FMS là gì? Tổng quan về Hệ thống sản xuất linh hoạt

Last updated on 19 September, 2024

Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS đang ngày càng trở nên phổ biến. Như tên gọi của nó, nó xoay quanh nguyên tắc chính về tính linh hoạt, cho phép hệ thống sản xuất phản ứng nhanh chóng khi nhận diện được sự thay đổi. Để tìm hiểu thêm về hệ thống sản xuất linh hoạt FMS, cũng như ưu điểm và nhược điểm của nó, hãy tiếp tục đọc bài viết dưới đây của OCD nhé!

FMS – Hệ thống sản xuất linh hoạt là gì?

Khái niệm về FMS

Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS – Flexible Manufacturing System) là một phương pháp cho phép các công ty linh hoạt đối mặt với những thay đổi như nhu cầu thị trường, thách thức trong sản xuất hoặc cơ hội đổi mới. Cho dù những thay đổi này có thể dự đoán được hay không, các công ty sử dụng FMS có khả năng nhanh chóng chuyển đổi hệ thống sản xuất của họ để đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp và thị trường.

Thông thường, FMS bao gồm việc tổ chức và kết nối các máy trạm với một máy tính trung tâm quản lý để theo dõi quy trình sản xuất đồng thời cung cấp vật liệu và dữ liệu cho dây chuyền sản xuất hoặc máy móc. Hệ thống này cho phép các nhà sản xuất tự động hóa hoàn toàn hệ thống sản xuất trong khi vẫn duy trì sự linh hoạt cần thiết. Tuy nhiên, hai trong số những nhược điểm chính là nó cực kỳ phức tạp và đắt tiền để thiết lập.

Mặc dù FMS là một cách tiếp cận có hệ thống phổ biến trong quản lý sản xuất, nhưng nó cũng là một triết lý mà các công ty có thể áp dụng cho hoạt động kinh doanh của mình để giảm thiểu chi phí.

Các thành phần trong FMS

FMS bao gồm các thành phần mà các nhà sản xuất có thể điều chỉnh và cấu hình lại để đáp ứng các yêu cầu sản xuất thay đổi. Các thành phần cốt lõi của một hệ thống sản xuất linh hoạt FMS bao gồm:

Các thành phần trong FMS

Máy móc làm việc

Mỗi FMS có một sự kết hợp độc đáo của các máy trạm để phù hợp với yêu cầu sản xuất của nhà sản xuất. Đó có thể là máy CNC, máy phay, máy tiện, máy khoan, máy hàn,… được sử dụng để gia công các chi tiết sản phẩm. Mỗi máy trạm thực hiện theo quy trình được yêu cầu để biến vật liệu thành một sản phẩm hoàn thiện.

Ngoài ra, còn có các thiết bị khác như:

• Thiết bị đo lường: bao gồm máy đo tọa độ, máy đo độ nhám, máy đo lực,… được sử dụng để kiểm soát chất lượng sản phẩm.
• Thiết bị kiểm tra: có chức năng kiểm tra tự động để đảm bảo các sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng.

Hệ thống xử lý vật liệu

FMS yêu cầu nhiều hệ thống xử lý vật liệu để đạt được mức độ tự động hóa hoàn toàn. Nó lưu trữ và vận chuyển các bộ phận đến từng máy trạm theo thứ tự được chỉ định. Ngoài ra còn có các hệ thống để lưu trữ các bộ phận và vật liệu trước và sau khi xử lý. Ví dụ về hệ thống xử lý vật liệu bao gồm: robot công nghiệp, băng tải, hệ thống thay đổi pallet tự động, hệ thống lưu trữ và lấy hàng tự động và xe tự hành AVG.

Hệ thống máy tính điều khiển

Hệ thống máy tính điều khiển là thành phần chính của FMS tự động hóa toàn bộ quy trình sản xuất. Nó bao gồm máy tính, bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC – Programmable Logic Controller) và các phần mềm cần thiết khác. Nó cho phép người vận hành điều khiển chuyển động và thiết lập trình tự hoạt động của từng máy. Ngoài ra, nó cũng theo dõi quá trình gia công và cảnh báo cho người vận hành khi xảy ra sự cố.

