Système de fabrication flexible (FMS) pour machines-outils automatisées
Un système de fabrication flexible (FMS) permet d'automatiser la production avec les machines-outils, ouvrant ainsi la voie à une production sans personnel et à l'augmentation de la capacité de production et du taux d'utilisation des machines-outils. Avec un FMS, vous pouvez fabriquer simultanément différents types de pièces et ajuster rapidement les délais de livraison. Cela autorise des délais d'exécution courts et des tailles de lots réduites tout en préservant les avantages de la production de masse.
Absence de capitaux indisponibles, réduction des coûts de personnel et amélioration de la qualité
Une gestion des matériaux et une logistique efficaces combinées à des caractéristiques de planification de production avancée permettent de réduire les opérations de préréglage et le nombre d'opérateurs lors de la production, tout en améliorant la qualité du fait de l'influence moindre des facteurs humains au niveau de la production. Le système permet d'économiser l'espace au sol de l'usine compte tenu du fait que les matériaux, les palettes et les montages d'usinage sont stockés dans le FMS.
Principe de fonctionnement du FMS
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Les cycles d'usinage sont basés sur des opérations assignées à une palette d'usinage. Une opération définit les tâches de chargement, les tâches d'usinage et les tâches de déchargement pour un cycle d'usinage, ainsi que l'ordre selon lequel les tâches sont réalisées. Le montage d'usinage spécifique à utiliser pour le bridage de la pièce et le code d'identification de la pièce après le cycle d'usinage sont également spécifiés dans l'opération. L'opérateur peut créer et éditer des opérations et les enregistrer sous forme de bases de données. Les opérations d'une pièce comprennent le plan de fonctionnement de la pièce. Des ordres de fabrication sont créés à partir des plans de fonctionnement enregistrés. La fabrication est planifiée en fonction de la date d'échéance figurant dans l'ordre de fabrication et de la disponibilité des matières premières et des montages d'usinage définis dans le plan de fonctionnement. Cliquez ici pour avoir une description détaillée du flux de travail FMS. |
 Le flux de travail du système de fabrication flexible. |
Contrôle total de la production
Le système de commande FMS avancé permet un contrôle total de la production, les informations relatives aux ordres de fabrication, aux files d'attente d'usinage et aux ressources (matières premières, programmes CN et outils de préréglage) se trouvant toutes dans le même système. Le système de commande FMS possède des interfaces vers les systèmes ERP (progiciel de gestion intégré) ainsi que vers les systèmes CAO/FAO, ce qui permet d'échanger des données de production ainsi que des données de pièces entre le FMS et d'autres systèmes. Les systèmes FMS avancés peuvent comprendre un système de stockage d'outils et un logiciel pour la gestion centralisée des outils et des données de préréglage des machines-outils raccordées au système.
Un investissement intéressant pour les sociétés, quelle que soit leur taille
La configurabilité et la flexibilité de FMS font de ce système une option d'investissement intéressante pour différents types de sociétés, des petites sociétés sous-traitantes aux grandes entreprises. Les plus petits systèmes FMS remplacent les carrousels de palettes, tandis que les systèmes de grande taille peuvent être considérés comme une usine au sein même de l'usine. Fastems fabrique des systèmes FMS allant des petits systèmes comprenant une seule machine-outil jusqu'aux systèmes de grande envergure. Le plus petit FMS de Fastems est le conteneur de palettes flexible FPC (flexible pallet container). La solution de taille moyenne est le magasin de palettes flexible FPM (flexible pallet magazine) et le système le plus grand est le système à plusieurs niveaux MLS (multi-level system).
