Pro Duc Tie System En

5/10/2018 Pro Duc Tie System En - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/pro-duc-tie-system-en 1/26

233 V E R S P A N E N 2

Productie- enassemblagesystemen 11



234 V E R S P A N E N 2

0 . 1 P r o d u c t i e a u t o m a t i s e r i n g

In grote lijnen kunnen we drie productiewijzen onderscheiden.

Massaproductie

Bij massaproductie worden grote aantallen identieke producten gemaakt.

Massaproductie komt vooral voor bij producten die over (zeer) lange tijd onver-

anderd blijven. Denk hierbij bijvoorbeeld aan levensmiddelen als pakjes boter,

flesjes bier of verbruiksartikelen als cd’s, potloden en diskettes.

Enkelstuksproductie

Bij enkelstuksproductie worden unieke of slechts zeer kleine aantallen producten

vervaardigd. Bij enkelstuksproductie heeft de koper vaak inspraak bij de uitein-

delijke vorm van het product. Voorbeelden hiervan zijn zeeschepen, schilderijen

of vrijstaande woonhuizen.

Serieproductie

Serieproductie lijkt soms op massaproductie, soms op enkelstuksproductie.

Essentieel bij serieproductie is echter dat de productie niet eindeloos hetzelfde

product oplevert, maar dat we anderzijds geen voortdurende veranderingen

hebben. Denk bijvoorbeeld aan boeken en tijdschriften, kleding en auto’s.

Bij het maken van producten bepaalt vooral de seriegrootte de productiewijze en

de kostprijs per product. Daarbij wordt een afweging gemaakt tussen producti-

viteit en flexibiliteit . Zie figuur 0.1.

Figuur 0.1 Relatie productiviteit en flexibiliteit

Het automatiseren van het productieproces kunnen we opsplitsen in drie fasen:

– optimaliseren;

– mechaniseren;

– automatiseren.

productiewijze

invloed

seriegrootte

massa-productie

serie-productie

productieenkelstuks-

p r o d

u c t i v i t e i t

f l e x i b i l i t e i t

drie fasen



12351 1 P R O D U C T I E - E N A S S E M B L A G E S Y S T E M E N

We noemen dat ook wel het OMA-principe.

Het optimaliseren moet plaatsvinden in deze volgorde:

– afzonderlijke bewerkingsstappen;

– deelbewerkingen;

– volgorde deelbewerkingen.

Dezelfde volgorde geldt voor het mechaniseren en ten slotte ook voor het auto-

matiseren.

Het is duidelijk dat we het optimaliseren en het mechaniseren moeten beheersen

voordat we gaan automatiseren.

We onderscheiden hierbij:

– starre automatisering;

– flexibele automatisering.

Starre automatisering

Bij de starre automatisering gebruiken we machines die grote aantallen

producten achter elkaar maken. Omdat het veel tijd kost om de gereedschappen

op deze machines te verwisselen, worden hele series van een producttype achter

elkaar geproduceerd.

Bij het maken van massaproducten die continu in grote hoeveelheden wordenafgenomen, kunnen we met een star geautomatiseerd productieproces de

productie zonder probleem uitvoeren.

Als we echter een serie van een producttype maken waarvan maar kleine

aantallen producten worden afgenomen, moeten we veel voorfinancieren en veel

producten opslaan.

Als we door de voorraad van een producttype heen raken, worden de machines

weer omgebouwd en in gereedheid gebracht voor een nieuwe serie producten.

Hierdoor kunnen we alsnog lange levertijden krijgen.

Flexibele automatisering

Flexibele automatisering spreekt voor zich: op een flexibele manier de productie

automatiseren. Het moet bij enkelstuksproductie mogelijk zijn zonder veel

tijdverlies en moeite over te schakelen op het maken van een ander product.

Een afzonderlijke machine die flexibel geautomatiseerd is, levert meestal geen

compleet product af, maar slechts één of meer onderdelen. Op andere machines

moeten dan nog andere bewerkingen plaatsvinden. Als die andere machines niet

flexibel geautomatiseerd zijn, blijft de totale flexibiliteit van de productie-automatisering beperkt.

OMA-principe

star

flexibel



236 V E R S P A N E N 2

Om tot flexibele productieautomatisering te komen, moeten we verscheidene

machines met elkaar laten samenwerken. Zo’n groep machines is in staat een

compleet product af te leveren. Het kan daarbij nodig zijn om van één of meer

werkcellen gebruik te maken. Het principe van een werkcel zien we in figuur

0.2. De pijlen geven de route van het product aan.

Figuur 0.2 Werkcel

Een stroomschema van producten gemaakt met de cel van figuur 0.2, zien we

in figuur 0.3.

