia el volumen de producción. Esto es particularmente importante para los sistemas de fabricación que organizan la producción según los pedidos.

6) Flexibilidad de expansión Cuando la producción lo necesita, la estructura del sistema se puede expandir fácilmente, agregar módulos y tener la capacidad de formar un sistema más grande.

7) Flexibilidad operativa: Capacidad de utilizar diferentes máquinas, materiales y procesos para producir una serie de productos, y capacidad de utilizar diferentes procesos para el mismo producto.

1 2 Tecnología de fabricación flexible La tecnología de fabricación flexible es la suma de varias tecnologías que realizan la fabricación y el procesamiento flexibles programados de diversas formas de objetos de procesamiento. La tecnología de fabricación flexible es un grupo de tecnología intensiva en tecnología. Creemos que cualquier tecnología de procesamiento que se centre en la flexibilidad y sea adecuada para múltiples variedades y lotes pequeños y medianos (incluidos productos de una sola pieza) pertenece a la tecnología de fabricación flexible. Actualmente dividido según escala:

1) Sistema de fabricación flexible (FMS)

Existen muchas definiciones de sistemas de fabricación flexible, y las definiciones autorizadas son:

La Oficina Nacional Estadounidense de Estándares define FMS como: "Un equipo conectado mediante un sistema de transmisión. El dispositivo de transmisión coloca las piezas de trabajo en otros dispositivos de conexión y las envía a varios equipos de procesamiento, de modo que las piezas de trabajo puedan procesarse de manera precisa, rápida y automática. La computadora central controla las máquinas herramienta y los sistemas de transferencia y los sistemas de fabricación flexibles a veces pueden procesar varias piezas diferentes al mismo tiempo. La Asociación Internacional de Investigación en Ingeniería de Producción señala que "un sistema de fabricación flexible es un sistema de fabricación automatizado que puede producir cualquier gama de. familias de productos con mínima intervención humana." La flexibilidad suele estar limitada por las familias de productos consideradas al diseñar el sistema. "El estándar militar nacional de nuestro país lo define como "un sistema de fabricación flexible es un sistema de fabricación automatizado compuesto por equipos de procesamiento CNC, dispositivos de transporte y almacenamiento de materiales y sistemas de control por computadora. Incluye múltiples unidades de fabricación flexibles y se puede personalizar según los cambios. en tareas de fabricación o entorno de producción Se ajusta rápidamente, adecuado para producción de lotes pequeños y medianos de variedades múltiples. "En pocas palabras, FMS es un sistema de fabricación automatizado que se compone de una serie de equipos CNC, dispositivos de transporte y almacenamiento de materiales y sistemas de control por computadora y se puede ajustar rápidamente de acuerdo con los cambios en las tareas de fabricación y las variedades de producción.

Actualmente común Suele constar de 4 o más máquinas herramienta CNC totalmente automáticas (centros de mecanizado y centros de torneado, etc.), que están conectadas por un sistema de control centralizado y un sistema de manejo de materiales, que pueden realizar múltiples variedades, pequeñas y medianas. Procesamiento de lotes de tamaño y procesamiento sin detener la gestión de la máquina. El FMS actual que refleja el nivel general de la fábrica es el FMS de primera generación. El proyecto de desarrollo internacional "Sistema de fabricación inteligente" (IMS) implementado por Japón pertenece al. FMS de segunda generación; y se espera que el FMS de segunda generación verdaderamente perfecto no se realice hasta la década de este siglo

2) Célula de Fabricación Flexible (FMC)

La La llegada y uso del FMC en la producción es aproximadamente de 6 a 8 años más tarde que el FMC. Considerado como el FMS más pequeño, es un producto del desarrollo del FMS hacia el bajo costo y la miniaturización. Se compone de 1 a 2 mecanizados. centros, robots industriales, máquinas herramienta CNC y equipos de transporte y almacenamiento de materiales. Se caracteriza por la realización de la flexibilidad y la automatización de una sola máquina para procesar múltiples tipos de productos.

3) Línea de fabricación flexible (. FML)

Está en una sola o La línea de producción está entre la línea automática no flexible con variedad pequeña y lotes grandes y la FMS con lotes pequeños y medianos y variedades múltiples.

