شما در حال خواندن درس الگوهای جریان مواد از مجموعه‌ی جریان مواد هستید که بخشی از دوره‌ی طرح‌ریزی کارخانه محسوب می‌شود.

راهنمای الگوهای جریان مواد (Material Flow Pattern)

خیلی اوقات در طرح‌ریزی برای تصمیم‌گیری در مورد محل قرارگیری سوله‌ها و دپارتمان‌ها و ایستگاه‌های کاری و ماشین‌آلات به مسیر جریان مواد رجوع می‌کنیم.

این مسیرها گاهی با طرح‌های کلی و از قبل تعریف شده‌ای به‌نام الگوهای جریان مواد (Material Flow Pattern) مطابقت دارند و به همین علت می‌شنویم که ماشین‌آلات به شکل U یا L یا O موقعیت‌دهی شده‌اند یا دپارتمان‌ها به‌صورت خطی قرار گرفته‌اند که منظور همان الگوی جریان مواد حاکم بر این بخش‌هاست.

در این درس با الگوهای جریان مواد و مثال‌های متعددی از آن‌ها آشنا می‌شوید.

برای این درس از چه منابعی استفاده کردیم؟

نحوه‌ی ارائه‌ی مطالب و توضیحات بر اساس تجربیات مؤلفان ویکی‌تولید تنظیم شده است و در انتخاب الگوهای جریان مواد و مثال‌ها از سه منبع زیر استفاده کردیم:


کتابی با عنوان Material Flow Analysis Handbook از Helmut Rechberger و Paul H. Brunner)

پاورپوینتی با موضوع تحلیل جریان مواد از سایت Mhi.org

مقاله‌ای با موضوع انواع الگوهای جریان مواد از سایت Business Management Ideas

آشنایی با مفاهیم الگو و الگوبرداری

آشنا نبودن با مفهوم الگو (Pattern) باعث می‌شود که تجسم نادرستی از الگوهای جریان شکل بگیرد، مثلاً گاهی تصور می‌شود که جریان مواد الزاماً باید مطابق الگوها باشد یا اجازه‌ی تغییر الگوها را نداریم یا نمی‌توانیم خودمان الگوی جدیدی را طراحی کنیم و به همین علت صحبت را با مفاهیم الگو و الگوبرداری آغاز می‌کنیم.

لطفاً نکات زیر را به دقت بخوانید تا چهارچوب فکری مناسبی برای ادامه‌ی این درس داشته باشید:

۱- الگوها، قطعی و الزام‌آور و محدودکننده نیستند بلکه گاهی از آن‌ها ایده می‌گیریم یا با ترکیب‌ و تغییرشان به طرح‌های جدیدتر می‌رسیم.

۲- الگوبرداری ممکن است دقیق و کلی باشد یا فقط به چند ویژگی خلاصه شود، مثلاً یک نفر می‌تواند تمام اجزای خانه‌اش را از عمارتی در پاریس الگوبردای کند (کلّی) یا فقط از شکل پنجره‌های آن ایده بگیرد. (جزئی)

۳- بعضی الگوها کاملاً ابتدایی و پایه‌ای هستند طوری که نشانه‌هایی از آن‌ها در اکثر طرح‌های دیده می‌شود.

همین نکات را می‌توانیم به‌صورت اختصاصی‌تر برای الگوهای جریان مواد تکرار کنیم:

۱- محدودیتی برای مسیرهای حرکت مواد وجود ندارد و می‌توانند به اشکال مختلفی جریان داشته باشند و اگر کسی از آن‌ها ایده بگیرد یا شبیه آن‌ها را پیاده‌سازی کند به الگو تبدیل می‌شوند؛ به عبارتی می‌توانیم از هر طرحی که دلمان می‌خواهد الگوبرداری کنیم و لازم نیست حتماً به عنوان الگو معرفی شده باشند.

