Гибкая производственная система ( FMS ) — это производственная система, в которой существует некоторая гибкость , позволяющая системе реагировать на изменения, как прогнозируемые, так и непредвиденные.
Обычно считается, что эта гибкость делится на две категории, каждая из которых содержит множество подкатегорий.
Наиболее гибкие производственные системы состоят из трех основных систем:
Основным преимуществом гибкой производственной системы является ее высокая гибкость в управлении производственными ресурсами, такими как время и усилия, для производства нового продукта.
Наилучшее применение гибкой производственной системы можно найти при производстве небольших партий продукции, аналогичной продуктам массового производства.
Гибкость в производстве означает способность иметь дело со слегка или сильно смешанными деталями, допускать вариации в сборке деталей и вариации в последовательности технологических процессов, изменять объем производства и изменять конструкцию определенного выпускаемого продукта.
Промышленная гибкая производственная система состоит из роботов , машин с компьютерным управлением, машин с числовым программным управлением (ЧПУ), контрольно-измерительных приборов, компьютеров, датчиков и других автономных систем, таких как инспекционные машины. Использование роботов в производственном сегменте обрабатывающей промышленности обещает множество преимуществ: от высокой загрузки до высоких объемов производительности. Каждая роботизированная ячейка или узел будет расположена вдоль системы обработки материалов, такой как конвейер или транспортное средство с автоматическим управлением. Производство каждой детали или заготовки потребует разной комбинации производственных узлов. Перемещение деталей от одного узла к другому осуществляется через систему обработки материалов. По окончании обработки детали готовые детали будут направлены на автоматический узел контроля и впоследствии выгружены из гибкой производственной системы.
Трафик данных FMS состоит из больших файлов и коротких сообщений и в основном поступает от узлов, устройств и инструментов. Размер сообщения варьируется от нескольких байт до нескольких сотен байт. Например, исполнительное программное обеспечение и другие данные представляют собой файлы большого размера, тогда как сообщения для данных обработки, связи между приборами, мониторинга состояния и отчетов о данных передаются в небольшом размере.
Также существуют некоторые различия во времени ответа. Загрузка больших программных файлов с главного компьютера в каждый прибор или узел в начале работы FMS обычно занимает около 60 секунд. Сообщения с данными прибора необходимо отправлять периодически с детерминированной задержкой по времени. Другие типы сообщений, используемые для оповещения о чрезвычайных ситуациях, имеют довольно небольшой размер и должны передаваться и приниматься с практически мгновенным ответом.
Требования к надежному протоколу FMS, поддерживающему все характеристики данных FMS, сейчас актуальны. Существующие стандартные протоколы IEEE не полностью удовлетворяют требованиям связи в реальном времени в этой среде. Задержка CSMA/CD не ограничена, поскольку количество узлов увеличивается из-за коллизий сообщений. Шина токенов имеет детерминированную задержку сообщения, но не поддерживает схему приоритетного доступа, которая необходима для связи FMS. Token Ring обеспечивает приоритетный доступ и имеет низкую задержку сообщений, однако передача данных в нем ненадежна. Отказ одного узла, который может произойти довольно часто в FMS, приводит к ошибкам передачи сообщения в этом узле. Кроме того, топология Token Ring требует высоких затрат на монтаж проводки.
Необходима конструкция связи FMS, которая поддерживает связь в реальном времени с ограниченной задержкой сообщения и оперативно реагирует на любой экстренный сигнал. Поскольку отказы и неисправности оборудования из-за тепла, пыли и электромагнитных помех являются обычным явлением, необходим механизм определения приоритетов и немедленная передача экстренных сообщений, чтобы можно было применить подходящую процедуру восстановления. Была предложена модификация стандартной Token Bus для реализации схемы приоритетного доступа, позволяющей передавать короткие и периодические сообщения с низкой задержкой по сравнению с задержкой для длинных сообщений. [1]