הבנה של מערכות ייצור גמישות (FMS)

מערכת ייצור גמישה (FMS) היא תצורה ייצור המאפשרת מתקן ייצור להסתגל במהירות לשינויים בסוג המוצר, נפח, דרישות תהליך עם הפרעה מינימלית.בניגוד קווי ייצור ייעודיים מסורתיים המיועדים לתפוקה גבוהה, פלט נמוך, FMS מסתמכים על ציוד מודולרי, טיפול בחומר אוטומטי, ותוכנות בקרה מרכזית כדי לאפשר ייצור קטן ומודל מעורב.

מקורות FMS ניתן לעקוב אחר שנות ה-60 וה-70, כאשר יצרנים במגזרי אוויר והחלל והרכב החלו להתנסות עם מכונות מבוקרות מספר פעמים וכלי רכב אוטומטיים כיום, FMS הוא חלק בלתי נפרד ליוזמות תעשייתיות 4.0, שבו מערכות סייבר-פיזיות, אינטרנט של דברים (IoT) חיישנים, וניתוח נתונים בזמן אמת משפרים עוד יותר את גמישות.

עקרונות הליבה של Just-in-Time הפקה

Just-in-Time (JIT) היא מתודולוגיית ייצור רזה שמקורה ב- טויוטה באמצע המאה ה-20.העיקרון הליבה שלה הוא לייצר רק את מה שנדרש, כאשר הוא נדרש, ובכמות המדויקת הנדרשת - תוך מתן פסולת בכל הצורות, במיוחד זרמי מלאי עודף.JIT מסתמכים על מערכת משיכה, שבה הביקוש מטה הזרם גורם אותות ייצור (בדרך כלל באמצעות כרטיסי קנבראן או אלקטרונית), ולא אותות קלים מתקדמים), אלא על מנת ליצור שינוי יעיל (מעלה) של פעולות משיכה (מפרקטית (מחדשה) ולהפחית את דרישות יעילות), בדרך כלל).

הממציא נתפס כאחריות ולא נכס.על ידי צמצום של תהליכי עבודה והשלמת מלאי מוצרים, JIT חושף בעיות בסיסיות כגון אי-יציבות מכונה, פגמים איכותיים, וזרימות עבודה לא מאוזנות.הארגונים המתודולוגיים כדי לטפל בבעיות אלה באופן שיטתי יישום JIT דורש לוח זמנים ייצור יציב, ספקים אמינים וכוח עבודה ממונע לעתים קרובות עם ייצור, הם עקרונות ניהוליים כמו JIT יעיל גם שיטות עבודה.

תפקיד JIT ב-Enhancing Flexibility

בשילוב עם FMS, JIT מגביר את היכולת של המערכת להגיב תנודות השוק.הטבע מבוסס המושך של JIT מפחית את הסיכון לייצר פריטים שאין להם ביקוש מיידי, המאפשר FMS להקצות יכולת דינמי.לדוגמה, כמו הזמנות הלקוח שינוי, FMS יכול לשנות כלי וניתוק לייצר את השילוב הנוכחי של מוצרים, בעוד JIT למנוע אותות סינרגיים יותר.

הדגש של JIT על צמצום זמני ההתקנה ישירות תומך בגמישות FMS. Quick Changeover טכניקות (SMED - Single-Minute Exchange of Die) מאפשר FMS לעבור בין גרסאות המוצר בתוך דקות ולא שעות.זמני ההתקנה התחתונה להפוך את הגדלים הקטנים יותר באופן כלכלי, אשר בתורו מקל על התאמת הייצור לשינוי הביקוש מבלי לבצע עלויות כבדות.בנוסף, JIT מתמקדת בשיפור מתמיד של דחפים פונקציונליים, ומניעה מהירה של יעילות חומרים יעילה.

