شما در حال خواندن درس نمودار فرایند عملیات (OPC) از مجموعه‌ی جریان مواد هستید که بخشی از دوره‌ی طرح‌ریزی کارخانه محسوب می‌شود.

نمودار جریان عملیات یا OPC

نمودار فرایند عملیات یا Operation Process Chart فرایند و توالی عملیات برای تولید محصول و نقاط ورود و خروج مواد مختلف (مثل مواد خام یا ضایعات یا محصولات) را نشان می‌دهد، اما چه ارتباطی با جریان مواد دارد؟

جریان مواد همان مسیر حرکت‌ مواد از میان دپارتمان‌ها و ماشین‌آلات و ایستگاه‌های مختلف است که بخش زیادی از آن‌ها برای انجام عملیات (مثلاً تراشکاری یا ریخته‌گری یا پرس‌کاری یا مونتاژ) یا بازرسی هستند و OPC توالی آن‌ها را نشان می‌دهد، ضمن این‌که مشخص می‌کند در هر مرحله چه موادی به فرایند اضافه یا از آن خارج می‌شوند.

البته به‌ جز بخش‌های عملیاتی و بازرسی، ممکن است مواد در یک لیفتراک قرار بگیرند یا انبار شوند یا توسط یک روبات در وضعیت خاصی بمانند که همگی بخشی از جریان به حساب می‌آیند و اگر به نمودار OPC اضافه کنیم، نمودار دیگری به‌نام فرایند جریان (Flow Process Chart) تشکیل می‌شود. در حقیقت FPC  نسخه‌ی کامل‌تر و دقیق‌تری از OPC است که آن را هم در درسی جداگانه بررسی می‌کنیم.

توجه کنید که هر دوی این نمودارها، شامل توالی ایستگاه‌ها و محل ورود و خروج مواد هستند اما مسیر واقعی حرکت‌ را نشان نمی‌دهند و برای این مورد باید با الگوهای جریان مواد آشنا شوید که برای آن هم درس مستقلی داریم. (ورود به درس الگوهای جریان مواد)

آشنایی با اجزای اصلی نمودار OPC

اجزای اصلی OPC عبارتند از خطوط افقی و عمودی، علائم و جدول مشخصات که در ادامه با هرکدام آشنا می‌شوید.


علائم استاندارد در OPC

در OPC از علائم زیر برای نمایش جریان استفاده می‌شود:

علایم و نمادهایی که در OPC استفاده میشود (نمودار فرایند عملیات)

دو علامت اول برای نمایش عملیات و بازرسی‌ها هستند.

علامت سوم ترکیبی است و زمانی استفاده می‌شود که عملیات و بازرسی هم زمان یا در محل مشترکی انجام شوند، مثلاً قطعه‌ای ماشین‌کاری و همان‌جا اندازه‌گیری می‌شود تا اگر دقیق بود به بخش بعدی ارسال شود و هم‌زمانی تراش‌کاری و اندازه‌گیری را می‌توانیم با علامت سوم نشان دهیم.

علامت چهارم به معنای محل انبار است و در اصل برای FPC کارایی دارد اما گاهی هم در OPC استفاده می‌شود تا مشخص شود کدام ورودی‌های جریان از انبارها می‌آیند و کدام خروجی‌ها به سمت انبارها می‌روند.

به جز این موارد، محدودیتی در طراحی و استفاده از علائم جدید یا علائم دیگر نداریم، طوری که شاید یک طراح تصمیم بگیرد تا برای عملیات حرارتی به‌جای دایره‌ (به‌عنوان علامت عمومی عملیات) از سمبل دیگری استفاده کند تا از بقیه‌ی فعالیت‌ها جدا شود یا برای بازرسی چشمی به‌جای مربع از سمبلی شبیه چشم استفاده کند.

خطوط فرایند و مواد

در OPC خط مورب نداریم بلکه افقی یا عمودی هستند و کارایی هر کدام فرق می‌کند.

هر کدام از خط‌های عمودی، توالی عملیات و بازرسی برای تولید محصول (قطعه، مجموعه و …) مشخصی را نشان می‌دهند و به همین علت خطوط فرایند نامیده می‌شوند.

خط‌های افقی ورود و خروج مواد به فرایند تولید را نشان می‌دهند و به همین علت خطوط مواد نامیده می‌شوند.

در ادامه توضیحات مربوط به خط‌های افقی و عمودی را روی تصویر نشان دادیم که به درک بهتر آن کمک می‌کند.

