Um Sistema de Fabricação Flexível (FMS) normalmente emprega princípios de engenharia de sistemas e tecnologia de grupo. Ele conecta máquinas-ferramentas (centros de processamento) de controle numérico computadorizado (CNC), máquinas de medição por coordenadas, sistemas de transporte de materiais, predefinidores de ferramentas, magazines de ferramentas tridimensionais, estações de carga e descarga de peças e robôs por meio de redes locais.
Sob o controle de computadores e software de controle, ele forma um sistema de processamento integrado capaz de atender à produção multivariada e de pequenos lotes predominante nas indústrias manufatureiras. Este sistema otimiza todo o processo de usinagem automatizada.
Desde o estabelecimento do primeiro FMS (System-24) pela Molins Company no Reino Unido em 1967, a tecnologia de produção flexível atraiu atenção global e encontrou ampla aplicação nas indústrias de produção dos países desenvolvidos.
A utilização de tecnologia de fabricação flexível não apenas resolve os problemas de automação da usinagem multivariedade de lotes de médio a pequeno e médio a grande porte que persistem há quase um século, mas também se adapta bem à atualização contínua e rápida dos produtos.
A tecnologia de fabricação flexível é caracterizada por alta flexibilidade e universalidade, tempos de troca rápidos, curtos períodos de preparação, altas taxas de utilização de equipamentos e capacidade de operar sem supervisão 24 horas por dia. Ele também garante uma qualidade de usinagem alta e estável, ao mesmo tempo que mantém baixos os custos de produção. Assim, a tecnologia de fabricação flexível tornou-se a tecnologia central em todo o campo da fabricação mecânica.
Composição de um Sistema Flexível de Fabricação
Um FMS consiste principalmente em um sistema de usinagem CNC de múltiplas estações, um sistema automatizado de armazenamento e transporte de materiais e um sistema de informação controlado por computador.
O sistema de usinagem CNC de múltiplas estações inclui principalmente centros de processamento, centros de torneamento ou tornos de controle numérico computadorizado (CNC), fresadoras, retificadoras e ferramentas de usinagem de engrenagens. Eles são utilizados para concluir automaticamente uma variedade de operações de usinagem, bem como para trocas automáticas de ferramentas e peças.
O sistema automatizado de armazenamento e transporte de materiais foi projetado para o fornecimento e carga/descarga automática de peças e acessórios, bem como para tarefas automáticas de transferência, expedição e armazenamento entre operações. O sistema de informação controlado por computador lida com vários tipos de informações no FMS.
Ele produz as informações necessárias para a operação automática de máquinas CNC e sistemas de materiais, garantindo o gerenciamento, controle e otimização eficazes de lotes médios a pequenos e produção multivariedade dentro do FMS.
Classificação de Sistemas Flexíveis de Fabricação
Com base na sua escala, o FMS pode ser dividido nas seguintes quatro categorias:
1. Unidades de Fabricação Flexíveis
As Unidades de Fabricação Flexíveis (FMC) consistem em 1-2 centros de usinagem, robôs industriais, máquinas-ferramentas CNC e equipamentos de transporte e armazenamento de materiais. Eles são adaptáveis e flexíveis para usinar diversos produtos.
Um FMC pode ser considerado o FMS de menor escala e representa a evolução do FMS em direção à relação custo-benefício e à miniaturização. Suas características incluem a realização de flexibilidade e automação em uma única máquina, que agora são amplamente adotadas.
2. Sistemas de Fabricação Flexíveis
Um FMS normalmente inclui quatro ou mais máquinas-ferramentas CNC totalmente automáticas (como centros de usinagem e centros de torneamento), conectadas por um sistema de controle centralizado e um sistema de materiais. Ele pode obter usinagem e gerenciamento de várias variedades e lotes médios e pequenos sem parar a máquina.