היתרונות של Integrating FMS עם JIT

  • (FLT:0) אחריות אחראית: ההרחבה: ההרחבה 1 (IQFLT:1) היכולת להתאים במהירות את תערובת המוצר ואת נפח בתגובה ישירה להזמנות של לקוחות או אותות שוק.
  • (FLT:0) ,Reduced Inventory Holding Costs:IRLT:1) JIT ממזער חומר גלם, עבודה-in-מעבד, וסיים מלאי מוצרים, בעוד FMS מבטיח את המוצרים הנכונים נעשים גמישים ללא מחסנים.
  • (FLT:0) גדול יותר ייצור יעילות: FIRLT:1 , אוטומציה וציוד מודולרי להפחית את העבודה הישירה ליחידה, JIT מבטל פעילויות שאינן בעלות ערך.
  • (FLT:0)Imrovated Product Variety Management:BuildFLT:1 , FMS מטפל בגרסאות מרובות של מוצרים עם עלות שינוי מינימלי, ו- JIT שומר על גודל קטן כדי להתאים את הביקוש לכל גרסה.
  • (FLT:0) הסתגלות של שוק שינויים: ההרחבה 1 בשילוב, המערכת יכולה להכיל ספייקטים עונתיים, מבואי מוצר חדשים, וירידה בלתי צפויה עם סיכון נמוך יותר של obsolescence.
  • (FLT:0) בקרת איכות טובה יותר: הדגש של JIT על הפסקת הייצור לתקן פגמים (Jidoka) נתמך באופן טבעי על ידי חיישני FMS ותחנות בדיקה אוטומטיות המזהות omalies בזמן אמת.
  • (FLT:0)Lower Total Costure: FLT:1 למרות שההשקעה הראשונית גבוהה, ההפחתה בפסולת, מלאי וזמן שינוי מובילה לעלויות יחידות נמוכות יותר לאורך זמן.

עיצוב מערכת ייצור גמישה עם JIT: גישה של צעד-על-ידי-Step

תכנון מערכת FMS-JIT משולבת דורש מתודולוגיה מובנית שמיישרת ציוד, תוכנה, תהליכים וגורמים אנושיים.הצעדים הבאים מספקים מסגרת עבור מתרגלים.

שלב 1: דרישות שוק דורשות ויציבות הביקוש

החל על ידי ניתוח נתוני מכירות היסטוריים, תחזית לקוחות ומגמות שוק כדי להבין תנודות נפח, מורכבות שילוב המוצר, ואת שיעורי הצמיחה הצפויה. השתמש בכלים כמו פלח הביקוש (ABC / XYZ ניתוח) כדי לסווג מוצרים על ידי נפח ו variability. ניתוח זה מניע החלטות על מידת הגמישות הנדרשת - לדוגמה, מוצרים יציבים בנפח גבוה עשויים להיות מיוצרים על קווים ייעודיים, בעוד מוצרים נמוכים משתנים עבור מודלים של תקווה, כמו גם של מודלים של שינוי, כמו גם של מודלים של שינוי, כמו גם של מערכת ההפעלה.

שלב 2: בחר את הרמה הנכונה של המודולריות

ציוד בחירת שניתן לתקן מחדש במהירות ובמחירים יעילים. מרכזי מאצ'ינג מודולרי עם משתנים כלי אוטומטי, עבודות רובוטיות, ותיקוןים אוניברסליים מאפשרים שינויים מהירים של מוצרים.עבור טיפול חומרי, לשקול כלי רכב מודרך אוטומטיים (AGVs) או להעביר מערכות עם יכולות ניתוק חכמות.הציוד צריך לתמוך בפרוטוקולים תקשורת פתוחה (למשל, OPCA U, MQ) כדי לשלב מערכות הפעלה גבוהות יותר (ME) עם יכולות הפעלה (ER) והימנעות ממערכות הפעלה (ER) עם יכולות הפעלה (ER) והגנתיות).

שלב 3: יישום מערכת בקרת ייצור

עיצוב זרימת המידע ששולטת בייצור מתחיל. השתמש בסימנים קנבינים (כרטיסים פיזיים, אותות אלקטרוניים או שתי מערכות של שני-בין) כדי לאשר את הייצור בכל תא עבודה.עם FMS, kanban אלקטרונית הוא לעתים קרובות המועדפת כי זה יכול להיות משולב עם התוכנה הבקרה כי מסלולים חלקי מכונות.מסד כללים עבור ריתוך וגודלים אצווה כי איזון תגובה עם עלויות יתר.

