انواع جریان فرآیند تولید و طراحی در سطح کارخانه

طرحريزي واحدهاي صنعتي و انواع جریانهای فرآیند تولید
طرحريزي واحد هاي صنعتي از زمان راه يابي آن به دانشگاه ها تاکنون با نام پروفسور جيمز مک گرگور اپل استاد نامدار انستيتو فني جورجيا همراه بوده است. کتاب اپل ابتدا در سال ۱۹۵۰ منتشر شد و در سالهاي ۱۹۶۳ و ۱۹۷۸ بازنويسي شده است.
جامعه جهاني مهندسين صنايع به پاس زحمات اپل در راستاي گذار طرحريزي واحد هاي صنعتي از صنعت به دانشگاه، و از هنر صرف به سمت علم، به نام ايشان و استاد ديگري در طرحريزي واحد هاي صنعتي به محققين و اساتيد Apple/Read Award جايزه اي را تحت عنوان برجسته صنايع اعطا. مي نمايد

تعاريف
l طرحريزي واحد هاي صنعتي ، تعيين چيدمان تجهيزات و انتخاب سيستم حمل و نقل مي باشد که در آن چيدمان عبارتست از“ انتخاب مؤثرترين ترتيب چيدن و هماهنگي تجهيزات يک واحد توليدي به طوريکه حداکثر کارايي از تلفيق منابع
( ماشين آلات، مواد، نيروي انساني) لازم براي عمليات توليدي ممکن شود“ و
سيستم حمل و نقل عبارتست از ” تعيين سيستمي که با حداقل هزينه، جريان کالا (افراد يا اطلاعات) را طوري برقرار نمايد که مطلوبيت مکاني لازم براي انجام عمليات توليدي بر اساس نحوه تجهيزات ميسر گردد.

اطراف خود نگاه کنید هر جائی ممکن است باشند بسیاری از انها ممکن است در لباس و بر روی بدنتان باشد حلقه ای که بر روی انگشت دارید و یا ساعت مچی, عینک همگی قطعاتی هستند که به کمک روش های ساخت و تولید ساخته شده اند.
به هر طرف که نگاه کنید قطعاتی مشابه را خواهید دید. قطعات و اتصالات روشنائی –رادیورتورها-وسایل آشپزخانه یا لوازم منزل .

هر اتومبیل از صدها قطعه تشکیل شده است.این فهرست را میتوان مرتبا ادامه داد.قطعات رادیو و تلویزیون – همینطور موشکها – هواپیماها –قطارهاو… را میتوان به انها اضافه کرد کلیه ی قطعاتی که در ساخت و تزئین ساختمانها مورد استفاده قرار می گیرند.و حتی سازه های عظیم فولادی و غیره و در کل انچه از مصنوعات بشری که به چشم می ایند همه و همه به کمک روش های ساخت و تولید مبتنی بر تکنولوژی و علم نوین ساخته و تولید شده اند
همه ي موارد فوق ازتغييرمواد خام مختلف سرهم شدن انها طي فرايندهاي متفاوتي كه انها را ساخت ميناميم بدست امده اند.ساخت در مفهوم وسيعش فرايند تبديل مواد خام به محصولات مورد نظر است.
منظور از توليد كل فرايند فراوري و ساخت تعداد انبوهي از يك قطعه كار شامل طراحي- براورد ابزار –مواد خام –ماشين الات وفرايندهاي توليد است.تتوليد در ساخت تعداد انبوهي از قطعات معني مي يابد نه در ساخت تعدادي محدود.
منظور از طراحي در واقع انجام محاسبات مربوط به قطعات مورد نياز روز است كه
به كمك علوم در طراحي جامدات چون استاتيك-ديناميك –مقاومت مصالح و طراحي اجزا انجام ميشود.

ابزار و مواد خام مورد نياز براي ساخت توامان و با توجه به طراحي هاي انجام شده و مقاومت مورد نياز و كارائي مورد انتظار از قطعه انتخاب مي شوند در اين راستا از علومي چون شيمي –علم مواد وغيره استفاده ي وسيعي ميشود.
بخش وسيعي از مطالعات رشته ي ساخت و توليد به بررسي ماشين الات و تجهيزات مورد استفاده در فرايندهاي ساخت قطعات تحت عنوان ماشين ابزار يا ماشين افزار اختصاص مي ياب