با کمی دقت در منابع و کتاب‌های معتبر طرح‌ریزی متوجه می‌شوید که برای معرفی الگوهایی مثل خطی و L و O  و U از عنوان الگوهای عمومی استفاده می‌کنند، چون به‌صورت کلّی بی‌نهایت الگوی مختلف جریان وجود دارد و نمی‌توانیم همه‌ی آن‌ها را به چند گروه مشخص تقسیم کنیم.

۲- ممکن است جریانی که طراحی می‌کنیم دقیقاً مطابق الگوها نباشد و فقط بخش‌هایی از آن شبیه باشد.

۳- الگوهای عمومی جریان که در این درس هم به آن‌ها اشاره می‌کنیم به حدی ابتدایی و ساده هستند که در اکثر جریان‌ها می‌توانیم نشانه‌هایی از آن‌ها را پیدا کنیم، شبیه یقه و جیب و آستین که در تمام تی‌شرت‌ها وجود دارند و شبیه هم هستند.

ابعاد حرکت مواد در فضای کارخانه و زاویه‌ی دید

مواد فقط در یک سطح دو بعدی حرکت نمی‌کنند، بله گاهی در راستای عمودی از جای خود بلند می‌شوند و پایین گذاشته می‌شوند یا بین طبقات مختلف کارخانه جابجا می‌شوند و به صورت کلّی حرکات‌شان سه‌بعدی است.

مثلاً به تصویر زیر دقت کنید:

جریان مواد در صفحات مختلف

همان‌طور که می‌بینید، زاویه‌ای که برای نگاه کردن جریان انتخاب می‌کنیم روی دیدن یا ندیدن بعضی حرکات مؤثر است، اجازه دهید زوایای مختلف را بررسی کنیم:

در حالت اول، حرکات افقی و عمودی جریان مواد مشخص است اما حرکات عرضی به چپ یا راست مشاهده نمی‌شود. (هر چند در این مثال حرکات عرضی نداریم)

در حالت دوم از بالا به جریان مواد نگاه کردیم و حرکات طولی و عرضی را می‌بینیم اما حرکات عمودی (بالا و پایین شدن‌ها) دیده نمی‌شود.

در حالت سوم فقط حرکات عمودی و عرضی مواد دیده می‌شود.

در این مثال حرکات عرضی نداریم، پس حالت دوم نمایش کامل‌تری از جریان مواد است اما حرکات عمودی مواد چندان قابل توجه نیست و می‌توانیم از آن‌ها صرف نظر کنیم، پس حالت اول هم قابل استفاده است.

وقتی جریان مواد در تمام جهات قابل توجه باشد، آن را در دو صفحه‌ی افقی و عمودی جداگانه بررسی می‌کنیم که مجموع آن‌ها تصویر کاملی از جریان مواد را ارائه می‌دهد، این دو صفحه را در تصویر زیر ببینید.

الگوی جریان افقی و عمودی مواد

این‌که جریان را در کدام صفحه بررسی می‌کنیم یکی از مبانی مهم در طبقه‌بندی جریان مواد است، طوری‌که به آن‌چه در صفحه‌ی عمودی می‌بینیم، جریان عمودی مواد (Vertical Material Flow) و آن‌چه در صفحه‌ی افقی می‌بینیم، جریان افقی مواد (Horizontal Material Flow) نامیده می‌شود.

همچنین الگوهای جریان مواد با همین طبقه‌بندی مطابقت می‌کنند و در حالت اول به آن‌ها الگوهای جریان عمودی (Vertical Material Flow Patterns) و در حالت دوم الگوهای جریان افقی (Horizontal Flow Patterns) گفته می‌شود.

در تصویر زیر، مواد در راستای هر سه محور X و Y و Z جابه‌جا می‌شوند و جریان مواد در صفحه‌ی عمودی را برای آن رسم کردیم:

برای رسم جریان در صفحه‌ی افقی، چون مواد در دو طبقه‌ی مختلف جریان دارند، مسیر هر کدام را جداگانه رسم می‌کنیم تا ساده‌تر قابل بررسی باشد:

الگوهای جریان مواد در صفحه‌ی افقی

در این بخش با فهرستی از الگوهای عمومی جریان مواد آشنا می‌شوید. این الگوها عمومی نامیده‌ می‌شوند چون بسیار ابتدایی و ساده هستند و در عموم جریان‌های مواد می‌توانیم نشانه‌هایی از آن‌ها را ببینیم.