שלב 4: עיצוב ההליכה ל Flow וגמישות

אימוץ ייצור סלולרי או פריסות טכנולוגיה קבוצתיות שמציבות מכונות בצורת או תאים בצורת L כדי למזער מרחקי נסיעה חומריים להקל על עבודת צוות.כל תא צריך להיות מסוגל לייצר משפחה של חלקים דומים או מוצרים. לאפשר מרחב להתרחבות עתידית או להגדרה מחדש. ב- FMS, הפריסה כוללת לעתים קרובות התאמות גמישות כך שאם מכונה אחת יורדת, אחרת יכול לקחת על משימות שלה.

שלב 5: להשקיע במערכות בקרה מתקדמות ומידע

FMS דורש מערכת בקרה חזקה המתאמת את פעולות המכונות, טיפול בחומר, בדיקות איכות בזמן אמת.מערכת ייצור (MES) פועלת כמו המוח, איסוף נתונים מחיישנים ומכונות, יצירת לוח זמנים ייצור, מעקב אחר הוראות עבודה. integrate the MES עם מערכת ERP עבור תכנון ברמה גבוהה וניהול מלאי.בנוסף, השתמש בטכנולוגיה דיגיטלית כדי לדמות וייעל לוחות נתונים אמיתיים.

שלב 6: פיתוח כוח עבודה מאולץ

אנשים הם קריטיים כמו מכונות בסביבה גמישה JIT. מפעילי רכבת לרוץ סוגים מרובים של מכונות, לבצע תחזוקה קלה, ולבצע בדיקות איכות. ליישם מטריקס מיומנות לעקוב אחר יכולות ותוכניות סיבוב. עודד פתרון בעיות מבוסס צוות ו Kaizen אירועים. ב JIT, עובדים מועצמת לעצור את הקו אם פגם מזוהה - מושג שיש להטמיע בתרבות FMS לספק הכשרה רציפה כמו תכנות נתונים רובוטיים או ניתוח טכני.

שלב 7: הקמת שיתופי פעולה וגמישות לוגיסטיקה

עבור JIT כדי לתפקד, ספקים חייבים לספק חומרים באיכות גבוהה בקבוצות קטנות עם זמני מוביל קצרים. Collaborate עם ספקים מרכזיים כדי לסנכרון לוחות הזמנים של ייצור, ליישם שינויים בנתונים אלקטרוניים (EDI), ולהשתמש משלוחים של חלב. בהקשר FMS, לשקול ליד מיקור חוץ או אחסון הספק משותף כדי לטבול נגד עיכובים תחבורה ללא ממציאים גדולים.

שלב 8: יישום שיפור מתמשך וביצועים

הפעל את המערכת עם סט של מוצרים וזיקוק מבוסס על נתונים. השתמש מדדים כמו זמן שינוי, תשואה ראשונה, דרךput, ומלאי הופך לעקוב אחר התקדמות.לחזיק פגישות קבוע Kaizen כדי לזהות פסולת והזדמנויות לשיפור גמישות. לדוגמה, אם שינויים לוקחים זמן רב מדי, ליישם טכניקות SMED.אם בעיות איכות מופיעות, להשתמש בכלי ניתוח שורש.

שיקולים מרכזיים לשילוב מוצלח של FMS-JIT

בעוד היתרונות משכנעים, שילוב FMS עם JIT מציג כמה אתגרים שיש לנהל.

מינוף גמישות עם הון

FMS בקנה מידה מלא עם תאים רובוטיים ואוטומציה יכול לדרוש השקעה משמעותית.לא כל הפעולות צריכות את אותה רמה של גמישות.לערוך ניתוח עלות-תועלת כדי לקבוע את השילוב האופטימלי של משאבים ייעודיים וגמישים.עבור מוצרים בעלי יכולת נמוכה, מוצרים בעלי יכולת גבוהה, FMS עשוי להיות מוצדק; עבור מוצרים יציבים, גבוה, אוטומציה ייעודית עשויה להיות יעילה יותר.מערכת היברידית עובדת בדרך כלל הטובה ביותר.