3. Linhas de fabricação flexíveis
Linhas de fabricação flexíveis (FML) são linhas de produção que ficam entre linhas automáticas inflexíveis de grande volume de uma ou poucas variedades e FMS de múltiplas variedades de lotes médios a pequenos. Seus equipamentos de usinagem podem ser centros de usinagem de uso geral, máquinas-ferramentas CNC ou podem empregar máquinas-ferramentas especializadas ou máquinas-ferramentas especializadas em CNC.
4. Fábricas de manufatura flexíveis
As Fábricas de Fabricação Flexíveis (FMF) conectam múltiplas linhas FMS, equipadas com armazéns tridimensionais automatizados e interligadas por um sistema computacional.
Eles adotam um FMS completo desde a colocação do pedido, projeto, usinagem, montagem, inspeção, transporte até a entrega. Inclui CAD/CAM e integra CIMS em aplicações práticas, realizando a flexibilidade e automação do sistema de produção e alcançando ainda mais gerenciamento abrangente de produção, usinagem de produtos e processos de armazenamento e transporte de materiais em toda a fábrica.
Desenvolvimento de tecnologia de fabricação flexível
O FMS representa um novo modelo conceitual e uma tendência de desenvolvimento para futuras fábricas, uma iniciativa estratégica que moldará a trajetória dos negócios de manufatura. Actualmente, o FMS de primeira geração, reflectindo o nível global das fábricas, é predominante e esta situação deverá persistir. O projeto Intelligent Manufacturing System (IMS), lançado pelo Japão em 1991, é considerado um FMS de segunda geração.
No entanto, espera-se que um FMS de segunda geração totalmente desenvolvido seja realizado apenas no século XXI. Nesse ponto, máquinas e humanos inteligentes integrarão e coordenarão de forma flexível todas as atividades, desde o recebimento de pedidos até a produção e vendas.
A FMS teve um rápido crescimento em meados da década de 1980, tornando-se um ponto focal de automação de produção. Isto deveu-se, por um lado, ao desenvolvimento de tecnologias individuais, como centros de maquinação CNC, robôs industriais, CAD/CAM, gestão de recursos e outros avanços de alta tecnologia, que forneceram uma base tecnológica fundamental para a integração de sistemas.
Por outro lado, ocorreram mudanças significativas no mercado global, passando de um mercado tradicional e relativamente estável para um mercado dinâmico e volátil. Para sobreviver e prosperar neste mercado, as empresas começaram a explorar novos métodos de produção e modelos de negócios. Nos últimos anos, o FMS, como “filosofia” científica da produção industrial moderna e um modelo avançado de automação fabril, ganhou reconhecimento internacional.
É um sistema de manufatura inteligente que, baseado em tecnologia de automação, tecnologia da informação e tecnologia de manufatura, integra processos anteriormente independentes, como projeto de engenharia, produção, produção e gerenciamento de negócios em um sistema completo e orgânico que cobre toda a empresa. O objetivo é alcançar otimização dinâmica geral, alta eficiência, alta flexibilidade e, assim, vencer a competição.
Como tecnologia de ponta no desenvolvimento da automação industrial, o FMS deverá se tornar o principal modelo de produção para a indústria mecânica no século XXI.
A tecnologia de fabricação flexível tem sido amplamente aplicada em países industrialmente desenvolvidos, com a expansão do uso de máquinas-ferramentas CNC, centros de usinagem, FMCs e FMSs. A Manufatura Integrada por Computador (CIM) unificará o gerenciamento de design, fabricação, vendas e finanças via computador, alcançando a automação total do gerenciamento da fábrica.
Na década de 1980, o CIM tornou-se a direção do desenvolvimento da fabricação mecânica, mas estabelecer o CIM muitas vezes requer investimentos substanciais em hardware e um tempo de desenvolvimento prolongado.
Entretanto, devido ao rápido desenvolvimento da tecnologia de aplicações informáticas, a ênfase excessiva na gestão unificada é incapaz de se adaptar à produção variável. O conceito de CIM está em constante evolução, exigindo mais flexibilidade para se adaptar às rápidas mudanças na produção.
