Como os fabricantes podem atender às demandas de produção diversificada e de pequenos lotes e, ao mesmo tempo, manter os custos baixos? Entre os Sistemas de Manufatura Flexível (FMS). Esses sistemas integram máquinas CNC avançadas, robôs e armazenamento automatizado com controle computadorizado, permitindo uma produção eficiente e de alta qualidade com o mínimo de tempo de inatividade. Neste artigo, exploraremos os componentes, os benefícios e as tendências futuras do FMS, revelando como essa tecnologia transforma a manufatura moderna ao aumentar a flexibilidade e reduzir os custos. Descubra como o FMS pode revolucionar seus processos de produção e mantê-lo à frente no cenário competitivo da manufatura.
Um Sistema de Manufatura Flexível (FMS) normalmente emprega princípios de engenharia de sistemas e tecnologia de grupo. Ele conecta máquinas-ferramenta de Controle Numérico Computadorizado (CNC) (centros de processamento), máquinas de medição por coordenadas, sistemas de transporte de materiais, pré-ajustadores de ferramentas, magazines de ferramentas tridimensionais, estações de carga e descarga de peças e robôs por meio de redes locais.
Sob o controle de computadores e software de controle, ele forma um sistema de processamento integrado capaz de lidar com a produção de lotes pequenos e de várias variedades predominante nas indústrias de manufatura. Esse sistema otimiza todo o processo de usinagem automatizada.
Desde a criação do primeiro FMS (System-24) pela Molins Company, no Reino Unido, em 1967, a tecnologia de manufatura flexível atraiu a atenção global e encontrou ampla aplicação nos setores de manufatura dos países desenvolvidos.
A utilização da tecnologia de manufatura flexível não apenas resolve os problemas de automação da usinagem multivariada de lotes médios a pequenos e médios a grandes que persistiram por quase um século, mas também se adapta bem à atualização rápida e contínua dos produtos.
A tecnologia de manufatura flexível é caracterizada por alta flexibilidade e universalidade, tempos de troca rápidos, períodos curtos de preparação, altas taxas de utilização de equipamentos e a capacidade de operar sem supervisão 24 horas por dia. Ela também garante uma qualidade de usinagem alta e estável, mantendo os custos de produção baixos. Assim, a tecnologia de manufatura flexível se tornou a principal tecnologia em todo o campo da manufatura mecânica.
Um FMS consiste basicamente em um sistema de usinagem CNC de várias estações, um sistema automatizado de armazenamento e transporte de materiais e um sistema de informações controlado por computador.
O sistema de usinagem CNC de várias estações inclui principalmente centros de processamento, centros de torneamento ou tornos de controle numérico computadorizado (CNC), fresadoras, retificadoras e ferramentas de usinagem de engrenagens. Eles são utilizados para concluir automaticamente uma variedade de operações de usinagem, além de trocas automáticas de ferramentas e peças de trabalho.
O sistema automatizado de armazenamento e transporte de materiais foi projetado para o fornecimento e carregamento/descarregamento automáticos de peças de trabalho e acessórios, bem como para as tarefas automáticas de transferência, despacho e armazenamento entre operações. O sistema de informações controlado por computador lida com vários tipos de informações no FMS.
Ele fornece as informações necessárias para a operação automática de máquinas CNC e sistemas de materiais, garantindo o gerenciamento, o controle e a otimização eficazes da produção de lotes médios a pequenos e de várias variedades no FMS.
Com base em sua escala, o FMS pode ser dividido nas quatro categorias a seguir:
As unidades de manufatura flexíveis (FMC) consistem em 1-2 centros de usinagem, robôs industriais, máquinas-ferramentas CNC e equipamentos de transporte e armazenamento de materiais. Elas são adaptáveis e flexíveis para a usinagem de diversos produtos.
Um FMC pode ser considerado como o FMS de menor escala e representa a evolução do FMS em direção à economia e à miniaturização. Seus recursos incluem a realização de flexibilidade e automação de máquina única, que agora são amplamente adotadas.
Normalmente, um FMS inclui quatro ou mais máquinas-ferramentas CNC totalmente automáticas (como centros de usinagem e centros de torneamento), conectadas por um sistema de controle centralizado e um sistema de materiais. Ele pode realizar usinagem e gerenciamento de várias variedades e de lotes médios a pequenos sem parar a máquina.