Nhân sự

Mặc dù FMS phần lớn được tự động hóa, nhưng vẫn cần có người vận hành máy để điều khiển chúng. Nhân viên được đào tạo để ra lệnh cho hệ thống FMS thực hiện các nhiệm vụ cụ thể, khởi động hoặc dừng lại để thực hiện điều chỉnh khi cần thiết. Một khi đã bắt đầu, FMS có thể hoạt động 24/7 cho đến khi vật liệu hết hoặc được chỉ định là đã hoàn thành.

Các loại FMS

Có tất cả 5 loại FMS khác nhau, bao gồm:

FMS tuần tự

Loại FMS này hoạt động như một dòng chuyển đổi linh hoạt, chuyên sản xuất các lô sản phẩm nhỏ. Hệ thống có khả năng chuyển đổi nhanh chóng giữa các loại bộ phận khác nhau theo một trình tự đã lập trình sẵn.

FMS ngẫu nhiên

FMS ngẫu nhiên hoạt động theo cách ngược lại với hệ thống tuần tự. Chúng có thể sản xuất các sản phẩm khác nhau và nhanh chóng thay đổi thứ tự xử lý tùy thuộc vào yêu cầu của nhà sản xuất. Ví dụ, FMS ngẫu nhiên có thể bắt đầu sản xuất nhiều hơn một bộ phận khi nhu cầu tăng lên và sau đó chuyển sang các bộ phận khác khi nhu cầu giảm xuống.

FMS chuyên dụng

Khác với các loại FMS khác có khả năng sản xuất đa dạng các sản phẩm, FMS chuyên dụng tập trung vào việc tối ưu hóa quá trình sản xuất cho một loại sản phẩm cụ thể. Điều này sẽ làm tăng tốc độ sản xuất với khối lượng lớn sản phẩm.

FMS được thiết kế

Loại FMS này là một hệ thống được thiết kế tùy chỉnh với các hoạt động được thiết lập để sản xuất một loại bộ phận. Nó thực hiện điều này một cách nhanh chóng và chính xác trong thời gian dài và thường được sử dụng trong các hoạt động sản xuất ô tô.

FMS mô đun

FMS mô đun cho phép người vận hành chuyển đổi giữa các chế độ tuần tự, ngẫu nhiên, chuyên dụng và được thiết kế tùy thuộc vào nhu cầu sản xuất. Điều này hữu ích cho các công ty sản xuất nhiều sản phẩm với số lượng khác nhau.

Ứng dụng của FMS trong các lĩnh vực

Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS đặc biệt có lợi trong các ngành công nghiệp đòi hỏi sự tùy chỉnh, độ chính xác và phản ứng nhanh với những thay đổi của thị trường. Dưới đây là một số ví dụ:

Ngành công nghiệp ô tô

Trong ngành ô tô, hệ thống FMS có thể quản lý việc sản xuất các mẫu xe và thành phần khác nhau trên cùng một dây chuyền lắp ráp. Sự linh hoạt này hỗ trợ việc sản xuất xe hơi một cách tùy chỉnh. Đồng thời, việc kết hợp các công nghệ mới không đòi hỏi doanh nghiệp phải tái đầu tư trang thiết bị.

Ví dụ về ứng dụng FMS trong ngành ô tô:

• Toyota: Là một trong những tiên phong trong việc áp dụng hệ thống sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing), Toyota đã tích hợp FMS vào các nhà máy của mình để đạt được mức độ tự động hóa và linh hoạt cao trong quá trình sản xuất. Hệ thống này cho phép Toyota nhanh chóng thay đổi mẫu mã sản phẩm và đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường.
• BMW: Hãng xe Đức này cũng là một ví dụ điển hình về việc áp dụng FMS trong sản xuất ô tô. BMW sử dụng hệ thống này để sản xuất các bộ phận phức tạp như khung gầm và thân xe với độ chính xác cao và thời gian chu kỳ ngắn.

