شما در حال خواندن روش‌های تعیین فضا هستید.

این درس مربوط به فاز اول دوره‌ی طرح‌ریزی است.

تعیین فضای بخش‌های کارخانه

در طرح‌ریزی باید متراژ محوطه‌ی کارخانه یا سوله‌ها و ساختمان‌ها و دپارتمان‌ها را تخمین بزنیم، محدودیت‌ها را در چیدمان تجهیزات و ماشین‌آلات و بخش‌های مختلف لحاظ کنیم، فضای کافی برای توسعه داشته باشیم و لازمه‌ی همه‌ی این اقدامات آشنایی با روش‌های تعیین فضا یا Space Determination است.

البته آشنایی با این روش‌ها به تنهایی کافی نیست و باید درک خوبی از اجزای مختلف کارخانه داشته باشیم. مثلاً برای تعیین فضای انبارها باید با روش‌های انبارداری و اصول انبارداری آشنا باشیم یا طراحی فضای مورد نیاز برای تجهیزاتی مثل کانوایرها و جرثقیل‌ها به دانش مهندسی انتقال نیاز دارد یا فضای بخش‌هایی مثل کانال‌های آسانسور و لوله‌کشی‌های آب و گاز یا موتورخانه‌ها و تأسیسات انتقال برق و کانال‌های فاضلاب و … بر اساس محاسبات تخصصی و نظام‌نامه‌ی مهندسی تعیین می‌شود و یک طراح کارخانه نمی‌تواند روی همه‌ی این موارد مسلط باشد و باید از نظرات و تجربیات متخصصان و کارشناسان حوزه‌های دیگر استفاده کند.

البته در ویکی‌تولید بعضی بخش‌ها را بررسی می‌کنیم اما زیرمجموعه‌ی طرح‌ریزی نیستند چون باید زمان نسبتاً زیادی برای آن‌ها صرف کنیم و مرور سطحی آن‌ها فایده‌ای برای طرح‌ریزی نخواهد داشت.

با چه روش‌هایی برای تعیین فضا آشنا می‌شوید؟

در این درس با روش‌های زیر آشنا می‌شوید که معمولاً در هر پروژه‌ یک یا چند مورد از آن‌ها به کار گرفته می‌شود.


روش تبدیل (Converting)

ترسیم غیردقیق (Roughed-Out)

محاسبه‌ی فضاها به کمک کاربرگ‌های اپل و موتر

استفاده از استانداردهای برنامه‌ریزی فضا

روش پیش‌بینی (Forecasting)

روش‌ تبدیل کردن (Converting)

این روش دقیق نیست و بیشتر برای موارد زیر کارایی دارد:

– زمانی که فرصت کافی برای بررسی دقیق‌تر نداریم و باید سریعاً به جواب برسیم.

– زمانی که به جزئیات دسترسی نداریم و می‌خواهیم یک متراژ کلی داشته باشیم تا مبنایی برای انتخاب و خرید زمین یا سوله‌ها باشد.

– زمانی که پروژه بسیار پیچیده است و محاسبات قابل اعتماد نیست.

– برای صحه‌گذاری و مقایسه با نتایجی که توسط روش‌های دیگر به‌دست آمده است.

در روش تبدیل کردن، فضاهایی که در حال حاضر وجود دارند را در نظر می‌گیریم و آن‌ها را متناسب با نیازمان بزرگ‌تر یا کوچک‌تر (به‌عبارتی تبدیل) می‌کنیم و این‌کار می‌تواند بر اساس یک تخمین ساده یا استفاده از تجربیات یا روابط منطقی باشد. مثلاً فرض کنید در حال حاضر یک دپارتمان ۳۲۰ متری برای ماشین‌کاری داریم که شامل ۱۰ دستگاه تراش است و شرایط کاری ایده‌آلی دارد، پس اگر بخواهیم بخش دیگری با ۲۰ دستگاه تراش احداث کنیم احتمالاً فضای ۶۴۰ متری مناسب است و این نوعی استدلال منطقی است. در مثالی دیگر فرض کنید که اطلاعات یک واحد تولیدی را در اختیار داریم و می‌دانیم که واحد بسته‌بندی آن حدوداً ۱۲۰ متر است و روزانه ۲۰۰ قطعه را بسته‌بندی می‌کند و حالا اگر بخواهیم بخش مشابهی برای بسته‌بندی ۲۰۰۰ قطعه داشته باشیم ممکن است با همان استدلال قبلی به فضای ۱۲۰۰ متری برسیم اما این یک حدس است و چندان هم منطقی نیست، چون شاید بتوانیم برای ۲۰۰۰ قطعه از امکانات و تجهیزات بهینه‌تری استفاده کنیم که به فضای کمتری نیاز داشته باشند.