مجدداً یادآوری می‌کنیم که به‌طورکلی بی‌شمار الگوی مختلف برای جریان مواد وجود دارد.


لطفاً همه‌ی الگوهایی که فهرست کردیم را مطالعه کنید چون بخشی از توضیحات مشترک‌ را حذف کردیم، مثلاً در الگوی I نقاط ابتدایی و انتهایی جریان از هم فاصله دارند و توضیحاتی را برای آن نوشتیم و همین شرایط در الگوی L هم وجود دارد اما از تکرار توضیحات خودداری کردیم.


تصاویر زیر از منابع شماره‌ی ۱ و ۲ این درس الگوبرداری شده‌اند.

الگوی خط صاف (Straight Line Pattern) یا I

الگوی خطی یا الگوی خط صاف برای جریان مواد (Straight line flow)

در این الگوی جریان مواد، مسیر حرکت به شکل خط مستقیم است اما توجه کنید که روی صفحه‌ی افقی هستیم و جابه‌جایی‌های عمودی را نمی‌بینیم.

در این الگو نقاط ابتدایی و انتهایی از هم فاصله دارند و اگر مجاورت و وابستگی آن‌ها مهم باشد، مثلاً به شرایط یا تجهیزات مشابهی نیاز داشته باشند، الگوی مناسبی به حساب نمی‌آید. البته گاهی این فاصله ضروری است، مثلاً اگر ناحیه‌ی مربوط به ایستگاه اول کثیف باشد (مثلاً روغنی یا مرطوب یاشد) و محصول نهایی در بسته‌بندی کاغذی قرار بگیرد، دور ماندن نقاط ورودی و خروجی مانع از کثیف شدن کاغذها می‌شود.

موضوع دیگر آن است که تعداد ماشین‌آلات باید با فضای طولی کارخانه متناسب باشد، در غیر این‌صورت  مجبوریم خط جریان را بشکنیم و از الگوهای دیگری مثل U یا L یا O استفاده کنیم.

الگوی L

الگوی U برای جریان مواد

اگر تعداد ماشین‌آلات فراتر از ظرفیت الگوی خطی باشد، الگوی L جایگزین مناسبی است چون کماکان نقاط ورود و خروج از هم دور می‌مانند.

الگوی U

الگوی U برای جریان مواد

در تصویر بالا دو نمونه‌ی مختلف از الگوی جریان مواد U را مشاهده می‌کنید.

الگوی U می‌تواند شامل دو ردیف موازی از ایستگاه‌های مختلف باشد و هیچ ماشینی در رأس آن قرار نگیرد یا ممکن است یک یا چند ایستگاه در رأس آن وجود داشته باشد که در این حالت ترکیبی از L و I به نظر می‌رسد.

در این چیدمان نقاط ابتدایی و انتهایی در نزدیکی هم قرار می‌گیرند و می‌توانیم از تجهیزات یا انبارها یا نفرات مشترکی برای آن‌ها استفاده کنیم، همچنین به‌طور متراکم‌تری از فضا استفاده می‌شود و تعداد بیشتری از ماشین‌آلات را در بر می‌گیرد.

الگوی S یا زیگزاگی

الگوی S برای جریان مواد

در این الگو، مواد در خطوطی به موازات هم جریان دارند که اگر دو خط اول را در نظر بگیریم همان الگوی U است و اگر سه خط داشته باشیم، شبیه حرف S یا Z (متناسب با جهت جریان) می‌شود.

