شما در حال خواندن درس آشنایی با جریان مواد و اهمیت آن از مجموعه‌ی جریان مواد هستید، که بخشی از دوره‌ی طرح‌ریزی کارخانه محسوب می‌شود.

طراحی و تحلیل جریان مواد (Material Flow)

پیشرفت فرایندهای فیزیکی با حرکت همراه است،‌ برای همین در سیستم‌هایی مثل کارخانجات و کارگاه‌ها و شرکت‌ها و شبکه‌های حمل، بخشی از اجزای سیستم در حین انجام کار جابه‌جا می‌شوند.

در این نوشتار قصد داریم از مفهوم جریان مواد (یا Material Flow) در سیستم‌های تولیدی و خدماتی صحبت کنیم که شامل توالی عملیات و مسیرهای حرکت و شدت جابجایی‌ عناصر می‌شود.

البته به خوانندگان وفادار ویکی‌تولید توصیه می‌کنیم که دوره‌ی جریان مواد را به‌صورت مستقل دنبال نکنند، چون زمانی کارایی نمودارها و دیاگرام‌های آن روشن می‌شود که در خلال موضوعاتی مثل طرح‌ریزی، برنامه‌ریزی تولید یا زنجیره‌ی تأمین باشد.

منظورمان از جریان و مواد چیست؟

از معنای ماده شروع می‌کنیم: به هر چیز فیزیکی، که فضایی اشغال می‌کند، ماده (Material) گفته می‌شود مثل آهن‌آلات، هوا، آب، انسان‌ها، خاک،‌ تجهیزات، ابزارها و سیستم‌های کامپیوتری و جریان (Flow) به معنای حرکت و جابجایی است.

اما دقیقاً عناصر کدام سیستم را بررسی می‌کنیم؟ کدام مواد باید در نظر گرفته شود؟ حرکت‌ها را در چه مقیاسی رصد می‌کنیم؟

پاسخ این سوالات در علوم مختلف فرق می‌کند.

مثلاً مهندسان سیالات عموماً مواد مایع یا گازی را در نظر می‌گیرند و جریان آن‌ها را در قالب دینامیک شاره‌ها بررسی می‌کنند یا مهندسان ساخت و متالورژی و مواد، تمرکز ویژه‌ای روی جریان‌ فلزات حین شکل‌دهی یا عملیات حرارتی دارند.

اما در این درس، منظورمان از جریان مواد همانی است که مهندسان صنایع بررسی می‌کنند، یعنی مرزهای سیستم ممکن است شبکه‌ای از چند کارخانه، زنجیره‌ی تأمین، یک کارخانه، دپارتمان‌های یک کارخانه یا حتی یک ایستگاه کاری تعریف شود و هر ماده‌ی متحرک درون مرزها می‌تواند موضوع تحلیل جریان باشد.

البته روشن است که جریان موادی بررسی می‌شود که با اهداف تحلیل و فرایندهای تولید در ارتباط باشند، مثلاً حرکت افراد (بعنوان مواد)، قطعات استاندارد، مجموعه‌های مونتاژی، قطعات نیم‌ساخته، مواد خام، تجهیزات حمل‌ونقل متحرک مثل وانت‌ها و لیفتراک، تجهیزات سیار و محصولات نهایی معمولاً مهم هستند؛ اما مثلاً جابجایی هوای گرم و سرد یا جریان آب از ژنراتور یا حرکت بازدیدکنندگان در بخش‌ها و … اجزای اصلی و مهم فرایندهای تولید محسوب نمی‌شوند مگر در شرایط خاص.

در بسیاری از منابع کلاسیک، اطلاعات را هم بخشی از جریان مواد معرفی می‌کردند و یکی از معیارها برای درجه‌بندی وابستگی واحدها بود اما آن مباحث چندان برای صنعت امروز کارآمد نیست، چون روش‌های دیجیتال تبادل اطلاعات به مسافت محدود نمی‌شوند اما اگر سهم اطلاعات کاغذی پررنگ باشد هنوز هم جای بررسی خواهند داشت؛ با این حال ترجیح می‌دهیم که جریان‌های اطلاعاتی را موضوعی مستقل از جریان مواد بدانیم.

چرا جریان مواد را مطالعه می‌کنیم؟

اجازه دهید اول شخصی جواب دهیم و بعداً از کلیات بگوییم.

در ویکی‌تولید تلاش کردیم که طرح‌ریزی صنعتی از یک مسأله‌ی پیچیده و کاملاً تخصصی به مطلبی قابل فهم برای عموم علاقمندان (نه فقط مهندسان صنایع) تبدیل شود، برای همین از روش سیستماتیک آقای مورتر استفاده می‌کنیم و او اعتقاد داشت که جریان مواد قلب تپنده‌ی طرح‌ریزی است، پس برای شروع طرح‌ریزی باید ابزارهای این قلب تپنده را بشناسیم.