برای استفاده از روش تبدیل به نکات زیر توجه کنید:


برای تبدیل کردن باید اطلاعاتی از فضاهای موجود و قابل استفاده داشته باشیم؛ گاهی کارخانجات به دنبال توسعه‌ی واحدهای جدید هستند یا شعبه‌های جدیدی تأسیس می‌کنند و فضاهای موجود می‌تواند مبنای توسعه‌ی فضاهای جدید باشد و معمولاً روش تبدیل بیشتر برای این حالت استفاده می‌شود اما گاهی هم اطلاعات دقیقی از کارخانجات دیگر داریم و ممکن است از آن‌ها برای تبدیل و تخمین فضا استفاده کنیم.


خیلی وقت‌ها وضعیت بخش‌های موجود مطلوب نیست و باید آن را قبل از تبدیل کردن اصلاح کنیم مثلاً شاید یک فضای ۲۰۰ متری داریم که کمی بزرگ به‌نظر می‌رسد پس آن را قبل از تبدیل کردن ۱۰% یا ۲۰% کوچک‌تر در نظر می‌گیریم.


ممکن است بخش‌ جدیدی که تأسیس می‌کنیم تفاوت‌هایی با بخش‌های موجود داشته باشد، مثلاً بعضی تجهیزات یکسان نباشند، در این حالت باید به‌صورت تقریبی این موارد را لحاظ کنیم، مثلاً اگر ماشین‌آلات جدید حدوداً ۲۰ درصد بزرگ‌تر هستند فضای تبدیل شده را ۲۰% بزرگ‌تر در نظر بگیریم.


خیلی وقت‌ها برای بخش‌های تولیدی از روش‌های محاسباتی استفاده می‌کنیم و فضای مربوط به بخش‌های خدماتی و انبارها را با روش تبدیل محاسبه می‌کنیم.

ترسیم غیردقیق (Roughed-Out)

Rough به معنای خشن است و معمولاً برای کارهایی استفاده می‌شود که نهایی نیستند و بعضی جزئیات در آن‌ها رعایت نمی‌شود، مثلاً کلمه‌ی خشن‌تراشی ترجمه‌ی همین واژه است، با این حال چون عبارت “ترسیم خشن” ملموس نبود از عبارت “رسم غیردقیق” استفاده کردیم و در بعضی منابع فارسی از کلمه‌ی کروکی استفاده می‌کنند که همگی به یک رسم اولیه و نه چندان دقیق اشاره می‌کنند.

در این روش المان‌هایی که بررسی می‌کنیم با مقیاس متناسب و درست روی کاغذ یا در نرم‌افزارهای طراحی پیاده‌سازی می‌شوند و کنار هم قرار می‌گیرند تا مشخص شود که مجموعاً به چه فضایی نیاز دارند.

برای استفاده از این روش باید وابستگی اجزا و موقعیت تقریبی آن‌ها را قبلاً مشخص کرده باشیم تا به همان شکل تصویر شوند؛ البته وقتی از کامپیوتر استفاده می‌کنیم به‌سادگی می‌توانیم جای المان‌ها را عوض کنیم و در حالت سنتی هم گاهی تصاویر دو بعدی اجزا با نسبت واقعی (مثلاً یک به دوازده) روی تکه‌های کاغذ چاپ می‌شوند و با چسب یا مگنت روی یک تخته قرار می‌گیرند تا تغییر چیدمان آن‌ها ساده‌تر باشد.