البته در این الگو محدودیتی برای تعداد ردیف‌ها وجود ندارد و ممکن است بیشتر از ۳ ردیف داشته باشیم، اما در این حالت بهتر است از نام دیگر آن یعنی الگوی زیگ‌زاگ استفاده کنیم.

روشن است که این الگو می‌تواند برای پیاده‌سازی تعداد زیادی از ماشین‌آلات و ایستگاه‌ها مورد استفاده قرار بگیرد و از فضای موجود به‌صورت متراکم استفاده می‌کند.

الگوی O یا دایره‌ (Circle)

الگوی جریان مواد دایره‌ای یا O یا Circle

شیوه‌ی قرارگیری ماشین‌آلات در الگوی جریان مواد O شبیه یک دایره است و به کمک آن می‌توانیم از یک ماشین مشترک برای آغاز و پایان جریان استفاده کنیم (مثل تصویر اول) یا اگر مانعی هست آن را دور بزنیم یا مثل تصویر زیر از یک یا چند دپارتمان مرکزی بین ماشین‌آلات استفاده کنیم؛ البته تصویر زیر یک الگوی ترکیبی است اما شکل کلّی آن با الگوی O مطابقت دارد.

الگوی دایره‌ برای جریان مواد به همراه رابطه های خطی

مثال‌هایی از ترکیب الگوهای جریان مواد

تصویری که در بالا دیدید ترکیبی از الگوهای دایره‌ای و خطی بود و در ادامه نمونه‌های دیگری از الگوهای ترکیبی را مشاهده می‌کنید.

محدودیت یا قانون خاصی برای این ترکیب‌ها وجود ندارد و هر طور که بخواهید می‌توانید الگوهای مختلف را ترکیب کنید و به طرح‌های دیگری برای جریان مواد برسید.

ترکیب الگوهای خطی و U

ترکیب الگوهای U و خطی جریانهای مواد

ترکیب الگوهای U و L

ترکیب الگوهای U و L

الگوهای جریان مواد در صفحه‌ی افقی

بسیار مهم است که الگوی جریان مواد و بخش‌های ورودی و خروجی با هم تناسب داشته باشند، بر این اساس تصاویر زیر را با کمی تغییر از منبع شماره‌ی ۲ این راهنما استخراج و تصویرسازی کردیم.

درس مستقلی در مورد نقاط ورودی و خروجی فرایند داریم که با کلیک روی این لینک می‌توانید به آن دسترسی داشته باشید.

در تصویر زیر تأثیر چیدمان ترکیبی نقاط ورود و خروج بر جریان مواد را مشاهده می‌کنید (چیدمان ترکیبی):

جریان مواد و نقاط و ورود و خروج ترکیبی

در تصاویر زیر ورودی و خروجی مواد در یک سمت به شکل تفکیک شده قرار گرفته‌اند: (چیدمان جداگانه)

حرکت مواد در کارخانه و نقاط ورود و خروج جریان

در تصویر زیر بخش‌های ورود و خروج در دو سوی مختلف قرار گرفته‌اند: (چیدمان جداگانه)

شکل حرکت مواد در واحد تولیدی (ورودی و خروج‌ها در دو سوی مختلف)

در تصویر زیر ورودی و خروجی در دو ضلع مجاور قرار گرفته‌‌اند: (چیدمان جداگانه)

اشکال مختلف جابجایی مواد در کارخانه (نقاط ورود و خروج در ضلع‌های مجاور)

جریان مواد در راستای عمودی

دوباره لازم است تأکید کنیم که بی‌نهایت الگوی جریان مواد وجود دارد و آن‌چه برای جریان‌های افقی گفتیم با عنوان الگوهای عمومی شناخته می‌شوند.

چنین گروه‌بندی‌هایی برای الگوهای عمودی جریان مواد هم معرفی شده است، اما به اندازه‌ی الگوهای افقی ساده نیستند و جنبه‌ی عمومی ندارند، به خصوص که جریان مواد در هر کدام از طبقات می‌تواند شکل متفاوتی داشته باشد و ترکیبی از صدها حالت مختلف ایجاد می‌شود.

