شما در حال خواندن راهنمای محاسبه‌ی تعداد ماشین‌آلات مورد نیاز هستید.
این درس مربوط به مجموعه‌ی ماشین‌آلات است.
ماشین‌آلات ظرفیت تولید مشخص دارند، مثلاً می‌دانیم دستگاه الف در هر ساعت ۱۰ الی ۱۲ قطعه تولید می‌کند و اگربه ۳۰ قطعه نیاز داشته باشیم از سه دستگاه الف استفاده می‌کنیم اما این محاسبه بسیار ساده‌سازی شده است و کارایی ندارد مگر این‌که موضوعاتی مثل راندمان و ضایعات هم در نظر بگیریم.
در این درس یاد می‌گیرید که تعداد ماشین‌آلات مورد نیاز را با بعضی فرضیات خاص محاسبه کنید که البته در حد مقدماتی است و شامل حالت‌های پیچیده نمی‌شود، اما برای طرح‌ریزی بسیار مفید خواهد بود،. ضمن این‌که مطالب بیش از این‌که مفهومی باشند بر پایه‌ی ریاضی هستند و لذا ترجیحاً کاغذ و قلمی کنارتان داشته باشید تا روابط را بازنویسی و تجزیه‌وتحلیل کنید.
# در این درس چه حالت‌های مختلفی را بررسی می‌کنیم؟
برای محاسبه‌ی تعداد ماشین‌آلات ممکن است حالت‌ها و فرضیات متفاوتی وجود داشته باشد که در این درس حالت‌های زیر را بررسی می‌کنیم:
حالت اول: ممکن است برای تولید یک قطعه‌ی خاص فقط از یک نوع دستگاه استفاده شود، مثلا از یک یا چند دستگاه تراش برای تولید نوع خاصی از سیلندر استفاده می‌کنیم.
حالت دوم: گاهی از یک نوع دستگاه برای تولید قطعات مختلفی استفاده می‌کنیم، مثلا از یک یا چند دستگاه تراش برای تولید قطعاتی مثل سیلندر و فلنج و پیچ و واشر استفاده می‌کنیم.
حالت سوم: ممکن است از چند دستگاه به‌صورت مرحله‌ای و متوالی برای تولید یک قطعه‌ی مشخص استفاده شود، مثلا بدنه‌ی مهره و سوراخ اولیه آن را با دستگاه تراش ایجاد می‌کنیم و در ادامه بدنه‌ی آن را با فرز به صورت شش ضلعی ماشین‌کاری می‌کنیم.
حالت چهارم: گاهی از چند نوع دستگاه برای تولید چند محصول مختلف استفاده می‌کنیم، مثلا از ماشین‌آلات تراش و فرز و اره و مته برای تولید پیچ و مهره و بادامک و چرخ‌دنده استفاده می‌کنیم که مربوط به چیدمان کارگاهی است.
در ادامه یاد می‌گیرید که برای هر حالت چگونه تعداد ماشین‌آلات مورد نیاز را محاسبه کنید و یادآوری می‌کنیم که ممکن است حالت‌های پیچیده‌تری هم وجود داشته باشد که بررسی نمی‌کنیم، مثلاً ممکن است در حالت سوم بعضی قطعات به ایستگاه‌های قبلی برگردند که موضوع بحث‌مان نیست.