در این ترسیم قرار نیست استانداردهای طرح‌ریزی و مواردی مثل خطوط وابستگی یا جریان رسم شود، حتی خیلی از جزئیات را در نظر نمی‌گیریم و صرفاً مواردی را بررسی می‌کنیم که به تعیین فضا کمک می‌کنند.

البته مدل کردن دقیق دستگاه‌ها و مواد و المان‌ها وقت‌گیر است، مخصوصاً که این ترسیم احتمالاً طرح نهایی نخواهد بود، با این حال برای بخش‌هایی از کارخانه که نیاز به سرمایه‌گذاری‌های سنگین دارند یا از ماشین‌آلات سنگین و ثابت استفاده می‌کنند یا تغییرشان دشوار است معمولاً از ترسیم غیردقیق استفاده می‌کنند تا از مناسب بودن فضا اطمینان داشته باشند.

تصویر زیر مثالی از طرح غیردقیق است که از کتاب Systematic Layout Planning برداشتیم و در آن مسیر حرکت افراد و محل قرارگیری انبارها هم نشان داده شده است تا در تعیین فضا موثر باشند.

محاسبه‌ی فضاها

در این روش فضای مورد نیاز برای ماشین‌آلات و اپراتور و انباشت مواد و تجهیزات جانبی و کارهای خدماتی با فضای مورد نیاز برای مواردی مثل راهروها و ستون‌ها به‌صورت مستقیم (محاسبه‌ی دقیق) یا غیرمستقیم (استفاده از ضرایب) جمع می‌شود تا کلّ فضای مورد نیاز محاسبه شود.

این محاسبات می‌تواند در قالب کاربرگ‌ باشد که دو نمونه از آن را برای شما آماده کردیم.

در نمونه‌ی اول، فضای مربوط به تمام اجزای مختلف را محاسبه می‌کنیم که با کاربرگ موجود در کتاب Systematic Layout Planning از ریچارد موتر مطابقت دارد.

در نمونه‌ی دوم، فضای مربوط به ماشین‌آلات و خدمات را محاسبه می‌کنیم اما برای راهروها و ستون‌ها و … یک ضریب جبرانی در نظر می‌گیریم که با کاربرگ موجود در کتاب Plant Layout and Material Handling از جیمز اپل مطابقت دارد.

قبل از تشکیل کاربرگ‌ها باید در مورد نوع یا تعداد ماشین‌آلات تصمیم‌گیری کرده باشیم که موضوعات مربوط به آن را در یک دوره‌ی تکمیلی جداگانه بررسی کردیم، ضمناً ابعاد ماشین‌آلات و تجهیزات معمولاً در کاتالوگ‌های سازندگان درج می‌شود یا اگر دستگاه موجود است می‌توانیم خودمان اندازه‌گیری کنیم یا از فروشندگان استعلام بگیریم.

کاربرگی که شبیه آن در کتاب Systematic Layout Planning آقای موتر مثال زده شده است:

در این کاربرگ سه ماشین را بررسی کردیم که بیشترین طول و عرض آن‌ها درج شده است و با ضرب‌شان می‌توانیم مساحتی که اشغال می‌کنند را محاسبه کنیم (ستون ششم). اگر بعضی اجزای ماشین متحرک باشند باید حالتی را مبنا قرار دهیم که دستگاه بیشترین طول و عرض را دارد، شبیه خودرویی که ابتدا درب‌های آن را باز می‌کنیم و بعداً ابعادش را اندازه می‌گیریم.