اما فارغ از برنامه‌های ویکی‌تولید، وجود یک جریان مناسب از حرکات اضافی و شلوغی و بی‌نظمی و تلنبار شدن کارها جلوگیری می‌کند و باعث کاهش هزینه‌های تولید و آسان شدن نظارت و برنامه‌ریزی و مدیریت باکیفیت امور می‌شود.

منظورمان از حرکات اضافی، جابه‌جایی‌های بی‌خودی مواد (من‌جمله کارکنان) در بخش‌های مختلف کارخانه و اتفاقاتی مثل عبور چند باره‌ی مواد از بعضی ایستگاه‌های عملیاتی یا برگشت به عقب و پیمودن مسیرهای طولانی (به‌جای مسیرهای کوتاه) است.

شلوغی و بی‌نظمی هم می‌تواند باعث بروز حوادث مختلف، مفقودی یا آسیب مواد، گسستگی جریان تولید، افزایش بی‌کاری بخش‌ها، ایجاد گلوگاه‌ها، غیرقابل پیش‌بینی شدن سیستم و اتفاقاتی از این دست شود.

اما وقتی همه‌چیز بر مبنای نظامی از قبل طراحی شده باشد،‌ تجهیزات و فضای کارخانه و منابع انسانی بهینه‌تر استفاده می‌شوند، برنامه‌ریزی و کنترل موجودی‌ها ساده‌تر است، اشکالات ساده‌تر شناسایی می‌شود در صورت نیاز به توسعه،‌ چالش‌ها و مشکلات کمتری وجود خواهد داشت.

معمولاً اوایل آشنایی با جریان مواد این سوال به ذهن خطور می‌کند که مگر جابه‌جایی‌ها و مسیرها و شدت جریان چقدر روی هزینه‌های تولید اثر می‌گذارد؟

این قاعده همیشگی نیست اما معمولاً سهم هزینه‌های جابجایی بسیار پررنگ است و گاهی با هزینه‌های عملیات برابری می‌کند یا از آن پیشی می‌گیرد، اما اصلاح و نظارت بر آن چندان کار پیچیده‌ و پرهزینه‌ای نیست و منطق اقتضا می‌کند که برای آن برنامه‌ریزی کنیم.

اول جریان طراحی شود یا چیدمان کارخانه؟

پاسخ به این سوال کمک می‌کند تا جایگاه طراحی و تحلیل جریان مواد را در پروسه‌ی طراحی کارخانه درک کنیم.

قاعدتاً مزایایی که در بخش‌‌ قبل گفتیم زمانی حاصل می‌شود که جریان مواد از کاغذ (یا فایل‌های الکترونیکی) بیرون آمده و در بخش‌های مختلف کارخانه پیاده‌سازی شود، برای همین ایده‌آل آن است که اول جریان‌های مواد را طراحی کنیم و بر مبنای آن در مورد شکل کارخانه و فضای در دسترس و چیدمان دپارتمان‌ها و تجهیزات تصمیم بگیریم.

اما همیشه طرح‌های نظری قابلیت اجرا ندارند و عملاً با محدودیت‌های در ساختمان و فضا و فرایندهای تولید و تکنولوژی و روش‌های حمل‌ونقل و فضای در دسترس و قدرت مالی سرمایه‌گذاران روبه‌رو می‌شویم، مخصوصاً که گاهی از قبل فضای تولید در نظر گرفته شده است و باید مطابق همان جریان مواد را برنامه‌ریزی کنیم.

پس در عمل، جریان مواد بر اساس محدودیت‌های موجود طراحی می‌شود و احتمالاً در مرحله‌ی اجرای طرح با محدودیت‌های دیگری هم مواجه می‌شویم و جریان نیازمند تغییراتی خواهد بود تا نهایتاً به یک جریان مواد مناسب در کارخانه دست یابیم.

ضمناً توجه کنید که سوال را در مقیاس کارخانه و بخش‌های مختلف آن مطرح کردیم اما کارخانجات بزرگ باید جریان مواد را از بیرون کارخانه و تأمین‌کنندگان تا شبکه‌های توزیع و مشتریان در نظر بگیرند و این مسأله روی موقعیت کارخانه و بسیاری از انتخاب‌های دیگر اثر می‌گذارد.

طراحی جریان مواد چگونه انجام می‌شود؟

جریان مواد ملاحظات زیادی دارد که بعضی از آن‌ها را در بخش قبل گفتیم و عواملی مثل تنوع محصولات، تیراژ تولید، تنوع قطعات، ابعاد و وزن، فرایندهای عملیاتی تولید و خدمات مورد نیاز، میزان ضایعات، رویه‌های استاندارد، تعداد کارکنان و … هم باید اضافه کنیم.

وقتی تعداد پارامترهای اثرگذار زیاد می‌شود، اثرگذاری نرم‌افزارها و هوش مصنوعی و مدل‌های ریاضی تا حد زیادی کم می‌شود. پس دقیقاً مثل طراحی محصول و فرایندها، نمی‌توانیم طراحی جریان مواد را به مدل‌های ریاضی و کامپیوتر واگذار کنیم، بلکه فقط در ارزیابی یک یا چند پارامتر به ما کمک می‌کنند.