El equipo de procesamiento puede ser un centro de mecanizado general o una máquina herramienta CNC; también puede utilizar máquinas herramienta especiales o máquinas herramienta especiales NC. Los requisitos de flexibilidad del sistema de manejo de materiales son menores que los de FMS, pero la productividad es mayor. Está representado por sistemas de fabricación flexibles en producción discreta y sistemas de control descentralizados (DCS) en procesos de producción continuos. Se caracteriza por la realización de la flexibilidad y la automatización de la línea de producción. Su tecnología se ha vuelto cada vez más madura y hasta ahora ha entrado en la etapa práctica.

4) Fábrica de Fabricación Flexible (FMF)

FMF conecta múltiples FMS, equipadas con un almacén tridimensional automatizado, y utiliza un sistema informático para comunicarse, utilizando un proceso de fabricación flexible desde pedidos, diseño y procesamiento, FMS completo desde el montaje, inspección, transporte hasta la entrega. Incluye CAD/CAM y pone en práctica el Sistema de Fabricación Integrado por Computadora (CIMS), logrando la flexibilidad y automatización del sistema de producción, y luego realizando la gestión general de la producción en toda la fábrica, el procesamiento de productos y los procesos de almacenamiento y transporte de materiales. FMF es el nivel más alto de producción automatizada y refleja la tecnología de aplicación de automatización más avanzada del mundo. Integra la automatización de la fabricación, el desarrollo de productos y la gestión de operaciones en un todo, representado por el sistema de fabricación inteligente (IMS) que controla el flujo de información y el flujo de materiales. Se caracteriza por la realización de la flexibilidad y la automatización de la fábrica.

2 Tecnologías clave utilizadas en la fabricación flexible

2.1 Diseño asistido por ordenador

El desarrollo futuro de la tecnología CAD introducirá sistemas expertos para hacerlos inteligentes y capaces. con una variedad de cuestiones complejas. Uno de los últimos avances en la tecnología de diseño actual es la tecnología de formación tridimensional fotosensible. Esta nueva tecnología utiliza directamente datos CAD y un sistema de escaneo láser controlado por computadora para dividir el modelo digital tridimensional en varias capas de gráficos en hojas bidimensionales. darles forma de láminas bidimensionales. El patrón escanea ópticamente el nivel de líquido de resina fotosensible en la piscina, y el nivel de líquido escaneado se convierte en plástico solidificado. Este ciclo de operaciones escanea y da forma capa por capa, y une automáticamente las láminas en capas. Plástico solidificado. Sólo es necesario determinar los datos y en cuestión de horas se puede producir un prototipo preciso. Ayuda a acelerar el desarrollo de nuevos productos y nuevas estructuras.

2.2 Tecnología de control difuso

La aplicación práctica de la matemática difusa es el controlador difuso. El controlador difuso de alto rendimiento desarrollado recientemente tiene una función de autoaprendizaje, que puede obtener continuamente nueva información durante el proceso de control y ajustar automáticamente las variables de control, mejorando en gran medida el rendimiento del sistema, especialmente el método de autoaprendizaje basado en redes neuronales artificiales. Ha atraído gran atención por parte de la gente.

2.3 Inteligencia artificial, sistemas expertos y tecnología de sensores inteligentes

Hasta ahora, la inteligencia artificial utilizada en la tecnología de fabricación flexible se refiere principalmente a sistemas expertos basados ​​en reglas. Los sistemas expertos utilizan conocimiento experto y reglas de razonamiento para razonar y resolver diversos problemas (como explicación, predicción, diagnóstico, búsqueda de fallas, diseño, planificación, monitoreo, reparación, comando y control, etc.). Debido a que el sistema experto puede combinar fácilmente varios hechos y teorías comprobadas con el conocimiento adquirido a través de la experiencia, el sistema experto mejora la flexibilidad de varios aspectos de la fabricación flexible. De cara al futuro, la tecnología de inteligencia artificial (incluidos los sistemas expertos), que se caracteriza por un conocimiento intensivo y utiliza el procesamiento del conocimiento como medio, desempeñará un papel cada vez más importante y crítico en la fabricación flexible (especialmente la fabricación inteligente). De las diversas tecnologías que se utilizan actualmente en la fabricación flexible, se espera que la inteligencia artificial sea la más prometedora.