به جای واژه‌های بیشترین طول و عرض، از فاصله‌ی چپ تا راست و جلو تا عقب استفاده کردیم (با الگوبرداری از کتاب موتر) با این فرض که اپراتور روبه‌روی دستگاه قرار گرفته است و می‌خواهد اندازه‌گیری کند، مثل تصویر زیر:

در ستون هفتم مساحت مورد نیاز برای کار با دستگاه یا سرویس و تعمیر آن را نوشتیم و آن را به نحوی محاسبه کردیم که برای اپراتور محدودکننده یا خطرآفرین نباشد. این مقادیر برای تجهیزات و شرایط کاری مختلف فرق می‌کند و برای دسترسی به آن‌ها نحوه‌ی کار با دستگاه را شبیه‌سازی می‌کنیم یا از نظرات کارگرانی استفاده کنیم که تجربه‌ی کار با آن را دارند و گاهی هم توصیه‌هایی توسط سازندگان در مورد فواصل و اندازه‌های مجاز ارائه می‌شود که مفید است.

در ستون هشتم مساحت مورد نیاز برای قرارگیری مواد و تجهیزات جانبی را مشخص کردیم. معمولاً علاوه بر قطعه‌کاری که پردازش می‌شود، مواد دیگری هم در کنار دستگاه هستند تا به نوبت روی آن‌ها کار شود یا قطعات ساخته شده موقتاً در کنار دستگاه قرار می‌گیرند تا بعداً به بخش‌ دیگری منتقل شوند، همچنین ممکن است اپراتور به تجهیزات جانبی مثل انواع آچار و کولیس و فیکسچر نیاز داشته باشد که باید فضای همه‌ی این موارد را لحاظ کنیم.

با جمع کردن مقادیر هر ردیف از ستون‌های ششم و هفتم و هشتم که با سبز نشان دادیم، فضای مورد نیاز برای هر دستگاه تعیین می‌شود و می‌توانیم فضای مورد نیاز ماشین‌ها را شناسایی کنیم، اما برای محاسبه‌ی کلّ فضای مورد نیاز باید مساحت مربوط به راهروها و ستون‌ها و بخش‌های خدماتی مثل میزهای اداری و سرویس‌های بهداشتی و اتاق‌های ابزار و سایر موارد را هم اضافه کنیم.

با جمع کردن فضای تمام ماشین‌آلات می‌توانیم کل مساحت مربوط به آن‌ها را محاسبه کنیم اما المان‌های دیگری مثل راهروها و ستون‌ها و میزهای اداری و سرویس‌های بهداشتی و اتاق ابزار وجود دارد که آن‌ها را هم به مساحت ماشین‌آلات اضافه کردیم و نهایتاً به ۱۰۴ متر مربع رسیدیم.

دوباره یادآوری می‌کنیم که با توجه به تنوع زیاد المان‌های خدماتی نمی‌توانیم رویه‌ی مشترکی برای محاسبه‌ی آن‌ها داشته باشیم و هر کدام به ملاحظات خاصی دارد که در دوره‌های تخصصی‌تر بررسی می‌کنیم، با این حال گاهی می‌توانیم فضای ماشین‌آلات را محاسبه کنیم اما برای بخش‌های خدماتی از روش‌های دیگری مثل تبدیل (Converting)  استفاده کنیم.

کاربرگ اصلی که موتر مثال زده است را در تصویر زیر می‌بینید. در این کاربرگ علاوه بر فضا، سایر نیازمندی‌های هر دستگاه مثل بخار آب، آب، لوله‌های گاز و سیستم‌های تهویه مشخص می‌شود.

کاربرگی که شبیه آن در کتاب Plant Layout and Material Handling آقای جیمز اپل مثال زده شده است:

کاربرگ اپل

در این کاربرگ به جای محاسبه‌ی مساحت راهروها و ستون‌ها و … مساحت محاسبه شده برای ماشین‌ها در یک ضریب جبرانی، مثلاً ۱۵۰% ضرب می‌شود که قاعدتاً به‌اندازه‌ی کاربرگ قبلی دقیق نیست، ضمن این‌که گاهی ضرایب جبرانی دیگری هم در نظر گرفته می‌شود و به‌صورت کلی زمانی مناسب است که بخواهیم فضاها را دست بالا تخمین بزنیم یا در مورد جزئیات طرح تصمیم‌گیری نکرده باشیم.

