شما در حال خواندن درس انواع فرایند تولید از مجموعه‌ی «مفاهیم و اطلاعات اولیه‌ی تولید» هستید.

آشنایی با انواع فرایند به دسته‌ای، تکراری، پیوسته، کارگاهی

یکی از مباحث پایه برای درک حوزه‌ی تولید، شناخت فرایندهای تولید (Production Processes) است. تا زمانی که با این فرایندها آشنا نباشیم، از درک اجزا و عملکرد سیستم‌های تولید باز می‌مانیم. از طرفی، فرایندهای تولید بسیار متنوع هستند و نمی‌توانیم همه‌ی آن‌ها را مطالعه و بررسی کنیم. به همین علت جای مطالعه‌ی جداگانه‌ی تمام فرایندهای تولید، آن‌ها را به چند گروه کوچک‌تر تقسیم کرده و مهم‌ترین ویژگی‌های هر گروه را مطالعه می‌کنیم. بدین ترتیب می‌توانیم بدون ورود به جزئیات، در زمانی کوتاه با کلیّت تمامی فرایندهای تولید آشنا شویم.

در این درس برای تبدیل فرایندهای تولید به گروه‌های کوچک‌تر، از طبقه‌بندی ارائه شده در کتاب مدیریت عملیات از William J.Stevenson استفاده می‌کنیم. در مدیریت عملیات (Operation Management)، فرایندهای تولید را با هدف تصمیم‌گیری در مورد تسهیلات (مثل ماشین‌آلات و سوله‌ها)، طرح‌ریزی کارخانه و طراحی کار طبقه‌بندی می‌کنند. اما در این درس طبیعتاً قصد ورود به این مباحث را نداریم و انواع فرایندهای تولید را صرفاً به منظور درک بهتر سیستم‌های تولید بررسی می‌کنیم.

فرایند چیست؟

فرایند یا Process مجموعه‌ای از فعالیت‌های مختلف است که به ترتیب و با هدف تحقق یک نتیجه‌ی مشخص انجام می‌شوند. به عنوان مثال، فرایند عمومی حلّ مسأله این است که ابتدا مسأله را تعریف می‌کنیم، برای آن راهکارهای مختلف پیشنهاد می‌دهیم، راهکارها را ارزیابی می‌کنیم، یکی از راهکارها را پیاده‌سازی می‌کنیم و نتایج را می‌سنجیم. تمامی این اقدامات باید به صورت مرحله به مرحله انجام شوند و هدف نهایی‌شان رسیدن به یک راهکار مناسب است.

برای درک بهتر مفهوم فرایند، می‌توانیم آن‌ را با مفهوم سیستم مقایسه کنیم. یکی از شباهت‌ها فرایندها و سیستم‌ها این است که هر دو ورودی و خروجی دارند. مثلاً در سیستم کامپیوتر، جریان برق و سیگنال‌های ماوس و کیبورد ورودی هستند و تصویر روی مانیتور، خروجی است. همچنین در فرایند حل مسأله، پارامترهای مسأله ورودی هستند و راهکار نهایی، خروجی است. شباهت دیگر سیستم‌ها و فرایندها، داشتن هدف است. کامپیوتر به عنوان یک سیستم، با هدف پردازش اطلاعات کار می‌کند و فرایند تولید با هدف ایجاد محصولات انجام می‌شود.

تفاوت اصلی فرایند با سیستم در ترکیب و تقدم و تأخر اجزای آن‌ها است. اجزای سیستم، الزاماً ترتیب خاصی ندارند، اما اجزای یک فرایند باید ترتیب مشخصی داشته باشند. به عنوان مثال، در سیستم کارخانه نمی‌توانیم برای واحد اداری و انبار و خط تولید، تقدم و تأخر قائل باشیم. اما در فرایند حل مسأله، اجرای مختلف فرایند با ترتیب و نظم مشخصی انجام می‌شوند. نکته‌ی دیگر این است که فرایندها، می‌توانند بخشی از یک سیستم باشند. به عنوان مثال، در سیستم یک کارخانه ممکن است از چندین فرایند برای تولید محصولات مختلف استفاده شود، یا در سیستم دانشگاه، فرایندهای مختلفی برای ثبت‌نام، فارغ‌التحصیلی دانشجویان و اعطای وام وجود دارد.