به همین علت تصمیم گرفتیم که در این بخش به‌جای مرور الگوها، اولاً طبقه‌بندی‌های مختلف جریان عمودی را بررسی کنیم و دوماً طرح‌های مختلفی را مثال بزنیم تا نهایتاً بتوانید متناسب با شرایط کارتان بهترین شکل جریان را طراحی و الگوبرداری کنید.


طبقه‌بندی‌ جریان مواد در صفحه‌ی عمودی

جریان‌های مواد بر اساس معیارهای متفاوتی تقسیم‌بندی شده‌اند که در ادامه با مهم‌ترین آن‌ها آشنا می‌شوید.


پردازش رو به پایین و رو به بالا

در پردازش رو به پایین (Downward Processing)، مواد در حال پردازش (روی آن‌ها عملیات انجام می‌شود) با تجهیزاتی مثل رولرها، لوله‌ها، نردبان‌های اتوماتیک، سیستم‌های قرقره و نوار نقاله‌ها از بالا به سمت پایین می‌روند و در پردازش رو به بالا (Upward Processing) از پایین به سمت بالا حرکت می‌کنند.

در تصویر زیر هر دوی این حالت‌ها را می‌بینید که اولی رو به پایین و دومی رو به بالاست. توجه کنید که در تصویر اول، وقتی جریان به سمت بالا می‌رود و در تصویر دوم، وقتی به سمت پایین میاید هیچ پردازشی انجام نمی‌شود (این موضوع در تصویر معلوم نیست).

وقتی پردازش رو به پایین است، نیروی جاذبه به نفع جریان عمل می‌کند و انرژی کمتری برای جابه‌جایی صرف می‌شود.

جریان مواد در پردازش رو به بالا و پردازش رو به پایین

تجهیزات حمل‌ونقل مرکزی و مرکززدایی

وقتی تجهیزات انتقال در ناحیه‌ی مشخصی متمرکز باشند به آن سیستم مرکزی تجهیزات یا Centralized گفته می‌شود. در این سیستم، مدیریت و نگهداری تجهیزات انتقال آسان‌تر و کم‌هزینه است و معمولاً زمانی کارایی دارد که جریان مواد در هر طبقه مطابق الگوی U باشد. (مثل تصویر اول)

در سیستم‌های مرکز زدایی شده (Decentralized) تجهیزات در نقاط مختلفی قرار می‌گیرند، لذا هزینه‌های نصب و نگهداری افزایش میابد و به فضای بزرگتری نیاز خواهیم داشت؛ با این حال از مسافت جابه‌جایی مواد کاسته می‌شود و در عین حال می‌توانیم انعطاف‌ بیشتری در طراحی جریان مواد داشته باشیم.

در تصویر زیر جابجایی‌های بین طبقات را با خط قرمز نشان دادیم تا مرکزی بودن تصویر اول و مرکززدایی تصویر دوم را ساده‌تر شناسایی کنید.

سیستم‌های مرکزی و مرکززدایی برای تجهیزات انتقال مواد

جریان یک سویه و بازگشتی

جریان یک سویه (Unidirectional) یعنی جریان در عبور از ایستگاه‌ها فقط یک بار هر مسیر را طی می‌کند، و جریان بازگشتی (Retractional) یعنی بعضی ایستگاه‌ها بیشتر از یک بار استفاده می‌شوند و عبور جریان از آن‌ها تکرار می‌شود.

برای جریان یک سویه نیازی به مثال جدید نداریم چون تصاویری که در بالا دیدید از این نوع بودند، اما تصویر زیر مثالی از جریان بازگشتی است.

جریان برگشتی مواد (Retractional Flow)

جریان‌های عمودی و شیب‌دار

جریان‌ عمودی (Vertical) یعنی مواد مستقیماً به سمت بالا یا پایین هدایت شوند، شبیه محتویاتی که در ظرف ریخته می‌شوند و بالا کشیده می‌شوند یا جابجایی با آسانسور، اما در جریان شیب‌دار (Inclined) حرکات در هر دو راستای طولی و عرضی انجام می‌شود، مثل وقتی که از نوارنقاله‌ها برای انتقال مواد استفاده می‌کنیم.

