مدیریت ماشین آلات راهسازی و معدنی با استفاده از مدل تجمیع هزینه ها

[XMEHRDADX 7,514]

 

اشاره: مقاله‌اي كه در ادامه مي‌خوانيد در كنگره بين‌المللي معدن (26 تا 29 مهر در تهران) ارائه شده است. نظر به نكات مهم ارايه شده در آن، چاپ آن را براي خوانندگان محترم خالي از فايده نیست.

 

خلاصه مقاله

 

امروزه مديريت ماشين‌آلات راه‌سازي از آنجايي كه با مؤلفه‌هاي پيچيده‌اي روبه‌روست، از مشاغل مشكل مديريتي به شمار مي‌رود. مولفه‌ها و متغيرهايي مانند: مديريت منابع، حسابداري، مهندسي، تدوين خط‌مشي و پيش‌بيني وضعيت حال و آينده. هدف از اين تحقيق، شناسايي و تشريح ابزاري است كه بوسيله آن يك مدير ماشين‌آلات راه‌سازي و معدني بتواند در يك حاشيه امنيت مناسب اقدام به تصميم‌گيري درخصوص: خريد ماشين ـ بازسازي ماشين ـ تعميرات ـ جايگزين كردن ـ اسقاط كردن و غيره كند. اميد است بوسيله چشم‌اندازي كه اين تحقيق فراوري مديران ماشين‌آلات قرار مي‌دهد، بتوانند با مشاهده نقاط بحراني تعمير و نگهداري ماشين‌آلات راه‌سازي و معدني، مناسب‌ترين تصميم را اتخاذ كنند. غالبا مالك ماشين با تصميمات اقتصادي پرهزينه و دشواري روبه‌روست. هزينه‌هايي از قبيل: هزينه‌هاي مالكيت و نگهداري، هزينه‌هاي تعميرات، پيش‌بيني زمان جايگزيني ماشين، و غيره. هدف اين تحقيق، شناسايي و تبيين يك مدل رگريسيون است تا به وسيله آن بتوان هزينه‌هاي تعميرات ماشين را برحسب ساعات كاركرد، پيش‌بيني كرد. اطلاعات بدست آمده در اين تحقيق از 270 ماشين راه‌سازي كه مربوط به 4 شركت متفاوت هستند، استخراج شده و در اين خصوص 19 مدل خطي و غيرخطي متناسب با اين داده‌ها مورد ارزيابي قرار گرفت و در نهايت يك معادله از 19 مدل فوق، بعنوان بهترين مدل، انتخاب شد. در پايان تحقيق و با استفاده از اطلاعات مذكور دو برنامه كامپيوتري در نرم افزار صفحه گسترده طراحي شده كه با استفاده از آنها مي‌توان زمان بازسازي و عمر بهينه اقتصادي ماشين را پيش‌بيني كرد.

[XMEHRDADX 7,514]

طبقه‌بندي هزينه‌ها در ماشين‌آلات راه‌سازي و معدني

 

در مقدمه بحث لازم است خوانندگان با مفهوم اساسي موضوع مديريت ماشين‌آلات راه‌سازي آشنا شوند. در اين بخش مقدمه‌اي از اصول اوليه اين بحث را بيان خواهيم كرد، سپس با وارد شدن به مفاهيم تخصصي‌تر موضوع را ادامه خواهيم داد. در ابتداي بحث لازم است با موضوع هزينه‌ها آشنا شويم.

 

هزينه‌هاي مالكيت، هزينه‌هايي هستند كه با گذشت زمان همچنان وجود خواهند داشت، مانند هزينه‌هاي بيمه و ماليات. هزينه‌هاي مالكيت و نگهداري، بهترين مثالي است كه مانند يك تقويم شرح مي‌دهد كه در چه مقاطعي از ماشين استفاده نمي‌شود. در يك بازه زماني طولاني‌تر مي‌توان به يك مقطع زماني برخورد كرد كه ميانگين هزينه نگهداري ماشين در كمترين سطح خود است و برعكس آن مي‌توان به محدوده‌اي برخورد كرد كه ميانگين هزينه‌هاي يك ماشين در يك مقطع كوتاه بصورت نسبي زياد است.

