Sisteme Flexibile de Fabricație

1. Introducere

Introducerea noţiunii de flexibilitate în producţia de serie mică şi unicate a avut loc în anii 1960, când pentru prima oară a fost utilizată ideea de sisteme flexibile de producţie (SFP).

La început acestea au avut diverse denumiri: unităţi de automatizare, unităţi complexe robotizate, sau tehnologic robotizate, sisteme complexe de maşini automatizate, sisteme tehnologice flexibile etc.

Aplicarea în practică a fabricaţiei flexibile a întâmpinat destule greutăţi, piedici, din acestea rezultând concluzia că noţiunea de flexibilitate nu înseamnă numai optimizarea sistemului tehnologic sub aspectul economiei de resurse materiale şi umane, ci o evaluare legată de dinamismul sistemului, de capacitatea lui de a se adapta atunci când intervin factori noi.

Descoperirile ştiinţifice şi marile invenţii ale ultimului secol au revoluţionat şi au propulsat în mod spectaculos viaţa economică şi socială. Este suficient să menţionăm principalele realizări din domeniul ştiinţei şi tehnologiilor (fisiunea nucleară, sinteza materialelor de substituţie - elastomeri, fibre, materiale plastice, fertilizanţi, semiconductori şi circuite integrate, biotehnologii etc.) pentru a înţelege că acestea constituie baza prezentului şi viitorului economic în domeniul industrial.

Sisteme cu flexibilitate artificială cunoscute sub numele de sisteme flexibile de fabricaţie (SFF) care se folosesc în cadrul industriilor prelucrătoare. Se bazează pe utilizarea maşinilor unelte cu comandă program şi a roboţilor industriali şi sunt capabile să execute o gamă largă de operaţii. Se caracterizează în mod deosebit prin adaptabilitate, adică prin capacitatea de a trece cu uşurinţă şi într-un timp foarte scurt de la o producţie la alta.

Componenta de bază a unui astfel de sistem flexibil o constituie unitatea flexibilă, respectiv o maşină-unealtă capabilă să execute operaţii diverse cu ajutorul unui robot.

Activitatea mai multor unităţi flexibile grupate într-o celulă flexibilă este coordonată de un calculator de proces. Nu întotdeauna un astfel de sistem tehnologic este şi rentabil, mai ales datorită costurilor ridicate ale roboţilor industriali.

2. Sistemul flexibil de fabricaţie

2.1. Sistemul de fabricaţie

Sistemul de fabricaţie (S.F.) reprezintă totalitatea mijloacelor şi a relaţiilor existente între aceste mijloace, capabile să rezolve o sarcină sau un domeniu de sarcini de fabricaţie, realizând unul sau mai multe produse ce pot fi oferite pe piaţă.

Sistemul de fabricaţie se caracterizează prin funcţiune, structură şi ierarhie.Pentru definirea funcţiunii generale a unui S.F., acesta este considerat ca o ”cutie neagră”, cu intrările şi ieşirile faţă de aceasta (fig. 2.1). structura de transformare T realizază transformarea primilor de la intrările sistemului în mărimile de ieşire, materialzând un anumit procedeu tehnologic.

Fig. 2.1. Funcţia generală a sistemului de fabricaţie

Prin intrările unui S.F. se introduc materiale, energie şi informaţii. Pentru un S.F. ce realizează o producţie discretă, materialele introduse în sistem sunt semifabricatele, materiale auxiliare, sculele şi dispozitivele necesare. Intrările sub formă de informaţii numite şi informaţii de lucru se referă la: datele despre forma piesei, datele despre tehnologia de prelucrare a piesei, volumul de producţie şi datele privind desfăşurarea în timp şi spaţiu a procesului. Împreună cu energia, cele 3 tipuri de intrări suferă transformări în timp, această situaţie putând fi definită prin noţiunile de flux de materiale, flux de informaţii şi flux de energie.

La ieşirea din S.F. se obţin produse cu configuraţii şi proprietăţi determinate şi materiale auxiliare (mai ales aşchii). Energia consumată în proces este returnată mediului înconjurător sub formă de căldură. O importanţă deosebită pentru conducerea fabricaţiei o reprezintă mărimea de ieşire informaţie, aceasta exprimând starea reală a sistemului pe parcursul desfăşurării procesului. În funcţie de această stare se stabilesc deciziile de conducere operativă a fabricaţiei.

Funcţia generală a unui sistem de fabricaţie constă în transformarea unui flux de materiale şi a unui flux de informaţii cu ajutorul unui flux de energie, astfel încât informaţiile să se imprime materialelor, mărindu-le valoarea, obţinând produse finite la ieşirea sistemului