البته برای بخش‌های خدماتی نمی‌توانیم از ضرایب جبرانی استفاده کنیم چون ممکن است یک بخش عملیاتی به خدمت خاصی نیاز نداشته باشد اما بخشی دیگر شامل خدمات متعدد باشد و در نتیجه باید آن‌ها را جداگانه محاسبه کنیم یا از روشی مثل تبدیل (Converting) استفاده کنیم.


برای انتخاب نوع و تعداد ماشین‌آلات مورد نیازتان به مجموعه‌ی ماشین‌آلات مراجعه کنید.

استفاده از استانداردهای فضا

استانداردهای برنامه‌ریزی فضا رویه‌های مشخصی هستند که توسط سازمان‌ها و نهادها و شرکت‌های مختلف برای بعضی بخش‌های عملیاتی یا خدماتی ارائه شده‌اند، مثلا استانداردهایی زیادی برای طراحی دفاتر طراحی و مدیریتی و حسابداری و اتاق جلسات و … وجود دارد که حدأقل یا حدأکثر فضای مورد نیاز را به‌ازای هر نفر پیشنهاد می‌کنند یا بعضی شرکت‌ها قواعد و اصولی را برای بعضی بخش‌ها مثل مونتاژ و نقاشی و بسته‌بندی دارند که آن‌ها را در قالب رویه‌های استاندارد در اختیار بقیه قرار می‌دهند.

لازم به ذکر است که برای بسیاری از بخش‌ها، مخصوصاً بخش‌های تولیدی، استاندارد دقیق و مشخصی وجود ندارد و از طرفی خیلی از استانداردهای موجود با شرایط و خواسته‌های پروژه‌ هم‌خوانی ندارد.

پیش‌بینی فضای مورد نیاز

این روش بر اساس تکنیک‌های پیش‌بینی است که آن‌ها را به تفصیل در دوره‌ای پیش‌بینی تقاضا بررسی کردیم و معمولا در شرایطی استفاده می‌شود که می‌خواهیم فضاها را بر اساس برنامه‌های بلند مدت کارخانه تنظیم کنیم.

برای این‌کار ابتدا فضای مورد نیاز را یک پارامتر وابسته و مواردی مثل ساعت کار، تعداد کارکنان، فروش سالیانه، ظرفیت تولید به‌عنوان پارامترهای مستقل و … را به‌عنوان پارامترهای وابسته در نظر می‌گیریم.

به عبارتی دیگر می‌خواهیم پیش‌بینی کنیم که اگر مثلاً ظرفیت تولید ۴۰% و تعداد کارکنان ۲۰% افزایش یابد (پارامترهای مستقل) فضای کارخانه (پارامتر وابسته) باید چقدر افزایش داشته باشد؟

در مرحله‌ی بعدی باید اطلاعات مربوط به پارامترها در سالیان گذشته را جمع‌آوری کنیم، یعنی مشخص کنیم که در هر سال بر اساس میزان ظرفیت تولید و تعداد کارکنان از چه فضایی استفاده شده است تا از همان‌ها برای پیش‌بینی وضعیت آینده استفاده کنیم.

در ادامه مثالی را آماده کردیم که در آن تعداد کارگران و محصولات ساخته شده پارامترهای مستقل هستند و اطلاعات مربوط به آن‌ها را آماده کردیم:

همان‌طور که می‌بینید پیش‌بنی معمولاً زمانی امکان‌پذیر است که کارخانه دایر باشد و به اطلاعات آن دسترسی داشته باشیم اما گاهی هم می‌توانیم از اطلاعات مربوط به کارخانه‌جات مشابه استفاده کنیم که معمولاً مقدور نیست.

دقت کنید که در جدول مساحت مسقف کارخانه را در نظر گرفتیم چون معمولاً مساحت محوطه تغییر نمی‌کند؛ در حقیقت معمولاً محوطه‌ی بزرگی برای کارخانه در نظر گرفته می‌شود تا در آینده برای توسعه‌ استفاده شود و به تدریج با اضافه شدن سوله‌ها و ساختمان‌های دیگر شاهد افزایش مساحت مسقف کارخانه خواهیم بود.

