Bài giảng Hệ thống sản xuất linh hoạt - Chương 1 Các khái niệm cơ bản về FMS

1HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA HÀNG KHÔNG VŨ TRỤ BÀI GiẢNG MÔN HỌC HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT TS. Trần ðức Tăng Bộ môn CNTB & HKVT ðiện thoại: 0973 991486 Email: tranductang@yahoo.com TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 5. Xu hướng linh hoạt hóa QTSX 4. Mô hình, cấu trúc của HTSX 2. Lịch sử phát triển của các HTSX Nội dung 3. Vai trò của máy tính trong SX 1. Khái niệm cơ bản về QTSX Chương 1: Các khái niệm cơ bản về FMS 6. Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 7. Hệ thống sản xuất tích hợp CIM 2TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 1. Khái niệm cơ bản về quá trình SX
Quá trình sx là quá trình mà con người, bằng trí lực và vật lực của mình, thông qua các công cụ sx, tác ñộng lên ñối tượng sx, thay ñổi các thuộc tính của nó ñể biến nó thành sản phẩm, thỏa mãn yêu cầu tiêu dùng của xã hội. - Hoạt ñộng sản xuất chỉ duy nhất có ở con người. - Trong hoạt ñộng sx, con người phải vận dụng trí lực và vật lực - Công cụ sx là khâu trung gian truyền tác ñộng của con người lên ñối tượng. Trình ñộ của công cụ sx phản ánh trình ñộ của sx: lao ñộng thủ công, cơ giới hóa hay tự ñộng hóa. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Hiệu quả của sx ñược gọi là cao nếu như với một chi phí nhất ñịnh cho sx mà nhận ñược sản phẩm có giá trị cao, hay nhận ñược sản phẩm có giá trị nhất ñịnh với chi phí sx thấp.  Vai trò của công cụ sản xuất, trình ñộ và tính chất của công cụ sản xuất quyết ñịnh trình ñộ và tính chất của quá trình sản xuất, căn cứ vào ñó người ta phân biệt các dạng sản xuất. Dạng sản xuất tiên tiến hiện nay: FMS (Flexible Manufacturing Systems), CIM (Computer Integrated Manufacturing) 3TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 2. Lịch sử phát triển của các HTSX
SX công nghiệp ñã trải qua các giai ñoạn: - SX thủ công - Cơ khí hóa - Tự ñộng hóa - và tiếp theo là giai ñoạn của sự tích hợp các quá trình sx tự ñộng.
Sự tích hợp của công nghệ tự ñộng ñược biết ñến với tên gọi SX tích hợp máy tính (Computer Integrated Manufacturing-CIM).
Sự tích hợp cho phép tổ chức dòng thông tin và vật liệu tốt hơn. Mục ñích chính là ñể loại bỏ bottle-necks, bằng việc khai thác tốt hơn khả năng của nhà máy. Một phần của khái niệm CIM là ứng dụng của công nghệ sản xuất linh hoạt FMS.
Khái niệm về FMS ñược ñưa ra bởi Williamson tại London năm 1960s. Hệ thống này lúc ñầu ñược gọi là Hệ thống 24, vì nó ñược lập ñể hoạt ñộng 24h/ngày dưới sự ñiều khiển của máy tính. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Lịch sử phát triển của các HTSX 1700s 1800s 1900s SX thủ công Cơ khí hóa Tự ñộng hóa Transistor, Mạch tích hợp, Máy tính số, Máy vi tính Các máy CNC, robot, máy tính ñộc lập Networks Sự tích hợp của các phân xưởng 2000s Các tế bào SX 4TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Sự phát triển của công nghệ sx Sức lao ñộng của con người và ñộng vật Nghề thủ công Cơ khí hóa các nhà máy ñầu tiên Sản xuất hàng khối (số lượng trung bình) Sản xuất hàng khối (số lượng lớn) Bắt ñầu phát triển NC (Numerical Control) ñể tự ñộng hóa Bắt ñầu phát triển CAD trong NC như: CNC, DNC Phát triển CAD, CAM, khái niệm về CIM Các hệ thống CIM tiên tiến: CAD, CAPP, FMS, . . . Khái niệm về CIM liên kết toàn cầu 1997 1990 1980 1970 1955 1950 1930 1900 1750 1600 SX toàn cầu trên cơ sở CIM liên kết toàn cầu TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 3. Vai trò của máy tính trong sản xuất
Máy tính có ảnh hưởng rất lớn ñến tất cả các hoạt ñộng của một nhà máy. Trong một nhà máy hiện ñại, mọi quá trình, mọi bộ phận ñược tích hợp thành một hệ thống dưới sự ñiều khiển của máy tính (CIM).
