Contexto
Sistemas flexibles de manufactura; la manufactura del siglo XXI
Los sistemas flexibles de manufactura fueron conceptualizados para procesos de maquinados, por lo que su desarrollo fue posterior al control numérico por computadora. El concepto de sistemas flexibles de manufactura o FMS (por sus siglas en inglés) es atribuido a David Williamson, ingeniero inglés, empleado en ese entonces en la compañía Molins, que patentó el invento en 1965.
El concepto actual de las FMS se llamó primero “sistema 24”, ya que planteaba la posibilidad de que un grupo de máquinas de mecanizado podían trabajar durante las 24 horas del día, de las cuales 16 horas lo harían sin la supervisión de ningún operario. El concepto original tomaba en cuenta el control computarizado de las máquinas CNC, la producción de diferentes partes y la capacidad de realizar variadas operaciones con distintas herramientas.
![]() Sistema Flexible de manufactura (FMS) |
En 1961 el primer sistema de manufactura flexible fue instalado en los Estados Unidos y en la empresa Ingersoll Rand, ahora Igersoll-Dresser en Roanoke, Virginia. Otras empresas que le siguieron fueron Caterpillar en la fabricación de tractores, John Deere, General Electric, casi todas ellas requiriendo procesos de CNC. En Alemania la primera FMS fue instalada en 1969, en Rusia en 1972 y en Japón en 1985. Para el año de 1985, la cantidad de sistemas flexibles de manufactura en todo el mundo había aumentado a 300, de los cuales un 30% estaba localizado en Estados Unidos.
Conforme creció la importancia de la flexibilidad en la manufactura, las empresas empezaron a adoptar sistemas flexibles, sin embargo, por su alto costo era prohibitivo para algunas compañías, por lo que en años recientes se desarrollaron sistemas pequeños y de bajo costo.
Unas preguntas que puedes plantearte e investigar es ¿cuándo ingresaron los FMS a México? Y si estos sistemas fueron implementados en empresas con capital mexicano o fueron en compañías transnacionales instaladas en México.
Explicación
1.1 Introducción a los sistemas flexibles de manufactura
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Los sistemas flexibles de manufactura operan en condiciones de alta flexibilidad, donde pueden producir dos o más productos con características similares en la misma planta de producción y puede cambiar de modelo con menor tiempo de preparación. Sus características son las siguientes:
El concepto de sistemas flexibles de manufactura a menudo se refiere a un sistemas de grandes aplicación tecnológicas, el cual se puede desarrollar por la integración de dos o más celdas de manufactura bajo el concepto de computadora integrada a la manufactura o CIM por sus siglas en ingles. Los sistemas flexibles de manufactura incorporan a menudo metodologías como Just in Time, KanBan, TQM, Poka Yoke, Kaizen, entre otras.
Los sistemas flexibles de manufactura toman los conceptos de la tecnología de grupos, ningún sistema de manufactura puede ser completamente flexible, existen límites en el rango de partes a fabricar, acorde a esto, están diseñados para producir partes o productos limitados a un rango de procesos, de formas y de materiales.
La alta automatización del sistema es una característica importante que los diferencia de otros sistemas de manufactura, como lo pueden ser la manufactura celular y las líneas de ensamble. El término de flexibilidad de un sistema de manufactura se relaciona con los siguientes puntos:
Para saber si un sistema es flexible debería de satisfacer ciertos criterios. Las siguientes cuatro preguntas son una prueba para definir si el sistema es flexible:
Si la respuesta es sí a las 4 preguntas, entonces el sistema puede considerarse flexible.
Clasificación de los sistemas flexibles de manufactura
Cada FMS es diseñado específicamente para una aplicación, una familia y un proceso en específico. Debido a ello, las FMS son sistemas de ingeniería personalizados y únicos. La clasificación de los tipos de sistemas flexibles de manufactura pueden ser los siguientes:
De acuerdo al número de máquinas:
Criterios de flexibilidad (prueba de flexibilidad) aplicados a los tres tipos de sistemas de manufactura y celdas de manufactura:
De acuerdo al nivel de flexibilidad:
Criterios de flexibilidad (prueba de flexibilidad) aplicados al tipo de sistema flexible de manufactura:
1.2 Componentes de un sistema flexible de manufactura
Los componentes básicos de un sistema flexible de manufactura son los siguientes:
Tecnológicamente un sistema flexible de manufactura está constituido por celdas de manufactura altamente automatizadas con los siguientes componentes:
1.3 Aplicaciones y beneficios de un sistema flexible de manufactura
Los sistemas flexibles de manufactura (FMS) son aptos para una gran variedad de operaciones, sin embargo, son ampliamente utilizados en procesos de remoción de materiales, en específico en centros de maquinados. Otras aplicaciones incluyen procesos de prensado de metales, conformado y ensambles.
Históricamente los procesos más demandados por la FMS son de fresado y taladrado usando tecnología CNC. Recientemente operaciones en torno han sido implementados en los FMS. Una de las razones de utilizar fresadoras, es que es un proceso más complejo y costoso que el torneado, por lo que su automatización trae más ventajas. Sin embargo, debido a la gran cantidad de piezas que requieren los procesos de torneado, es que se han ganado un lugar en las FMS.
Los procesos de formado y prensado de metales, se han enfocado al desarrollo de nuevos sistemas flexibles de manufactura, Los procesos de ensamble pueden ser acoplados en sistemas flexibles de manufactura mediante la utilización de robots industriales quienes desempeñan las tareas de unión.
Beneficios de los sistemas flexibles de manufactura
La implementación de un sistema flexible de manufactura representa una alta inversión económica para cualquier empresa, por lo que es necesario considerar los siguientes puntos
Etapa de planeación del sistema
Etapa del diseño del sistema
Cierre
Los sistemas de manufactura flexibles son la evolución de los sistemas tradicionales de manufactura como las líneas de ensamble, las celdas de manufactura, o la manufactura por lotes. La implementación de los sistemas flexibles de manufactura no es sencillo ya que requiere de una planeación muy detallada, una inversión económica considerable por su alto nivel de automatización, a parte, el tiempo en que se implementa es tardado por la complejidad de los sistemas.
A pesar de todos estos inconvenientes, los sistemas de manufactura flexible son la expresión más avanzada de la manufactura. Cuando una FMS es instalada y operada los beneficios que recibe una empresa son muy superiores a cualquier otro modelo.
Los sistemas flexibles de manufactura son la unificación de dos o más celdas flexibles de manufactura, por eso se dice que ldichas celdas son el primer paso hacia los sistemas flexibles de manufactura, además de que los FMS integran tecnologías como el CAD, CAM, CAE, CAQ y PP&C.
Preguntas de reflexión:Checkpoint
Asegúrate de poder:
Referencias