Memahami Sistem Manufaktur Fleksibel: Sebuah Panduan

Sistem Manufaktur Fleksibel (FMS) biasanya menggunakan prinsip-prinsip rekayasa sistem dan teknologi kelompok. FMS menghubungkan peralatan mesin Computer Numerical Control (CNC) (pusat pemrosesan), mesin pengukur koordinat, sistem pengangkutan material, preset alat, majalah alat tiga dimensi, stasiun bongkar muat benda kerja, dan robot melalui jaringan area lokal.

Di bawah kendali komputer dan perangkat lunak kontrol, sistem ini membentuk sistem pemrosesan terintegrasi yang mampu menangani produksi multi-ragam dan batch kecil yang lazim dalam industri manufaktur. Sistem ini mengoptimalkan seluruh proses pemesinan otomatis.

Sejak pendirian FMS (System-24) pertama oleh Molins Company di Inggris pada tahun 1967, teknologi manufaktur fleksibel telah menarik perhatian dunia dan telah digunakan secara luas di industri manufaktur negara-negara maju.

Pemanfaatan teknologi manufaktur fleksibel tidak hanya menyelesaikan masalah otomatisasi pemesinan multi-variasi batch menengah-kecil dan menengah-besar yang telah berlangsung selama hampir satu abad, tetapi juga beradaptasi dengan baik terhadap pembaruan produk yang terus menerus secara cepat.

Teknologi manufaktur fleksibel dicirikan oleh fleksibilitas dan universalitas yang tinggi, waktu pergantian yang cepat, periode persiapan yang singkat, tingkat pemanfaatan peralatan yang tinggi, dan kemampuan untuk beroperasi tanpa pengawasan selama 24 jam sehari. Teknologi ini juga memastikan kualitas permesinan yang tinggi dan stabil sekaligus menjaga biaya produksi tetap rendah. Dengan demikian, teknologi manufaktur fleksibel telah menjadi teknologi inti di seluruh bidang manufaktur mekanis.

Komposisi Sistem Manufaktur yang Fleksibel

FMS terutama terdiri dari sistem pemesinan CNC multi-stasiun, sistem penyimpanan dan pengangkutan material otomatis, dan sistem informasi yang dikendalikan komputer.

Sistem pemesinan CNC multi-stasiun terutama mencakup pusat pemrosesan, pusat belok, atau mesin bubut kontrol numerik komputer (CNC), mesin penggilingan, mesin gerinda, dan perkakas pemesinan roda gigi. Semua ini digunakan untuk menyelesaikan berbagai operasi pemesinan secara otomatis, serta penggantian alat dan benda kerja secara otomatis.

Sistem penyimpanan dan transportasi material otomatis dirancang untuk suplai otomatis dan pemuatan/pembongkaran benda kerja dan perlengkapan, serta untuk tugas pemindahan, pengiriman, dan penyimpanan otomatis di antara operasi. Sistem informasi yang dikendalikan komputer menangani berbagai jenis informasi dalam FMS.

Sistem ini menghasilkan informasi yang diperlukan untuk pengoperasian otomatis mesin CNC dan sistem material, memastikan manajemen, kontrol, dan optimalisasi yang efektif untuk produksi batch dan multi-variasi menengah-kecil di dalam FMS.

Klasifikasi Sistem Manufaktur Fleksibel

Berdasarkan skalanya, FMS dapat dibagi menjadi empat kategori berikut:

1. Unit Manufaktur yang Fleksibel

Unit Manufaktur Fleksibel (FMC) terdiri dari 1-2 pusat permesinan, robot industri, peralatan mesin CNC, serta peralatan transportasi dan penyimpanan material. Unit ini mudah beradaptasi dan fleksibel untuk pemesinan beragam produk.

FMC dapat dianggap sebagai FMS skala terkecil dan mewakili evolusi FMS menuju efektivitas biaya dan miniaturisasi. Fitur-fiturnya mencakup realisasi fleksibilitas dan otomatisasi mesin tunggal, yang sekarang diadopsi secara luas.

2. Sistem Manufaktur yang Fleksibel

FMS biasanya mencakup empat atau lebih peralatan mesin CNC yang sepenuhnya otomatis (seperti pusat pemesinan dan pusat pembubutan), yang dihubungkan oleh sistem kontrol terpusat dan sistem material. FMS dapat mencapai pemesinan dan manajemen multi-variasi dan batch menengah hingga kecil tanpa menghentikan mesin.