این را گفتیم تا دنبال یک مدل ریاضی خاص یا نرم‌افزاری برای واگذاری کامل کار نباشید چون آن‌ها نمی‌توانند همه‌ی عوامل را در نظر بگیرند (حدأقل در دنیای امروز) و باید خودتان آستین‌ها را بالا زده و بر اساس اطلاعات در دسترس تصمیم‌گیری کنید.

اصولاً طراح سعی می‌کند جریان تا حد امکان مستقیم باشد، مسیرهای اضافی حذف شوند، برگشت به عقب وجود نداشته باشد، یک ماده چند بار از ایستگاه‌های مشترک عبور نکند، از تجمع مواد در بعضی بخش‌ها و ایستگاه‌ها جلوگیری شود، بخش‌هایی که تبادل زیاد و پرهزینه‌ای دارند نزدیک هم قرار بگیرند، جریان‌ها انعطاف‌پذیر و آماده‌ی توسعه باشند و هدف نهایی کاهش هزینه‌های تولید و افزایش راندمان سیستم است.

شاید فکر کنید که اگر توالی و نزدیکی دپارتمان‌ها و تجهیزات در طراحی جریان مواد دیده شود، دیگر چه نیازی به طرح‌ریزی وجود دارد؟ نکته اینجاست که این اقدامات خودشان بخشی از طرح‌ریزی هستند و یکی از ورودی‌های مهم آن محسوب می‌شوند تا نهایتاً موقعیت دقیق بخش‌ها و دستگاه‌ها بر اساس فضای مورد نیاز و پارامترهای دیگری مثل خدمات مورد نیاز کارخانه و تعداد نفرات و سیستم‌های حمل طرح‌ریزی شوند.

روش‌های تحلیل جریان

تحلیل جریان مواد به معنای بررسی معیارهایی است که در بخش قبل گفتیم و چون سهم زیادی از طراحی به عهده‌ی طراح و تحلیل‌های او است در مراحل طراحی کمک می‌کنند، ضمن این‌که همین روش‌ها برای بررسی طرح‌ موجود یا طرح‌های پیشنهادی کارایی خواهند داشت.

برای تحلیل گاهی از روش‌های ریاضی استفاده می‌شود که یک یا چند پارامتر خاص را محاسبه می‌کنند، مثلاً بعضی از آن‌ها مجموع مسافت حمل‌ونقل و بعضی‌های دیگر ترتیب کارها را بررسی می‌کنند و علاوه بر روش‌های دستی، نرم‌افزارهای متنوعی برای دقیق و آسان شدن این محاسبات ارائه شده است.

اما بر اساس همان منطقی که در بخش قبل گفتیم (و احتمالاً خیلی‌ها با آن موافق نخواهند بود)، تعداد زیاد پارامترهای موثر باعث می‌شود که روش‌های ریاضی به تنهایی کارآمد نباشند و تحلیل‌های کیفی جایگاه ویژه‌ای به خود اختصاص دهند.

برای تحلیل‌های کیفی، که بر عهده‌ی ذهن طراح است، از ابزارهایی با شکل نمودارها و جداول استفاده می‌شود که اطلاعات مربوطه را طبقه‌بندی و تجسّم می‌کنند تا درک آن‌ها و اصلاح جریان‌ها امکان‌پذیر شود.

در درس‌های بعدی، تمرکزمان روی همین ابزارها است تا به امکانات لازم برای طرح‌ریزی مجهز شویم و روش‌های کمی تحلیل جریان را بررسی نخواهیم کرد؛ البته بررسی نکردن این روش‌ها به معنای کم‌اهمیت بودن نیست، اما چون مدل‌های ریاضی و الگوریتم‌ها دائماً در حال به‌روزرسانی هستند، ترجیحاً باید از طریق مقالات و مجلات علمی پیگیری شوند و عموم آن‌ها مبتنی بر روش‌های تحقیق در عملیات هستند که منابع آن‌ها به‌سادگی از طریق اینترنت یا کتاب‌فروشی‌ها در دسترس است.

ابزارهایی که در این مجموعه معرفی می‌کنیم عبارتند از:

– نمودار فرایند عملیات یا OPC

– نمودار جریان فرایند یا FPC

– نمودار فرایند چند محصولی یا MPPC

– نمودار از-به یا FROM-TO

ضمناً در همین مجموعه با دو ابزار دیگر آشنا می‌شویم که اطلاعات جریان مواد را برای ورود به فرایند طرح‌ریزی مهیا می‌کنند و عبارتند از:

– نمودار ارتباط فعالیت‌ها یا  Activity Relationship Chart

– دیاگرام ارتباط فعالیت‌ها یا Activity Relationship Diagram

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: جریان مواد چیست و چه اهمیتی دارد؟


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 *