در مورد تقدم و تأخر اجزای فرایند باید به این نکته توجه کنیم که الزاماً همه‌ی فعالیت‌ها پشت سر هم و خطی انجام نمی‌شوند، بلکه شاید بعضی فعالیت‌ها به موازات هم انجام شوند، یا گاهی بعضی فعالیت‌ها مشروط باشند و فقط در شرایط خاصی انجام شوند. به عنوان مثال، در فرایند بازرسی یک محصول، ممکن است وضعیت ظاهری و ابعاد آن هم‌زمان بررسی شوند و در ادامه اگر مشکلی نبود، محصول به «واحد فروش» و اگر مشکلی بود، به «واحد انبار» ارسال شود. در حقیقت ارسال به واحد انبار، یک فعالیت مشروط است و فقط در شرایط خاصی انجام می‌شود.

انواع فرایند

در ادامه به انواع فرایند اشاره می‌کنیم. این فرایندها، هم در سیستم‌های مبتنی بر ساخت (Manufacturing) و هم در سیستم‌های خدماتی قابل استفاده هستند. به عبارت دیگر، طبقه‌بندی که در مورد فرایندها انجام می‌دهیم صرفاً برای سیستم‌های تولیدی (در اصطلاح عُرفی) یا سیستم‌های مبتنی بر ساخت (در اصطلاح تخصصی) نیست و فرایندهایی که در ارائه‌ی خدمات (مثل تهیه‌ی غذا یا تعمیرات خودرو) استفاده می‌شوند را نیز در بر می‌گیرد.

در یک سازمان، کارخانه، بنگاه تجاری یا هر سیستم اقتصادی دیگر، ممکن است ترکیبی از فرایندهای این درس مورد استفاده قرار بگیرند. به عنوان مثال در یک کارخانه ممکن است برای تولید بعضی قطعات از فرایند تکراری و برای تولید بعضی قطعات دیگر، از فرایندهای دسته‌ای یا کارگاهی استفاده شود.

۱- فرایند کارگاهی (Job Shop)

از فرایند کارگاهی برای تولید طیف متنوعی از محصولات و خدمات، در ظرفیت اندک استفاده می‌شود. به عنوان مثال در کارگاه تراشکاری، تعدادی از تجهیزات عمومی (مثل دستگاه تراش، یا دستگاه فرز، یا اره نواری) در کنار هم قرار گرفته‌اند و از آن‌ها برای تولید محصولات فلزی (مثل سیلندر، بادامک یا فیکسچر) استفاده می‌شود. همچنین در یک رستوران، تجهیزاتی مثل اجاق‌ گاز، ظروف مختلف، یخچال و فِر برای ارائه‌ی طیفی از غذاهای مختلف به مشتریان مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنابراین، اصلی‌ترین مشخصه‌های فرایند کارگاهی، انعطاف‌پذیری بالا و ظرفیت تولید اندک است.

گاهاً به فرایند کارگاهی، فرایند قراردادی (Contractual Process) گفته می‌شود. چرا که معمولاً «انعطاف‌پذیری زیاد» و «ظرفیت تولید اندک» در فعالیت‌های مبتنی بر سفارش (Order Base) موضوعیت پیدا می‌کنند و این فعالیت‌ها، بر اساس قراردادها و توافقات میان اشخاص انجام می‌شوند. به مناسبت این نامگذاری می‌توان گفت که در فرایندهای قراردادی، اجزای فرایند و تقدم و تأخر آن‌ها تحت تأثیر قرارداد میان کارفرما و بنگاه تجاری انتخاب می‌شوند. به عنوان مثال، وجود مرحله‌ی آبکاری در فرایند تولید یک قطعه، بستگی به این دارد که چه قرارداد یا توافقی میان کارفرما و پیمانکار منعقد شده است. حال آن که در فرایند تکراری (یا تولید انبوه)، تولیدکننده رأساً در مورد ویژگی‌های محصول و فرایند تولید آن تصمیم‌گیری می‌کند.