Ngành hàng không vũ trụ

Các doanh nghiệp ngành hàng không vũ trụ có thể hưởng lợi từ FMS vì họ thường sản xuất các thành phần phức tạp, có độ chính xác cao cho máy bay. Khả năng xử lý vật liệu đa dạng và thiết kế phức tạp đảm bảo các bộ phận đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của ngành.

Ví dụ về ứng dụng FMS trong ngành hàng không vũ trụ:

• Boeing: Hãng sản xuất máy bay hàng không lớn nhất thế giới này sử dụng FMS để sản xuất các bộ phận máy bay với độ chính xác cao và chất lượng ổn định. Hệ thống sản xuất linh hoạt này giúp Boeing giảm thiểu sai sót và tăng năng suất.
• Airbus: Tương tự như Boeing, Airbus cũng sử dụng FMS để sản xuất các bộ phận máy bay. Hệ thống này giúp Airbus giảm thời gian sản xuất và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường hàng không.

Ngành điện tử

Đối với thiết bị điện tử – hàng hóa có vòng đời sản phẩm ngắn và nhu cầu tùy chỉnh cao, FMS cho phép sản xuất hiệu quả các thiết bị và thành phần khác nhau, theo kịp sự tiến bộ của công nghệ và xu hướng thị trường.

Ví dụ về ứng dụng FMS trong ngành điện tử:

• Foxconn: Là nhà sản xuất hợp đồng lớn nhất thế giới cho các sản phẩm điện tử tiêu dùng, Foxconn đã sử dụng FMS để sản xuất các sản phẩm như iPhone, iPad với số lượng lớn và tốc độ cao.
• Samsung: Tập đoàn điện tử Hàn Quốc này cũng là một người dùng lớn của FMS trong sản xuất các sản phẩm điện tử tiêu dùng. Samsung sử dụng hệ thống sản xuất linh hoạt để sản xuất các linh kiện điện tử và lắp ráp các sản phẩm cuối cùng.

Ngành sản xuất thiết bị y tế

Trong ngành sản xuất thiết bị y tế, FMS hỗ trợ sản xuất các thiết bị chuyên dụng phù hợp với nhu cầu của từng nhóm bệnh nhân. Độ chính xác và khả năng thích ứng của hệ thống là rất quan trọng để đáp ứng các yêu cầu quy định và đảm bảo an toàn cho bệnh nhân.

Ví dụ về ứng dụng FMS trong ngành sản xuất thiết bị y tế:

• Medtronic: đã áp dụng FMS vào quá trình sản xuất các bộ phận nhỏ và phức tạp của thiết bị y tế, giúp đảm bảo độ chính xác cao, giảm thiểu lỗi sản xuất và tăng năng suất. Hệ thống cho phép Medtronic linh hoạt thay đổi thiết kế sản phẩm.
• Zimmer Biomet: đã áp dụng FMS để sản xuất các implant như khớp háng, khớp gối và các thiết bị cấy ghép khác. Nó cho phép Zimmer Biomet sản xuất các implant với kích thước và hình dạng tùy chỉnh, đáp ứng nhu cầu của từng bệnh nhân. để đáp ứng các yêu cầu mới của thị trường và các quy định pháp lý.

Ưu điểm của FMS

Sử dụng hệ thống sản xuất linh hoạt FMS có những ưu điểm sau:

Linh hoạt

FMS mang đến cho doanh nghiệp khả năng điều chỉnh linh hoạt tuyến sản xuất và sử dụng máy móc một cách hiệu quả, giúp giảm thiểu rủi ro trong môi trường kinh doanh luôn thay đổi.