معنای خطوط افقی و عمودی در OPC یا نمودار فرایند عملیات

مسیرهای طولانی و محدودیت فضا

همان‌طور که گفتیم هر خط عمودی نهایتاً به یک محصول ختم می‌شود اما اگر تعداد عملیات و بازرسی‌ها زیاد باشد تکلیف چیست؟ مخصوصاً که خیلی وقت‌ها باید این نمودارها را چاپ کنیم و ترجیح می‌دهیم که بهینه‌تر از فضای کاغذ استفاده کنیم.

در این شرایط می‌توانیم از شیوه‌های زیر برای نمایش استفاده کنیم و مسیر یک خط عمودی را در چند ستون مختلف نشان دهیم. البته نوشته‌ی زیر ستون (Continued Next Column) یک متن استاندارد و ثابت نیست و می‌توانیم هر چیز دیگری جای آن بنویسیم یا از متن فارسی استفاده کنیم.

نمایش فرایندهای طولانی ادامه دار در چند ستون

مراحل رسم نمودار جریان عملیات (OPC)

در ادامه روش ترسیم OPC را به‌صورت مرحله‌ای توضیح می‌دهیم.

۱٫ تعیین یک قطعه (محصول) برای آغاز ترسیم OPC

در قدم اول باید یکی از قطعات سازنده‌ی محصول را انتخاب کنیم تا نقطه‌ی آغازین رسم OPC باشد و نکات زیر به انتخاب‌مان کمک می‌کند:

اگر قطعه‌ای وجود دارد که سایر قطعات روی آن نصب می‌شوند یا زیرمجموعه‌ی آن هستند، همان را برای شروع انتخاب می‌کنیم.

اگر چند مجموعه یا قطعه‌ی مختلف و جدا از هم وجود دارد، مجموعه‌ای را انتخاب می‌کنیم که محصولات بیشتری زیرمجموعه‌ی آن باشند.

اگر قدم اول مبهم به نظر می‌رسد نگران نباشید،‌ تنها شرطی که باید رعایت کنید آن است که قطعه‌ی انتخاب شده زیرمجموعه‌ی محصول بزرگ‌تری نباشد یا اگر هست، قصد بررسی آن را در نمودارمان نداشته باشیم؛ با رعایت همین شرط ساده، حتی اگر انتخابتان ایده‌آل نباشد، نمودار به درستی رسم می‌شود.

به مرور و با کسب تجربه یاد می‌گیرید فرایندهایی را برای شروع انتخاب کنید که نهایتاً باعث نموداری منظم‌تر و شکیل‌تر شوند.

۲٫ نمایش مواد ورودی به اولین فرایند تولید


می‌خواهیم ترسیم نمودار را از قطعه یا مجموعه‌ای که در قدم اول انتخاب کردیم، شروع کنیم.

در مسیر تولید، حتماً باید موادی وجود داشته باشد که با پردازش یا اتصال آن‌ها به محصول نهایی برسیم و به صورت کلّی تمام خط‌های عمودی OPC با ورود مواد (خط‌های افقی) آغاز می‌شوند.

مثلاً تصویر زیر می‌تواند نقطه‌ی آغازین یک فرایند باشد که ورود ورق ۸ میلیمتری فولادی با DIN 1016 را نشان می‌دهد.

همان‌طور که می‌بینید عنوان ماده‌ی ورودی و استاندارد آن را بالای خط افقی نوشتیم، اما از شیوه‌های دیگری هم برای نمایش اطلاعات استفاده می‌شود.

اگر ماده‌ی ورودی یکی از محصولات کارخانه باشد، خط افقی که رسم کردیم از سمت چپ به فرایند تولید آن محصول متصل می‌شود، وگرنه مثل تصویری که در بالا می‌بینید از سمت چپ آزاد می‌ماند؛ این نکته را در مثال‌هایی که از OPC می‌نویسیم به وضوح می‌بینید.

۳٫ نمایش عملیات و بازرسی‌هایی که روی ماده‌ی ورودی انجام می‌شود

در تصویر زیر یک شفت مدل EKM با قطر ۲۴ میلیمتر وارد فرایند شده و به ترتیب عملیات روتراشی و آج‌زنی و رزوه‌زنی روی آن انجام شده است. همین نمودار را در قدم‌های بعدی تکمیل خواهیم کرد.

در تصویر بالا، زمان لازم برای روتراشی (Turning) را ۲٫۵ دقیقه منظور کردیم و معمول است که آن را در محل‌هایی که با آبی و قرمز مشخص کردیم بنویسند، اما همیشه این‌طور نیست و گاهی از روش‌های دیگری برای درج اطلاعات استفاده می‌کنند یا حتی گاهی از زبان فارسی برای نمایش توضیحات استفاده می‌شود.