Se espera que a principios del siglo XXI, la escala de aplicación de la inteligencia artificial en la tecnología de fabricación flexible sea cuatro veces mayor que el nivel actual. La tecnología de fabricación inteligente (IMT) tiene como objetivo integrar la inteligencia artificial en todos los aspectos del proceso de fabricación y reemplazar o ampliar parte del trabajo mental de los humanos en el entorno de fabricación mediante la simulación de las actividades inteligentes de los expertos. Durante el proceso de fabricación, el sistema puede monitorear automáticamente su estado operativo, ajustar automáticamente sus parámetros al recibir incentivos externos o internos para lograr el mejor estado de trabajo y tiene capacidades de autoorganización. Por ello, las IMT se denominan la tecnología de fabricación del futuro siglo XXI. Un campo en rápido desarrollo y de gran importancia para la futura tecnología de fabricación flexible inteligente es la tecnología de sensores inteligentes. Esta tecnología se produce con tecnología de aplicaciones informáticas e inteligencia artificial, y permite que los sensores tengan funciones inherentes de "toma de decisiones".

2 4 Tecnología de Redes Neuronales Artificiales

La Red Neural Artificial (RNA) es un método que simula la red neuronal de organismos inteligentes para procesar información. Por tanto, la red neuronal artificial también es una herramienta de inteligencia artificial. En el campo del control automático, las redes neuronales pronto se incluirán junto con los sistemas expertos y los sistemas de control difuso, convirtiéndose en una parte integral de los sistemas de automatización modernos.

3 Tendencias de desarrollo de la tecnología de fabricación flexible

3 1 FMC se convertirá en una tecnología popular para el desarrollo y la aplicación

Esto se debe a que FMC requiere mucha menos inversión que FMS Los beneficios económicos son similares y es más adecuado para pequeñas y medianas empresas con recursos financieros limitados. En la actualidad, muchos fabricantes extranjeros han incluido al FMC como su principal prioridad de desarrollo.

3 2 Desarrollar FML más eficiente

La demanda de FML por parte de empresas de producción de variedades múltiples y de gran volumen, como fábricas de automóviles y tractores, ha atraído gran atención por parte de los fabricantes de FMS. El uso de máquinas herramienta CNC especiales de bajo costo para reemplazar los centros de mecanizado generales será la tendencia de desarrollo de FML.

3 3 Desarrollando hacia la multifunción

Desde el tipo de procesamiento simple FMS, desarrollamos una variedad de procesos de fabricación como soldadura, ensamblaje, inspección y procesamiento de chapa. , así como fundición y forja.

4 Conclusión

La tecnología de fabricación flexible es un modelo conceptual novedoso y una nueva tendencia de desarrollo para hacer realidad la fábrica del futuro. Es una medida estratégica que determina el desarrollo futuro de las empresas manufactureras. Para entonces, la maquinaria y las personas inteligentes se integrarán entre sí para coordinar de manera flexible y completa todas las actividades de producción y operación de una empresa, desde la aceptación de pedidos hasta la producción y las ventas.

En los últimos años, la fabricación flexible ha sido reconocida internacionalmente como una "filosofía" científica de la producción industrial moderna y un modelo avanzado de automatización fabril. Se puede considerar que: la tecnología de fabricación flexible es una parte importante de la automatización. Tecnología y tecnología de la información Sobre la base de la tecnología y la tecnología de fabricación, los procesos de diseño de ingeniería, producción y gestión que eran independientes entre sí en las empresas pasadas se combinan con el apoyo de computadoras y software para formar un sistema completo y orgánico que cubre la industria. Toda la empresa para lograr la dinámica global, la optimización, la alta eficiencia general, la alta flexibilidad y así ganar la competencia de la tecnología de fabricación inteligente. Como tecnología de vanguardia en el desarrollo de la tecnología de automatización de la fabricación en el mundo actual, proporciona un gran modelo para las futuras fábricas de fabricación institucionales y se convertirá en el principal modelo de producción de la industria manufacturera institucional en el siglo XXI. Realiza la división de redes virtuales por puertos, direcciones MAC, aplicaciones, etc., controla eficazmente el tráfico de transmisión de la red interna de la empresa y mejora la seguridad de la red interna de la empresa.