So với công nghệ truyền thống CIM có thể: - Giảm 15-30% giá thành thiết kế - Giảm 30-60% thời gian chế tạo chi tiết - Tăng năng xuất 40-70% - Nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm phế liệu 20-25% - Nâng cao chất lượng thiết kế
Cùng dựa vào sự tích hợp máy tính vào HTSX, quan niệm về CIM và quan ñiểm ứng dụng CIM ở các nước có sự khác nhau: 5TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Các nước châu Âu có kinh nghiệm về công nghệ truyền thống và SXLH, có ñội ngũ kỹ thuật ñược ñào tạo tốt,Do vậy, các nước châu Âu nhấn mạnh vai trò của các hệ thống SXLH, tích hợp kinh nghiệm quản lý, kỹ thuật, thợ lành nghề vào CIM - Các công ty Nhật nhấn mạnh sản lượng, quan tâm nhiều ñế sx sản lượng sản phẩm lớn trong thời gian ngắn. Vì vậy ưu tiên sử dụng các thiết bị khả trình, các trung tâm gia công linh hoạt, - Các c.ty Mỹ quan tâm nhiều ñến tính ổn ñịnh của sx, quan tâm ñến vốn của các c.ty ñể ñầu tư vào thiết bị, hạn chế sử dụng lao ñộng rẻ tiền. Chính sách của Mỹ là cung cấp thiết bị và dụng cụ thay cho con người trong hệ thống CIM TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 4. Mô hình, cấu trúc của HTSX 4.1 Mô hình sản xuất hiện ñại - ðặc trưng cơ bản của một nhà máy hiện ñại là sử dụng máy tính trong mọi hoạt ñộng kỹ thuật, sx và kinh doanh: thiết kế, lập kế hoạch, ñiều hành, giám sát, ñiều khiển thiết bị, 6TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Hệ thống trên gồm: - 3 thiết bị gia công, 1 Robot lắp ráp, 1 trạm kiểm tra - ðầu vào có một kho vật liệu - ðầu ra có kho thành phẩm - Một xe tự hành (AGV) làm nhiệm vụ vận chuyển vật liệu và bán thành phẩm - Hệ ñược tích hợp với một hệ thống máy tính ñược nối mạng, giúp các công việc từ kỹ thuật, kế hoạch, ñiều ñộ, giám sát ñến trực tiếp ñiều khiển các thiết bị. - Phần mềm gồm có một hệ thống CSDL (dữ liệu về phương pháp, chế ñộ CN, nguồn lực cho sx, yêu cầu về chất lượng và số lượng sản phẩm) TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Các chức năng chính của HTSX 7TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Hoạt ñộng của mỗi ô chức năng như sau: - Thông tin vào ñược chứa trong bộ ñệm (buffer) - Khi có tín hiệu vào hệ thống gửi lệnh start ñến ñiểm quyết ñịnh 1 ñể kích hoạt hệ thống, ñồng thời gửi tín hiệu phản hồi về trung tâm báo thiết bị ñã sãn sàng - Khi thực hiện xong, thông tin ñược gửi ñến ñiểm quyết ñịnh 2 ñể kích hoạt chức năng tiếp theo - Thông tin ñã ñược xử lý ñược chứa trong bộ ñệm ra - Quá trình xử lý vật liệu cũng xảy ra theo cách tương tự TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Ví dụ: - Giả sử ở một quy trình gia công tiện và vật liệu thô ñã ñược ñưa ñến ñầu vào buffer. - Hệ thống gửi một tín hiệu start tới ñiểm quyết ñịnh 1 - Một tín hiệu phản hồi từ máy công cụ báo máy ñã sẵn sàng cho gia công - Phôi ñược gửi sang máy ñể gia công - Khi gia công hoàn tất, một tín hiệu ñược tạo ở ñiểm quyết ñịnh 2 ñể báo cho hệ thống là chi tiết ñã ñược gia công xong. - Thông tin này ñược sử dụng ñể chuyển chi tiết ra buffer ñầu ra. 8TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 4.2 Các thành phần của CIM CAD: sử dụng máy tính trợ giúp công việc thiết kế, tính toán kỹ thuật CAPP: sử dụng máy tính trong việc thiết kế quá trình công nghệ chế tạo sản phẩm (chuẩn bị công nghệ) CAM: sử dụng máy trợ giúp trong quá trình sx: tạo chương trình gia công, ñiều khiển hệ thống sx, hệ thống ñảm bảo vật tư thiết bị CAQ: sử dụng máy tính trong công tác ñảm bảo, quản lý chất lượng sản phẩm PP&C: bao gồm khía cạnh tổ chức của CIM, như kế hoạch hóa nguồn lực (MRPI), kế hoạch hóa cung ứng vật tư (MRPII), kế hoạch tiến ñộ, xử lý ñơn hàng, ñiều hành sx. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 4.3 Cấu trúc theo chức năng của HTSX