د به عبارت ديگر شناخت ماشينهاي ابزار مورد استفاده اجزا وطرز كار قسمت هاي مختلف-روش توليد قطعه توسط انها و سعي در رفع اشكالات و محدوديتهاي ماشينهاي افزار و تكميل اين دستگاه ها و تجهيزات از مهم ترين موارد پرداخته شده در ساخت و توليد ميباشد.
در گسترش ماشين الات و ابزارهاي مورد استفاده در ساخت قطعات ميتوان ابزارهاي دستي مثل سوهان واره و…تا دستگاه هاي پيشرفته ماشينكاري به كمك كامپيوتر CNC را نام برد .
در كنار اين ماشينهاي افزار سيستم هائي چون هيدروليك و پنو ماتيك و سيستم هاي ساخت به كمك شبكه هاي كامپيو تري براي كم كردن محدوديتها-افزايش سرعت و بهره وري در توليد قطعات كاربرد فراوان دارند.
بعبارتي طرحريزي واحد هاي صنعتي ، ترتيب قرار گرفتن سالن ها ، بخش ها ، ايستگاه هاي کاري ، ماشين آلات و تجهيزات ، مواد ، نيروي انساني به نحوي است که حداکثر راندمان در توليد محصول بدست آيد.
اهميت طرحريزي
۱٫اقتصادي بودن توليد: براي حفظ کارايي سيستم بايد جريان مواد مناسب باشد.
۲٫کارايي: براي حفظ کارايي به يک سيستم مرتب ومنظم نياز داريم.
۳٫حجم بالاي سرمايه گذاري: ايجاد واحد هاي صنعتي ، درصد بالايي از توليد ناخالص ملي را در بر مي گيرد لذا بايد کاري کرد که سرمايه به هدر نرود.
۴٫ بهبود و گسترش: واحد هاي صنعتي براي توسعه و بهبود سطح فعاليتها توسعه مي يابند. معمولاً ۲۵% سطح زير بناي هر واحد توليدي در حال گسترش مي باشد .
۵٫هزينه بالاي حمل و نقل : حدود ۳۰ تا ۳۵ درصد هزينه هاي توليدي، هزينه حمل و نقل است.
۶٫ضرورت صرفه جويي در منابع مواد اوليه: به دليل محدود بودن.
اهداف طراحي کارخانه
آسان سازي فرايند توليد و ايجاد جريان مواد مناسب

کوتاه کردن زمان توليد و به حداقل رساندن حمل و نقل
حداقل کردن سرمايه گذاري روي ماشين آلات
افزايش انعطاف پذيري کارخانه در تغييرات
حداکثر بهره وري از نيروي انساني، ماشين آلات و زمين
تأمين راحتي، ايمني و اطمينان پرسنل
مراحل طراحي کارخانه

۱۰.بررسي رابطه فعاليتها
۱۱٫تعيين انبارهاي مورد نياز

۱۲٫فعاليتهاي خدماتي و پشتيبان توليد
۱۳٫تعيين فضاهاي مورد نياز
۱۴٫تخصيص فضا به فعاليتها
۱۵٫بررسي نوع ساختمان
۱۶٫تهيه طرح اصلي
۱۷٫ارزيابي، کنترل و اصلاح طرح
۱۸٫تصويب طرح
۱۹٫پياده سازي طرح
۲۰٫پيگيري امور در طول طرح الف) از ديدگاه فرانسيس:
۱٫جمع آوري اطلاعات اوليه
مطالعه بازار، پيش بيني فروش، طراحي محصول، بررسي فني و اقتصادي، مکان يابي
۲٫تحليل اطلاعات اوليه(نمودار مونتاژ)
۳٫طراحي فرايند توليد(نمودار فرايند)
۴٫طراحي الگوي جريان مواد
۵٫بررسي طرح کلي انتقال مواد
۶٫محاسبه تجهيزات مورد نياز

۷٫طراحي ايستگاه هاي کاري
۸٫انتخاب تجهيزات انتقال مواد
۹٫هماهنگي فعاليتها

۱۰٫ساخت ماشين آلات در صورت لزوم
۱۱٫تهيه زمين و تسطيح و خاکبرداري و.
۱۲٫خريد ماشين آلات و آموزش پرسنل
۱۳٫نصب و راه اندزي ماشين آلات
۱۴٫توليد آزمايشي (واقعي)
۱۵٫انبار کردن
۱۶٫توزيع – مواد اوليه،قطعات و محصولات
۱۷٫فعاليت براي توسعه و گسترش
۱۸٫جستجو و گرفتن بازارهاي متعدد
۱۹٫بررسي حل مشکلات و حل آنها
۲۰٫ تعيين مقامات و مسئوليت ها ب) از ديدگاه اپل:
۱٫جمع آوري اطلاعات اوليه

مطالعه و بررسي بازار
۲٫ پيش بيني فروش
۳٫طراحي محصول
۴٫طراحي فرايند عمليات
۵٫طراحي عمليات ساخت
۶٫طرح ريزي
طرح استقرار و سيستم حمل و نقل
۷٫طرح ساختمان تاسيسات
۸٫برآورد هزينه طرح وتامين منابع مالي
۹٫ارزيابي مالي طرح