در تصویر اول تمام جابه‌جایی‌های از نوع عمودی و در تصویر دوم از نوع شیب‌دار هستند.

جریانهای عمودی (Vertical) و شیب دار (Inclined) مواد

نمونه‌ای از طرح‌های جریان مواد در صفحه‌ی عمودی

در الگوهای جریان عمودی، ممکن است جریان در هر طبقه به شکل‌های متفاوتی باشد یا جابجایی بین طبقات به‌صورت عمودی یا شیب‌دار باشد یا تجهیزات به‌صورت مرکزی یا غیرمرکزی قرار بگیرند و ترکیب این‌ها باعث می‌شود که الگوهای عمودی متنوعی وجود داشته باشد.

در ادامه طرح‌های مختلفی از جریان عمودی مواد را مشاهده می‌کنید که متناسب با محل قرارگیری ورودی‌ها و خروجی‌های جریان طبقه‌بندی شده‌اند و می‌توانید متناسب با شرایط کار از آن‌ها الگوبرداری کنید.

وقتی ورودی و خروجی جریان در نزدیکی هم قرار گرفته‌اند

در این حالت مواد در طبقات مختلف جریان دارند اما نهایتاً به نقطه‌ی اولیه بازمی‌گردند.

طرحهای مختلف برای جریان عمودی مواد (الگوهای عمودی جریان مواد)

وقتی ورودی و خروجی جریان در نقاط مختلفی از یک طبقه هستند

الگوی جریان مواد ممکن است در هر نقطه‌ای از طبقات آغاز شود یا به پایان برسد. در مثال‌های زیر فرض کردیم که نقاط آغازین و پایانی در دو سوی مخالف طبقه‌ی همکف باشند.

جابجایی مواد در راستای عمودی

وقتی ورودی و خروجی جریان در طبقات مختلفی هستند

معمولاً کوتاه‌ترین و کم‌هزینه‌ترین مسیرهای جریان مواد زمانی شکل می‌گیرند که ورود و خروج مواد از پایین‌ترین یا بالاترین طبقات باشد، اما گاهی هم این‌طور نیست یا ملاحظاتی وجود دارد که مجبوریم از طبقات میانی استفاده کنیم.

در مثال‌های زیر فرض کردیم که جریان از طبقه‌ی اول وارد و از طبقه‌ی آخر خارج می‌شود:

جابجایی مواد بین طبقات مختلف در کارخانه

درسی که خواندید از مجموعه‌ی جریان مواد بود؛ این مجموعه بخشی از دوره‌ی طرح‌ریزی کارخانه است.

در ادامه فهرست سایر درس‌های همین مجموعه را مشاهده می‌کنید. دسترسی به عناوین قرمز فقط برای عزیزانی امکان‌پذیر است که اشتراک دوره‌ی طرح‌ریزی یا اشتراک نامحدود ویکی‌تولید را تهیه کرده‌ باشند.


درسی که در این برگه مطالعه کردید: الگوهای جریان مواد (Material Flow Patterns)


منوی اصلیفاز اول طرح‌ریزی
منوی فرعیمجموعه‌ی سنجش وابستگی بخش‌ها
درس اولجریان مواد چیست و چه اهمیتی دارد؟
درس دومنمودار فرایند عملیات (OPC)
درس سومنمودار فرایند جریان (FPC)
درس چهارمنمودار فرایند جریان چند محصولی (MPPC)
درس پنجمماتریس از-به (From-To)
درس ششمشدت جریان مواد
درس هفتمدیاگرام جریان
درس هشتمچیدمان نقاط ورود و خروج
درس نهمالگوهای جریان مواد
درس دهموابستگی بخش‌ها بر اساس شدت جریان

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

نوزده − 8 =