Om deze productie mogelijk te maken, moeten de machines goed op elkaar zijn

afgestemd. Als alle samenwerkende machines van hetzelfde fabrikaat zijn,

hebben we minder kans op grote aanloopmoeilijkheden met de besturing. Als we

verschillende merken machines met elkaar laten samenwerken in een cel, kost het

meer moeite om de verschillende besturingen goed op elkaar af te stemmen.

werkcel

NC-ponsen

NC-uithoeken

NC-kantpers

lopende band

industriëlerobot

halffabrikatenmagazi jn

plaat

1

2

3

4

stroomschema




Figuur 0.3 Stroomschema werkcel

Groepentechnologie

Flexibele productieautomatisering grijpt in in het functioneren van het hele

bedrijf; iedere afdeling wordt erbij betrokken.

Om in een flexibel systeem nieuwe producten of delen van producten op te

nemen, moet het deel in kwestie op een bepaalde geautomatiseerde manier

worden voorbereid. We moeten namelijk in de werkcel kunnen beschikken over

de numerieke gegevens die bij het ontwerpen en het tekenen zijn gebruikt.

Een dergelijk proces verloopt volgens het CAD-CAM-systeem.

In figuur 0.4 zien we een stroomschema.

De kracht van CAD-CAM neemt toe als we de beschikking hebben over

verscheidene productfamilies die met het stroomschema tot stand zijn gekomen.

Uit het diagram blijkt dat we gegevens oproepen uit (bijvoorbeeld) een groepen-

technologie. Na het eventueel veranderen van vormgeving en/of maten worden

die gegevens weer in de groepentechnologie opgenomen, al of niet onder een

nieuw codenummer.

Van de tekengegevens en technologische gegevens wordt een bewerkingspro-

gramma gegenereerd, dat vervolgens wordt opgeslagen of naar de bewerkings-

machine wordt gezonden.

bewerkente

1

positioneren

positioneren

NC-ponsen

+bewerken

schaarNC-hoek-

2

productgereed

magazi jn halffabrikaten3

p o s i t i o n e r e n

IR

4

gereedproduct

positionerenNC-buigen

bewerken+

plaat

positioneren

werkcelandere

CAD-CAM-

systeem



238 V E R S P A N E N 2

Figuur 0.4 Stroomschema CAD-CAM

Onder groepentechnologie (GT) verstaan we het groeperen van gelijksoortige

productonderdelen naar vorm, afmetingen, nauwkeurigheid , materiaal en even-

tuele andere kenmerken. Producten die veel op elkaar lijken, noemen we ook wel

een familie van producten.

Om tot een goed gebruik van de computer te komen, moeten we tot

standaardisatie en codering van de te maken producten en productonderdelen

overgaan. Bij nieuwe producten moeten we altijd eerst nagaan of deze in hun

geheel of in onderdelen al eens eerder zijn gemaakt.

Bij de indeling hanteren we een productclassificatiesysteem. Hierbij krijgt elk

product een classificatienummer toegewezen dat informatie bevat over belang-

rijke eigenschappen van het product.

Met het classificatienummer worden groepen producten met dezelfde eigen-schappen geformeerd. Zie figuur 0.5.

Indeling vindt plaats naar een groot aantal criteria, zoals productgeometrie,

productfunctie en technologische eigenschappen.

Vooral deze technologische eigenschappen zijn belangrijk voor het bepalen van

een productfamilie, omdat het hier gaat om eigenschappen zoals:

– de bewerkingen aan het product;

– de afmetingen van het product;

– de gereedschappen bij fabricage;

– de gewenste nauwkeurigheid;

– de vereiste oppervlaktegesteldheid.

design

idee

CAE-ontwerp

werkstuk-model

drafting

teken-

data

CAD-tekenen

tekening-

manufacturing

technolo-

gischedata

CAM-programma

opslag-

programma

machine-bewerking

productdata bereidingwerkvoor-

GT

productfamilie

classificatienummer

eigenschappen




Figuur 0.5 Groepentechnologie

Het doel van een groepentechnologie (GT) is:

– het eenvoudig kunnen terugvinden van bewerkingsgegevens voor soortgelijke

onderdelen;

– het standaardiseren van fabricagemethoden.

0 . 2 F l e x i b i l i t e i t e n p r o d u c t i v i t e i t

We zagen hiervoor dat flexibiliteit en productiviteit op gespannen voet met

elkaar staan: hoe hoger de productiviteit, hoe lager de flexibiliteit en andersom.

Het is dus belangrijk een goed compromis te vinden tussen flexibiliteit en

productiviteit . Zie figuur 0.6.

Met flexibiliteit bedoelen we meestal het gemak waarmee we een productie-systeem kunnen aanpassen. We hebben verschillende soorten flexibiliteit.

Ombouwflexibiliteit

Met ombouwflexibiliteit drukken we de snelheid uit waarmee we een productie-

systeem kunnen ombouwen voor de fabricage van een nieuw of sterk gewijzigd

product.

positie vorm afmetingen nauwkeurigheid materiaal

code

1

2

3

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1357 2356 1246

doel GT

compromis



240 V E R S P A N E N 2

Figuur 0.6 Flexibiliteit en productiviteit van productiesystemen

Omstelflexibiliteit

Met omstelflexibiliteit drukken we de snelheid uit waarmee we een productie-

systeem kunnen omschakelen voor de fabricage van verschillende producten uit

een productfamilie.

Routing-flexibiliteit

Routing-flexibiliteit zegt iets over de mate waarin we de volgorde van opeen-

volgende bewerkingen op de machines nog kunnen wijzigen. Als er variaties in

de mogelijke bewerkingsvolgorde mogelijk zijn, dan is de routing-flexibiliteit van

het systeem groot. Deze vorm van flexibiliteit hangt mede af van de flexibiliteit

van het productiebewerkingsplan.

Personeelsflexibiliteit

Met personeelsflexibiliteit bedoelen we dat de besturing van een productie-

systeem rekening kan houden met een wisselende personeelsbezetting. Een voor-beeld hiervan is het werken met minder mensen ’s nachts dan overdag.

f l e x i b i l i t e i t

discontinue productie

bewerkings-

NC machine

machine

bewerkings-

investerin

universele

FFM

centrum

FFC

c o m p l e x i t e i t

FPA

aantal roducten

FFS

continue productie

transferstraten

specialemachines

flexibele

transferstraten

FFSFFCFFM =

==

flexibele fabricagemodule

flexibel fabricagesysteemflexibele fabricagecel

i n t e

g r a t i e




Omdat in de praktijk flexibele systemen verschillend worden uitgelegd, zullen we

hier de opbouw van productie- en assemblagesystemen bespreken. De verschil-

lende componenten komen hierbij in volgorde van automatisering aan de orde.

0 . 3 O p b o u w f l e x i b e l e f a b r i c a g e - e n

a s s e m b l a g e s y s t e m e n

We hebben het reeds eerder gesteld: eerst optimaliseren, dan mechaniseren en

vervolgens automatiseren.

0.3.1 NC-machine

Bij één NC-machine is er sprake van een beperkte mate van flexibilisering.

De belangrijkste reden voor het gebruik van afzonderlijke NC-machines is de

hogere productiviteit en de betere kwaliteit. De machine moet door een mede-

werker worden bediend, omdat we het transport van werkstukken van en naar

de machine meestal met de hand doen.

Wel hebben we de mogelijkheid van een palletwisselmechanisme. Hiermee

kunnen we een werkstuk opspannen of afspannen, terwijl de machine een ander

product bewerkt.

0.3.2 Flexibele fabricagemodule

De flexibele fabricagemodule (FFM) is als NC-bewerkingsmachine geschikt voor

gebruik in een flexibel fabricagesysteem. In figuur 0.7 zien we een FFM.

Deze FFM bestaat uit een bewerkingscentrum met aan de rechterzijde een pallet-

wisselmechanisme met een interface naar het automatische transportsysteem.

Aan de linkerzijde heeft de module een cassettemagazijn voor gereedschappen.

Een manipulator verzorgt het transport van de gereedschappen. Een dubbel-armig wisselmechanisme plaatst deze gereedschappen in de hoofdspil.

palletwissel-

mechanisme

FFM



242 V E R S P A N E N 2

Figuur 0.7 Een flexibele fabricagemodule

0.3.3 Flexibele fabricagecel

Met de flexibele fabricagecel (FFC) kunnen we onbemand series producten fabri-

ceren gedurende een periode van acht uur. Een FFC is een flexibele fabricage-

module met automatische gereedschapswisseling en productwisseling.

In figuur 0.8 zien we een FFC voor frees- en boorbewerkingen. Deze is

opgebouwd rond een bewerkingscentrum met een automatische gereedschaps-

wisseling en een palletwisselinrichting. Dit deel is dus een FFM.

Door een productbuffer toe te voegen aan de voorzijde van de machine en door

de procesbewakingsfaciliteiten is het een flexibele fabricagecel (FFC).

Er is alleen transport van producten binnen de directe machineomgeving

(microtransport ).

0.3.4 Flexibel fabricagesysteem

Een flexibel fabricagesysteem (FFS) bestaat uit twee of meer FFM’s, elk met een

eigen numerieke besturing . De producten worden bewerkt op verschillende

machines. Daarbij moet de volgorde van bewerken variabel zijn en natuurlijk

binnen de technologische mogelijkheden liggen.

onbemand

FFC

FFS




Figuur 0.8 FFC voor gat- en vlakbewerkingen

Het FFS transporteert automatisch producten in wording van machine naar

machine. Dit noemen we macrotransport . Ook het gereedschapstransport is

automatisch. Zie figuur 0.9.

Het is zeer moeilijk om voor alle machines in het systeem de werkstukken precies

dan te laten aankomen wanneer een bewerking klaar is. Daarom hebben de

machines een klein aantal bufferplaatsen.

In de procesplanning of productieplanning zorgen we ervoor dat een werkstuk

kan worden geparkeerd, totdat de machine klaar is met de bewerking van het

vorige werkstuk. Op deze manier vermijden we wachttijden zonder dat we een

zeer nauwe koppeling tussen de machine en het transportsysteem moeten maken.

Als we een bufferplaats gebruiken, gaat het macrotransport naar de bufferplaats

over in microtransport naar de bewerkingsplaats. Lokale palletbuffers komen in

enorme verscheidenheid voor, omdat ze onderdeel zijn van de bewerkings-

machine. Door de aanwezigheid van een macrotransportsysteem bij een FFS

behoeven de machines slechts over een lokale palletbuffer te beschikken met twee

posities.

macrotransport

bufferplaats



244 V E R S P A N E N 2

Figuur 0.9 Flexibel fabricagesysteem

Alle activiteiten in het systeem worden gestuurd door een FFS-besturing. Deze

bepaalt onder meer welke bewerkingen op de afzonderlijke machines plaats-

vinden.

Ook beheert de FFS-besturing de afzonderlijke NC-programma’s. De besturing

zorgt ervoor dat de pallets met werkstukken op de juiste plaats komen. Ook

zorgt de besturing ervoor dat de juiste gereedschappen vanuit het centrale

magazijn getransporteerd worden naar de afzonderlijke machines.

Net zoals bij een FFC, heeft ook een FFS procesbewakingsfaciliteiten nodig.

In grotere flexibele fabricagesystemen zijn naast de bewerkingsmachines ook

coördinatenmeetmachines en eventueel een wasstation opgenomen.

Flexibele fabricagesystemen gaan een stap verder dan bewerkingscentra met

betrekking tot integratie. Dit betekent dat ook alle voordelen en nadelen

zwaarder wegen.

1 centraal gereedschapsmagazijn

2 gereedschapstransportsysteem

3 gereedschaps-voorinstelapparaat

4 robot5 aan- en afvoer werkstukken

6 pallettransportsysteem

7 palletwisselaar

8 palletbuffer

9 bewerkingscentrum




Voordat we een FFS met een hoge automatiseringsgraad kunnen aanschaffen,

moeten we aan een aantal voorwaarden voldaan zijn. Deze voorwaarden zijn:

– het productievolume binnen het bedrijf moet voldoende groot zijn om de zeer

grote productiecapaciteit van een FFS te benutten;

– het verspaningsproces moeten we op hoog niveau beheersen;

– we moeten het gereedschapsgebruik kritisch bekijken om tot een kleiner

gereedschapsbestand te komen;

– we hebben een zeer goede organisatie en grote discipline nodig.

0.3.5 Flexibele transferstraat

We kunnen een zeer hoge productiviteit met volledige flexibiliteit krijgen door

een aantal universele bewerkingsmachines te verbinden met transferstraten. Een

product uit een productfamilie kan dan door de transportmiddelen naar de

verschillende modules worden gebracht. Daar vinden dan de benodigde bewer-

kingen plaats.

Bij een seriële opstelling wordt een aantal machines achter elkaar aan een trans-

portsysteem geplaatst. De machines bewerken achtereenvolgens een product tot

het bij de laatste machine als kant-en-klaar product de transferstraat verlaat.

Dit systeem heeft echter de volgende nadelen:– de langzaamste machine zal de productietijd bepalen;

– bij het uitvallen van een machine staat de hele straat stil.

Een andere methode is het parallel opstellen van de modules. Hierdoor kunnen

de producten naar een machine worden gevoerd wanneer deze leeg is. Zo voor-

komen we onderbrekingen in het bewerken.

In figuur 0.10 zien we een schema van een flexibele transferstraat waarbij een

deel in serie en een deel parallel staat geschakeld.

voorwaarden

FFS

serieel

parallel



246 V E R S P A N E N 2

Figuur 0.10 Flexibele transferstraat

In figuur 0.11 zien we een flexibele transferstraat die uit een aantal flexibele

fabricagecellen bestaat. Deze flexibele transferstraat gebruiken we voor het

vervaardigen van krukassen voor automotoren.

In dit systeem kunnen we verschillende typen krukassen in willekeurige volgorde

fabriceren. Het systeem werkt deels parallel en deels serieel, waarbij de pallets

Figuur 0.11 Flexibele transferstraat voor het fabriceren van krukassen

drieparallellestromen

serie-opstelling

serie-opstelling

3

1

2




met halfproducten met AGV’s naar de verschillende bestemmingen worden

vervoerd. De afkorting AGV staat voor Automated Guided Vehicle.

Deze AGV’s vormen een flexibele buffer, terwijl elke cel beschikt over een

stationaire buffer.

De dynamische buffer zorgt er dus alleen voor dat de stationaire buffers op elk

moment vol zijn, zodat de centra continu kunnen doorwerken.

0.3.6 Flexibele assemblagesystemen

Voor het assembleren van producten gebruiken we meestal een flexibele assem-

blagecel (FAC). In figuur 0.12 zien we een assemblagecel die bestaat uit een

handstation en drie montagestations.

De producten worden op productdragers langs de verschillende stations gevoerd

door een transportbaan. In deze eenvoudige cel verloopt de montage niet erg

flexibel, omdat alle stations in serie staan. De variëteit in de producten is mini-

maal.

Ook moeten bewerkingstijden in de verschillende stations gelijk zijn, anders

bepaalt het langzaamste station de productietijd.

Figuur 0.12 Assemblagecel

AGV

FAC



248 V E R S P A N E N 2

In figuur 0.13 zien we een kleine assemblagecel. Daarbij kunnen we een hoofd-

baan met twee handstations en een montagemachine herkennen. De hand-

stations zijn hier echter niet aan de hoofdbaan gelegen, maar aan een apart stuk

baan.

Figuur 0.13 Assemblagecel met transfers

In dit geval kunnen we een zekere flexibiliteit bereiken door de hoofdbaan als

dynamische buffer te gebruiken. Hierdoor kan een aantal verschillende

producten aan het systeem worden aangeboden.

Het wisselen van een transportdrager van de hoofdbaan naar een werkstation

gebeurt met een transfer. In figuur 0.14a zien we een deel van de hoofdbaan en

een transfer.

Het informatielabel op de productdrager wordt door een identificatiepunt

gelezen en de centrale besturing beslist of deze drager met product op de transfer

kan worden toegelaten.

Als dit het geval is, houdt een stop de drager tegen. Daarna pakt een transfersy-

steem dat door een PLC wordt bestuurd, de productdrager op en plaatst hem in

een stationsbuffer. Zie figuur 0.14.

transfer

productdrager




Figuur 0.14 Transfersysteem

Nadat de productdrager tot het werkstation of montagestation is toegelaten en

de vereiste bewerking heeft ondergaan, wordt hij weer teruggesluisd op de

hoofdbaan. Nadat alle benodigde stations zijn afgewerkt, wordt de product-

drager ten slotte uitgesluisd. In figuur 0.14b zien we een voorbeeld van eenproductdrager waarop een pomp is gemonteerd.

0 . 4 C o m m u n i c a t i e i n e e n F F S

Om een automatisering goed uit te voeren, moeten we in industriële besturingen

op verschillende niveaus communiceren. Volgens het MAP (manufacturing

automation protocol ) onderscheiden we vijf niveaus van communicatie.

Zie figuur 0.15.

a transfer b productdrager

MAP



250 V E R S P A N E N 2

Figuur 0.15 Indeling van communicatieniveaus

We kunnen de indeling volgens het MAP een hiërarchisch systeem noemen, met

een piramidevormige opbouw. In figuur 0.16 zien we het MAP met zijn vijf

niveaus afgebeeld.

We zien dat de hoeveelheid informatie die tussen de lagen wordt uitgewisseld,

afneemt als het niveau hoger ligt. In een goed beheersbaar systeem moeten we

dus zoveel mogelijk informatie op het laagste niveau krijgen en verwerken.

Daarom moet deze informatie op dit niveau aanwezig zijn.

De FFS-besturing ontvangt orders van het hoger in de hiërarchie gelegen

planningssysteem, dat de productieplanning op middellange termijn uitvoert.

MANAGEMENT BESTURINGSSYSTEEM

PROCES 1

PRODUCTIE-BEHEERSING

PROCES 2

machine- en

uitvoer-organen ensensoren

besturingproces-

besturing

productie-

0

1

2

beheersing enproductie-

supervisie

financiëleplanning enbeheer

3

niveau

4

conclusie

FFS-besturing




Figuur 0.16 Hiërarchische opbouw communicatie volgens MAP

Iedere order beschrijft:

– het onderdeel;

– het aantal dat gefabriceerd moet worden;

– de datum waarop de onderdelen gereed moeten zijn.

Meestal heeft de FFS-besturing verschillende orders gelijktijdig in behandeling.

Vanuit de werkvoorbereiding komen de bewerkingsplannen voor nieuwe

producten. In een bewerkingsplan staat alle informatie die nodig is om van ruw

materiaal een bewerkt onderdeel te maken.

Het bewerkingsplan moet minimaal de volgende informatie bevatten:

– type spanmiddel om een werkstuk op te spannen;

– volgorde van bewerkingen die het opgespannen werkstuk moet ondergaan;

– benodigde gereedschappen;

– type machine waarop de bewerking moet worden uitgevoerd;

– NC-programma dat nodig is om de bewerking uit te voeren;

– tijdsduur van iedere bewerking.

commandos

data

4

3

2

1

0

bewerkingsplan



252 V E R S P A N E N 2

De hoofdfunctie van een FFS-besturing is het coördineren van de activiteiten van

de werkstations en het transportsysteem voor werkstukken en gereedschappen

binnen het systeem.

De besturing doet dit door commando’s te sturen naar de subsystemen. Daarbij

ontvangt de besturing een terugmelding dat een commando correct is uitgevoerd

of niet, zodat de besturing actie kan ondernemen. Zie figuur 0.17.

Figuur 0.17 Communicatie tussen FFS-besturing en omgeving

Een FFS-besturing wordt geïnformeerd wanneer via het opspanstation nieuwe

werkstukken in het systeem geïntroduceerd worden.

Ook wordt de besturing geïnformeerd wanneer bewerkte onderdelen kunnen

worden afgespannen. Binnen een FFS-besturing kunnen we een planningsfunctie

en een uitvoerende functie onderscheiden. Zie figuur 0.18.

Figuur 0.18 Hoofdfuncties FFS-besturing

hoofdfunctie

productie-planning

FFS - besturing

systeemmodules

bewerkings-

plannenvoorbereidingwerk-

terugmeldingencommandos en

mutaties

voorraad-

orders

transport

planning

planninglogistieke operationele

planningprogramma

beheer

gereedschaps-beheer

pallet-beheer

informatie-beheer

uitvoering

FFS - besturing

NC-




De planningsfunctie (scheduling ) bepaalt:

– de handelingen om een gevraagd onderdeel te kunnen leveren;

– het tijdstip waarop en op welk station de bewerking plaatsvindt.

De uitvoerende functie (dispatching and control ) coördineert de FFM’s, span-

stations, pallet- en gereedschapstransportsystemen zodanig, dat de geplande

handeling wordt uitgevoerd.

0.4.1 Planningsfunctie

De planningsfunctie van een flexibel fabricagesysteem speelt zich af op

strategisch, tactisch en operationeel gebied.

Strategisch

Op strategisch gebied houdt de planning zich bezig met het productenpakket

waarvoor het FFS geschikt is of geschikt gemaakt kan worden. Er wordt bij

voortduring kritisch gekeken naar de machineconfiguratie van het FFS. Dit

omvat onder meer:

– het aantal en type FFM’s;

– het transportsysteem;

– het aantal pallets;

– het aantal spanmiddelen van ieder type;– de lay-out.

Tactisch

Op tactisch niveau voert de planning de volgende taken uit:

– Het samenstellen van een lijst van werkstukken die gedurende de eerstvol-

gende planningsperiode gelijktijdig en dus door elkaar heen in het FFS

bewerkt worden. Een belangrijke overweging bij de selectie is de uiterste

gereedheidsdatum die in de orders vermeld staan. De selectie wordt gemaakt

uit het totale orderpakket.– Het samenstellen van een lijst van spanmiddelen bij de werkstukken die in de

eerstkomende planningsperiode verwerkt worden.

– Het bepalen van de inhoud van het lokale gereedschapsmagazijn van iedere

FFM in het FFS gedurende de aanstaande planningsperiode.

De tactische planning is een off-line-functie in de besturing van een FFS die maar

één keer per planningsperiode hoeft te worden geactiveerd.

machine-

configuratie

taken



254 V E R S P A N E N 2

Operationeel

De operationele planning bepaalt de volgorde van handelingen voor ieder werk-

station in het FFS. Hierbij maken we onderscheid tussen:

– de invoerproblematiek: de volgorde waarin de werkstukken moeten worden

opgespannen in de opspanstations;

– de doorvoerproblematiek: de volgorde waarin de machines de beladen pallets

moeten behandelen, nadat het werkstuk eenmaal in het systeem is ingevoerd.

Vaak moeten we kiezen uit een aantal pallets dat voor bewerking op een

bepaalde machine staat te wachten. Om deze keuze te kunnen maken, geven we

aan elke pallet een prioriteitsgetal volgens een prioriteitenregel .

De toekenning kan op basis van de volgende regels:

– SPT (shortest processing time): het pallet met de kortste bewerkingstijd krijgt

de hoogste prioriteit:

– FCFS (first come first served ): het pallet met de langste wachttijd bij een

bepaalde machine krijgt de hoogste prioriteit.

0.4.2 Uitvoerende functie

De uitvoerende functie van een FFS-besturing kunnen we in vier deelfuncties

onderscheiden:– NC-programmabeheer;

– gereedschapsbeheer;

– palletbeheer;

– bedrijfsinformatiebeheer.

NC-programmabeheer

Het kan gebeuren dat op een machine een bewerking moet worden uitgevoerd,

terwijl het NC-programma daar nog niet aanwezig is. In dat geval moet de FFS-

besturing ervoor zorgen dat het programma beschikbaar wordt gesteld aan denumerieke besturing van de machine. We spreken in dit geval van downloading .

Alleen programma’s die zijn getest en waarvan is gebleken dat zij geen problemen

geven, worden gebruikt in een FFS.

In het geval van wijzigingen door de bedieningsvakman wordt het aangepaste

programma teruggestuurd naar het programmabestand. Dit om te vermijden dat

de wijziging elke keer opnieuw moet worden gemaakt. Op het gewijzigde pro-

gramma komt eerst een keurmerk, voordat het opnieuw mag worden gebruikt.

volgorde

SPT

FCFS

deelfuncties

downloading




Gereedschapsbeheer

Vijf belangrijke taken van het gereedschapsbeheer zijn:

1 De FFS-besturing moet ervoor zorgen dat de gereedschappen bij de machines

zijn op het moment dat ze nodig zijn. Uit de lijsten van de tactische planning

en de reeds aanwezige gereedschappen wordt afgeleid welke gereedschappen

voor aanvang van de nieuwe planningsperiode moeten worden samengesteld.

De FFS-besturing geeft hiervoor de opdracht, en geeft ook de opdrachten

voor het transportsysteem.

2 In het geval van breuk tijdens een bewerkingsgang probeert de FFS-besturing

een vervangend gereedschap uit het centrale magazijn toe te wijzen. Daarna

wordt het met de hoogste prioriteit getransporteerd.

3 Gereedschapsbeheer zorgt ook voor de opslag en overdracht van de correc-

tiewaarden van de gereedschappen, die zijn gemeten door het gereedschaps-

voorinstelapparaat. Zie figuur 0.19.

Figuur 0.19 Gereedschapsvoorinstelapparaat

4 Naast de afmetingen is voor elk gereedschap binnen het FFS een standtijd

gedefinieerd. Gereedschappen waarvan de resterende standtijd te klein is

geworden om een bewerkingscyclus uit te kunnen voeren, worden niet

gebruikt en uit het systeem verwijderd.

5 Gereedschapsbeheer zorgt er ten slotte ook voor dat de gereedschapsdata bij

de machine beschikbaar zijn. Gewijzigde data worden teruggezonden naar de

taken



256 V E R S P A N E N 2

database. Dit gebeurt ook wanneer er gereedschappen uit een lokaal maga-

zijn worden verwijderd en terug worden geplaatst in het centrale magazijn.

Palletbeheer

De FFS-besturing zorgt ervoor dat de werkstukken op het juiste moment

aanwezig zijn bij de machines.

Door de beperkte omvang van de lokale palletbuffers worden de werkstukken

pas vlak voor hun bewerking bij de machines afgeleverd.

Het vervoer gebeurt met een pallettransportsysteem. De werkstuk-palletcombi-

natie wordt opgeslagen in de centrale palletbuffer. De uitvoerende functie van het

FFS geeft dan een opdracht om de pallet met het werkstuk tijdig naar de machine

te transporteren.

Bedrijfsinformatiebeheer

Om de prestaties van een FFS te kunnen analyseren, hebben we gegevens nodig

die deze prestaties meetbaar maken. Door rapporten met relevante data kan het

management het systeemgedrag beoordelen. Zie figuur 0.20.

Figuur 0.20 Machinebezetting gegenereerd door FFS-besturing

Hierdoor kunnen we zwakke schakels in het systeem verbeteren. Voorbeelden

van verzamelde gegevens zijn:

– soort en aantal bewerkingen die op elke machine zijn verricht;

– onvolkomenheden die zich op de machines hebben voorgedaan, zoals:

– bezwijken van gereedschap;

– gereedschap niet aanwezig;

– werkstukpallet niet aanwezig;

– fouten in de NC-programma’s;– bewerkingsproblemen;

rapport

02

actief

60

40

20

u r e n

44420

120

100

80

4846 50 52

sni jden

12

weeknr.

in bewerking

0604 1008 1614 18




– volgordeproblemen;

– de gereedschappen die bij de diverse bewerkingen zijn gebruikt;

– de gemiddelde resterende standtijd van de gereedschappen in de

magazijnen;

– het aantal uitgevoerde gereedschaptransporten;

– het aantal uitgevoerde pallettransporten.

0 . 5 E i s e n a a n e e n F F S - b e s t u r i n g

De eisen die we aan een FFS-besturing stellen, kunnen we aan de hand van een

aantal eigenschappen formuleren.

Aanpasbaarheid van de configuratie

Belangrijk is dat de besturing subsystemen van verschillende fabrikaten aankan,

zoals NC-besturingen van bewerkingsmachines.

Modulaire opbouw

Als de besturing modulair is opgebouwd, waarbij elke module een duidelijk

gedefinieerde functie vervult, kunnen we de functionaliteit van de besturing des-

gewenst gemakkelijk aanpassen.

Eenvoudige bediening

Niet alleen eenvoudige bediening is belangrijk. Het systeem moet ook op

duidelijke wijze relevante gegevens kunnen geven aan het bedienend personeel

als hierom gevraagd wordt.

Realisering van de levertijd

De mate waarin de besturing in zijn planningsfunctie kan voldoen aan de uiterste

gereedheidsdatum, is een criterium waarop deze wordt beoordeeld.

Adequaat reageren

Het adequaat kunnen reageren op onverwachte gebeurtenissen, is erg belangrijk

in een flexibel fabricagesysteem. Denk bijvoorbeeld aan gereedschapsbreuk,

waarbij snel (in sommige gevallen met voorrang) een vervangend gereedschap uit

het gereedschapsmagazijn getransporteerd moet worden.

Efficiënt gebruik van hulpmiddelen

Omdat de hulpmiddelen zoals spanmiddelen, pallets en gereedschappen een hoge

kostenpost zijn, moeten we ze op een efficiënte manier inzetten.

eigenschappen



258 V E R S P A N E N 2

Hoge betrouwbaarheid

Storingen zorgen in een FFS dikwijls voor vele malen hogere kosten dan bij

normale fabricage.

Redelijke kostprijs

De prijs van de besturing moet een niet al te groot deel van het totale budget

innemen.

Pro Duc Tie System En

Documents

Transcript of Pro Duc Tie System En