سطوح طراحي کارخانه
۱٫ سطح کلان (Site Plan) : طرحي است که داخل کارخانه و همه عناصر اصلي آن مثل سالن توليد، مراکز خدماتي و غير توليدي، خيابانها، فضاي سبزو عناصر جنبي مثل خط آهن را نشان مي دهد.
۲٫ سطح مياني(Production Department): که در آن داخل سالن هاي کاري و کارگاههاي مربوط به هر سالن را نشان مي دهد.
۳٫سطح جزئي(Work Station): در اين سطح ايستگاههاي کاري داخل هر کارگاه و محل ماشين ها، ابزارآلات، قفسه ها و غيره را نشان مي دهد.
منابع اطلاعاتي اصلي در طرحريزي
اطلاعات کليدي مورد نياز جهت طرحريزي واحد هاي صنعتي بطو

ر خلاصه به قرار زير است:(P.Q.R.S.T)
1. محصول(Product): چه چيزي قرار است توليد شود.
۲٫ مقدار(Quantity): چه مقدار از هر يک از اقلام بايد توليد شود.
۳٫روش توليد(Routing): محصول چگونه ساخته ميشود.(فرايند و ترتيب عمليات).
۴٫ خدمات پشتيباني(Supporting): چه ماشين آلات و تجهيزاتي مورد نياز است.
۵٫ زمان(Time): طي چه زماني بايد محصول توليد شود.
انواع جریانهای فرآیند تولید در سطح کارخانه
انواع سيستم هاي توليدي
۱- محصولي (خط توليد = انبوه سازي):

در اين روش تنوع محصولات کم، تعداد توليد زياد، انعطاف پذيري کم، جريان مواد پيوسته، توليد محصولات به شکل دسته اي است.
۲- فرايندي(کارگاهي = عملکردي):
در اين روش تنوع محصولات زياد، تعداد توليد کم، انعطاف پذيري زياد، جريان مواد نامعلوم(غير پيوسته)، محصولات به صورت کالاي نيمه ساخته مي باشد.
۳- توليد سفارشي (متمرکز = پروژه اي = تکي):
در اين روش محصولات بصورت تکي ساخته ميشود(هواپيما سازي، کشتي سازي، خانه سازي)، مواد اوليه و نيروي انساني و تجهيزات به محل استقرار محصول مي روند، معمولاً توليدات به صورت مواد و امکانات اوليه مي باشد.
۴- سلولي (گروهي):

اين روش ترکيبي از دو سيستم محصولي و کارگاهي مي باشد، در چهارچوب استقرار کارگاهي خواص استقرار محصول را پياده مي کنيم، قطعات مشابه را در يک سلول(خانواده) قرار ميدهيم، هر سلول سيستم کارگاهي و براي مونتاژ کل سيستم محصولي بکار ميرود، دوره توليد محصولات کم و قطعات از نظر طراحي و ساخت مشابه هستند.
۵-زنجيري:
در اين روش تعداد محصولات وماشين آلات زياد است، اولين گام طراحي و بکارگيري جداول شدت ترافيک است، طراحي سيستم حمل و نقل بسيار ساده است.
طراحی و تولید
مسلماً طراحي کارخانه فقط براي کارخانجات جديد مصداق پيدا نميکند و بسياري

از مسائل طراحي کارخانه در انواع مختلفي پيش مي آيد که متداولترين آنها عبارتند از:
۱٫ تغيير طرح محصول
۲٫ بزرگ کردن دپارتمانها
۳٫ کوچک کردن دپارتمانها
۴٫ اضافه کردن محصول جديد
۵٫ تغيير محل يک دپارتمان
۶٫ اضافه کردن يک دپارتمان
۷٫ جايگزيني دستگاه هاي قديمي

۸٫ تغيير روش توليد
۹٫ طراحي کارخانه جديد
طرح ریزی واحدهای صنعتی عبارت است از برنا مه ریزی،طرح،بهبود وپیاده سازی سیستم های استقرار و حمل و نقل موادی به نحوی که حداکثر کارایی حاصل شود.
منظور از طرح استقرار چیدمان منسجم و هماهنگ تجهیزات و ماشین آلات در یک واحد تولیدی است و منظور از سیستم های حمل و نقل ، طراحی سیستمی است که بتواند با کمترین هزینه جریان مواد را در واحد تولیدی برقرار سازد و طراحی هر دو مورد ذکر شده باید به گونه ای باشد که حداکثر بهره برداری از ترکیب نیروی کار، مواد ، تجهیزات و ماشین آلات حاصل گردد.
:: انواع مسائل طراحی کارخانه ( موارد کاربرد طرح ریزی )
۱- تغییر طرح محصول
۲- اضافه کردن و تولید محصول جدید
۳- بزرگتر کردن یا کوچکتر کردن دپارتمانها
۴- تغییر مکان یک بخش