زمانی که نوع محصول دقیقاً مشخص نیست، امکان استفاده از تجهیزات کاملاً سفارشی وجود ندارد و باید از تجهیزات عمومی‌تر استفاده شود. مثلاً اگر تنها محصول‌مان یک پیچ مشخص باشد، می‌توانیم یک دستگاه اختصاصی برای تولید آن بسازیم، اما وقتی بر اساس سفارش مشتریان کار می‌کنیم و مشخصات محصولات معلوم نیست، مجبوریم از تجهیزات عمومی مثل دستگاه تراش استفاده کنیم. با این اوصاف روشن است که در فرایندهای کارگاهی، چون انعطاف‌پذیری مهم است و طیف متنوعی از محصولات مورد توجه قرار می‌گیرند، باید حتی‌المقدور از تجهیزات عمومی استفاده کنیم.

دستگاه‌های عمومی می‌توانند برای تولید قطعات متنوع استفاده شوند اما چون برای یک کار خاص بهینه‌سازی نشده‌اند، هزینه‌ی تولید با آن‌ها بیشتر است و گزینه‌ی خوبی برای تولید انبوه به حساب نمی‌آیند. بر این اساس، نتیجه‌ی دیگری که از انعطاف‌پذیری فرایند کارگاهی می‌گیریم، زیاد بودن هزینه‌ی ساخت یا ارائه‌ی خدمات است.

در مورد دستگاه‌های سفارشی، اپراتور نقش کمتری در عملیات دارد و بیشتر کارها به صورت خودکار انجام می‌شوند. در مورد دستگاه‌های عمومی، اپراتور نقش مؤثری در انجام عملیات دارد و کارهای زیادی را شخصاً به عهده می‌گیرد. از این رو می‌توان گفت که در فرایندهای کارگاهی به کارگران ماهر و احتمالاً گران‌قیمت نیاز است. برای درک بهتر این موضوع، می‌توانیم تولید پیچ را مثال بزنیم. برای استفاده از دستگاه Bolt Maker که به صورت اختصاصی برای تولید پیچ طراحی شده است، اپراتور کاری جز قرار دادن مواد اولیه و نظارت بر عملکرد دستگاه ندارد. حال آن که برای تولید همین محصول با تجهیزات عمومی، اپراتور ابتدا باید مفتول فلزی را در اندازه‌های مشخص جدا کند. آن‌ها را با کف‌تراشی و روتراشی به سایز دلخواه برساند. دستگاه تراش را تنظیم کند. کلگی پیچ را ماشین‌کاری کند. دستگاه را برای رزوه‌زنی آماده کند. رزوه‌زنی را انجام دهد. اندازه‌ها را بازرسی کند و کارش را به پایان برساند. طبیعتاً در حالت دوم، نه تنها زمان و هزینه‌ی انجام عملیات بیشتر است، کارگر مشارکت بسیار فعال‌تری دارد و باید مهارت‌های بیشتری داشته باشد.

فرایند کارگاهی یا Work job یا Jobbing (آشنایی با انواع فرایندهای تولید)

۲- فرایندهای تکراری (Repetitive)

فرایند تکراری برای تولید یک محصول یا ارائه‌ی یک خدمات با ویژگی‌های مشخص و استاندارد، در ظرفیت زیاد است؛ به عبارتی در این حالت، یک فرایند مشخص دائماً برای تولید یک یا چند محصول یکسان، تکرار می‌شود. از آن جایی که فعالیت‌ها در «فرایند تکراری» ثابت می‌مانند و نیازی به تغییرشان نیست، از تجهیزات اختصاصی و سفارشی برای انجام‌شان استفاده می‌شود و در نتیجه، نیاز به کارگران ماهر و هزینه‌های تولید محصول (یا ارائه‌ی خدمات) کاهش می‌یابد. البته، تأمین ماشین‌آلات سفارشی و بهینه‌سازی تسهیلات برای دستیابی به ظرفیت بالا، معمولاً پرهزینه است و پیاده‌سازی آن، مخصوصاً نسبت به فرایندهای تکراری، به سرمایه‌ی بیشتری نیاز دارد.

