Hệ thống sản xuất linh hoạt là một khái niệm được sử dụng trong quá trình sản xuất. Các ứng dụng sẽ giúp quá trình sản xuất được thực hiện tối ưu hơn. Tuy nhiên trên thực tế, không nhiều người được tiếp cận với thuật ngữ này. Bởi các ứng dụng này được thực hiện với các mô hình sản xuất có tiêu chí cụ thể.
Mục lục bài viết
1. Hệ thống sản xuất linh hoạt là gì?
“Hệ thống sản xuất linh hoạt” được dịch trong tiếng Anh là: Flexible Manufacturing System – FMS.
1.1. Khái niệm:
Hệ thống sản xuất linh hoạt là một hệ thống sản xuất được điều khiển tự động bằng máy tính. Các điều khiển của con người được thực hiện thông qua hệ thống máy tính. Con người có khả năng thay đổi chương trình điều khiển và sản phẩm một cách linh hoạt trong quá trình sản xuất.
Việc thay đổi này có thể được diễn ra trước hoặc trong quá trình hệ thống đang làm việc. Tất cả đều được thực hiện vì những mục đích khác nhau mà con người hướng đến. Như vậy con người đóng vai trò trung tâm trong hoạt động điều khiển. Quá trình sản xuất diễn ra nhưng không tập chung sức người trong lao động. Con người ở đây tham gia bằng hoạt động lao động trí tuệ và ứng dụng trí tuệ trong sản xuất.
1.2. Hệ thống sản xuất linh hoạt là hệ thống bao gồm:
– Nhóm những thiết bị sản xuất, được lắp đặt thành một chuỗi. Cách lắp đặt nhằm mục đích hoạt động trơn chu và logic. Để quá trình vận hành máy được diễn ra thuận lợi trên thực tế.
– Được nối bởi những thiết bị vận chuyển và điều khiển nguyên vật liệu tự động hóa. Các thiết bị này là phương tiện, liên kết với hệ thống với mục đích chung chuyển. Đó là quá trình vận chuyển, điều khiển nguyên vật liệu. Để quá trình sản xuất khép kín diễn ra, các hoạt động này đều tham gia trong hệ thống.
– Được nối với nhau bởi một hệ thống máy tính. Các thiết lập đưa đến hệ thống điều khiển chính cho hoạt động sản xuất. Với con người là trung tâm chính trong sản xuất. Máy móc vừa là công cụ lại là phương tiện để hoạt động sản xuất tự động hóa diễn ra. Bởi vì trên thực tế, ngoài tham gia vào quá trình sản xuất, máy móc còn tham gia vào quá trình vận chuyển sản phẩm hay hàng hóa trong chính hệ thống.
1.3. Tính linh hoạt:
Các công việc liên quan trong quá trình sản xuất, đáp ứng nguyên vật liệu, cho đến vận chuyển đều được điều khiển thông qua hệ thống từ xa. Các nội dung công việc được thực hiện và kết nối với hệ thống máy tính chung, được con người làm chủ.
Tính tự động hóa được áp dụng cho phép con người tham gia vào quá trình sản xuất với vai trò trung tâm. Các hoạt động liên quan đến sản xuất diễn ra dưới sự điều khiển của con người. Giúp hạn chế việc dùng sức của con người trong sản xuất, thay vào đó là ứng dụng trí tuệ.
Linh hoạt trong sản xuất có nghĩa là khả năng xử lý các sản phẩm một cách đa dạng. Rông hơn là linh hoạt với những thay đổi diễn ra thực tế. Tính linh hoạt đặt ra yêu cầu trong xử lý, giải quyết các phát sinh. Các thay đổi này được đưa ra bởi chính con người thông qua việc thay đổi các lập trình đã thực hiện trước đó.
Tính linh hoạt cho phép diễn ra đối với các thay đổi từ đơn giản đến phức tạp.
– Từ số lượng hàng hóa nhỏ cho tới cực lớn. Quy mô, số lượng hàng hóa thay đổi đòi hỏi cao hơn về hoạt động của máy móc, các thiết bị và kỹ thuật trong hệ thống tự động hóa. Do đó, việc lựa chọn máy móc hoạt động trong hệ thống cũng càn phải phù hợp với nhu cầu của doanh nghiệp.
– Hay cả việc thay đổi trình tự quy trình, thay đổi khối lượng sản xuất và thay đổi thiết kế sản phẩm. Đây được xem là các thay đổi có tính chất phức tạp. Các hoạt động nhằm thay đổi lập trình cũng phải được diễn ra chính xác, phù hợp. Các thay đổi trong hệ thống sẽ phản ánh các định hướng mà con người muốn. Ngoài ra, còn phải xem xét các phát sinh của hệ thống ngoài phạm vi điều chỉnh của con người.
Các quy trình được thực hiện tạo nên sự linh hoạt, khoa học. Ứng dụng công nghệ cho phép con người điều khiển và làm chủ các công đoạn sản xuất. Công nghệ số kết nối các hệ thống máy tính vào internet. Kết quả là tạo ra không gian số tương ứng với thế giới thực thể. Các kết nối này cho phép con người quản lý và điều khiển hệ thống một cách trơn chu và linh hoạt.