Xét theo chức năng, các thành phần của một HTSX có thể ñược chia thành 2 nhóm: - Nhóm tổ chức sản xuất, gồm các chức năng: Nhận, lập kế hoạch thực hiện và ñiều khiển sx theo ñơn hàng. Một CSDL trung tâm chứa dữ liệu về sử lý ñơn hàng, các know-how công nghệ - Nhóm kỹ thuật và sản xuất, có các chức năng: phát triển sản phẩm, thiết kế, công nghệ, v.v - Hai nhóm này có liên hệ mật thiết với nhau ñể ñảm bảo các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của cả quá trình. - Vùng logistics biểu diễn hướng dịch chuyển của luồng thông tin và vật liệu trong sx theo khía cạnh kinh tế-tổ chức sx (theo phương ngang) và kỹ thuật-sx (theo phương dọc) - Vùng kiểm soát chất lượng biểu diễn chức năng kiểm soát chất lượng trong quá trình thiết kế và sx. 9TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Cấu trúc theo chức năng của HTSX TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 4.4 Cấu trúc theo thứ bậc của HTSX HTSX, kinh doanh cuả doanh nghiệp ñược bố trí theo thứ bậc. Cao nhất là xí nghiệp. Tiếp theo là các cấp: sx, phân xưởng, thiết bị. Mỗi cấp có hệ thống máy tính riêng và giữa các cấp là hệ thống mạng truyền thông 10 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Cấu trúc theo thứ bậc của HTSX
Cấp xí nghiệp: tập trung các chức năng - Phát triển sản phẩm (thiết kế, chuẩn bị công nghệ, lập kế hoạch chất lượng sản phẩm) - Kế hoạch sx (lập danh mục sản phẩm, kế hoạch cung ứng,.) - Kinh doanh (hạch toán, tiêu thụ sản phẩm,) - Ở cấp này máy tính sử lý lượng thông tin lớn trong các CSDL trung tâm. Mạng máy tính ñược tổ chức theo diện rộng (Wide Area Network-WAN).
Cấp sản xuất: thực hiện mọi công việc trực tiếp tạo ra sản phẩm. - Các nhu cầu về thiết bị chính (máy công cụ, tế bào sx,); thiết bị vận chuyển và dụng cụ ñược xác ñịnh và giám sát TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Các máy tính ñảm bảo chức năng quản lý ở khu vực và ñiều khiển toàn bộ các hệ thống thiết bị sx và là máy chủ trong các mạng cục bộ của các phân xưởng. - QTSX ñược chia nhỏ, thực hiện nối tiếp hoặc song song và phân phối cho các phân xưởng.
Cấp phân xưởng: - ðảm bảo giám sát và ñiều khiển sx trong các phân xưởng riêng biệt. - Thông tin ở cấp này ñược xử lý theo thời gian thực.
Cấp ñiều khiển thiết bị: - Có chức năng giám sát và ñiều khiển các thiết bị riêng lẻ - Các máy tính là các microcomputer, cung cấp chương trình hoặc các thông số công nghệ 11 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 5. Xu hướng linh hoạt hóa QTSX 5.1 Các dạng tổ chức SX Các HTSX hiện ñại có thể ñược phân thành 5 dạng, tùy theo tính linh hoạt của chúng TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Máy CNC: - Là thiết bị linh hoạt nhất. Khi cần thay ñổi sản phẩm chỉ cần ñặt các tham số của phôi, thay dao và nạp chương trình mới. - Với các tiện ích lập trình ngày càng phong phú, các công cụ trợ giúp lập trình CAD/CAM, tạo cho máy CNC có khả năng thích ứng rất linh hoạt với sự thay ñổi sản phẩm.