پایداری و ثبات فرایندهای دسته‌ای یاعث می‌شود که برنامه‌ریزی ظرفیت، کنترل موجودی‌ها، پیش‌بینی سود، تخمین میزان تولید و به صورت کلّی مدیریت تولید در مورد آن‌ها ساده‌تر باشد. اما در نقطه‌ی مقابل این مزایا، انعطاف‌پذیری کم این فرایندها، هزینه‌ی ثابت سنگین و نقدینگی پایین تجهیزات سفارشی، باعث می‌شود که چابکی لازم در برابر تغییرات محیطی (مثل تغییر ذائقه‌ی مشتریان، یا ورود محصولات جدید به بازار) را نداشته باشند. از این رو، انتخاب فرایند تکراری زمانی توجیه‌پذیر است که از وجود تقاضا برای محصول (و برای یک بازه‌ی زمانی معقول) و پایداری عوامل مؤثر محیطی (مثل مقررات جاری و ممنوعیت‌های واردات)، تا حد زیادی اطمینان حاصل شده باشد.

فرایند تکراری یا همان فرایند خط تولید، تولید انبوه، خطی و ...

۳- فرایند دسته‌ای (Batch Process)

فرایندهای دسته‌ای می‌توانند برای تولید چند دسته از محصولات مختلف مورد استفاده قرار بگیرند، به شرطی که ظرفیت تولید این محصولات در حد متوسط و تنوع دسته‌ها، در حد کم یا متوسط باشد. به عنوان مثال، یک فرایند دسته‌ای می‌تواند برای تولید چند دسته از کیف‌های مختلف، مانتوهای مختلف، خودکارهایی با رنگ‌های مختلف، آبمیوه‌هایی با طعم‌‌های مختلف، یا مجله‌هایی با محتویات مختلف مورد استفاده قرار بگیرند. فرایندهای دسته‌ای بر خلاف فرایندهای تکراری، فقط یک خروجی مشخص ندارند، بلکه در ازای کم‌تر شدن ظرفیت تولید و بیشتر شدن هزینه‌ها، می‌توانند خروجی‌های متفاوتی داشته باشند.

در فرایند دسته‌ای از تجهیزات انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود، اما این انعطاف‌پذیری به اندازه‌ی تجهیزات به کار رفته در فرایندهای کارگاهی نیست. بخشی از ویژگی‌های محصولاتی که از این فرایندها خارج می‌شوند، مشترک است و ایجاد این ویژگی‌ها نیازی به انعطاف‌پذیری ندارد؛ لذا برای آن‌ها می‌توان از تجهیزات اختصاصی استفاده کرد. اما در مورد ویژگی‌هایی که میان محصولات متمایز است، باید از تجهیزات عمومی یا تجهیزات سفارشی قابل تنظیم استفاده شود.

فرایند یا سیستم تولید دسته ای (Batch Process) برای تیراژ و تنوع متوسط

۴- فرایند پیوسته (Continuous Process)

مهم‌ترین ویژگی‌ فرایند پیوسته، تولید محصولات یا خدمات کاملاً یکسان، در ظرفیت بسیار زیاد است. این فرایند برای محصولاتی مثل بنزین، نفت، سیمان و نمک یا خدماتی مثل تأمین آب، برق، گاز یا نظارت بر دوربین‌های شهری مورد استفاده قرار می‌گیرد. تولید این نوع محصولات، نیازی به تجهیزات انعطاف‌پذیر ندارد و عموم فعالیت‌ها در بهینه‌ترین حالت ممکن انجام می‌شوند. از این رو، اولاً تجهیزاتی که فرایندهای پیوسته ستفاده می‌شوند، کاملاً بهینه و اختصاصی هستند. دوماً اختصاصی بودن تجهیزات باعث می‌شود که نیاز کمتری به کارگران متخصص وجود داشته باشد. سوماً پیاده‌سازی این فرایند به سرمایه‌ی زیادی نیاز دارد. چهارماً هزینه‌های ثابت فرایندهای پیوسته زیاد است و استفاده از آن‌ها در ظرفیت پایین توجیه اقتصادی ندارد.