 

در فرآيند راه‌اندازي ماشين‌آلات ما با هزينه‌هايي روبه‌رو هستيم كه به آن هزينه‌هاي راه‌اندازي (عملياتي) مي‌گويند و عبارتست از هزينه‌هايي كه بصورت روزانه و در خلال استفاده از دستگاه بايد پرداخت شود. اگر دستگاه درحالت بيكاري باشد، اين هزينه صفر است و اگر دستگاه بمدت زيادي روزانه كار كند، اين هزينه بصورت تصاعدي بالا خواهد رفت، لذا اين هزينه‌ها مي‌توانند، بهترين تعريف براي واحد انجام كار باشند.

 

برخي از اين هزينه‌ها كم، اما دائمي هستند، مانند هزينه سوخت و هزينه نگهداري، اما از طرفي برخي ديگر از اين هزينه‌ها كه مبلغ بيشتري را شامل مي‌شوند، هزينه‌هاي دوره‌اي هستند مانند: هزينه خريد تايرها، هزينه تعميرات دوره‌اي و بازسازي. ميانگين هزينه‌هاي بهره‌برداري در زماني كمينه است كه دستگاه نو باشد. بتدريج هرچه عمر دستگاه بيشتر شود، اين هزينه‌ها بيشتر خواهد شد.

 

افزايش هزينه‌هاي نگهداري، همزمان با افزايش هزينه‌هاي بهره‌برداري، ما را با مفهوم عمر اقتصادي بيشتر آشنا مي‌سازد. اين مفهوم بصورت تئوريك بيانگر عمر بهينه ماشين است و عبارتست از مدت زماني‌كه در آن، تركيب ميانگين هزينه‌هاي نگهداري و راه‌اندازي در كمترين حد قرار داشته باشند.

 

براي تجزيه تحليل دقيق عمر اقتصادي، بايد به درك صحيحي از رفتار متغيرهاي هزينه‌هاي مرتبط با نگهداري و راه‌اندازي نائل شويم.

 

 

اهداف تحقيق

 

در اين تحقيق سعي ما برآن است تا به اهداف زير نائل شويم:

 

1. اطلاعات مربوط به تعمير و نگهداري ماشين‌آلات راه‌سازي را جمع‌آوري و قاعده‌مندكنيم.

 

2. با استفاده از يك متدولوژي تحليلي موارد زير را مشخص كنيم:

 

• استفاده از اطلاعات جمع‌آوري شده

 

• نمايش رگريسيون‌هاي مهم درتوابع هزينه‌هاي تعميرات و عمر ماشين

 

• تعيين مقادير معني‌دار اين رگريسيون

 

3. تعيين يك متدولوژي براي تركيب معادلات رگريسيون جهت تشريح فرضيه سوم (ccm) در اين صورت مي‌توان بصورت جبري شاخص مجموع هزينه (cci) را بدست آورد:

 

4. تفسير اينكه چگونه مي‌توان از ccm براي فرآيند تصميم‌سازي ماشين‌آلات اقتصادي بهره گرفت.

 

 

فرضيات

 

در اينجا به فرضياتي اشاره خواهيم كرد كه قبل از شروع تحقيق لازم است يادآوري كنيم. شرح تفصيلي اين فرضيات شامل موارد زير است:

 

5. داده‌هاي اخذ شده از ماشين‌آلات عموما بسته به نوع و گروه ماشين‌ها طبقه‌بندي مي‌شوند.

 

6. داده‌هاي جمع‌آوري شده با استفاده از روش‌هاي قابل اطمينان جمع‌آوري شده‌اند.

 

7. سعي هر شركت بر اين است كه خدمات يكساني براي ماشين‌آلات خود ارايه كند.

 

8. مجموع ساعات كاركرد ماشين‌آلات بعنوان متغير رگريسيون بكار مي‌رود.

 

9. مجموع هزينه‌هاي تعمير و نگهداري بعنوان يك متغير وابسته از مركز منحني توزيع نرمال معادله رگريسيون در محدوده بالاي ساعات كاركرد استخراج مي‌شود.

 

10. واريانس اين متغير وابسته، فرض مي‌شود كه در بازه زماني طول عمر ماشين و در مواردي كه داده‌هاي كافي ارايه نشده باشد، ثابت است.

 

11. مجموع هزينه‌هاي تعميرات براي هر ماشين وقتي صفر است كه ساعات كاركرد ماشين صفر باشد.

 

12. داده‌هاي جمع آوري شده ماشين‌آلات درحالت كلي: به‌طور كلي مي‌توان گفت كه هيچ ابزار آماري را نمي‌توان يافت كه به‌وسيله آن و بدون هيچ‌گونه نقص بتوان، نتايج دقيقي از يك مساله علمي را مشاهده كرد. از اين رو فقط مي‌توان گفت نتايج اين تحقيق مي‌تواند تا مقدار زيادي به واقعيت نزديك باشد، نه دقيقا.

[XMEHRDADX 7,514]

اقتصاد ماشين‌آلات

 

آنچه كه در مباحث قبلي اشاره شد، در واقع سه مرحله كلي از چرخه حيات ماشين‌آلات راه‌سازي است: خريد، استفاده و فروش.

 

در فرآيند خريد، بعنوان اولين مرحله، يك مدير هنگامي مبادرت به اين تصميم مي‌گيرد كه امكان هزينه كردن سرمايه زيادي را در اين بخش داشته باشد. تصميم به راه‌اندازي و استفاده از ماشين بلافاصله بعد از خريد ماشين و به هدف راه‌اندازي هرچه ارزان‌تر ماشين، كاهش هزينه‌هاي تعمير و نگهداري و افزايش بهره‌وري، صورت مي‌گيرد. بعنوان آخرين مرحله، فرآيند فروش موقعي صورت مي‌پذيرد كه در چرخه حيات ماشين به نقطه‌اي برسيم كه از آن نقطه به بعد، نگهداري ماشين، توجيه اقتصادي نداشته باشد.

 

بصورت مجزا شايد درك هر يك از تصميمات فوق آنقدر مشكل نباشد، اما پيچيدگي‌ها و متغيرهاي مرتبط با هر يك كار را قدري مشكل مي‌كند. شايد براي خريد يك ماشين جديد، هزينه‌هاي اپراتوري و كاهش عمر مفيد يك دستگاه ناچار بهاي سنگيني را بخواهيم پرداخت كنيم. بعنوان مثال ممكن است با افزايش هزينه بهره‌برداري از دستگاه به اين نتيجه برسيم كه بايد تصميم به فروش بگيريم، اما تصميمات تعميراتي در سطح بعدي اتخاذ مي‌شود. وقتي كه ماشين يا يكي از اجزاي آن آسيب ببيند در اين حالت ماشين مجددا بايد به حالت حاضر به كار درآيد.

 

تصميم به بازسازي و نوسازي مجدد ماشين موقعي اتخاذ مي‌شود كه به پايان عمر مفيد كاري ماشين نزديك مي‌شويم، در اين حالت مديريت مطلوب ماشين‌آلات، اقتضا مي‌كند تا تصميم به جايگزيني ماشين كنيم. غالبا چنين تصميماتي چند وجهي هستند، چون مستقيما تحت تاثير كميت‌هاي سرمايه‌گذاري و سودآوري قرار دارند. در اين بخش به دو دسته از اين تصميمات خواهيم پرداخت:

 

دسته اول عبارتست از آن دسته تصميماتي كه ماهيت عملياتي دارند، مانند: چگونه مي‌توان كارآيي ماشين‌آلات را افزايش داد؟ و دسته دوم تصميمات آنهايي هستند كه ماهيت مكانيكي دارند، مثلا چگونه مي‌توان از كارآيي ماشين اطمينان حاصل كرد؟ در اين مقاله سعي ما بر آن است كه روي مباحث اقتصادي ماشين‌آلات تمركز بيشتري كنيم.

 

 

ارزيابي و تبيين تئوري‌هاي مربوط به برآورد هزينه تعميرات ماشين‌آلات راه‌سازي و معدني

 

1) تئوري كاهش هزينه: اين تئوري را مي‌توان براحتي بصورت يك نمودار گرافيكي نمايش داد. هزينه‌هاي مرتبط با ماشين‌آلات را عموما مي‌توان به دو دسته كلي تقسيم‌بندي كرد: هزينه‌هاي مالكيت (هزينه‌هاي اوليه) و هزينه‌هاي راه‌اندازي (هزينه‌هاي ثانويه). ميانگين هزينه مالكيت كه براي هر ماشين پرداخت مي‌شود به ازاي گذشت زمان، كاهش مي‌يابد. به عبارت ديگر بيشترين هزينه‌اي كه براي مالكيت يك ماشين پرداخت مي‌شود، در هنگام خريد به مالك آن تحميل مي‌شود. با گذشت زمان، قيمت خريد ماشين در يك گستره زماني سرشكن خواهد شد، بنابراين ميانگين هزينه‌هاي مالكيت سيري نزولي خواهد داشت.

 

ميانگين هزينه‌هاي راه‌اندازي، با گذشت زمان يك سير صعودي خواهد داشت. بعبارت ديگر يك ماشين نو، بندرت ممكن است نياز به تعميرات داشته باشد، اما يك ماشين در حين انجام كار ممكن است، نياز به تعميرات مكرر داشته باشد.

 

2) تئوري بيشينه كردن سود: تئوري ديگري كه درخصوص راه‌حل، چگونگي جايگزيني ماشين‌آلات ارايه شده، تئوري بيشينه كردن سود است كه توسط ‌هارولدها تلينگ (Hotelling-1925) ارايه شد. در شكل زير اين تئوري بصورت يك نمودار گرافيكي بيان شده است.

 

در اين شكل سه منحني ترسيم شده، منحني هزينه كل، منحني درآمدها و منحني سود. ميانگين درآمدها براساس درآمدهاي حاصله از دارايي‌هاي يك شركت بدست مي‌آيد و ميانگين سود از اختلاف بين ميانگين درآمدها و ميانگين هزينه‌ها، بدست مي‌آيد. بهينه‌ترين نقطه عمر اقتصادي ماشين وقتي است كه: منحني سود در بيشينه‌ترين حالت خود قرار دارد.

 

3) تئوري محدوده تعميرات: اين تئوري كه با تئوري‌هاي پيشين ماهيتا تفاوت دارد در سال 1967 توسط هاستينگ مطرح شد (Hastings 1967) و به تئوري محدوده تعميرات معروف است است. اين تئوري مشخص مي‌كند كه «محدوده مالي كه صرف تعميرات يك ماشين مي‌شود، در يك بازه زماني چقدر است و چه ارتباطي بين اين هزينه و نوع ماشين، عمر ماشين و موقعيت جغرافيايي كاركرد ماشين وجود دارد».

 

4) تئوري نيكولز (Nichols): هربرت نيكولز در سال 1976 در كتاب خود با نام حركت زمين (Moving The Earth) بصورت تحليلي، مدلي را ارايه كرد كه هزينه تعميرات را پيش‌بيني مي‌كرد.

 

وي در اين كتاب بيان كرد كه هزينه تعميرات در ساعت را با استفاده از فاكتورهاي: نوع ماشين، مجموع ساعات كاركرد، سال‌هاي مفيد كاري، حرارت و شرايط كاركرد، كيفيت نگهداري، نوع استفاده، سبك اپراتوري و سرعت كار مي‌توان بدست آورد.

 

اين فاكتورها را ابتدا در يكديگر ضرب و سپس در يك هزارم قيمت خريد ماشين ضرب مي‌كنيم تا هزينه يك ساعت بدست آيد. ضريب هزينه تعميرات نيكولز بعنوان يك تابع خطي با گذشت ساعات كاركرد، افزايش مي‌يابد.

 

هريك از نظريه‌هاي فوق شايد به تنهايي نتوانند پاسخگويي جنبه‌هاي متفاوت و تركيب كردن آنها در يك مجموعه، به پاسخگويي جنبه‌هاي متفاوت موضوع باشند، اما تئوري مجموع هزينه‌ها، به پاسخگويي به سوال فوق مي‌پردازد. اين تئوري در سال 1980 توسط پروفسور مايك ورستر (Mike.Vorster-1980) ارايه شد.

 

معرفي مدل مجموع هزينه‌ها: اين مدل برخلاف ساير مدل‌ها، با داشتن ويژگي نمايش گرافيكي، اين امكان را فراهم مي‌كند كه در خصوص نحوه تغييرات مجموع هزينه‌ها، ميانگين هزينه‌ها و هزينه‌هاي بحراني به درك بهتري نائل شويم.

 

از اين مدل همچنين مي‌توان مفاهيم كمينه كردن هزينه‌ها و يا بيشينه كردن سود را استخراج كرد. مدل مجموع هزينه‌ها همچنين به روشني، سه مرحله عمر اقتصادي ماشين شامل: خريد، راه‌اندازي و فروش را نيز نمايش مي‌دهد.

[XMEHRDADX 7,514]

 

مدل مجموع هزينه‌ها و كمينه‌كردن هزينه‌ها (Vorster- 1980)

 

بهينه‌ترين نقاط در دو تابع فوق به وسيله مماس هندسي منحني هزينه‌ها بدست مي‌آيد. در روش كمينه‌كردن هزينه‌، با استفاده از يك مماس افقي روي منحني ميانگين هزينه‌ها، مقدار بهينه هزينه (T*) و عمر بهينه اقتصادي دستگاه (L*) بدست مي‌آيد. در مدل مجموع هزينه‌ها، جهت تعيين خط مماس، از مركز مختصات خطي مماس بر منحني ترسيم مي‌كنيم.

 

براي تعيين مقدار T* بايد شيب خط مماس را در نقطه تماس بدست آوريم. براي محاسبه ميانگين هزينه‌راه‌اندازي (Tt) در يك زمان معين (t) در مدل كمينه كردن هزينه به روش زير عمل مي‌كنيم: از نقطه t و بصورت عمودي خطي افقي ترسيم مي‌كنيم تا محور هزينه را در يك نقطه قطع كند، شيب خط فوق بيانگر مقدار (Tt) است.

 

درخصوص محورهاي مختصات نمودار فوق لازم به ذكر است كه مقادير اعداد محور افقي (عمردستگاه) مي‌تواند با استفاده از ساعات كاركرد دستگاه و مقادير اعداد محور عمودي بيانگر مجموع هزينه‌هاي مالكيت و راه‌اندازي هستند.

 

 

متدولوژي تحقيق

 

تجزيه و تحليل اطلاعات: هدف از اين بخش، انتخاب يك مدل آماري براي تجزيه، تحليل اطلاعات مربوط به شاخص مجموع هزينه‌ها و مجموع ساعات كاركرد در ماشين‌آلات است. مطابق الگوي فوق با استفاده از چهار مجموعه اعدادي كه از 17 ناوگان ماشين‌آلات بدست مي‌آوريم، مي‌توان به يك معادله رگريسيون مناسب، دست يابيم. اكنون در اين بخش با انتخاب يك مدل آماري و با استفاده از ارقامي كه از فصل قبلي استخراج كرديم، به بحث و بررسي درخصوص حوزه‌هاي اصلي زير خواهيم پرداخت:

 

ـ تجزيه، تحليل مقدماتي اطلاعات

 

ـ تجزيه، تحليل اوليه اطلاعات

 

ـ انتخاب مدل آماري

 

ـ انتخاب مجموعه ارقام

 

ـ بررسي نتايج و عملكرد مدل آماري

 

 

رگريسيون‌هاي مقدماتي

 

در ادامه تحقيق ،كليه مجموعه اعداد نهايي و مدل‌هاي انتخابي را مورد بررسي و تجزيه، تحليل قرار مي‌دهيم. در اين راستا همه مدل‌هاي انتخابي را در فرآيند‌هاي آماري مختلف، پالايش كرديم. در ابتداي فصل تعداد احتمالات موجود شامل 1272 رگريسيون تقليل يافت و در نهايت يك مدل بعنوان بهترين گزينه، انتخاب شد.

