Расширение функций и повышение уровня автоматизации применительно к концепции формирования групп станков, которые могут производить семейство деталей, позволяет сформировать новый тип автоматизированных систем - гибкую производственную систему. Гибкая производственная система (flexible manufacturing system – FMS) – это группа станков, которые оборудованы перепрограммируемыми контоллерами, связаны между собой автоматизированной системой выполнения погрузочно-разгрузочных операций, а также интегрированы в единую систему через центральный компьютер таким образом, что эта система может производить ряд изделий с аналогичными требованиями к технологии их изготовления. Гибкая производственная система может быть сформирована на базе разного количества и состава оборудования. В качестве примера небольшой гибкой производственной системы можно назвать два токарных станка, обслуживаемых одним роботом, который исполняет функции системы выполнения погрузочно-разгрузочных операций. Большая система может включать в себя более десятка станков, связанных между собой тщательно разработанной системой конвейеров или системой автоматически управляемых транспортных средств (automatic guided vehicle system – AGVS), которые способны перемещать изделия от одного станка к другому в любом порядке.
В большинстве случаев гибкая производственная система состоит из четырех станков. Подобный состав оборудования в гибкой производственной системе обеспечивает производство такого количества и ассортимента изделий, которого достаточно для того, чтобы система FMS работала эффективно, а также чтобы были оправданными с экономической точки зрения достаточно большие затраты на ее организацию.
Со времен промышленной революции сформировалась устойчивая общая тенденция к углубленной специализации процессов, позволяющей в полной мере реализовать преимущества автоматизации производства. На первоначальном этапе самым типичным и эффективным способом применения автоматизации была обработка металлических деталей на станках.
В настоящее время гибкие производственные системы используются преимущественно для механической обработки металлов, в частности в процессе удаления металла с заготовки, для того, чтобы получить изделие требуемого размера и формы. В самом общем виде функционирование гибкой производственной системы происходит по следующей схеме. В базе данных центрального компьютера хранятся маршрутно-технологические карты для перемещения всех деталей, подлежащих обработке в рамках данной FMS. Рабочий или робот помещает деталь на палету; при этом в компьютер вводятся данные о том, какая именно деталь была погружена. Компьютер осуществляет поиск самой оптимальной маршрутно-технологические карты для изготовления данной детали и выдает в адрес конвейера команду транспортировать деталь к тому станку, который должен выполнить первую операцию. После перемещения детали к станку конвейер отправляет в адрес центрального компьютера сигнал о выполнении задании, а компьютер, в свою очередь, передает в адрес станка данные о том, какая именно деталь поступила для обработки на нем. На следующем этапе станок отыскивает соответствующую программу, содержащую инструкции по поводу обработки детали, а также заданную последовательность смены инструментов. По завершении всех операций в адрес центрального компьютера передается информация о выполнении предписанных действий. Далее компьютер проверяет состояние станков, которые могут выполнить следующую технологическую операцию в соответствии с данной маршрутно-технологической картой, выдает в адрес конвейера команду доставить деталь к подходящему станку, на котором продолжается процесс обработки детали. После выполнения всех операций, необходимых для обработки данной детали, она перемещается на место разгрузки, где снимается с паллеты. Далее на освободившуюся паллету можно помещать следующую деталь, подлежащую обработке.