۵- افزودن یک بخش جدید
۶- جایگزینی و تعویض دستگاههای قدیمی
۷- تغییر در روش تولید
۸- کاهش هزینه
۹- طراحی و احداث یک کارخانه جدید
:: مراحل طراحی استقرار :
طراحی محصول
طراحی محصول باید به این سوال پاسخ دهد که چه محصولی می خواهیم تولید کنیم؟
محصول

محصول خروجی یک سیستم است که می تواند به صورت کالا یا خدمات باشد.
هر محصول (کالا یا خدمت) دارای یک سری ویژگیها است که این ویژگیها شامل ویژگیهای عمومی و فنی است. اصولاً مشخصه های عمومی به مشخصه هایی گفته می شود که برای مصرف کننده اهمیت دارد و مشخصه های فنی برای مشتری اهمیت چندانی ندارد اما برای تولید کننده اهمیت زیادی دارد.
طراحی ظرفیت
میزان خروجی یک سیستم را ظرفیت ( تولید) آن سیستم می نامند.
ظرفیت واقعی : میزانی است که ما طراحی کرده ایم و آن را تعریف نموده ایم.
ظرفیت اسمی : میزانی است که در واقعیت و درعمل از سیستم گرفته می شود.
طراحی فرآیند تولید

فرآیند: مکانیزم تبدیل ورودی ها به خروجی ها است.
در این مرحله باید به مشخص کنیم که چگونه می خواهیم تولید کنیم ؟
فرآیندها خود از نظر نوع خروجی ، مشخصات عملیات، نوع استقرارو نوع منابع و غیره به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند.
انتخاب و محاسبه ماشین آلات مورد نیاز
بعد از طراحی فرآیند نوبت مشخص کردن نوع و تعداد ماشین آلات مورد نیاز برای تولید است. انتخاب ماشیت آلا نیز بر اساس معیارهایی صورت می گیرد که برخی از آنها عبارتند از: عمومی یا تخصصی بودن ماشین، یک منظوره یا چند منظوره بودن ماشین، میزان سرمایه گذاری، هزینه تعمیرات و نگهداری، تجهیزات جانبی و مواردی از این قبیل.
می توانیم واحدهای تولیدی را به چهار گروه بر اساس تعداد ماشین- تنوع تولید تقسیم بندی کنیم :
۱- یک نوع ماشین– یک نوع محصول
۲- چند نوع ماشین– یک نوع محصول
۳- یک نوع ماشین– چند نوع محصول
۴- چند نوع ماشین– چند نوع محصول

نیروی انسانی مورد نیازدر تولید
با توجه به اینکه اپراتور خود بعنوان یک ماشین عمل می کند و یا همراه یک ماشین کار می کند می توان نیروی انسانی مورد نیاز را تعیین کرد.
محاسبه فضای مورد نیاز برای ماشین آلات با استفاده از روش تولید
با استفاده از « روش تولید» این کار را انجام می دهیم
فضای لازم ماشین، فضای حرکت ماشین، ،فضای عملیاتی و فضای تعمیراتی ماشین را محاسبه نموده و حاصل جمع این اعداد فضای مورد نیاز یک ماشین را به ما می دهد.
استقرار تسهیلات
چهار نوع استقرار وجود دارد :

۱- استقرار بر اساس محصول
۲- استقرار کارگاهی یا فرآیندی
۳- استقرار تکنولوژی گروهی
۴- استقرار ایستا
تعیین نوع استقرار
دو تکنیک برای انجام این کار وجود دارد :
۱- P-Qتکنیک (تنوع – مقدار )
۲- تکنیک C-Q (هزینه – مقدار)
طراحی جریان مواد در جریان فرآیند تولید
جریان مواد
به مسیر گردش مواد از ابتدای ورود به کارخانه تا خروج از کارخانه را جریان مواد می گوییم.
از نظر فضا های موجود در کارخانه فضا ها به ۶ دسته تقسیم می شوند :
سطح زیر زمین، سطح همکف، سطح حرکت محصولات، سطح آزاد، سطح اسکلت فلزی و سطح پشت بام.
الگوهای عمومی جریان مواد :
مدل های افقی
مدل های عمودی
مدل های افقی مانند مدل خط مستقیم، مدل L شکل، مدل زیگزاگ، مدل U شکل، مدل دایره ای شکل و مدل ترکیبی.
طراحی استقرار :

با استفاده از الگوهای دستی یا کامپیوتری می توان یک طرح استقرار برای ایجاد یا بهبود یک واحد صنعتی به دست آورد.