5 Conclusión

En realidad, existen muchos tipos diferentes de redes. Algunas admiten TCP/IP y otras siguen protocolos estándar OSI. Los protocolos de capa correspondientes de cada máquina son diferentes. Qué capa implementa la conexión requiere el uso del equipo de interconexión de red correspondiente.

En términos sencillos, la conmutación de Capa 2 se refiere a una línea de conjunto de conmutación multipuerto, es decir, un conmutador de red. Su propósito es reemplazar los hubs tradicionales y mejorar el ancho de banda efectivo de la red. Utilizado principalmente en redes de área local. Los puentes (hubs) se utilizan entre diferentes o mismos tipos de LAN desde la capa de protocolo, son dispositivos de la capa de enlace de datos, pero no dejan de ser métodos de conexión de red, porque la LAN IMP en sí no tiene una capa de red, solo. en el sitio anfitrión solo en Internet puede haber una capa de red o la función de proporcionar servicios de capa de red. A diferencia de los puentes, las puertas de enlace funcionan a nivel de capa de red. Esto permite una mayor flexibilidad. Por ejemplo, traducir direcciones entre redes muy diferentes, etc., pero esto también da como resultado una puerta de enlace muy lenta. Por lo tanto, las puertas de enlace se utilizan generalmente para conexiones entre WAN o para la interconexión entre LAN y WAN. Con la evolución de las redes y la aparición de Ethernet de alta velocidad de 100 M, el retraso causado por los enrutadores en la comunicación entre segmentos de la red se ha convertido cada vez más en un cuello de botella en la transmisión de información de la red [4]. El surgimiento de la tecnología de conmutación de tercera capa resolvió el problema del cuello de botella de la transmisión de información de la red entre segmentos de subred en redes de área local a gran escala, reemplazó a costosos enrutadores y se convirtió en una tecnología de red práctica y económica.

La composición y los objetivos técnicos del centro flexible

A través de la investigación científica y la construcción del centro flexible, las capacidades de aplicación informática y el nivel de procesamiento de procesos en el desarrollo de antenas a gran escala. Los sistemas alcanzarán el nivel líder en el país y el nivel internacional en la década de 1990. Proporciona una sólida garantía para la finalización de tareas clave de investigación y desarrollo.

(1) Basado en tecnología de fabricación flexible y tecnología de integración de sistemas, mediante la configuración de equipos de procesamiento CNC y sistemas informáticos avanzados, y utilizando tecnología moderna de diseño, fabricación y gestión con tecnología informática como núcleo, estableceremos un Centro de fabricación flexible específico para la industria.

(2) Aplicar la tecnología CAD/CAM para realizar el diseño asistido por computadora de partes clave del sistema de antena y realizar gradualmente la paralelización del proceso de diseño del centro flexible.

(3) Aplicar tecnología moderna de gestión de la información y tecnología de control informático del proceso de procesamiento para lograr flexibilidad en el proceso de fabricación de piezas clave.

(4) Al establecer un entorno de nube de red y base de datos, crear condiciones para la interacción funcional, la integración de información y el intercambio de recursos durante la operación del centro.

(5) Mejorar la solidez general y el nivel de modernización de la unidad y mejorar su adaptabilidad al mercado.

(6) La estructura funcional general del centro flexible se muestra en la Figura 1, que consta de un sistema de diseño de ingeniería, un sistema de gestión de ingeniería, un subsistema de gestión de calidad, un subsistema de fabricación en taller y un sistema de soporte de base de datos en red.

①El Subsistema de Información de Gestión de Ingeniería (EMS) realiza la gestión de proyectos, la gestión del estado técnico, la gestión de inventario, la formulación del plan de producción y la gestión de costos.

②El subsistema de gestión de información de calidad (QMS) realiza la recopilación, análisis, procesamiento, retroalimentación y gestión de documentos de calidad de la información de calidad del proceso de producción basado en Intranet.

③La aplicación del subsistema de diseño de ingeniería (EDS) se basa en PDM para realizar el diseño integrado CAD/CAPP/CAM de partes clave de la alimentación.

④El subsistema de fabricación en taller (WMS) realiza el procesamiento CNC de piezas clave de la antena, DNC de equipos CNC, planificación y programación de producción, etc. El entorno de soporte de bases de datos de red (NET/DB) proporciona un entorno integrado para la operación de los subsistemas EMS, EDS y WMS, proporciona servicios de intranet y admite la integración de información en el centro flexible.