Tăng chất lượng và giảm lãng phí

Sử dụng các máy móc đáng tin cậy cũng dẫn đến các sản phẩm chất lượng cao hơn vì nó cho phép sản xuất nhất quán giữa các máy và ít cần sự can thiệp của con người hơn. Quá trình sản xuất sẽ dẫn đến ít lãng phí và phế phẩm hơn do chất lượng sản phẩm tốt hơn.

Hiệu quả về chi phí

FMS giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất nhờ tối ưu hóa không gian và nguồn lực lao động. Một hệ thống sản xuất linh hoạt duy nhất có thể thay thế nhiều máy móc truyền thống, đồng thời giảm nhu cầu về nhân công vận hành máy.

Tăng năng suất

Các cơ sở sản xuất với hệ thống sản xuất linh hoạt có khả năng hoạt động ở mức năng suất cao vì giảm thiểu được thời gian máy chết và các dây chuyền sản xuất không cần phải ngừng hoạt động để chuẩn bị cho một sản phẩm khác.

Thay đổi linh hoạt khối lượng và cơ cấu sản phẩm

FMS rất linh hoạt và có thể dễ dàng điều chỉnh để thích ứng với những thay đổi từ nhu cầu thị trường và khách hàng, bao gồm cả thay đổi trong cơ cấu sản phẩm, khối lượng hoặc thậm chí là ra mắt một sản phẩm hoàn toàn mới.

Chu kỳ sản xuất ngắn hơn

Chu kỳ sản xuất có thể được rút ngắn bằng cách phân phối vật liệu một cách mượt mà giữa các máy với tốc độ và độ chính xác chưa từng có.

Nhược điểm FMS

Song, hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) vẫn tồn tại những hạn chế sau:

Vốn đầu tư cao: Rào cản chính đối với việc áp dụng hệ thống sản xuất linh hoạt là yêu cầu về chi phí vốn đáng kể, đặc biệt đối với các công ty có dòng tiền hạn chế. Các doanh nghiệp có thể thấy rằng chi phí mua ban đầu và chi phí bảo trì tương lai vượt quá tầm khả năng của mình.

Khó khăn trong việc áp dụng: Việc áp dụng FMS là một thách thức do các hạn chế đối với những thay đổi trong tương lai và việc lập kế hoạch phức tạp. Sự cam kết về thời gian là điều cần thiết để đảm bảo lập kế hoạch và lên lịch trình phù hợp cho dự án vốn đầu tư lớn này. Điều quan trọng cũng cần lưu ý rằng việc triển khai FMS có thể thay đổi toàn bộ quy trình sản xuất, đây là một nhiệm vụ cực kỳ thách thức.

Thời gian phát triển dài: Lập kế hoạch và lên lịch trình sẽ mất nhiều thời gian để thiết lập hệ thống FMS lý tưởng cho công ty. Việc vội vàng có thể dẫn đến một hệ thống sản xuất linh hoạt không phù hợp với doanh nghiệp của bạn.

Chi phí đào tạo bổ sung: Mặc dù FMS làm giảm nhu cầu về nhân lực, nhưng nó cũng đòi hỏi sự hiện diện của những nhân viên có kỹ năng cao để quản lý và duy trì các hệ thống. Khi ấy, doanh nghiệp cần đầu tư thể chi phí bổ sung cho việc đào tạo và phát triển năng lực của nhân viên.

Kết luận

Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS là một bước tiến đáng kể trong công nghệ quản lý sản xuất, cho phép sự linh hoạt, hiệu quả và khả năng thích ứng chưa từng có. Mặc dù có những nhược điểm như chi phí ban đầu và bảo trì cao, nhưng vô số lợi ích mà FMS mang lại khiến nó trở thành công cụ vô giá đối với các nhà sản xuất.

Khi công nghệ tiếp tục phát triển, các hệ thống sản xuất linh hoạt chắc chắn sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc định hình tương lai của ngành sản xuất. Bằng cách áp dụng FMS, các doanh nghiệp có thể duy trì tính cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu thay đổi của khách hàng và cải thiện kết quả kinh doanh cuối cùng của họ.