Les trois principaux composants du système de fabrication flexible
Un système de fabrication flexible se compose généralement de trois composants principaux : les machines-outils, un système de transfert automatique avec stockage et un système de commande responsable de la commande de l'intégralité du process. Les machines-outils sont généralement des centres d'usinage horizontaux qui fournissent une flexibilité machine maximale, mais il est également possible d'utiliser des centres d'usinage verticaux. Un centre d'usinage peut utiliser une grande variété d'outils pour l'usinage des pièces. Un centre d'usinage horizontal peut également réaliser des opérations de tournage. Ce type de machine-outil peut usiner une grande variété de pièces. Cependant, le point le plus important est le fait qu'un centre d'usinage présente une interface mécanique commune pour toutes les pièces à usiner. La palette d'usinage est un support pouvant transporter une ou plusieurs tâches d'usinage pour différentes pièces vers la machine-outil sans configuration. Cette caractéristique permet le traitement d'une grande variété de tâches. Ce type de production est parfois appelé production aléatoire.
Le système de transfert le plus courant est un véhicule guidé par rail (RGV) pouvant manipuler des palettes d'usinage. D'autres types de systèmes de transfert peuvent également être utilisés, par exemple les AGV (véhicules à guidage automatique) ou les convoyeurs. Les robots industriels standard gagnent également en popularité. Fastems utilise des transstockeurs guidés par rail dans ses systèmes FPC, FPM et MLS et des robots industriels Fanuc dans les cellules robotisées (RPC).
Le rôle du système de commande est de maintenir le fonctionnement de la production automatique basée sur les algorithmes intégrés, les paramètres et les ordres de production. Le système de commande FMS est le contrôleur central et les contrôleurs machines sont les esclaves. Le système de commande FMS permet également la production sans personnel, allant de quelques heures à plusieurs jours.
Fonctionnement
Dans un système FMS, l'opérateur de la station de chargement fixe les pièces aux montages d'usinage sur les palettes d'usinage. En fonction des pièces devant être fabriquées, ce travail manuel peut être automatisé en utilisant par exemple un robot industriel et des montages d'usinage hydrauliques.
La bonne méthode de planification
Le système de commande FMS doit décider quelles sont les tâches à distribuer chaque fois qu'une machine-outil ou une station de chargement devient inactive. Cette prise de décision est la tâche clé du système de commande. Il n'y a pas de solution individuelle idéale pour cela. La méthode correcte dépend de nombreux facteurs tels que les statuts de la file d'attente, les ordres de production et leurs priorités, la disponibilité des ressources d'usinage (pièces, outils), la disponibilité de l'opérateur, la préférence de supervision et le profil de production global.
Cependant, en favorisant une cible (l'utilisation de la machine par exemple), on peut facilement en négliger une autre (conservation des priorités des pièces par exemple). Dans certains cas, la simulation peut être utilisée pour trouver la solution globale optimale pour une période de temps (8 heures par exemple) puis implémenter le résultat dans une planification statique. Cependant, cette méthode suppose qu'aucun événement imprévu ne se produise (bris d'outil, de machine, etc.). Cela ne peut normalement pas être garanti et c'est pourquoi la méthode normale de planification est basée sur un principe réactif, c'est-à-dire que la décision sur l'action suivante est prise le plus tard possible.
Quand parler d'un système de fabrication flexible
Dans la communication d'entreprise de tous les jours, le terme FMS est facilement utilisé lorsqu'une machine est automatisée à l'aide d'un robot industriel par exemple. Ceci est correct si le système possède effectivement la principale propriété de flexibilité : la possibilité de fonctionner parallèlement à la production sans configuration manuelle. Cependant, cela n'est généralement pas le cas et les cellules robotisées sont utilisées en traitant les lots de production les uns après les autres. Certains peuvent penser que cela n'a rien à voir avec les pratiques industrielles et qu'il s'agit simplement d'une polémique et d'une question académique. Bien sûr, l'orthodoxie d'entreprise ne mène nulle part et nous pourrions également utiliser le terme FMS pour un système robotisé capable de modifier automatiquement la configuration entre les lots de production. Cependant, l'utilisation correcte du terme FMS permet au client de comprendre plus aisément ce dont est effectivement capable le système.