حالت اول: یک نوع دستگاه برای تولید یک نوع محصول
در این حالت از یک نوع دستگاه برای تولید یک نوع محصول استفاده می‌شود، مثلاً ماهیانه به ۱۰۰۰ قطعه‌ی الف نیاز داریم (D=1000) و برای تولیدشان از دستگاهی با ظرفیت تولید ۲۵۰ عدد در ماه (۲۵۰=E) استفاده می‌کنیم و مطابق رابطه‌ی بدیهی زیر به چهار عدد از این دستگاه نیاز خواهیم داشت:
اگر خرابی‌ها و زمان راه‌اندازی دستگاه و سایر موارد را در نظر نگیریم، در حالت ایده‌آل ظرفیت تولید ماشین از رابطه‌ی زیر محاسبه می‌شود:
پس در حالت محاسبه‌ی تعداد ماشین‌آلات ساده است و از روابط زیر استفاده می‌کنیم:
برای دقیق‌تر شدن این مقدار باید راندمان دستگاه و خرابی قطعات هم در نظر بگیریم، مثلاً شاید مطابق محاسبات روی کاغذ ظرفیت ایده‌آل یک دستگاه ۱۰۰ قطعه در ساعت باشد اما در عمل با توجه به زمانی که برای راه‌اندازی و تنظیمات دستگاه و سایر عوامل صرف می‌شود به ۹۰ قطعه برسد (راندمان ۹۰%) یا به‌صورت معمول از هر ۹۰ محصولی که تولید می‌شود حدود ۱۸ عدد خراب باشند (خرابی ۲۰ درصد) و طبیعتاً اگر چنین مواردی را در نظر بگیریم، ظرفیت تولید واقعی تفاوت زیادی به حالت ایده‌آل خواهد داشت که در این مثال ۷۲ قطعه‌ی سالم (به‌جای ۱۰۰ قطعه) است.
با این اوصاف دو عدد راندمان و درصد خرابی را در ظرفیت ایده‌آل تولید (Eideal) اعمال می‌کنیم تا مقدار واقعی‌تر آن (E) محاسبه شود.
پس برای تولید ۱۲۰ قطعه در ساعت با دستگاهی که ظرفیت اسمی آن ۶۰ قطعه با راندمان ۸۰% و خرابی ۱۰% است به سه عدد (دقیقاً ۲٫۷۸) از آن نیاز داریم که این محاسبات را در جعبه‌ی زیر مشاهده می‌کنید:
پس به صورت کلی برای حالت اول، تعداد ماشین‌آلات مورد نیاز را می‌توانیم از روابط زیر محاسبه کنیم:
حالت دوم: استفاده از یک نوع دستگاه برای تولید چند نوع محصول مختلف
در حالت دوم شرایط مثل قبل است با این تفاوت که به‌جای یک محصول مشخص، چند محصول ساخته می‌شود.
برای محاسبه‌ی تعداد ماشین‌آلات مورد نیاز ابتدا مشخص می‌کنیم که به‌ازای هر محصول چه تعداد ماشین لازم است و سپس مجموع آن‌ها را حساب می‌کنیم تا مشخص شود برای تولید همه‌ی این محصولات به چند ماشین نیاز داریم.
نکته‌ی جدیدی که باید در این بخش بررسی کنیم آن است که در حالت اول ماشین‌ها فقط یک محصول مشخص را تولید می‌کردند و نیازی به تنظیم مجدد نداشتند، اما در حالت دوم برای تولید قطعات دیگر باید تنظیم شوند و این موضوع را در محاسبات‌مان لحاظ می‌کنیم.
بر این اساس تعداد دستگاه مورد نیاز برای تولید قطعه‌ی ۱ را می‌توانیم شبیه زیر محاسبه کنیم:
در این رابطه، مجموع زمان آماده سازی دستگاه برای محصول ۱ محاسبه شده است و بررسی کردیم که چه درصدی از کل زمان موجود را به خود اختصاص می‌دهد، ضمناً می‌توانستیم به جای صورت کسر (زمان آماده‌سازی و تعداد دفعات) خودمان زمان‌های مربوط به گیره‌بندی و تعویض ابزار و … را محاسبه کنیم و جای آن بنویسیم.
مشابه همین کار را باید برای تمام محصولات انجام دهیم و نهایتاً مقادیرشان را جمع کنیم که شکل کلّی آن را در تصویر زیر مشاهده می‌کنید:
حالت سوم: زمانی که یک محصول با چند نوع دستگاه و در چند مرحله‌ی پشت سر هم ساخته می‌شود
در این حالت محصولی مشخص توسط چند دستگاه مختلف و به صورت مرحله‌به‌مرحله ساخته می‌شود، مثلاً ماده‌ی اولیه وارد اولین دستگاه می‌شود و با عبور از دستگاه‌های دوم و سوم و … به قطعه‌ی نهایی تبدیل می‌شود اما بازگشت به عقب یا عبور از ایستگاه‌ها را در نظر نمی‌گیریم.