انواع فرایند - فرایند یا سیستم پیوسته (Continuous)

مقایسه‌ی فرایندهای تولید

در این بخش برای جمع‌بندی مطالب، انواع فرایندها را بر اساس توضیحاتی که در بخش قبل ارائه شد، مقایسه می‌کنیم. از نظر ظرفیت تولید، فرایندهای پیوسته و تکراری برای حجم انبوه، فرایند دسته‌ای برای حجم متوسط و فرایند کارگاهی برای حجم اندک کارایی دارد. انعطاف‌پذیری محصولات با ظرفیت تولید نسبت عکس دارد و هر چقدر ظرفیت تولید در یک فرایند بیشتر باشد، خروجی آن انعطاف‌پذیری کمتری خواهد داشت.

مقایسه انواع فرایندها و سیستمهای تولید از نظر ظرفیت و تنوع


هر چقدر تجهیزات اختصاصی‌تر باشند، رقم سرمایه‌گذاری اولیه افزایش می‌یابد و از وابستگی فرایند به تخصص کارگران کاسته می‌شود.

تفاوت فرایندهای تولید و روش‌های استقرار

در درس‌های طرح‌ریزی ویکی‌تولید خواهیم گفت که چیدمان ماشین‌آلات ممکن است به یکی از روش‌های محصولی، فرایندی، موقعیت ثابت و ترکیبی انجام شود. این عناوین تا حد زیادی یادآوری انواع فرایندهای تولید، شامل کارگاهی، تکراری، دسته‌ای و پیوسته هستند. این تشابه گاهاً باعث ابهام می‌شود و لازم است یک بار برای همیشه، تفاوت‌شان را بدانیم.

فرایندهای تولید، به ما نشان می‌دهند که اولاً چه کارهایی باید برای تولید محصول انجام شود و دوماً این کارها با چه ترتیبی انجام می‌شوند. این در حالی است که روش‌ها یا الگوهای استقرار، ترکیب قرارگیری ماشین‌آلات و سایر تسهیلات را نشان می‌دهند.

روشی که برای استقرار استفاده می‌شود، تا حد زیادی وابسته به فرایندی است که برای تولید انتخاب شده است. رویه‌ی رایج این است که ابتدا فرایند تولید انتخاب می‌شود، سپس بر اساس آن روش استقرار مناسب را انتخاب می‌کنند. بدین ترتیب، اگر فرایند تولید تکراری انتخاب می‌شود، احتمالاً روش استقرار از نوع محصولی است و وقتی فرایند تولید دسته‌ای انتخاب می‌شود، روش استقرار ممکن است فرایندی یا محصولی باشد. در هر حال، شباهت زیاد این عناوین به دلیل وابستگی شدید روش استقرار با فرایند تولید است، اما به معنای یکی بودن آن‌ها نیست.

آشنایی با روش دیگر نام‌گذاری

در بعضی از منابع مدیریت عملیات، مثل کتاب مدیریت عملیات از Andrew Greasley (چاپ اول، ۲۰۰۸) انواع فرایند به دسته‌های پروژه‌ای، کارگاهی، دسته‌ای، انبوه و پیوسته طبقه‌بندی شده‌اند. از میان این دسته‌ها، سه عنوان «کارگاهی»، «دسته‌ای» و «پیوسته» با طبقه‌بندی ارائه شده در کتاب استیونسون یکی هستند، اما دو عنوان «پروژه‌ای» و «انبوه» متفاوت به نظر می‌رسند.

در مورد این تفاوت، اولاً فرایند «تولید انبوه»، همان «فرایند دسته‌ای» است. دوماً «فرایند پروژه‌ای» به فرایندی گفته می‌شود که برای خدمت‌رسانی به یک پروژه‌ی اجرایی شکل می‌گیرد و بعد از پایان پروژه، متوقف می‌شود. مثل فرایندهای آماده‌سازی بتون، برش‌کاری فلزت و تهیه‌ی سیمان که در کنار یک فعالیت عمرانی به وجود می‌آیند.

به نظر می‌رسد که در نظر گرفتن یک گروه اضافه برای این فرایندها بی‌مورد است، چون می‌توانیم آن‌ها را متناسب با ویژگی‌هایشان، به عنوان یکی از فرایندهای پیوسته، تکراری، دسته‌ای یا کارگاهی در نظر بگیریم و  «پروژه‌ای» خواندن آن‌ها، فایده‌ی خاصی ندارد.