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

شدت جریان مواد

تمام آن‌چه از جریان مواد گفتیم و می‌گوییم زمانی کارایی دارد که با مفهوم شدت جریان همراه شود، وگرنه به صرف این‌که بدانیم بعضی مواد از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر می‌روند کافی نیست و تا وقتی مقدار جریان معلوم نباشد نمی‌توانیم در مورد تجهیزات انتقال (Handling) یا موقعیت دپارتمان‌ها و ماشین‌آلات تصمیم بگیریم.

اهمیت شدت جریان در طرح‌ریزی را می‌توانیم شبیه اهمیت تعداد مسافران در برگزاری تور مسافرتی بدانیم که برای انتخاب وسایل حمل‌ونقل و هماهنگی با رستوران‌ و هتل و اماکن توریستی ضروری است.

در این درس ابتدا با مفهوم جریان مواد آشنا می‌شوید، سپس یاد می‌گیرید که چگونه واحدی مناسب و کارآمد را برای ارزیابی و مقایسه‌ی جریان‌ ماده‌های مختلف انتخاب کنید.

منظور از شدت جریان مواد (Material Flow Intensity) چیست؟

شدت جریان، مقدار ماده‌ای است که در بازه‌ی زمانی مشخص از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر منتقل می‌شود و اگر خاطرتان باشد این مقدار را در نمودارهای OPC و FPC کنار خطوط جریان نوشتیم یا در بعضی جداول، ستونی را به آن‌ اختصاص دادیم.

به‌صورت کلّی برای تشخیص شدت جریان، نمودارهای فرایند عملیات (OPC) یا فرایند جریان (FPC) را بررسی می‌کنیم تا تشخیص دهیم که مواد در میان کدام بخش‌ها (دپارتمان‌ها، ماشین‌آلات و …) جابه‌جا می‌شوند، سپس بر اساس ظرفیت و برنامه‌ی تولید مشخص می‌کنیم که در یک بازه‌ی زمانی مشخص (مثلاً یک ساعت) چه مقدار ماده در میان هر دو بخش منتقل می‌شود که این مقدار همان شدت جریان را نشان می‌دهد. (مقدار ماده‌ی منتقل شده در زمان مشخص)

البته توجه کنید که یکایک عملیات و بازرسی‌هایی که در نمودار فرایند جریان می‌بینیم الزاماً مربوط به بخش‌های جداگانه‌ای نیستند، در نتیجه اگر جریان میان دپارتمان‌ها را بررسی می‌کنیم باید حواس‌مان باشد که فقط انتقال مواد از دپارتمانی به دپارتمان دیگر را بررسی کنیم یا اگر در حال طرح‌ریزی جزئیات هستیم، به جریان میان ماشین‌آلات در هر دپارتمان توجه کنیم.

یادآوری می‌کنیم که قبلاً درس مستقلی برای تعیین بخش‌های اصلی کارخانه داشتیم که مطالعه‌ی آن قبل از شروع این درس ضروری است. (مشاهده‌ی درس)

واحد اندازه‌گیری شدت جریان مواد

مطابق تعریفی که برای شدت جریان گفتیم، برای تعریف آن به دو واحد اندازه‌گیری برای نمایش مقدار ماده‌ی منتقل شده و زمان انتقال نیاز داریم:

در ادامه بررسی می‌کنیم که کدام واحدها برای توصیف مقدار ماده و زمان صرف‌شده کارایی دارند.

انتخاب واحد اندازه‌گیری برای مقدار ماده‌ی منتقل شده

برای توصیف مقدار ماده می‌توانیم از واحد‌های متفاوتی استفاده کنیم که از قبل آن‌ها را می‌شناسید، مثل:


واحدهای شمارش (عدد، نفر، رأس، شاخه)

واحدهای جرم (گرم، کیلوگرم، تن)

واحدهای حجم (سی‌سی، لیتر، متر مکعب)

حامل‌های انتقال مواد (گونی، پالت، جعبه، ظرف و …)

با اکثر واحدهای بالا از قبل آشنا هستید اما شاید حامل‌های انتقال مواد مبهم به‌نظر برسند پس این توضیح را اضافه می‌کنیم که گاهی مواد در بسته‌ها یا ظرف‌هایی جابه‌جا می‌شوند که می‌توانیم از همان‌ها به‌عنوان سنجه‌‌ی اندازه‌گیری استفاده کنیم، مثلاً می‌گوییم که در هر ساعت ۲۰ پالت متوسط یا ۲۰ کپسول بزرگ یا ده گونی ۵۰ کیلویی منتقل می‌شود.