Việc đáp ứng phải được diễn ra cho dù các thay đổi được dự đoán hay không dự đoán được. Trên thực tế, do nhu cầu và đòi hỏi về thành phẩm mà con người luôn có những điều chỉnh trong kế hoạch. Các thực hiện trên thực tế nếu thay đổi cần sự điều chỉnh máy móc phù hợp. Có hai tính linh hoạt được thể hiện:
– Tính linh hoạt định tuyến. Bao gồm khả năng thay đổi của hệ thống để tạo ra các loại sản phẩm mới. Và khả năng thay đổi thứ tự các hoạt động được thực hiện trên một sản phẩm. Như vậy đây là các thay đổi lớn trong hoạt động hệ thống. Có thể làm thay đổi hoàn toàn các kế hoạch dự định ban đầu được thiết lập cho hệ thống.
– Tính linh hoạt của máy. Bao gồm khả năng sử dụng nhiều máy để thực hiện cùng một hoạt động trên một sản phẩm. Cũng như khả năng của hệ thống để thích nghi các thay đổi quy mô lớn. Như về khối lượng, công suất hoặc khả năng. Đây là các thay đổi dựa trên máy móc. Do đó tùy thuộc vào nhu cầu thực tế, doanh nghiệp cần lựa chọn máy móc tốt, đáp ứng tiêu chuẩn. Muốn hoạt động của hệ thống diễn ra trơn chu, cần các mắt xích hoạt động hiệu quả.
Các hoạt động được diễn ra trong hệ thống sản xuất linh hoạt bao gồm:
– Tự động kết nối bằng hệ thống xử lý vật liệu để tối ưu hóa quy trình sản xuất.
– Máy tính điều khiển trung tâm điều khiển chuyển động vật liệu. Điều khiển về vận chuyển hàng hóa, vật liệu tham gia vào hệ thống.
– Quy trình làm việc của máy. Được con người thiết lập sẵn cho máy. Các chuyển động của máy được điều khiển bởi con người.
Tính linh hoạt cao trong việc quản lý các tài nguyên sản xuất như thời gian và công sức để sản xuất một sản phẩm mới. Sản xuất các sản phẩm nhỏ như những sản phẩm được sản xuất hàng loạt.
Ưu điểm khi áp dụng hệ thống sản xuất linh hoạt.
– Giảm chi phí sản xuất: Chi phí thấp hơn cho mỗi đơn vị sản xuất.
– Năng suất lao động lớn hơn, hiệu suất máy lớn hơn, nâng cao chất lượng. Nâng hiệu quả.
– Khả năng thích ứng với các hoạt động CAD / CAM.
– Thời gian thực hiện ngắn hơn, giảm hàng tồn kho, tăng tỷ lệ sản xuất.
Nhược điểm trong áp dụng hệ thống sản xuất linh hoạt.
– Chi phí thiết lập ban đầu cao.
– Yêu cầu lao động lành nghề.
– Hệ thống phức tạp, bảo trì rất phức tạp.
– Chỉ áp dụng trong những mô hình sản xuất phức tạp, có nhu cầu hoạt động lâu dài.
2. Ví dụ hệ thống sản xuất linh hoạt:
Hệ thống sản xuất linh hoạt thường được áp dụng trong các nhà máy sản xuất với tính chất của sản phẩm được kể đến như:
– Hàng hóa hay vật liệu nặng, con người khó thực hiện các thao tác nhằm mục đích mong muốn.
– Cần tính chính xác cao về thành phẩm: Hình dáng, kích thước, tính chi tiết của sản phẩm,..
– Các hàng hóa có giá trị cao, cần áp dụng của khoa học kỹ thuật trong chế tạo.
Có thể lấy một ví dụ điển hình với hệ thống sản xuất linh hoạt đó là:
Hệ thống sản xuất tự động bằng cánh tay Robot trong nhà máy sản xuất ô tô.
Đây là việc ứng dụng khoa học, kỹ thuật và tiến bộ điện tử trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô tự động. Các hoạt động diễn ra trong quá trình sản xuất được thực hiện tự động hóa. Con người nắm giữ vai trò trung gian trong điều khiển chuyển động của cánh tay Robot.
Các hoạt động đó tiến hành nhằm vận chuyển các thiết bị, nguyên liệu đến nơi sản xuất. Khu vực diễn ra quá trình sản xuất. Ở đây lực lượng tham gia vào hoạt động lao động chính là các cánh tay Robot. Con người thực hiện thay đổi các chuyển động, tham gia vào quá trình tạo kế hoạch, thiết kế chương trình, đặt lệnh để Robot thực hiện hoạt động.
Các hoạt động được diễn ra một cách toàn diện. Robot tham gia từ quá trình sản xuất, vận chuyển và các khâu khác. Quá trình này không có sự tham gia trong hoạt động lao động chân tay của con người. Con người chỉ tham gia vào các hoạt động trí tuệ, sáng tạo nội dung, thay đổi chương trình phù hợp.
Các hoạt động được tiến hành
– Tự động kết nối bằng hệ thống xử lý vật liệu để tối ưu hóa quy trình sản xuất. Các kết nối, liên kết giữa các khâu thông qua máy tính được thực hiện. Nhằm xâu chuỗi các hoạt động thành hệ thống để quá trình sản xuất ô tô diễn ra logic, liên tục, có sự kết nối.
– Máy tính điều khiển trung tâm tiến hành điều khiển chuyển động vật liệu. Đưa các vật liệu đến khu vực cần, để vật liệu tham gia vào chế tạo các bộ phận của o tô hoặc tham gia vào quá trình nắp ráp thành phẩm. Điều khiển về vận chuyển hàng hóa, vật liệu tham gia vào hệ thống.
– Quy trình làm việc của Robot. Con người lập trình để Robot có khả năng thực hiện đúng các hoạt động tuần tự, đi đến sản xuất bộ phận và nắp ráp ô tô.
