es decir, la parte operativa de la misma, por tal motivo, no representa todas
jerarquías .
MANUFACTURA FLEXIBLE
Flexible Manufacturing Systems
Un FMS tiene varias definiciones, debido a que la gente trata de describirlo
desde su propia perspectiva. A un nivel superior, un FMS es una colección de
FMC. También puede ser un grupo de máquinas manufactureras dedicadas a
un solo propósito, proveyendo flexibilidad debido tanto a el flujo variable de
material entre estaciones como a las diferentes combinaciones de usar
estaciones de operaciones simples. En ambos casos, el resultado final es la
capacidad de manufacturar piezas o ensamblados usando el mismo grupo de
máquinas. Una línea de producción con uso y operación variable de las
estaciones puede funcionar como FMS. Es por esto que la manufactura flexible
describe cualquier grupo de máquinas o centros con el objeto de mover
material entre ellos. El sistema completo está manejado por computadores, los
cuales pueden manufacturar colectivamente diferentes partes y productos
desde el inicio al final.
A pesar de que el acrónimo FMS es considerado en parte genérico, muchos
otros términos y acrónimos son usados para describir esta clase de
equipamiento para manufactura: CIMS (Computer Integrated Manufacturing
Systems), CMPM (Computer Managed Parts Manufacturing), VMM (Variable
Mission Manufacturing), por ejemplo.
Las máquinas herramientas usadas en FMS usualmente son centros de
mecanizado CNC, pero también pueden usarse otros equipos, como
estaciones de inspección o de ensamblado, e incluso equipamiento para
acabado superficial. El concepto FMS de manufactura está caracterizado por la
capacidad de integrar estaciones de trabajo, manejo automático de materiales
y control computacional.
El uso de FMS conlleva el uso de otros sistemas, como son la tecnología de
grupo (GT, Group Technology), que permite clasificar piezas con
características de fabricación similares, la tecnología JIT (Just In Time, justo a
tiempo), que permite que las materias primas lleguen al lugar indicado en el
momento preciso, los sistemas MRP (Material Requirements Planning,
planeación de requerimientos de productos), donde el material entrante es
seleccionado para llegar al lugar correcto a la hora indicada, y finalmente los
sistemas CAD, con el fin de permitir el uso de datos y especificaciones
milimétricas del diseño en la programación de máquinas de control numérico
(NC) e inspección automática.
Los sistemas FMS son más caros que los sistemas FMC, y asimismo son más
difíciles de entender. Los sistemas FMS no son totalmente flexibles, debido a
que están limitados al porte cúbico y forma general de las partes. Por lo tanto,
una planta que esté operando con el concepto FMS debe poseer múltiples FMS
para hacer todas las partes para un ensamble complejo. El concepto de
manufactura enfocada puede permitir a muchas plantas pequeñas producir un
tipo simple de producto.
El concepto FMS es visto por muchos expertos como, al menos, una solución
parcial al problema de producción de mediano volumen, la cual alcanza a nivel
de países industrializados al 40% de la producción total. Los productos hechos
en masa alcanzan solo el 25% del total. La tabla 4.4.1.1.muestra una
comparación de realidades a este respecto.
Comparación de sistemas de máquinas herramientas para producción a
distintos volúmenes
Producción
de partes
Producción en
lotes
Producción en
masa
Volumen anual de
producción
1 a 10000
5000 a 200000
más de 100000
Motivación primordial
Capacidad
Flexibilidad
Volumen
Costo por parte
Muy alto
Bajando
Mínimo
Herramientas de corte
Estándar
Algunas
especiales
Personalizadas
Manejo automático de
partes
Raro
En alguno casos
Siempre
Flexibilidad para hacer
partes:
Totalmente diferentes
Similares, poco
diferentes
Si
Si
Posible
Si, si estaba
planeado
Imposible
Muy limitada
Posib. de cambiar
materiales
Si
Limitada
Extremadamente
limitada
Posib. implementación
gradual
Si
Posible
Difícil
Máquinas herr.
recomendadas
CNC
Centro CNC,
FMC, FMS
Líneas de
producción
Aplicaciones típicas
Aviación,
moldes y
herramientas
Agricultura,
motores y
maquinaria todo
tipo
Industria
automotriz,
distintas
aplicaciones
Una representación gráfica de flexibilidad en la producción versus capacidad de
producción para FMS, así como para otros sistemas, puede verse en el
siguiente gráfico:
:
Comparación manufactura flexible
El concepto FMS es más aplicable en procesos de familias de partes, o piezas
de volumen medio de producción como ejes, bloques de motor, etc. La mayor
parte de las instalaciones FMS actualmente en operación se emplean para
manufacturar partes prismáticas que requieren operaciones de taladrado,
fresado, ranurado o torneado.