همچنین پیدا کردن یک واحد درست برای اندازه‌گیری مقدار ماده کافی نیست، بلکه باید اثربخش و متناسب با شرایط باشد. مثلاً در یک تعمیرگاه می‌توانیم برای پذیرش خودروها از واحد شمارش استفاده کنیم و بگوییم امروز ۴۰ خودرو را پذیرش کردیم، اما اگر بگوییم از بین آن‌ها ۳۶ تُن خودرو به بخش تعمیرات ارسال شده است، معنای دقیقی ندارد و شرایط را توصیف نمی‌کند. از طرفی اگر قرار باشد خودروها را با یک کشتی به منطقه‌ی دیگری ارسال کنیم، واحد جرم هم می‌تواند کارایی داشته باشد تا بگوییم ۳۶ تُن از بار کشتی مربوط به خودروهای سواری بوده است.

البته در کارخانجات معمولاً شرایط پیچیده‌تر از این‌حرف‌هاست که فقط یک ماده را در نظر بگیریم و بهترین واحد را متناسب با همان انتخاب کنیم، بلکه معمولاً گروه‌های مختلفی‌ از مواد را بررسی می‌کنیم و تعیین یک واحد مشترک برای همه‌ی آن‌ها می‌تواند چالش‌های زیادی به همراه داشته باشد.

مثلاً وقتی از واحد شمارش استفاده می‌کنیم، شدت جریان انتقال ۲۰۰ پیچ و مهره (با وزنی حدوداً ۱۰ کیلوگرم) صد برابر از انتقال دو سنگ ۱۰۰۰ کیلویی بیشتر است، در حالی که می‌دانیم انتقال سنگ‌ها بی‌شک هزینه‌ها و دشواری‌های بیشتری دارد.

در بخش دوم درس با راهکاری برای عبور از این چالش آشنا خواهید شد.

انتخاب واحد اندازه‌گیری برای زمان انتقال

اگر واحدی که برای مقدار ماده انتخاب کردیم در واحد زمان تقسیم شود به شدت جریان می‌رسیم، اما خوشبختانه انتخاب واحد زمانی ساده‌تر است و ربطی به نوع مواد ندارد، پس تمام واحدهای زیر قابل استفاده هستند:


یک ساعت

هشت ساعت

یک روز

یک ماه

یک شیفت کاری

البته باید توجه کنیم که محدوده‌ی بعضی واحدها از صنعتی به صنعت دیگر فرق می‌کند، مثلاً شیفت‌ها و روزهای کاری در صنایع فولاد و پوشاک یکی نیستند.

واحد اندازه‌گیری در شرایطی که جابجایی مواد شبیه هم نیست

همان‌طور که گفتیم گاهی مواد مختلفی در کارخانه جریان دارند اما نمی‌توانیم واحد اندازه‌گیری مشترکی پیدا کنیم که برای همه‌ی آن‌ها کارایی داشته باشد. برای این شرایط راهکارهای مختلفی پیشنهاد شده است که با در نظر گرفتن پارامترهایی مثل وزن و حساسیت و ابعاد مواد یا نوع تجهیزاتی که برای انتقال استفاده می‌شود، شدت جریان برای مواد مختلف (مثل پیچ و مهره یا سنگ) را تعدیل می‌کنند تا قابل مقایسه و ارزیابی باشند.

البته خودمان هم می‌توانیم بدون این ساختارها برای مواد مختلف، ضرایب و امتیازهایی در نظر بگیریم تا مقادیری متعادل و قابل مقایسه برای شدت جریان داشته باشیم، مثلاً انتقال قطعات سنگین دشوار است، پس شرط می‌کنیم که شدت جریان آن‌ها را ۱۰۰ برابر بیشتر در نظر بگیریم یا اگر حجیم هستند، شدت جریان آن‌ها را در ۸ ضرب کنیم و بر این اساس، جابجایی دو سنگ سنگین معادل ۱۶۰۰ واحد محاسبه خواهد شد اما جابجایی ۲۰۰ واحد پیچ و مهره شامل این امتیازها نمی‌شود و همان ۲۰۰ واحد می‌ماند.