در ادامه برای پیش‌بینی باید مشخص کنیم که چه بازه‌ی زمانی را در نظر می‌گیریم، آیا می‌خواهیم فضای کارخانه برای ۵ سال آینده کافی باشد؟ یا ۱۰ سال ؟ یا ۱۵ سال؟

پس از انتخاب بازه‌ی زمانی دو حالت وجود دارد که مسیر پیش‌بینی را مشخص می‌کنند:

۱- ممکن است برنامه‌ی آینده‌ی کارخانه معلوم نباشد، آن وقت می‌توانیم بر اساس تغییرات جدول بالا پیش‌بینی کنیم که مثلاً تعداد کارگران یا تعداد محصولات یا هر دوی آن‌ها در ۵ سال آینده چقدر می‌شود؟ و بر همین اساس مساحت مورد نیاز را حدس بزنیم.

۲- اگر برنامه‌های بلند مدت کارخانه و هدف‌گذاری‌های آن مشخص باشد نیازی به پیش‌بینی تعداد کارگران یا تعداد محصولات نیست، چون مثلاً هدف‌گذاری کرده‌ایم که ۵ سال دیگر ۱۵۰۰ کارگر داشته باشیم و تولید را به ۴۰۰۰ قطعه برسانیم، پس فقط رابطه‌ی میان مساحت مورد نیاز و پارامترهای مستقل را پیش‌بینی می‌کنیم تا با جاگذاری اعداد ۱۵۰۰ و ۴۰۰۰ بتوانیم مساحت مورد نیاز را پیش‌بینی کنیم.

اجازه دهید که مثال را با مسیر دوم ادامه دهیم.

فرض کنید که واحد مدیریت اعلام می‌کند که برای پنج آینده می‌خواهیم با ۱۵۰۰ کارگر به ظرفیت تولید ۴۰۰۰ واحد برسیم،‌ در این حالت راهکارهای مختلفی برای پیش‌بینی داریم که به چهار مورد اشاره می‌کنیم:

راهکار اول: نرخ مساحت به ازای هر کارگر را برای سال پنجم پیش‌بینی می‌کنیم، فرض کنید مقدار آن ۲٫۱ پیش‌بینی شود، در این حالت فضای مسقف کارخانه باید ۳۱۵۰ متر مربع باشد. (بر اساس ۱۵۰۰ کارگر)

راهکار دوم: نرخ مساحت به ازای هر محصول تولید شده را برای سال پنجم پیش‌بینی می‌کنیم، فرض کنید مقدار آن ۱٫۲ پیش‌بینی شود، در این حالت فضای مسقف کارخانه باید ۴۸۰۰ متر مربع باشد. (بر اساس ۴۰۰۰ واحد تولید سالیانه)

راهکار سوم: می‌توانیم از نتایج مربوط به راهکار اول و راهکار دوم میانگین بگیریم و آن را مبنا قرار دهیم، در این حالت به ۳۹۷۵ متر مربع فضا نیاز خواهیم داشت. (در کتاب SLP از این راهکار استفاده شده است)

راهکار چهارم: می‌توانیم از  رگرسیون دو متغیره استفاده کنیم و رابطه‌ی مساحت کارخانه (بخش مسقف) و پارامترهای تعداد کارگران و تعداد محصولات را به دست بیاوریم، این روش را در درس روابط علت و معلولی بررسی کردیم و با توجه به طولانی بودن توضیحات، از تکرار جزئیات آن خودداری می‌کنیم. اگر از اطلاعات جدول برای رگرسیون استفاده کنیم داریم:

در این رابطه Area همان مساحت مسقف کارخانه، N تعداد کارگران و M تعداد محصولات است و برای ۱۵۰۰ کارگر (N=1500) و ۴۰۰۰ محصول (M=4000) به عدد ۴۱۴۶ متر مربع می‌رسیم که به نتیجه‌ی راهکار قبلی نزدیک است.