شما در حال خواندن درس مقدمه‌ی حملونقل مواد (Material Handling) از مجموعه‌ی حملونقل مواد هستید که بخشی از دوره‌ی طرح‌ریزی کارخانه محسوب می‌شود.
مواد اولیه از مبدأ تأمین‌کنندگان به کارخانه می‌رسند و از بخش‌های مختلف عبور می‌کنند و محصولاتی ساخته می‌شود که باید روانه‌ی بازارها شوند و احتمالاً ضایعاتی هم وجود دارد که به بیرون از کارخانه هدایت می‌شوند و در این میان لازم است که گاهی مواد یا محصولات را انبار کنیم و تمام این جابه‌جایی‌ها و انبار کردن‌ها در چهارچوبی با عنوان حملونقل مواد یا Material Handling تجزیه و تحلیل می‌شوند.
در درسی که می‌خوانید بخشی از مهم‌ترین مفاهیم و مبانی مربوط به حملونقل مواد را بررسی می‌کنیم که برای درک و استفاده از درس‌های بعدی ضروری هستند. همچنین برای تألیف این نوشتار از منابع زیر استفاده کردیم که می‌توانید برای مطالعات تکمیلی به آن‌ها مراجعه کنید:
۱- کتاب Manufacturing Facilities Design & Material Handling از Stephen و Meyer
۲- کتاب Systematic Handling Analysis از Muther
۳- کتاب Introduction to Material Handling از Ray
۴- کتاب Plant Layout and Materials Handling از Pemberton
حملونقل مواد یا Material Handling چیست؟
در حالت عادی، واژه‌ی حملونقل برای همه‌‌ی ما آشنا است و نیازی به تعریف ندارد، اما چون قصد داریم که آن را در قالب یک دانش مهندسی یاد بگیریم برای درک قلمرو و کارکردها و اهداف آن باید تعاریف علمی آن را مرور کنیم.
در این میان Stephen و Meyer در یک توصیف نسبتاً ادبی نوشته‌اند که به جابه‌جا کردن مواد مناسب به مکان مناسب در زمان مناسب و مقدار مناسب و به ترتیب مناسب و با شرایط مناسب برای کاهش حدأکثری هزینه‌ها، حملونقل مواد (Material Handling) گفته می‌شود.
جالب است که انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME) پا را از این توصیف ادبی فراتر گذاشته‌اند و حملونقل مواد را یک دانش هنرمندانه تعریف می‌کنند:
حملونقل مواد به هنر و علمِ حرکت و بسته‌بندی و انبار کردن مواد به هر شکل، گفته می‌شود.
شاید اگر این تعریف را در یک تیزر تبلیغاتی می‌دیدیم چندان جای تامل نداشت و گمان می‌کردیم که هنرمندانه توصیف کردن حملونقل مواد جنبه‌ی بزرگ‌نمایی دارد اما وقتی ASME از چنین تعبیری استفاده می‌کند باید آن را جدی بگیریم.
شاید هنرمندانه دانستن حملونقل به این دلیل بوده است که مسائل آن معمولاً پاسخ مشخص و صریح ندارند و راهکارهایی که ارائه می‌شود علاوه بر پشتوانه‌ی علمی به خلاقیت هنرمندانه نیاز دارند.
همچنین مطابق این تعریف، حوزه‌ی حملونقل مواد (Material Handling) به جابه‌جایی‌ها خلاصه نمی‌شود و بسته‌بندی و انبار کردن هم در قلمرو آن قرار می‌گیرند که البته بسته‌بندی را می‌توانیم زیر مجموعه‌ی دو فعالیت دیگر و اقدامی برای جابه‌جایی و ذخیره‌ی مطلوب‌تر مواد تلقّی کنیم.
یکی دیگر از تعاریف رایجی که در بعضی منابع به آن اشاره شده است در زیر می‌خوانید:
به جابه‌جایی و ذخیره‌ی مواد با کمترین هزینه و با استفاده از تجهیزات و روش‌های مناسب، حملونقل مواد (Material Handling) گفته می‌شود.
متأسفانه نتوانستیم منبع اصلی این تعریف را پیدا کنیم.
اشتراک این تعریف با توصیف Stephen و Meyer در این است که هر دوی آن‌ها اصلی‌ترین هدف حملونقل را کاهش هزینه‌های مربوط به آن می‌دانند که البته دلیل روشنی دارد، چون اصولاً حملونقل ارزش افزوده‌ای برای مواد ایجاد نمی‌کند و هر چقدر کمتر باشد بهتر است؛ مثلاً وقتی یک یخچال را از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر منتقل می‌کنیم، پروسه‌ی جابه‌جایی باعث ارزشمندتر شدن آن نمی‌شود و بین هلیکوپتر و وانت قطعاً استفاده هلیکوپتر منطقی نیست و توجیه اقتصادی ندارد.
البته می‌دانیم که کاهش هزینه‌ها به هر قیمتی ممکن نیست و در در درجه‌ی اول باید اهداف اصلی حملونقل محقق شود که معمولاً شامل موارد زیر هستند:
مواد سالم به مقصد برسند و خطری وجود نداشته باشد.
مواد مطابق زمان‌بندی تعیین شده به مقصد برسند.
مواد در حجم و مقدار تعیین شده به مقصد برسند و نیازی به جابه‌جایی‌های مکرّر نباشد.
تا حد امکان به فضای کم‌تری برای ذخیره‌سازی مواد نیاز باشد تا از هزینه‌های انبار کردن و جابه‌جایی مواد کاسته شود.
روشی که برای حملونقل مواد انتخاب می‌کنیم باید این خواسته‌ها را برآورده کند و در عین حال کمترین هزینه را داشته باشد. البته توجه کنید که این هزینه‌ها ترکیبی از ثابت و متغیر هستند و برای بررسی آن‌ها باید بازه‌ی زمانی مشخصی را تعیین کرده باشیم (مثلاً دو یا پنج یا ده سال) تا مشخص شود که مجموع هزینه‌ها برای کدام روش صرفه‌ی اقتصادی دارد.
برای تکمیل بخش اول درس می‌خواهیم به دو سؤال پرتکرار در مورد مفهوم Material Handling اشاره کنیم که کمک می‌کند در مطالعه‌ی منابع دیگر دچار مشکل نشوید.
۱- تفاوت Material Handling با Material Transportation چیست؟
هر دو کلمه‌ی Transportation و Handling در منابع فارسی “حمل و نقل” ترجمه می‌شوند اما عموماً Transportation برای جابه‌جایی در مسافت‌ها طولانی‌تر و هنگام استفاده از کانال‌های جاده‌ای و ریلی و هوایی و دریایی استفاده می‌شود، مثلاً برای جابه‌جایی مواد از بندر عباس تا تهران یا از کارخانه‌ای به کارخانه‌ی دیگر عموماً از واژه‌ی Transportation استفاده می‌کنیم اما به هر حال چنین حمل‌ونقل‌هایی هم در قلمرو Material Handling هستند و نیازی به بررسی جداگانه‌‌ی آن‌ها نداریم اما عکس آن صادق نیست و اگر کتابی در مورد Transportation بخوانیم احتمالا به جابه‌جایی‌های کوتاه و تجهیزاتی مثل کانوایرها و قرقره‌ها اشاره نمی‌کند.
۲- تفاوت Material Handling با Machine Handling چیست؟
Machine Handling بخش کوچک‌تری از Material Handling است که فقط حملونقل مواد با تجهیزات مکانیکی مثل قرقره‌ها و لیفتراک‌ها و جرثقیل‌ها را بررسی می‌کند، در حالی که شاید بعضی حمل‌ونقل‌ها به‌صورت دستی انجام شوند که در Material Handling آن‌ها را هم مطالعه می‌کنیم اما در Machine Handling بررسی نمی‌شوند.
چرا بررسی وضعیت حملونقل مواد در کارخانه ضروری است؟
اگر درس‌های طرح‌ریزی را خوانده باشید با مطالعه‌ی موضوعاتی مثل جریان مواد و و ملاحظات تهیه‌ی طرح (مطرح شده در فاز اول) و طرح‌ریزی جزئیات (فاز دوم طرح‌ریزی) و الگوهای جریان، اهمیت روش‌های حملونقل مواد را می‌دانید اما دوباره آن‌ها را در قالب یک فهرست مرور می‌کنیم:
زمانی فالیت‌های کارخانه به درستی انجام می‌شود که مواد مورد نیاز بخش‌ها و ایستگاه‌ها به موقع در اختیارشان قرار بگیرد.
کمبودهای سیستم حملونقل باید توسط کارگران جبران شود و به‌صورت غیرمستقیم باعث افزایش هزینه‌های منابع انسانی می‌شود.
روش‌های مناسب جابه‌جایی و انبار کردن مواد باعث کاهش خسارات و حوادت می‌شود.
استفاده از حامل‌های مناسب (مثل جعبه و پالت) و تجهیزات مناسب (مثل کانوایرها و لیفتراک‌ها) باعث کاهش فضای مورد نیاز و هزینه‌های مربوط به آن می‌شود.
این مزایا زمانی به دست می‌آیند که سیستم حملونقل کارآمدی وجود داشته باشد وگرنه معایب زیر پررنگ‌تر می‌شوند:
افزایش هزینه‌های سرمایه‌گذاری و تعمیرات و نگهداری
کاهش انعطاف‌پذیری کارخانه (مخصوصا بعد از استقرار تجهیزات انتقال مواد)
افزایش زمان بیکاری ایستگاه‌ها به واسطه‌ی عملکرد نامطلوب سیستم انتقال مواد
ارکان سیستم حملونقل
آقای موتر در کتاب Systematic Handling Analysis به سه رکن اساسی برای حملونقل مواد اشاره می‌کند که مواد (Materials)، حرکات (Moves) و روش‌ها (Methods) هستند و برای تحلیل آن‌ها می‌توانیم سوالات زیر را مطرح کنیم:
۱- چه موادی را قرار است جابه‌جا کنیم؟ (مواد)
۲- مسیر و مبدأ و مقصد جابه‌جایی‌ها چیست؟ (حرکات)
۳- از چه روش‌هایی برای جابه‌جا کردن مواد استفاده کنیم؟ (روش‌ها)
در ادامه با هر کدام از این ارکان آشنا می‌شوید.
۱- مواد
تفاوت مشخصات فیزیکی مواد مثل حالت (جامد، مایع و گاز) یا شکل و ابعاد و وزن آن‌ها باعث می‌شود که به روش‌ها و تجهیزات متفاوتی برای انتقال نیاز داشته باشند، همچنین ممکن است زمان‌بندی جابه‌جایی بعضی مواد مشابه باشد یا جابه‌جایی آن‌ها خطرناک باشد (مثل مواد منفجره یا سمی) یا ملاحظات مشترکی داشته باشند.
به همین علت یکی از مهم‌ترین و کلیدی‌ترین اقداماتی که برای تجزیه و تحلیل حملونقل انجام می‌شود، گروه‌بندی مواد است تا بتوانیم شرایط مورد نیاز هر گروه را جداگانه بررسی کنیم؛ در درس دوم تمام تمرکزمان روی همین مساله خواهد بود.
۲- حرکات
برای طراحی سیستم حملونقل باید نحوه‌ی حرکت مواد را بدانیم که شامل اطلاعات زیر می‌شود:
نقاط بارگیری و تخلیه‌ی مواد یا همان نقاط مبدأ و مقصد.
مسیر حرکت مواد از نقاط مبدأ به نقاط مقصد که شاید مستقیم باشند (مثل حملونقل با نوارنقاله‌ها) یا در مسیر راه پله‌ها و راهروها و تونل‌ها جابه‌جا شوند.
ویژگی‌ها و مشخصات مسیرها مثل ارتفاع سقف، روباز یا روبسته بودن، پهنای راهروها یا جنس کف‌پوش‌ها و موارد دیگری که در انتخاب تجهیزات و روش‌های جابه‌جایی مؤثر هستند.
شدت جریان مواد میان نقاط مبدأ و نقاط مقصد.
تعداد دفعات جابه‌جایی گروه‌های مختلف مواد.
مقدار یا حجم مواد در هر جابه‌جایی
میزان تکرار جابه‌جایی‌ها (پیوسته، دوره‌ای، موردی)
زمان‌بندی جابه‌جایی‌ها، مثل بازه‌های زمانی مشخص یا وابسته کردن سرعت حملونقل با عملکرد ماشین‌آلات و اپراتورها (مثل روش جابه‌جایی مواد در بعضی خطوط مونتاژ)
سیاست‌ها و مقررات حاکم بر تجهیزات انتقال که ممکن است از طرف مدیران یا آیین‌نامه‌های ایمنی و بهداشت اداره‌ی کار وضع شده باشند و مجبوریم آن‌ها را در طراحی سیستم حمل ونقل رعایت کنیم.
بخش زیادی از این اطلاعات با تجزیه‌وتحلیل فرایندهای تولید استخراج می‌شوند که قبلا در درس‌های مجموعه‌ی جریان مواد بررسی کردیم، مثلاً می‌توانیم برای مشخص کردن توالی ایستگاه‌ها و عملیات از نمودار فرایند جریان (FPC) و برای تجزیه‌وتحلیل شدت جریان مواد از ماتریس From-To یا دیاگرام جریان و نمودار ارتباط بخش‌ها بر اساس جریان استفاده کنیم.
همچنین فواصل و مسیرها بر اساس نتایج طرح‌ریزی در فازهای اول و دوم طرح‌ریزی (مطابق دوره‌ی ویکی‌تولید) تعیین می‌شوند و به این ترتیب تمام اطلاعات مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل حرکات را می‌توانیم با کمک آموزه‌های دوره‌ی طرح‌ریزی تهیه کنیم.
با این‌که سیستم حملونقل مواد در بستر کارخانه پیاده‌سازی می‌شود اما نباید فراموش کنیم که خیلی وقت‌ها برای بهبود وضعیت آن، بخش‌هایی از طرح کارخانه را تغییر می‌دهیم یا برای تکمیل جزئیات (در فاز دوم طرح‌ریزی ویکی‌تولید) وضعیت حملونقل را بررسی می‌کنیم و به همین علت ارتباط آن‌ها را می‌توانیم دو سویه بدانیم.
اگر با روش‌های طرح‌ریزی آشنا نیستید، بهتر است قبل از ادامه‌ی مطالعه‌ی موضوعات حملونقل به درس‌های رایگان فاز اول طرح‌ریزی مراجعه کنید تا آمادگی بیشتری برای یادگیری داشته باشید.
۳- روش‌ها
موتر اعتقاد داشت که برای بررسی روش‌های حملونقل مواد باید به سه جنبه‌ی سیستم (System)، تجهیزات (Equipment) و واحد حملونقل (Transport Unit) توجه کنیم که در ادامه هر کدام را به‌صورت اجمالی بررسی می‌کنیم.
۱-۳- سیستم حملونقل مواد (System)
منظور موتر از سیستم حملونقل، روش به هم پیوستن حرکات مواد در بخش‌های مختلف کارخانه است که می‌تواند به یکی از حالت‌های زیر باشد:
سیستم مستقیم
در این ساختار برای جابه‌جایی مواد بین دو نقطه از کمترین فاصله‌ی میان آن‌ها (خط مستقیم) استفاده می‌شود و معمولا برای نواحی استفاده می‌شود که شدت جریان مواد زیاد و فاصله‌ها کوتاه یا متوسط باشند، تجهیزاتی مثل کانوایرها و جرثقیل‌ها برای پیاده‌سازی این سیستم کارایی دارند.
سیستم کانال
در این سیستم مواد در مسیرهای از پیش تعیین شده (مثل راهروها) حرکت می‌کنند که معمولاً فاصله‌ی مستقیم میان بخش‌ها نیست و بیشترین کارایی آن زمانی است که فاصله‌ها متوسط یا طولانی و شدت جریان اندک یا متوسط باشد، همچنین این ساختار راهکار مناسبی برای فضاهایی با شکل هندسی غیرمعمولی (مثلاً L شکل) است.
سیستم مرکزی
در این ساختار مواد از مسیرهای مشخص به یک ناحیه‌ی مرکزی (مثل محل بازرسی یا بسته‌بندی یا مونتاژ) منتقل می‌شوند و از آن‌جا به مقصد نهایی می‌روند. بیشترین کارایی این ساختار زمانی است که شدت جریان کم و فاصله‌ها متوسط یا طولانی باشد و برای پیاده‌سازی آن معمولاً به فضاهای مربعی شکل نیاز است.
قرار نیست که حتماً تمام حمل‌ونقل‌های کارخانه مبتنی بر یکی از این سیستم‌ها باشد بلکه معمولاً ترکیبی از آن‌ها در یک کارخانه استفاده می‌شود.
در ادامه نموداری را از کتاب Systematic Handling Analysis بازطراحی کردیم که توضیحات‌مان در مورد کارایی هر کدام از سیستم‌های حملونقل را به تصویر می‌کشد.
در این نمودار، مسافت بین هر دو نقطه در محور افقی و شدت جریان میان آن‌ها در محور عمودی نمایش داده می‌شود و همان‌طور که می‌بینید، هر چقدر مسافت‌ها کوتاه‌تر و شدت جریان بیشتر باشد، سیستم مستقیم کارایی بیشتری دارد و در فواصل طولانی و شدت جریان کم بهتر است از سیستم‌های کانال یا مرکزی استفاده کنیم؛ همچنین ناحیه‌ی زرد رنگ به این معناست که طرح‌ریزی وضعیت مناسبی ندارد و باید اصلاح شود، چون در یک طرح‌ریزی اصولی وقتی شدت جریان میان نقاط زیاد است باید آن‌ها را در نزیکی و مجاورت هم قرار دهیم.
۲-۳- تجهیزات حملونقل مواد (Equipment)
معمولاً بیشتر جابه‌جایی‌های کارخانه توسط تجهیزات کمکی مثل قرقره‌ها و نوارنقاله‌ها و جرثقیل‌ها و لیفتراک‌ها و گاری‌ها و تراکهای دستی و بازوهای روباتیک انجام می‌شود که به مجموعه‌ی آن‌ها تجهیزات حملونقل مواد یا Material Handling Equipment می‌گوییم.
در دوره‌ی حملونقل مواد بسیاری از این تجهیزات را بررسی می‌کنیم و به همین علت در این‌جا نیازی به توضیحات بیشتر نیست.
۳-۳- واحد حملونقل (Transport Unit)
مواد ممکن است به‌صورت فلّه‌ای، جداگانه یا در حامل‌هایی مثل جعبه‌ها و سبدها و پالت‌ها و ظرف‌ها جابه‌جا شوند که هر کدام از این حالت‌ها به تجهیزات متفاوتی برای حملونقل نیاز دارد، مثلاً محصولاتی مثل گندم و آرد و سیمان و پودر چوب را می‌توانیم توسط لوله‌ها و کانال‌ها به‌صورت فلّه‌ای جابه‌جا کنیم یا برای حملونقل قطعات بزرگ می‌توانیم آن‌ها را به‌صورت جداگانه توسط جرثقیل به نقطه‌ی مورد نظرمان منتقل کنیم.
در دوره‌ی حملونقل با تمام این حالت‌ها و تجهیزات مورد نیازشان و حامل‌های مختلف آشنا می‌شوید و به این ترتیب می‌توانید در مورد تمام جنبه‌های مربوط به روش حملونقل (سیستم و تجهیزات و واحد انتقال) تصمیم‌گیری کنید.
درسی که خواندید از مجموعه‌ی حملونقل مواد بود؛ این مجموعه بخشی از دوره‌ی طرح‌ریزی کارخانه است.
درسی که در این برگه مطالعه کردید: مقدمه‌ی حملونقل مواد (Material Handling)
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.