البته امتیازهایی که در نظر گرفتیم کمی ابتدایی بود و نمونه‌ی کامل‌تر آن شبیه جدول زیر است:

از این جدول استنباط می‌شود که جابجایی چهار قطعه‌ی سبک با گاری معادل جابجایی دو قطعه‌ی نیمه‌سنگین با گاری یا یک قطعه‌ی سنگین با جرثقیل است.

ممکن است تحلیل‌گرمتناسب با شرایط از امتیازهای دیگری استفاده کند، یا گروه‌های دیگری برای مواد در نظر بگیرد یا معیارهای دیگری در نظر بگیرد.

این یک راهکار ابتدایی بود که خودمان ضرایب را تعیین کردیم، اما واحدهای مشترکی مثل mag معرفی شده است که حساب و کتاب دقیق‌تری برای این محاسبات دارند و می‌توانید آن‌ها را جایگزین کنید.

در ادامه برای جلوگیری از پراکندگی فکری و سامان‌دهی آن‌چه گفتیم، ساختاری برای طبقه‌بندی مواد و وزن دادن به آن‌ها معرفی می‌کنیم، البته این یک دستورالعمل استاندارد نیست که کاملاً به آن مقید بمانید اما اگر محاسبات‌تان درست باشد دقت بالایی دارد.

البته نباید از این نکته غافل شد که یکی از مزایای روش‌ها و واحدهای از پیش تعریف شده مثلmag  آن است که همیشه در شرایط یکسان به جواب‌های مشابه می‌رسند اما روش‌های ابتکاری به نظرات و تجربیات تحلیل‌گران بستگی دارد و می‌تواند پاسخ‌های کاملاً متفاوتی داشته باشد.

قدم اول: مواد را فهرست کنید.

در قدم اول باید تمام سطوح مواد که حرکات‌شان مهم است را فهرست کنیم‌ چون شرایط حمل‌ونقل هر کدام متفاوت است. ضمناً منظور از در نظر گرفتن سطوح مختلف آن است که اگر قطعه‌ای زیرمجموعه‌ی قطعه‌ی دیگری است هر دوی آن‌ها را بررسی می‌کنیم. مثلاً به اطلاعات زیر توجه کنید:


دستگاهی داریم که از اتصال دو مجموعه‌ی A و B ساخته می‌شود.

مجموعه‌ی A از قطعات A1 و A2 و A3 ساخته می‌شود.

مجموعه‌ی B از قطعات B1 و B2 ساخته می‌شود.

در این حالت فهرست مواد می‌تواند شامل موارد زیر باشد:


محصول نهایی (دستگاه)

مجموعه‌ی A

مجموعه‌ی B

A1

A2

A3

B1

B2

از طرفی در حین تولید ضایعاتی ایجاد می‌شود که اگر جریان خروج‌شان از فرایند قابل توجه باشد، می‌توانیم آن‌ها را هم در نظر بگیریم یا شاید از جعبه‌های چوبی برای انتقال بعضی قطعات استفاده شود که بازگشت‌شان به خط تولید، وقتی که خالی می‌شوند، نوعی جریان است و اگر مهم باشد می‌توانیم جعبه‌های خالی هم به فهرست مواد اضافه کنیم.

قدم دوم: مواد را طبقه‌بندی کنید.

در این مرحله باید بدانیم که از بررسی جریان چه هدفی را دنبال می‌کنیم؟ معمولاً هدف اصلی کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل است اما شاید تحلیل‌گر به دنبال اهدافی دیگر مثل کاهش زمان انتقال و جابه‌جایی سریع‌تر مواد (مثلاً برای پیاده‌سازی سیستم Lean) باشد.

وقتی هدف مشخص شد باید مهم‌ترین پارامترهایی که روی آن مؤثر است را شناسایی و بر اساس آن‌ها، مواد را به گروه‌های کوچک‌تر تقسیم ‌کنیم. مثلاً پارامترهایی مثل نوع، شکل، وزن، ابعاد، جنس، حساسیت یا ارزش مواد روی هزینه‌ی انتقال اثر می‌گذارند و برای این منظور استفاده می‌شوند.

وقتی گروه‌بندی انجام شد باید توجه داشته باشیم که احتمالاً از روش‌های مختلفی برای انتقال هر گروه استفاده می‌شود که آن هم روی هزینه‌ها تأثیرگذار است، مثلاً شاید برای قطعات سنگین از جرثقیل و لیفتراک و برای قطعات سبک از نوار نقاله یا روبات‌ها استفاده می‌شود، پس روش‌های حمل‌ونقلی که برای هر گروه استفاده می‌شود را شناسایی می‌کنیم و نهایتاً جدولی شبیه زیر می‌رسیم.