Tế bào sx - Là một nhóm thiết bị, gồm vài máy CNC hoặc một vài trung tâm gia công CNC, có nhiệm vụ gia công một nhóm sản phẩm nhất ñịnh. - Các trung tâm gia công thường có nhiều trục, có các hệ thống cấp phôi và thay dao tự ñộng nên có thể gia công các chi tiết phức tạp, năng suất cao, ít ñòi hỏi sự can thiệp của con người. 12 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Ví dụ: trung tâm gia công CNC 5-trục TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Hệ thống sản xuất linh hoạt - Gồm có một số máy CNC ñược bố trí theo trình tự công nghệ và liên kết với nhau bằng các thiết bị vận chuyển. - Ngoài các thiết bị giống như tế bào sx, trong FMS còn có máy tính trung tâm ñể ñiều phối hoạt ñộng của toàn hệ thống. - Nếu một FMS có khả năng ñồng thời gia công một nhóm (batch) sản phẩm thì nó còn ñược gọi là dây chuyền nhóm.
Dây chuyền sx - Là dạng tổ chức sx cứng nhất. - Gồm các thiết bị (chủ yếu là chuyên dùng), ñược bố trí chặt chẽ theo tiến trình công nghệ, liên kết với nhau bằng 1 hệ thống thiết bị vận chuyển liên hoàn. 13 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Các nguyên công công nghệ ñược thiết kế chặt chẽ không chỉ theo nội dung mà cả theo thời gian, ñảm bảo nhịp sx. - Dây chuyền sx cho năng xuất cao, chất lượng sản phẩm ổn ñịnh - Tuy nhiên nó không có khả năng thích ứng với sự thay ñổi của sản phẩm. Khi thay ñổi sản phẩm thì phải thiết kế, lắp ñặt lại dây chuyền TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 5.2 Nhu cầu áp dụng SXLH - Dây chuyền cứng tuy ñảm bảo chất lượng tốt và giá thành thấp nhưng không ñáp ứng ñược nhu cầu của thị trường. Do thị hiếu của người tiêu dùng thay ñổi nhanh, khiến cho chu kỳ tồn tại của sản phẩm ngắn ñi. Nghĩa là số loại sản phẩm tăng và số lượng mỗi loại giảm. - Do vậy, nhu cầu về dạng sản xuất linh hoạt ngày càng tăng.
Tính kinh tế - Giảm thời gian chuẩn bị mỗi khi chuyển sang loại sản phẩm mới - Năng suất gia công cao nhờ giảm thiểu thời gian máy - Giảm chi phí lương công nhân do không ñòi hỏi tay nghề cao.
Chất lượng sản phẩm ñược ñảm bảo bởi - Công nghệ ổn ñịnh - Tự ñộng hóa gia công và lắp ráp 14 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Tự ñộng hóa vận chuyển và cung cấp vật liệu - Tự ñộng hóa kiểm tra chất lượng giữa các giai ñoạn - Sử dụng các dụng cụ, ñồ gá tiêu chuẩn - Hạn chế các công việc ñòi hỏi sự can thiệp trực tiếp của con người
Tính linh hoạt - Hệ thống có thể ñáp ứng các ñơn hàng nhanh với số lượng khác nhau. - Hệ thống dễ dàng thích ứng với sự thay ñổi phương án sản phẩm và những yêu cầu của khách hàng mà ñòi hỏi ít sự thay ñổi ñồ gá, dụng cụ, chương trình - Hệ thống dễ dàng nâng cấp ñáp ứng sự tăng sản phẩm hoặc thay ñổi công nghệ. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 6. HTSX linh hoạt (FMS) 6.1 Mô tả và ñịnh nghĩa về FMS ðịnh nghĩa về FMS tương ñối phong phú và trong nhiều khía cạnh nó phụ thuộc vào quan ñiểm của người sử dụng, như: FMS bao gồm cái gì và nó sẽ ñược sử dụng như thế nào? - FMS gồm một loạt các máy công cụ tự ñộng hay các thiết bị sx kết nối cùng nhau cùng với một hệ thống vận chuyển vật liệu, hệ thống máy tính ñiều khiển - FMS gồm một nhóm máy NC có thể sản xuất một nhóm sản phẩm, có hệ thống cấp vật liệu tự ñộng và máy tính ñiều khiển trung tâm cân bằng việc khai thác nguồn lực, giúp hệ thống có thể thích nghi tự ñộng với sự thay ñổi các chi tiết sx và khối lượng sản phẩm 15 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - FMS là một hệ thống tự ñộng dựa trên công nghệ nhóm, liên kết với ñiều khiển tích hợp máy tính và một nhóm máy ñể sx và vận chuyển các chi tiết tự ñộng cho việc gia công liên hoàn. - Một công nghệ giúp các nhà máy ñạt ñược thời gian yêu cầu của khách hàng tốt hơn, giá thành sản phẩm thấp hơn, và chất lượng cao hơn do sự phát triển quản lý và ñiều khiển nguồn lực - Theo quan ñiểm tự ñộng hóa: Một hệ thống sx linh hoạt là một dạng của tự ñộng hóa linh hoạt trong ñó một số máy công cụ ñược liên kết cùng nhau bởi hệ thống vận chuyển vật liệu, và tất cả các bộ phận của hệ thống ñược ñiều khiển bởi một máy tính trung tâm TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Dựa trên quan ñiểm về máy công cụ: một nhóm tế bào sx liên kết bởi một hệ thống vận chuyển vật liệu và một máy tính trung tâm ñược gọi là một hệ thống sx linh hoạt. Việc kết hợp và ñiều khiển máy tính làm cho các sản phẩm ñược sx với giá thành cả khi chỉ sx với khối lượng nhỏ
Một hệ thống FMS thật sự có khả năng xử lý với nhiều chủng loại sản phẩm khác nhau, khi cần thiết có thể sản xuất bất kỳ một sản phẩm nào ñó trong số chúng, không theo thứ tự. 16 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
ðể ñáp ứng yêu cầu trên, FMS cần có một số kiểu linh hoạt:  Nó cần linh hoạt ñể ñáp ứng sự thay ñổi về khối lượng sx và sự thay ñổi sản phẩm, nhận các sản phâm mới, và thích ứng với sự thay ñổi về công nghệ và thiết kế.  FMS cũng ñòi hỏi sự linh hoạt trong việc xử lý các tình huống không ñược dự báo trước như vấn ñề thời gian hỏng máy, thay ñổi kế hoạch ñột xuất, khả năng phát triển khi mở rộng hệ thống. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 17 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 18 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 6.2 Cấu trúc của FMS
Về cơ bản, FMS ñược tạo bởi các phần tử phần cứng và phần mềm - Các phần tử phần cứng là xác thực và có thể nhìn thấy ñược, như các máy CNC, thiết bị vận chuyển vật liệu (robot hay xe tự hành), hệ thống dao cụ, máy ño tọa ñộ, trạm làm sạch chi tiết, thiết bị phần cứng máy tính. - Các phần tử phần mềm không hiện hữu và sờ ñược, như các chương trình NC, phần mềm quản lý về sự lưu thông, thông tin về dao, file thứ tự làm việc của máy CMM,
Theo cấu trúc thì FMS là một tổ hợp của tế bào gia công tự ñộng và tế bào kiểm tra tự ñộng, ñược liên kết với nhau thành một hệ thống nhất, theo dòng vật liệu với sự trợ giúp của hệ thống vận chuyển phôi tự ñộng và ñiều khiển nhờ mạng máy tính TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 6.3 Phân loại FMS Dựa vào kinh nghiệm ứng dụng FMS ở các nước người ta phân FMS ra 3 loại:
Loại 1: không phụ thuộc vào dòng vật liệu của tế bào gia công tự ñộng (ñồng nghĩa với mô ñun tự ñộng) - Loại này ñược cấu tạo từ các máy vạn năng với ñiều khiển theo chương trình số, cho phép liên kết với máy tính ñể ñiều khiển. - FMS loại 1 ñược sử dụng trong những trường hợp mà chi tiết có thời gian gia công lớn (quá trình gia công ñược tập trung trên một máy) 19 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Loại 2: Gồm các tế bào gia công tự ñộng vạn năng ñược ñiều khiển từ mạng máy tính và hệ thống vận chuyển phôi tự ñộng. - Trong FMS loại 2 các chi tiết cùng loại có thể ñược gia công theo nhiều tiến trình công nghệ khác nhau trên một tế bào gia công tự ñộng (mô ñun sx tự ñộng). - FMS loại 2 ñược sử dụng rộng rãi trong những trường hợp khi chi tiết có thời gian gia công không lớn
Loại 3: là dây chuyền tự ñộng linh hoạt. Trong FMS loại này mỗi nguyên công ñược thực hiện chỉ trên một máy - Hệ thống vận chuyển phôi ñảm bảo tiến trình cứng cho mỗi chi tiết và thông thương nó ñược thực hiện dưới dạng băng tải hay máy qua vòng. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Ngoài ra người ta còn phân kiểu FMS ra: - FMS tuần tự: sx từng loạt chi tiết sau ñó lập kế hoạch và chuẩn bị cho sx loạt tiếp theo (giống như dây chuyền sx linh hoạt loạt nhỏ) - FMS ngẫu nhiên: SX bất kỳ một chi tiết nào ở một thời gian. - FMS mô ñun: cho phép người sử dụng mở rộng ra các loại trên. 20 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 6.4 Sự cần thiết của FMS
Mục tiêu chính trong sx là máy nhận ñược vật liệu hoặc chi tiết ñúng thời gian. Quá nhiều hoặc quá sớm tạo sự ứ ñọng. Quá ít hoặc quá chậm gây ra sự chậm trễ tiến ñộ và máy không hoạt ñộng. Kết quả trong nhiều trường hợp là sử dụng không hết khả năng khai thác của thiết bị. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 21 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Giải pháp FMS
FMS giúp quản lý và ñiều khiển các nhân tố khó kiểm soát trong khi vẫn ñáp ứng yêu cầu của khách hàng bằng cách:  Nâng cao ñiều khiển sản xuất qua: - Giảm số thay ñổi khó kiểm soát - Trang bị các phương tiện ñể nhận biết và sử lý nhanh với những sai lệch trong kế hoạch sản xuất - Giảm sự phụ thuộc vào con người  Giảm lao ñộng trực tiếp qua: - Giảm sự vận hành của công nhân - Loại bỏ sự phụ thuộc vào kỹ năng của thợ máy TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT  Nâng cao việc sử lý với - Những thay ñổi về kỹ thuật - Thời gian dưng máy - Lỗi dao - Vận chuyển vận liệu chậm
Nâng cao sự thích nghi qua sự ñồng bộ hóa nhanh và dễ dàng với khối lượng sản phẩm thay ñổi, và thêm sản phẩm mới
Tăng khả năng khai thác máy qua việc loại bỏ thời gian setup máy, khai thác các tính năng tự ñộng ñể thay thế sự can thiệp bằng tay 22 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 6.4 Ứng dụng của FMS
FMS ñã ñược áp chính trong các lĩnh vực sản xuất sau: - Gia công cắt kim loại - Tạo hình kim loại - Lắp ráp - Hàn - Xử lý bề mặt - Kiểm tra - Kiểm nghiệm Trong ñó công nghệ FMS ñược sử dụng phổ biến nhất là trong gia công cắt kim loại TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 7. HTSX tích hợp (CIM) 7.1 Các ñịnh nghĩa về CIM CIM là giải pháp ứng dụng các máy tính và mạng liên kết ñể chuyển các công nghệ riêng lẻ thành các hệ thống sx tích hợp ở trình ñộ cao. Có nhiều ñịnh nghĩa về CIM, tùy thuộc vào mục ñích ứng dụng của nó: - Theo hội của những nhà sx- SME (Society of Manufacturing Engineers): CIM là một hệ thống tích hợp có khả năng cung cấp sự trợ giúp của máy tính cho tất cả các chức năng thương mại, bao gồm các hoạt ñộng từ khâu tiếp nhận ñơn hàng cho ñến cung cấp sản phẩm của một nhà máy sx. - Theo từ ñiển công nghệ tiên tiến: CIM là một nhà máy tự ñộng hóa toàn phần, nơi mà tất cả các quá trình sx ñược tích hợp và ñược ñiều khiển của máy tính. 23 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Theo ñịnh nghĩa của công ty máy tính IBM: CIM là một ứng dụng, có khả năng cung cấp cơ sở nhận thức cho việc tích hợp dòng thông tin của thiết kế sản phẩm, của kế hoạch sx, của việc thiết lập và ñiều khiển các nguyên công - Theo hãng SEMENS: CIM không phải là một sản phẩm hoàn thiện mà là một chiến lược và là một khái niệm ñể ñạt các mục ñích thị trường của một nhà máy.  