Al usar FMS se reducen los costos de mano de obra directa, pero aumentan los
de mano de obra indirecta, debido al mayor nivel de complejidad del hardware.
También se reducen los tiempos de producción, debido a la mayor eficiencia de
uso de las máquinas, la cual puede alcanzar el 85%, valor considerado
excelente. Existe con FMS una posibilidad de acomodar cambios en el volumen
de partes, mezclar productos y hacer cambios en el diseño, sin tener grandes
problemas. Debido a la mayor velocidad de procesamiento de las partes, se
puede reducir notablemente el inventario, especialmente si se usan los
sistemas JIT y MRP. La administración de la planta se simplifica con FMS al
tener el control principal un computador, el cual puede manejar pequeños
cambios o denunciar fallas. De esta manera se facilita el sistema de control
gerencial.
La justificación de costos de un FMS puede subdividirse en los costos de
adquisición y los costos de operación. Los costos de adquisición deben
realizarse una sola vez, e incluyen la preparación del lugar físico, el costo del
equipo, el diseño del sistema y la preparación inicial de los operadores. Los
costos de operación son comparables a los costos de otros tipos de plantas e
incluyen programación de uso, mantención, reprogramación y actividades de
control de calidad actual y bajo posibles nuevas normas. El valor de un FMS
descansa en sus aplicaciones, y puede ser extendido u optimizado si un
sistema así es adecuadamente integrado a maquinaria convencional, la cual
constituye la corriente principal del ambiente manufacturero actual. Errores en
la aplicación se producen en gran parte debido a la falta de visión económica,
ya que para implementar el sistema debe tenerse claro cuáles son los objetivos
finales. Redefinir los proyectos es permitido y fomentado, pero uno debe tener
claro que ese tipo de redefiniciones significara mayores gastos.
La tendencia actual es a usar diseños más modulares, los cuales permitan a
los fabricantes de máquinas herramientas tener algunos de los módulos
básicos de funciones preconstruidos, o a usar piezas y subensambles más
comunes, con el fin de disminuir los tiempos de entrega.
Al planear la instalación de un sistema FMS, es necesario ceñirse a un modelo
de implementación preexistente, el cual puede ser enfatizado en alguno de sus
puntos por alguna empresa en particular; sin embargo, la experiencia ha
demostrado que ninguno de los pasos puede saltarse por completo. Este
modelo se presenta a continuación:
Definir qué se va a producir y si la planta y el personal está capacitado para
eso
Establecer familias de partes entre los productos o componentes
Determinar el volumen a producir en el corto plazo (el primer año)
Pronosticar el volumen a producir a 10 años plazo
Analizar con profundidad las capacidades del personal, sus contratos y un
futuro jefe del proyecto *
Analizar ofertas de equipos y sistemas, elegir con ayuda pagada la mejor
opción
Hacer una evaluación general del proyecto, incluyendo los costos. Los
sistemas pueden costar de uno a veinte o más millones de dólares
Mandar a pedir (comprar) el sistema
Anticipar la puesta en marcha, tanto dentro como fuera de la planta, hablando
con proveedores y distribuidores
Desarrollar las rutinas del sistema, establecer mantenciones, preparar el área
de instalación y visitar al constructor del sistema, con el fin de chequearlo y
mostrarlo a sus futuros operarios
Instalar el sistema
Realizar post auditorías o revisiones periódicas, tanto con el constructor como
con los operarios, con el fin de comprobar si los planes originales se están
cumpliendo a cabalidad
* Tras estos primeros cinco pasos se podrá asegurar si la empresa es
candidata a usar un sistema FMS o no. Si lo es, la información obtenida será
de gran importancia al implementar el resto del programa.
La implementación de un sistema FMS debería cumplir con algunas
especificaciones, y aunque éstas no son absolutamente necesarias, se
aconseja su uso:
Se deben establecer caminos para desarrollar subsistemas comunes de control
de estadísticas, administración de mantención, de tal manera que éstos estén
integrados con los otros subsistemas
Se debe usar un software común para integrar los sistemas actuales
Se debe usar convenciones (software) comunes para las interfaces
hombre/máquina, de tal manera que los operadores, inspectores y
mantenedores usen el mismo procedimiento al interactuar con todas las
máquinas
Se debe usar una base de datos administrativa
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