همچنین نوع فعالیت‌ها (Turning،  Knurling، Threading، Dimensional Inspection) را در سمت راست علائم (دایره و مربع) مشخص کردیم و دپارتمانی که آن‌ها را انجام می‌دهد زیر آن نوشتیم.

اگر بخواهیم نام فرد یا گروهی که فعالیت‌ها را انجام می‌دهند اضافه کنیم، آن را زیر دپارتمان‌ها بنویسیم و برای نمایش مسافتی که مواد از فعالیتی تا فعالیت دیگر طی می‌کنند، می‌توانیم آن را در سمت چپ خط عمودی و در فاصله‌ی میان آن فعالیت‌ها بنویسیم. توجه داشته باشید که گاهی زمان یا مسافت میان چند فعالیت به‌صورت یک‌جا نوشته می‌شود (به‌جای نوشتن جداگانه).

۴٫ نمایش فرایند ساخت و ورود سایر محصولات زیرمجموعه

برای ادامه‌ی رسم نمودار لازم است که درک درستی از اقدامات انجام شده داشته باشیم. تا این لحظه، شفتی داریم که روی آن تراشکاری شده، از یک سمت رزوه خورده و از سمت دیگر آج‌زنی شده است اما در ادامه می‌خواهیم دیسکی روی آن قرار بگیرد و با مهره سفت شود، پس باید دیسک و مهره هم به فرایند اصلی اضافه کنیم.

از طرفی چون دیسک هم یکی از محصولات کارخانه است باید فرایند تولید آن هم در OPC رسم کنیم و به تصویری شبیه زیر می‌رسیم:

برای فرایند تولید دیسک، یک ورق فولادی ۸ میلیمتر وارد فرایند شده است و به شکل دیسک برش خورده، وسط آن سوراخ و عملیات حرارتی شده و نهایتاً در واحد نقاشی رنگ شده است؛ این قطعه‌ در آخر به فرایند اصلی (شفت) اضافه می‌شود.

در ادامه باید یک مهره به فرایند اصلی اضافه شود تا بتوانیم محصول نهایی را مونتاژ کنیم.

مثالی از رسم نمودار جریان عملیات یا OPC

۵٫ شماره‌گذاری فعالیت‌ها

نکته‌ای که هنوز از آن صحبت نکردیم اما در تصویر بالا دیده می‌شود، موضوع شماره‌گذاری فعالیت‌هاست.

روش‌های متفاوتی برای شماره‌گذاری وجود دارد اما روشی که انتخاب کردیم بر اساس نکات زیر است:

۱٫ برای شماره‌گذاری، عملیات‌را با حرف O نشان دادیم که از Operation گرفته شده و بازرسی‌ها را با حرف INS نشان دادیم که از Inspection گرفته شده است. اگر انبارها هم در نمودار داشته باشیم از S برای آن‌ها استفاده می‌کنیم که حرف اول Storage است.

گاهی از حروف در شماره‌گذاری استفاده نمی‌کنند و فقط عددها را می‌نویسند.

۲٫ شماره‌گذاری را برای هر نوع فعالیت (عملیات یا بازرسی یا انبار) جداگانه انجام دادیم. توجه کنید که اگر قصد شماره‌گذاری فعالیت‌ها در نمودار FPC را داشته باشیم، که فعالیت‌های بیشتری را در بر می‌گیرید، باید کارهایی مثل انبار کردن و حمل‌ونقل هم جداگانه شماره‌گذاری کنیم. در تصویر بالا سه عملیات آغازین را O1 و O2 و O3 و اولین بازرسی را با این که چهارمین فعالیت است، INS1 نام‌گذاری کردیم.

گاهی فعالیت‌ها را از هم جدا نکرده و همه‌ی فعالیت‌ها را به ترتیب شماره‌گذاری می‌کنند، در این حالت معمولاً از حروف هم استفاده نمی‌شود. مثلاً به‌جای O1 و O2 و O3 و INS1 می‌نویسند ۱ و ۲ و ۳ و ۴٫

۳٫ شماره‌گذاری‌ها به همان ترتیبی که نمودار را رسم می‌کنیم انجام می‌شود، یعنی ابتدا فعالیت‌های O1 و O2 و O3 و INS1 را شماره‌گذاری کردیم و چون در این نقطه دیسک به فرایند اضافه می‌شود، شماره‌گذاری را از فعالیت‌های مربوط به فرایند تولید دیسک ادامه دادیم.

خیلی وقت‌ها این ترتیب در شماره‌گذاری رعایت نمی‌شود.