ניהול איכות בסביבה דינמית

שינויים תכופים וריאציות של המוצר מגבירים את הסיכון של פגמים אם לא מבוקר כראוי. יישום פודק-יוקי (ההוכחה למניעה) על תיקונים וכליים. השתמש בשליטה בתהליך סטטיסטי (SPC) כדי לפקח על הפרמטרים הקריטיים בזמן אמת.ב-JIT, איכות בנויה לתוך התהליך - כך FMS צריך לכלול תחנות בדיקה אוטומטיות עם משוב סגור כדי לעצור כאשר תנאים מחוץ ל-spec מתרחשים.

מעקב בזמן אמת ושילוב נתונים

ללא נתונים מדויקים בזמן אמת, ה-FMS לא יכול להתאים באופן דינמי. להשקיע בחיישנים של IoT, מעקב אחר RFID וקישוריות חזקה.לוודא כי MES יכול לתקשר עם מכונות PLCs, בקרים רובוטיים ומערכות אינטגרציה נתונים לעתים קרובות להתעורר ציוד מורשת; לשקול רטרוfiting עם אדפטיטים חכמים או שערים.

יצירת תרבות של שיפור מתמשך

טכנולוגיה לבדה אינה מבטיחה גמישות.הארגון חייב לאמץ עקרונות רזים ולהעצים עובדים להציע שיפורים. להימנע ממלכודת חוסר יעילות אוטומטי. פוסטר תרבות שבה ייצור אצווה קטן, למשוך איתות, ושינויים מהירים נתפסים כמחויבות מנהיגות שגרתית ומדדים גלויים הם הכרחיים כדי לקיים את השינוי.

טכנולוגיה עבור FMS ו- JIT

כמה טכנולוגיות מודרניות מאיצות את השילוב של פלטפורמות FMS ו- JIT מבוססי Cloud מאפשרות חשיפה בזמן אמת על פני מתקנים מרובים.אינטליגנציה מלאכותית (AI) ולמידה מכונה יכולה לחזות תנודות ולהתאמה אוטומטית של לוח הזמנים של הייצור.רובוטים קולאביטיביים (cobots) עובדים לצד בני אדם כדי לספק גמישות בעלות נמוכה יותר מאשר אוטומט מלא.ת תאומים דיגיטליים מאפשרים עמלה וירטואלית של מוצר חדש ללא פעולות הפעלה נמוכות יותר, אפילו שימוש מהיר יותר.

דוגמה: יישום תעשיית הרכב

תעשיית הרכב מספקת דוגמה קלאסית לשילוב FMS-JIT. יצרנית הרכב היפנית כמו טויוטה חלוצה JIT ומאוחר יותר אימצה מערכות ייצור גמישות כדי להתמודד עם מודלים מרובים של כלי רכב על אותו קו הייצור של טויוטה, למשל, מערכת הייצור של טויוטה משתמשת בשילוב של רובוטים משמרים גמישים, כלי רכב אוטומטיים עבור משלוח חלקי, ומערכת קינן מבוססת משיכה עבור תת-קבוצות.

משאבים חיצוניים לקריאה נוספת

להבנה עמוקה יותר של המושגים FMS ו- JIT, תייעץ עם המשאבים הבאים:

  • מכון אנטרפרייז (Just-in-Time ProductionFLT)
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0 מדע בדיוני - מערכת ייצור גמישה (FLT:1 ).
  • (הופנה מהדף טויוטה Production SystemFIRLT:1)

מסקנה: בניית מבצע ייצור עצמאי

בעידן של ביקוש תנודתי, הפרעות שרשרת האספקה, וקיצור מחזורי חיים של מוצרים, שילוב של מערכות ייצור גמישות ו- Just-in-Time הפקה מציע דרך מוכחת לחוסנות. על ידי תכנון מערכת אשר מחבקת ציוד מודולרי, שליטה מבוססת, עובדים מאומנים, ושיפור מתמשך, יצרנים יכולים להפחית את עלויות הפסולת, המניה הנמוכות יותר, ולהגיב לתנודות לשוק, דורשות שינוי משמעותי של החברה, אך היא שינוי משמעותי של פעילות הייצור, אך היא עדיין משתנה, אך היא בעלת יכולת ייצור.