 

از بين چهار مجموعه اعداد تحت بررسي، يك مجموعه اعداد انتخاب شد. مدل نهايي منتخب را بايد با استفاده از جفت ارقام مربوط به هر ماشين در محدوده بازده‌هاي زماني 500 ساعت كاركرد، مورد بررسي قرار داد.

 

همان‌طوري‌ كه در معادله فوق مشاهده مي‌شود اين معادله از دو مولفه b1x و b2x2 تشكيل شده كه در آن b1x جزو ثابت هزينه‌هاي تعميرات است. اين مولفه بيانگر اين است كه يك شركت چگونه هزينه‌هاي ضروري مربوط به يك ناوگان ماشين‌آلات خود را كنترل و مديريت مي‌كند. مقادير كم اين مولفه حاكي از اين مطلب است كه، يك شركت پول زيادي را به هزينه‌هاي تعمير و نگهداري فعاليت‌هاي روزمره خود اختصاص نمي‌دهد. در مقابل، مقدار زياد اين مولفه گوياي اين است كه يك شركت مقدار پول ثابتي را به ناوگان ماشين‌آلات خود اختصاص داده است.

 

مولفه b2x2 در معادله، نشانگر اين است كه يك شركت چگونه نـرخ رشد هزينه‌هايش را كنتـــرل مي‌كند. مقدار زياد اين مولفه، دلالت بر رشد سريع هزينه‌ها دارد و مقدار كم آن حاكي از مديريت مطلوب هزينه‌ها است. اين رشد هزينه‌ها عامل تعيين‌كننده‌اي براي تعيين عمر اقتصادي بهينه (L*) هر ناوگان است. مساله جالب توجه در اين خصوص، اين است كه رابطه معني‌داري را مي‌توان بين اين دو مولفه در هر ناوگان مشاهده كرد، به اين صورت كه در هر ناوگان به ازاي كاهش مقدار b1x شاهد افزايش b2x2 هستيم.

 

در پايان نتيجه مي‌گيريم كه:

 

«هرچه يك شركت در طول حيات خود، در بخـش مــربوط بــه تعمير و نگهداري ماشين‌آلات خــود سرمايه‌گذاري كند، باعث مي‌شود كه در اثر افزايش عمر اقتصادي ماشين‌آلات، نرخ رشد هزينه‌هاي شركت كاهش يابد.»

 

 

نتيجه‌گيري

 

هدف اين تحقيق شناسايي و تبيين يك مدل رگريسيون است تا به‌وسيله آن بتوان هزينه‌هاي تعميرات ماشين را برحسب ساعات كاركرد، پيش‌بيني كرد. اطلاعات بدست آمده در اين تحقيق از 270 ماشين راه‌سازي كه مربوط به 4 شركت متفاوت هستند، استخراج شده و در اين خصوص 19 مدل خطي و غيرخطي متناسب با اين داده‌ها مورد ارزيابي قرار گرفت و در نهايت يك معادله از 19 مدل فوق، بعنوان بهترين مدل، انتخاب شد.

لازم به ذكر است كه در پايان تحقيق يك برنامه كامپيوتري ارايه شده كه مديران ماشين‌آلات، با استفاده از آن برنامه و اطلاعات بدست آمده از ماشين‌آلات خود مي‌توانند، از آن بعنوان ابزاري براي جهت اخذ تصميمات اقتصادي بهتر، بهره‌مند شوند. متاسفانه بدليل محدوديت‌هاي موجود امكان معرفي اين برنامه در متن مقاله ميسر نشد. علاقمندان اين بحث براي دريافت اطلاعات تكميلي و دريافت رايگان اين برنامه، مي‌توانند با آدرس نويسندگان مقاله مكاتبه كنند.

 

 

 

مهندس مسعود حاتمي، كارشناس مركز تحقيقات شركت توليد تجهيزات سنگين (هپكو) ـ ايران

مهندس خديجه مفاخري، رئيس طرح و برنامه شركت توليد تجهيزات سنگين (هپكو) ـ ايران

نشریه توسعه و معدن شماره های 379 و380