اصلاح شماره‌گذاری‌ها

گاهی باید OPC یا FPC را اصلاح و فعالیتی را در میان فعالیت‌های دیگر اضافه کنیم. در این حالت ترتیب شماره‌‌ها تغییر می‌کند و می‌توانیم مثل شکل زیر از حروف کمکی استفاده کنیم:

اصلاح شماره‌گذاری‌ها در نمودار جریان عملیات و جریان فرایند

اگر به‌جای عملیات (O-1a)، یک فعالیت بازرسی اضافه می‌کردیم باید آخرین شماره‌ی بازرسی را مبنا قرار می‌دادیم، مثلاً اگر آخرین بازرسی (INS-2) بود باید بازرسی جدید را (INS-2 a) نام‌گذاری می‌کردیم و اگر بازرسی دیگری هم اضافی می‌کردیم (INS-2 b) نامیده می‌شد.

مثالی دیگر از OPC

برای بررسی دوباره‌ی هر آن‌چه گفتیم، مثال دیگری از OPC را از مستندات ASME بازطراحی کردیم و توصیه می‌کنیم آن را با دقت بررسی کنید.

مثالی کامل از نمودار جریان عملیات یا OPC

تعیین جزئیات نمودار

تا این لحظه با مواردی آشنا شدید که به‌صورت عمومی برای رسم تمام نمودارهای فرایند عملیات ضروری هستند، اما ملاحظات دیگری هم وجود دارد که به‌صورت موردی به آن‌ها نیاز داریم و عمومیت کمتری دارند.

نمایش خروج مواد از فرایند

همیشه عملیات تولید با ورود مواد آغاز می‌شود و در پایان، محصولی از فرایند به سمت انبار یا فرایندی دیگر خارج می‌شود که هر دو حالت را در مثال‌های قبل مشاهده کردید. با این حال بعضی مواد ممکن است قبل از اتمام فرایند خارج ‌شوند، مثلاً در طول فرایند یک تکه آهن به دو قسمت برش‌کاری شود و یکی از آن‌ها به‌عنوان ضایعات خارج می‌شود.

به‌صورت کلی برای نمایش خروج مواد، یک خط افقی در سمت راست فرایند رسم می‌شود.

اگر خروجی فرایند، ورودی فرایند دیگری باشد، خط خروجی را به آن متصل می‌کنیم و در غیر این‌صورت آن را رها کرده یا به نماد انبار متصل می‌کنیم.

البته توجه داشته باشید که ترتیب قرارگیری فرایندها باید طوری باشد که خروجی آن‌ها به سمت راست منتقل شود، برای همین در قدم اول تأکید کردیم که ترسیم نمودار از قطعه‌ای آغاز شود که زیرمجموعه‌ی قطعات دیگر نیست.

در نمودار زیر که از مثال‌های ASME است، خروج روکش توربین بعد از عملیات O-7 را به دقت ببینید:

مثالی از نمودار جریان عملیات فرایندی که در آن دمونتاژ انجام می‌شود.

در مورد ضایعات، اگر ورودی فرایندهای دیگری باشند (مثلاً پروسه‌ی بازیافت) یا به انبار منتقل شوند، می‌توانیم مطابق آن‌چه گفته شد عمل کنیم یا می‌توانیم به‌صورت کلّی خروج ضایعات را به شکل زیر نشان دهیم:

نمایش خروج ضایعات از فرایند در OPC

تداخل خطوط افقی و عمودی

در نمودار OPC تا حد امکان باید از تداخل خطوط افقی (مواد) و عمودی (جریان) خودداری شود اما گاهی در نمودارهای پیچیده چاره‌ای جز این نیست، در این حالت خطوط افقی به شکل زیر از روی خطوط عمودی عبور می‌کنند:

مسیرهای آلترناتیو

گاهی ممکن است چند مسیر مختلف وجود داشته باشد، مثلاً قطعه بازرسی شود و اگر ابعاد مناسبی داشت مستقیماً به انبار و در غیر این‌صورت به تراش‌کاری منتقل شود. (دو مسیر مختلف)

در این حالت مسیرهای جایگزین را به شکل زیر نمایش می‌دهیم:

نمایش مسیرهای آلترناتیو در نمودار جریان عملیات OPC

همان‌طور که می‌بینید بر اساس نتایج بازرسی اولیه (INS-1) سه مسیر مختلف پیش روی مواد قرار می‌گیرد که از یکی عبور می‌کنند و به فعالیت‌های‌ O-5 و INS-4 می‌رسند.