در این حالت برای محاسبه‌ی تعداد ماشین‌آلات مورد نیاز باید این نکته را در نظر بگیریم که خروجی هر ایستگاه، ورودی ایستگاه بعدی است و اگر یکی از ماشین‌آلات تحت تأثیر ضایعات یا راندمان پایین به حد نصاب نرسد روی نتیجه‌ی کلّی تمام ماشین‌آلات تأثیر می‌گذارد، این موضوع را به سادگی می‌توانید در تصویر زیر مشاهده کنید که قصد تولید ۲۰۰۰ قطعه را داریم.
در تصویر بالا انتظار داریم که در هر ساعت ۲۰۰۰ قطعه از دستگاه شماره ۴ خارج شود اما ورودی‌های آن باید بیشتر از ۲۰۰۰ قطعه باشد چون ۶٫۲۵ درصد ضایعات دارد و مثلاً اگر برای تولید ۲۱۳۴ قطعه در ساعت تنظیم شود می‌تواند ما را به همان ۲۰۰۰ قطعه برساند و همین موضوع برای ایستگاه‌های دیگر هم قابل طرح است تا نهایتاً به ایستگاه اول برسیم، لذا به‌صورت کلّی برای تحلیل حالت سوم از ایستگاه آخر شروع می‌کنیم تا به نقطه‌ی آغاز برسیم.
ضمناً همان‌طور که می‌بینید ظرفیت تولید ایده‌آل ماشین‌آلات با خواسته‌مان تطابق ندارد، مثلاً دستگاه ۴ در حالت ایده‌آل فقط ۱۲۰۰ قطعه در ساعت تولید می‌کند و بر همین اساس می‌خواهیم تعداد مورد نیاز هر دستگاه را مشخص کنیم.
در ادامه با ترکیب روابط مربوط به تعداد ماشین‌آلات مورد نیاز (N4) و ظرفیت تولید واقعی ماشین چهارم (E4) محاسبه می‌کنیم که به چه تعداد از آن نیاز است:
برای تعیین تعداد دستگاه سوم بررسی می‌کنیم که ظرفیت تولید آن چقدر باشد که با وجود ضایعات ۱۰% و راندمان ۸۰% که دارد و ضایعات ۶٫۲۵% دستگاه چهارم بتوانیم ۲۰۰۰ واحد خروجی داشته باشیم و از رابطه‌ی زیر استفاده می‌کنیم:
به همین ترتیب برای محاسبه‌ی تعداد دستگاه‌های اول و دوم می‌توانیم از روابط زیر استفاده کنیم:
اگر بخواهیم این روابط را به زبان ریاضی و برای n ماشین مختلف بنویسیم به رابطه‌ی زیر می‌رسیم که i شماره دستگاه مورد نظر است:
حالت چهارم: چند دستگاه برای چند محصول مختلف (چند عملیاتی)
حالت چهارم همان حالت سوم است با این تفاوت که برای تولید چند محصول مختلف به کار گرفته می‌شود و شبیه حالت دوم محاسبه می‌کنیم که برای تولید هر محصول به چند ماشین نیاز است و زمان تنظیم دستگاه‌ها را هم در محاسبات لحاظ می‌کنیم و به فرض این‌که n تعداد محصول با m ماشین تولید شود، تعداد دستگاه شماره‌ی J (J=1,2,3,4, …., m) از رابطه‌ی زیر محاسبه می‌شود:
این رابطه، ترکیبی از روابط شماره ۱، ۲ و ۳ است و به آن رابطه‌ی فرانسیس هم گفته می‌شود.
گرد کردن تعداد ماشین‌آلات
در اغلب موارد وقتی تعداد ماشین‌آلات مورد نیاز را محاسبه می‌کنیم به اعداد اعشاری می‌رسیم که مفهوم خاصی ندارند و قاعدتاً باید به سمت بالا گرد شوند، با این حال اگر به عدد پایین‌تر نزدیک هستند، مثلاً ۲٫۱ یا ۲٫۲ شاید بتوانیم با اقداماتی مثل افزایش زمان شیفت کاری بعضی تجهیزات یا ارتقای بهره‌روی دستگاه آن را جبران کنیم.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.