قدم سوم: تعیین واحد برای مقدار مواد در هر گروه

برای هر کدام از گروه‌های مواد باید یک واحد اندازه‌گیری کارآمد انتخاب کنیم، مثلاً در این مثال مقدار مواد گروه سوم را بر اساس تعداد جعبه‌ها و مقدار مواد گروه‌های اول و دوم را بر حسب وزن اندازه می‌گیریم.

تعیین واحدها کمک می‌کند تا از اشتباهات احتمالی در مراحل بعدی، مخصوصاً مرحله‌ی پنجم، پیشگیری شود.

قدم چهارم: انتخاب مبنا

در میان گروه‌های مختلف و انواع روش‌های انتقال، یکی از آن‌ها پررنگ‌تر است و سهم بیشتری در حمل‌ونقل‌های کارخانه دارد، پس آن را شناسایی می‌کنیم تا مبنای کارمان در مرحله‌ی بعدی باشد.

البته شاید اطلاعات کافی نداشته باشیم یا به چند گزینه‌ی مختلف برسیم، با این حال یکی را انتخاب ‌می‌کنیم و تأثیری روی نتیجه نخواهد داشت.

قدم پنجم: مقایسه‌ی سایر گروه‌ها با مبنا

در این مرحله هر کدام از گروه‌ها را با مبنای انتخاب شده مقایسه کنیم و با توجه به هدفی که از تحلیل داریم برای آن‌ها وزنی را تعریف می‌کنیم. مثلاً هدف‌مان در این مثال کاهش هزینه است و بررسی می‌کنیم که هزینه‌ی انتقال مواد گروه دوم با لیفتراک حدوداً معادل انتقال چهار جعبه با نوار نقاله است، پس وزن آن را ۴ انتخاب می‌کنیم.

اعداد کمتر از ۱ یعنی هزینه‌ی انتقال کمتر از مبنای انتخاب شده است، مثلاً حدس زدیم که هزینه‌ی انتقال دو جعبه با گاری معادل انتقال یک جعبه با نوار نقاله است و وزن آن را ۰.۵ انتخاب می‌کنیم.

به‌صورت کلی بهتر است که هزینه‌ها را محاسبه کرده باشیم تا وزن‌ها را با دقت بیشتر انتخاب کنیم، با این حال خیلی اوقات چنین کاری امکان‌پذیر نیست یا زمانی کافی نداریم و در این‌صورت ممکن است از حدسیات یا تجربیات قبلی استفاده کنیم.

این جدول نشان می‌دهد که حمل‌ونقل هر جعبه با گاری معادل انتقال ۱٫۵ جعبه با نوارنقاله است یا انتقال هر یک کیلوگرم مواد سنگین با لیفتراک معادل انتقال ۴ جعبه با نوار نقاله یا دو جعبه با لیفتراک است.

قدم ششم: تعیین شدت جریان میان هر دو بخش

در این مرحله شدت جریان میان بخش‌های کارخانه را به‌صورت خام می‌نویسیم. متناسب با نوع تحلیل این بخش‌ها می‌توانند شعبه‌های مختلف کارخانه یا دپارتمان‌ها یا ایستگاه‌های کاری یا ماشین‌آلاتی باشند که مواد در میان آن‌ها جریان دارد.

فرض کنید که چهار بخش اصلی در کارخانه داریم (۱ و ۲ و ۳ و ۴) و در هر ساعت، مواد مطابق جدول زیر میان آن‌ها جریان دارد:

قدم هفتم. اعمال ضرایب و تعدیل جریان مواد

در این مرحله ضرایبی که در قدم پنجم مشخص کردیم را روی مقادیر خام اعمال می‌کنیم تا با هم متناسب و قابل ارزیابی باشند:

همان‌طور که می‌بینید شدت جریان میان بخش‌های ۲ و ۴ معادل جابجایی ۷۲۰ جعبه با نوار نقاله است و پس از آن جریان میان بخش‌های ۱ و ۳ و بخش‌های ۲و ۳ بیشترین شدت را دارد.

از این اطلاعات بعداً در تعیین وابستگی بخش‌ها و طرح‌ریزی استفاده خواهیم کرد.