استفاده از یک محصول در چند فرایند

گاهی یک قطعه‌ در چند جای مختلف از یک فرایند استفاده می‌شود.

قبلاً یاد گرفتید که اگر این قطعه خارج از مرزهای سیستم تولید شده باشد، مثلاً خریداری یا برون‌سپاری شده باشد، ورود آن با یک خط افقی که یک سر آن باز است نشان داده می‌شود و زمانی که درون سیستم تولید شده باشد، یک خط افقی از انتهای فرایند تولید آن به فرایند جدید رسم می‌کنیم.

برای حالت دوم اگر قطعه در بخش‌های مختلفی از فرایند استفاده شده باشد، اتصال آن به نقاط مختلف باعث شلوغی نمودار می‌شود، پس می‌توانیم ورود اول را به‌صورت معمول (اتصال خط بین دو فرایند) نشان دهیم و برای دفعات بعدی ورودش را با خط یک سر باز (مثل قطعاتی که در کارخانه ساخته نمی‌شوند) نشان دهیم، با این تفاوت که در بخش توضیحات (بالای خط افقی) مشخص می‌کنیم که ماده‌ی ورودی توسط کدام فعالیت‌ها ساخته شده است، مثلاً می‌نویسیم SEE O-4 to O-8 یعنی برای مشاهده‌ی فرایند تولید آن به عملیات چهارم تا هشتم مراجعه کنید.

نمایش ورودهای متعدد یک قطعه به فرایند

نمایش تغییر واحد (تغییر حالت) در فرایند

فرض کنید که عملیات قرار است روی تکه چوبی با طول یک متر انجام شود. در یکی از مراحل، چوب به دو تکه‌ی ۴۰ سانتی‌متری و ۶۰ سانتی‌متری بریده می‌شود.

از این مرحله بعضی عملیات روی قطعه‌ی ۴۰ سانتی‌متری و بعضی‌های دیگر روی قطعه‌ی ۶۰ سانتی‌متری انجام می‌شود، پس در بخش‌هایی از فرایند شاهد تغییر حالت مواد هستیم.

در آخرین مثال از ASME تغییرات حالت مواد را به کرّات می‌بینید که برای آن از دو خط موازی استفاده شده است و میان آن‌ها نوشتیم که ادامه‌ی عملیات روی کدام بخش از قطعات انجام می‌شود.

یک مثال کامل برای نمودار جریان عملیات OPC

اگر می‌خواستیم این نمودار را به‌صورت کاغذی چاپ کنیم، آن را مطابق آموزشی که در ابتدای درس دادیم به چند ستون تقسیم می‌کردیم، اما چون نمودارها را در فضای وب می‌خوانید، این شیوه‌ی نمایش ساده‌تر است.

نمایش مقادیر شدت جریان‌

برای نمایش شدت جریان در نمودارهای OPC و FPC مطابق تصاویر زیر عمل می‌کنیم:

نمایش مقادیر شدت جریان در OPC و FPC

نمایش برگشت به عقب‌

برگشت به عقب یعنی جریان دوباره به یکی از ایستگاه‌های قبلی بازگردد، مثلاً قطعه‌ی ماشین‌کاری به واحد کنترل کیفیت فرستاده می‌شود و اگر ابعادش مناسب نبود باید دوباره به واحد ماشین‌کاری ارسال شود.

برای نمایش این وضعیت می‌توانیم مطابق تصویر زیر عمل کنیم:

برای جلوگیری از اشتباه برای مسیر برگشت از یک پیکان کوچک استفاده کردیم تا جهت آن را نمایش دهد.

نمایش فرایندهای پیچیده و شلوغ

ممکن است یک محصول شامل ده‌ها یا صدها قطعه‌ی مختلف باشد و هر کدام فرایندهای پیچیده و طولانی داشته باشند، در این حالت می‌توانیم شکل کلی جریان را مثل تصویر زیر نمایش دهیم و جزئیات هر مسیر عمودی (فرایند تولید هر قطعه) را جداگانه در صفحات یا برگه‌های دیگر رسم کنیم.

در تصویر زیر جهت مسیرها را هم نشان دادیم تا وضوح بیشتری داشته باشد.

نمایش فرایندهای شلوغ با Nested OPC

در تصویر بالا، چهار فعالیت اول برای همه‌ی فرایندهای ASM1 تا ASM4 تکرار می‌شود، اما هر کدام از آن‌ها شامل فعالیت‌های مستقل و متمایزی هستند که در مستندات دیگری نشان داده شده است، مثلاً ASM1 و ASM2 می‌توانند شبیه شکل زیر باشند: