Fastemsin joustavat valmistusjärjestelmät (FMS)
Joustava valmistusjärjestelmä, lyhenteeltään FMS (engl. Flexible Manufacturing System) on tuotannonohjaukseen kuuluva järjestelmä, jolla ohjataan varastointia ja tuotantoprosesseja. Se yhdistää automaation, tietotekniikan ja älykkään ohjauksen. Näiden avulla mahdollistetaan tehokas ja nopeasti muunneltava valmistusprosessi. FMS-järjestelmä soveltuu erityisesti tilanteisiin, joissa tarvitaan pienempiä tuotantosarjoja, nopeita tuotemuutoksia ja suurta tuotannon joustavuutta. Se parantaa kilpailukykyä välttämällä merkittäviä tuotannon katkoksia ja uudelleenasetuksia.
Kuva 1. Fastems FMS-järjestelmä. (Fastems b).
Joustava valmistus – järjestelmä vai ajattelutapa?
Joustava valmistus on tuotantomalli, jossa eri tuotteita voidaan valmistaa kustannustehokkaasti pienissä toistuvissa erissä. Termi ”joustava” viittaa siihen, että järjestelmä pystyy käsittelemään erilaisia työkappaleita ilman suuria viiveitä tai asetusten muutoksia.
Kun joustava valmistus yhdistetään konkreettiseen järjestelmään, saadaan FMS. Käytännössä tämä tarkoittaa, että työkappaleet syötetään koneistuskeskuksiin automaattisesti kuljettimien tai robottien avulla. Työstöasetukset voidaan tehdä samalla, kun koneistus on jo käynnissä toisella koneella. Tämän mahdollistavat puskurivarasto ja kehittynyt ohjausjärjestelmä. (Fastems a).
Perinteiset haasteet ja FMS:n tarjoamat ratkaisut
Manuaaliset asetusten vaihdot vievät paljon aikaa, vaikka käytössä olisi jo automaattiset paletinvaihtajat. Kun valmistusohjelma vaihtelee ja tuotevalikoima on laaja, asetusten vaihdoista muodostuu helposti merkittävä pullonkaula. Lisäksi ensimmäinen työkappale vaatii usein erityistarkkailua ja hidasta ajoa laadun ja turvallisuuden varmistamiseksi.
FMS-järjestelmä ratkaisee nämä ongelmat hyödyntämällä valmiiksi asetettuja paletteja ja kiinnittimiä. Nämä yhdistetään niihin liittyvään tuotantodataan, jolloin asetustyöt voidaan erottaa koneistuksesta ajallisesti ja fyysisesti. Näin vältetään turhat odotukset ja saavutetaan lähes keskeytymätön tuotanto. Koneet voivat toimia lähes täydellä kapasiteetilla ympäri vuorokauden.
Lisäksi järjestelmä on niin joustava, että se osaa automaattisesti reitittää paletit toiselle koneelle esimerkiksi vikatilanteessa. Tämä on selkeä etu verrattuna perinteisiin palettivarastoihin. Koska asetukset ovat valmiina, voidaan myös ensimmäinen työkappale valmistaa heti täydellä nopeudella.
Kuva 2. Puskurivarastossa olevia valmiita kappaleita kiinnittimissä. (Fastems a).
Tuotantoresurssien hallinta – kriittinen osa FMS:ää
Toinen suuri haaste tuotannossa on resurssien, kuten työkalujen, materiaalien ja kiinnittimien hallinta. Tämä kokonaisuus on monimutkainen ja sen hallinta vaikeutuu entisestään, kun tuotantomäärät vaihtelevat. Pienikin häiriö voi johtaa koneiden seisokkeihin ja alhaiseen käyttöasteeseen, jos esimerkiksi oikeita työkaluja ei ole saatavilla tai ohjelmat eivät ole ajan tasalla. FMS-järjestelmä integroi nämä resurssit ohjausjärjestelmään, joka huolehtii niiden oikea-aikaisesta käytöstä ja sijainnista. Näin odottamattomat keskeytykset ja tuotannon epävakaus vähenevät merkittävästi.
Miten FMS toimii käytännössä?
FMS-järjestelmän keskeiset osat ovat:
- Palettien kuljetin tai robotti: Kuljettaa työkappaleet koneiden, asemien ja varaston välillä. Usein laitteisto toimii useammassa tasossa, mikä parantaa tilatehokkuutta.
- Lastausasema ja materiaaliasema: Toimivat työkappaleiden syöttö- ja purkupisteinä. Koska ne eivät ole suoraan yhteydessä koneistuskeskuksiin, ne parantavat työergonomiaa ja nopeuttavat erityisesti raskaiden kappaleiden käsittelyä.
- Puskurivarasto: Pitää järjestyksessä valmiiksi asetetut paletti- ja kiinnitinyhdistelmät. Tämä mahdollistaa tehokkaan ja keskeytymättömän pienerätuotannon.
- Ohjausjärjestelmä: Vastaa koko tuotantoprosessin suunnittelusta, seurannasta ja toteutuksesta. Se hallitsee niin tuotantodataa, kuin fyysisiä resursseja ja on FMS:n ydin.
- Koneistuskeskukset: Integroidaan järjestelmään asiakkaan tarpeiden mukaisesti. Voivat olla esimerkiksi erilaisia jyrsinkoneita tai muita työstökoneita.
Fastemsin FMS – korkea käyttöaste ja taloudellinen tehokkuus
Tehokkaan ohjausohjelmiston avulla FMS-järjestelmä pystyy saavuttamaan erittäin korkean koneiden käyttöasteen. Fastemsin ratkaisut varmistavat, että oikeat osat ovat aina oikeassa paikassa oikeaan aikaan. Tällä vältetään myös tarpeettoman suuret varastot. Järjestelmä tekee pienerien valmistuksesta taloudellisesti kannattavaa ja soveltuu monenlaisille teollisuudenaloille.
Lähteet:
Artikkelin tekemisessä hyödynnetty tekoälyä.
Fastems a. The great ”what” and ”why” of FMS. https://www.fastems.com/blog/what-and-why-of-fms/
Fastems b. MLS – Multi Level System. https://www.fastems.com/product/mls/