Mục ñích của CIM là tăng lợi nhuận của nhà sx. ðể tăng lợi nhuận các nhà sx phải ko ngừng nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, ñồng thời phải tăng tính linh hoạt của HTSX nhờ công nghệ tiên tiến của CIM. TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT  CIM có ưu ñiểm: - Tính linh hoạt của sản phẩm và của sản lượng - Nâng cao năng suất và chất lượng gia công - Hoàn thiện giao diện giữa thiết kế và sx - Giảm lao ñộng trực tiếp và lao ñộng gián tiếp - Thiết kế có năng suất và ñộ chính xác cao - Tiêu chuẩn hóa cao - Tiết kiệm thời gian và mặt bằng sx - Tạo cơ sở dữ liệu chung ñể loại trừ các bộ phận chứa dữ liệu ñộc lập. - Loại trừ các công việc lặp lại không cần thiết - Giảm thời gian giám sát sx và số cán bộ thực hiện công việc này 24 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 7.2 Các thành phần của CIM TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Phạm vi của CAD/CAM và CIM CIM bao gồm tất cả các chức năng công nghệ của CAD/CAM cũng như hoạt ñộng kinh doanh của công ty. Một hệ thống CIM lý tưởng thường áp dụng công nghệ máy tính vào tất cả các hoạt ñộng sản xuất và xử lý thông tin trong sản xuất, từ nhận ñơn hàng, thiết kế và sản xuất ñến vận chuyển hàng hóa và hỗ trợ sau bán hàng. 25 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT Các phần tử tự ñộng hóa của hệ CIM TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT 7.3 Xu hướng phát triển của CIM Có 2 hướng tiếp cận CIM: tiếp cận trên xuống (top - down) hoặc dưới lên (bottom-up)
Tiếp cận trên xuống  Ưu ñiểm: - Cấu trúc hệ thống (các loại mô ñun, quan hệ thứ bậc giữa các mô ñun và dòng thông tin qua chúng) có thể ñược xác ñịnh một cách chặt chẽ - Sử dụng tốt hơn các phần mềm tiêu chuẩn - Việc thiết lập các mô ñun theo thứ bậc từ trên xuống làm cho việc kiểm tra từng cấp một cách dễ dàng (nhờ mô phỏng) trước khi chuyển xuống cấp sau 26 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT  Nhược ñiểm: - Thường các mô ñun ñược mua từ bên ngoài nên có thể ko hoàn toàn phù hợp với trình ñộ quản lý và sx hiện tại - Gây khó khăn cho việc nâng cấp trong tương lai
Tiếp cận dưới lên  Ưu ñiểm: - Các mô ñun có thể xây dựng ñồng thời và vận hành ñộc lập với nhau, vì vậy thời gian có thể ñược rút ngắn - Nếu ñiều kiện tài chính không cho phép thì có thể hiện ñại hóa từng phần của hệ thống.  Nhược ñiểm: - Khó ñảm bảo sự ñồng bộ của phần cứng và phần mềm TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Cũng có thể tiếp cận CIM từ các nhân tố riêng biệt: - Xuất phát từ CAM: do các nhà công nghệ tiến hành, nhằm tự ñộng hóa quá trình sx, vận chuyển, kho tàng, kiểm tra - Xuất phát từ PP&C (Production Planning & Control): Giải pháp này xuất phát từ phía tổ chức với mục tiêu cải thiện công tác kế hoạch hóa, ñiều ñộ sx, cải thiện các chỉ tiêu kinh tế: giảm thời gian chuẩn bị sx, hoạch ñịnh hợp lý loạt sản phẩm, giảm chu kỳ sx và sản phẩm tồn trong phân xưởng. 27 TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT - Xuất phát từ CAD/CAM: ðó là sự ứng dụng ñồng bộ các phân hệ CAD, CAM, CAQ. Giải pháp này khắc phục tình trạng mất ñồng bộ, trùng lặp các yếu tố kỹ thuật. - Giải pháp CIM: là kết hợp giữa CAD/CAM và PP&C, có thể bắt ñầu bằng tích hợp các công ñoạn ñã ñược tự ñộng hóa với mạng truyền thông và cơ sở dữ liệu trung tâm.