As linhas de manufatura flexíveis (FML) são linhas de produção que se situam entre as linhas automáticas inflexíveis de grande volume, com uma única ou poucas variedades, e as FMS de lotes médios a pequenos, com várias variedades. Seus equipamentos de usinagem podem ser centros de usinagem de uso geral, máquinas-ferramentas CNC, ou podem empregar máquinas-ferramentas especializadas ou máquinas-ferramentas especializadas CNC.
As Fábricas de Manufatura Flexível (FMF) conectam várias linhas FMS, equipadas com armazéns tridimensionais automatizados e conectadas por um sistema de computador.
Eles adotam um FMS completo, desde a colocação do pedido, o projeto, a usinagem, a montagem, a inspeção, o transporte e a entrega. Ele inclui CAD/CAM e integra o CIMS em aplicações práticas, realizando a flexibilidade e a automação do sistema de produção e alcançando ainda mais o gerenciamento abrangente da produção, a usinagem de produtos e os processos de armazenamento e transporte de materiais em toda a fábrica.
O FMS representa um novo modelo conceitual e uma tendência de desenvolvimento para fábricas futuras, uma iniciativa estratégica que moldará a trajetória dos negócios de manufatura. Atualmente, o FMS de primeira geração, que reflete o nível geral das fábricas, é predominante e é provável que essa situação persista. O projeto do Sistema de Manufatura Inteligente (IMS), lançado pelo Japão em 1991, é considerado um FMS de segunda geração.
Entretanto, espera-se que um FMS de segunda geração totalmente desenvolvido seja realizado somente no século XXI. Nesse momento, máquinas e seres humanos inteligentes integrarão e coordenarão de forma flexível todas as atividades, desde o recebimento do pedido até a produção e as vendas.
O FMS teve um rápido crescimento em meados da década de 1980, tornando-se um ponto focal da automação da produção. Isso se deveu, por um lado, ao desenvolvimento de tecnologias individuais, como centros de usinagem CNC, robôs industriais, CAD/CAM, gerenciamento de recursos e outros avanços de alta tecnologia, que forneceram uma base tecnológica fundamental para a integração de sistemas.
Por outro lado, houve mudanças significativas no mercado global, que passou de um mercado tradicional e relativamente estável para um mercado dinâmico e volátil. Para sobreviver e prosperar nesse mercado, as empresas começaram a explorar novos métodos de produção e modelos de negócios. Nos últimos anos, o FMS, como uma "filosofia" científica da produção industrial moderna e um modelo avançado de automação de fábrica, ganhou reconhecimento internacional.
Trata-se de um sistema de manufatura inteligente que, com base na tecnologia de automação, na tecnologia da informação e na tecnologia de manufatura, integra processos anteriormente independentes, como projeto de engenharia, manufatura de produção e gerenciamento de negócios, em um sistema completo e orgânico que abrange toda a empresa. O objetivo é obter otimização dinâmica geral, alta eficiência e alta flexibilidade e, assim, vencer a concorrência.
Como uma tecnologia de ponta no desenvolvimento da automação da manufatura, o FMS está pronto para se tornar o principal modelo de produção do setor de manufatura mecânica no século XXI.
A tecnologia de manufatura flexível tem sido amplamente aplicada em países industrialmente desenvolvidos, com a expansão do uso de máquinas-ferramenta CNC, centros de usinagem, FMCs e FMSs. A Manufatura Integrada por Computador (CIM) unificará o gerenciamento de projeto, manufatura, vendas e finanças por meio do computador, alcançando a automação total do gerenciamento da fábrica.
Na década de 1980, a CIM havia se tornado a direção do desenvolvimento da manufatura mecânica, mas o estabelecimento da CIM geralmente exige investimentos substanciais em hardware e tempo de desenvolvimento prolongado.
Enquanto isso, devido ao rápido desenvolvimento da tecnologia de aplicativos de computador, a ênfase excessiva no gerenciamento unificado não é capaz de se adaptar à produção variável. O conceito de CIM está em constante evolução, exigindo mais flexibilidade para se adaptar às rápidas mudanças na produção.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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