3. Jalur Manufaktur yang Fleksibel

Flexible Manufacturing Lines (FML) adalah lini produksi yang berada di antara satu atau beberapa jenis lini otomatis tidak fleksibel bervolume besar dan FMS multi-variasi batch menengah hingga kecil. Peralatan permesinan mereka dapat berupa pusat permesinan serba guna, peralatan mesin CNC, atau mereka dapat menggunakan peralatan mesin khusus atau peralatan mesin khusus CNC.

4. Pabrik Manufaktur Fleksibel

Pabrik Manufaktur Fleksibel (FMF) menghubungkan beberapa lini FMS, dilengkapi dengan gudang tiga dimensi otomatis dan dihubungkan oleh sistem komputer.

Mereka mengadopsi FMS lengkap mulai dari penempatan pesanan, desain, permesinan, perakitan, inspeksi, transportasi hingga pengiriman. Ini mencakup CAD/CAM dan mengintegrasikan CIMS ke dalam aplikasi praktis, mewujudkan fleksibilitas dan otomatisasi sistem produksi, dan selanjutnya mencapai manajemen produksi yang komprehensif, pemesinan produk, serta penyimpanan material dan proses transportasi di seluruh pabrik.

Pengembangan Teknologi Manufaktur Fleksibel

FMS mewakili model konseptual baru dan tren pengembangan untuk pabrik-pabrik di masa depan, sebuah inisiatif strategis yang akan membentuk lintasan bisnis manufaktur. Saat ini, FMS generasi pertama, yang mencerminkan tingkat keseluruhan pabrik, sudah lazim digunakan dan situasi ini kemungkinan akan terus berlanjut. Proyek Intelligent Manufacturing System (IMS), yang diluncurkan oleh Jepang pada tahun 1991, dianggap sebagai FMS generasi kedua.

Namun, FMS generasi kedua yang dikembangkan sepenuhnya diperkirakan baru akan terwujud pada abad ke-21. Pada saat itu, mesin cerdas dan manusia akan mengintegrasikan dan mengoordinasikan semua aktivitas secara fleksibel mulai dari penerimaan pesanan hingga produksi dan penjualan.

FMS mengalami pertumbuhan yang pesat pada pertengahan tahun 1980-an, dan menjadi titik fokus otomatisasi produksi. Hal ini disebabkan, di satu sisi, oleh pengembangan teknologi individual seperti pusat permesinan CNC, robot industri, CAD/CAM, manajemen sumber daya, dan kemajuan teknologi tinggi lainnya, yang memberikan fondasi teknologi utama untuk integrasi sistem.

Di sisi lain, terjadi perubahan signifikan di pasar global, transisi dari pasar tradisional yang relatif stabil menjadi pasar yang dinamis dan bergejolak. Untuk bertahan dan berkembang di pasar ini, perusahaan mulai mengeksplorasi metode produksi dan model bisnis baru. Dalam beberapa tahun terakhir, FMS, sebagai "filosofi" ilmiah dari produksi industri modern dan model otomatisasi pabrik yang canggih, telah mendapatkan pengakuan internasional.

Ini adalah sistem manufaktur cerdas yang, berdasarkan teknologi otomasi, teknologi informasi, dan teknologi manufaktur, mengintegrasikan proses yang sebelumnya independen seperti desain teknik, manufaktur produksi, dan manajemen bisnis ke dalam sistem organik yang lengkap yang mencakup seluruh perusahaan. Tujuannya adalah untuk mencapai pengoptimalan dinamis secara keseluruhan, efisiensi tinggi, fleksibilitas tinggi, dan dengan demikian menang dalam persaingan.

Sebagai teknologi terdepan dalam pengembangan otomasi manufaktur, FMS akan menjadi model produksi utama untuk industri manufaktur mekanis di abad ke-21.

Teknologi manufaktur fleksibel telah diterapkan secara luas di negara-negara industri maju, dengan penggunaan peralatan mesin CNC, pusat permesinan, FMC, dan FMS yang semakin meluas. Computer Integrated Manufacturing (CIM) akan menyatukan manajemen desain, manufaktur, penjualan, dan keuangan melalui komputer, sehingga mencapai otomatisasi total manajemen pabrik.

Pada tahun 1980-an, CIM telah menjadi arah pengembangan manufaktur mekanis, tetapi membangun CIM sering kali membutuhkan investasi perangkat keras yang besar dan waktu pengembangan yang lama.

Sementara itu, karena perkembangan teknologi aplikasi komputer yang pesat, penekanan yang berlebihan pada manajemen terpadu tidak dapat beradaptasi dengan produksi yang bervariasi. Konsep CIM terus berkembang, membutuhkan lebih banyak fleksibilitas untuk beradaptasi dengan produksi yang berubah dengan cepat.