طراحی سیستم یکپارچه تغذیه خطوط تولیدی در صنایع خودرو سازی با استفاده از فناوری RFID در محیط تولید ترکیبی ( Mix Production )

[Mehdi.Aref 26780]

علیرضا مقدمی شاد

شرکت سایپا – معاونت برنامه ریزی جامع تولید – کیلومتر 15 جاده مخصوص کرج

 

 

چکیده

موجودی ها همواره نقش بسیارمهمی در فرایندهای تولیدی یک سازمان داشته است . در یک فرایند تولیدی خوب و کارا نقطه ارزش زمانی است که موجودی در لحظه ای که بدان نیاز است در محلی ( ایستگاهی ) که قرار است در آن مصرف شود حاضر باشد در غیر اینصورت عدم حضور موجودی در آن لحظه سبب توقف خط و تحمیل خسارات سنگین ناشی از آن و حضور آن در موعدی زودتر از زمان نیاز سبب خواب سرمایه شرکت , به بار آوردن ضایعات بدلیل ازدحام موجودی ها و ... می شود لذا آرمان یک سیستم تغذیه خطوط , تغذیه خط درست به موقع نیاز ( JIT ) می باشد. این مقاله به ارائه مدلی یکپارچه جهت تغذیه خطوط تولید صنایع خودرو سازی خصوصا در محیطهای تولید ترکیبی ( Mix Production ) می پردازد.

1- مقدمه

 

مفهوم تولید در اغلب شرکتهای تولیدی در قالب یکی از فرایند های مونتاژ ( Assembly ) , ساخت ( Manufacturing ) و یا ترکیبی از ایندو در سطح شرکت , شناخته می شود . صنایع خودرو سازی با توجه به پروسه تولید خود جهت بکارگیری حداکثر ظرفیت سعی نموده اند تا کلیه فرایند های ساخت و مونتاژهای فرعی وابسته به آن را در قالب برون سپاری به بیرون سازمان هدایت نمایند . تامین قطعات نیز به تامین کنندگان بیشماری سپرده گردیده و تنها فعالیتهای مربوط به مونتاژ در سایت ( Plant ) اصلی انجام می پذیرد . در چنین فضایی تحت کنترل بودن پیوسته و مداوم سطح موجودی ها بر خلاف سایر محیطهای تولیدی از اهمیت شایانی برخوردار است . اغلب در چنین محیطهایی بدلیل سرمایه گذاری بسیار سنگین انجام پذیرفته , خطوط تولید بایستی بطور پیوسته مشغول تولید بوده و هر لحظه توقف خط ( خصوصا در موارد قابل جلوگیری نظیر موارد ناشی از کمبود موجودی ) زیانهای سنگینی وارد نموده و هزینه فرصت از

دست رفته بسیاری خواهد داشت .

توقف خط ناشی از کمبود موجودی می تواند به دو دلیل به وقوع بپیوندد :

الف – عدم وجود قطعه در انبارهای شرکت که این امر بایستی با برنامه ریزی های مناسب تامین و سفارشات که می تواند بر مبنای MRP[1] و یا الگوی VMI[2] باشد مرتفع شود .

ب - عدم تغذیه مناسب خط با وجود وجود قطعه در انبارهای شرکت که ناشی از عدم وجود یک سیستم یکپارچه تغذیه خطوط تولیدی می باشد .

در محیطهایی که تعداد قطعات محصول زیاد باشد ( نظیر خودرو سازی با حدود متوسط 4000 قطعه برای هر نوع خودرو ) پیچیدگی کترل فرایند توزیع قطعات بطور وحشتناکی افزایش خواهد یافت وکنترل موجودی قطعات در خطوط تولید اهمیت بسیاری خواهد یافت لذا وجود سیستمی جامع و یکپارچه که بتواند کلیه قطعات و وجود آنها با مشخصات مطلوب ( 3R ) را تحت کنترل مداوم داشته باشد اجتناب ناپذیر می نماید .

در چنین سیستمهایی بدلایل زیر امکان نگهداری موجودی به مقدار زیاد در محیط تولید جهت جلوگیری از توقف خط وجود نداشته و موجودی حتما بایستی در حدود مشخصی نگهداری شود .

1 - اندک بودن فضای انبارش کنار خطوط بدلیل نوع تکنولوژی تولید خودرو که ایستگاهها بایستی کنار یکدیگر طراحی شوند.

2 - بالا رفتن میزان ضایعات بدلیل ازدحام قطعات در محیط درهم فشرده تولید

3 – افزایش پیچیدگی فرایند توزیع قطعات بدلیل وجود حالتهای خاص نظیر ضایعات یا مردود شدن قطعات در حین فرایند تولید و لزوم تغذیه مجدد آنها بصورت سریع[3] . ] 1 [

لذا موجودی بایستی به میزان و سیکل برنامه ریزی شده خاصی از انبار خارج و در خطوط تولید تغذیه گردد . این امر نیاز مند رعایت R 3 ( Right Quantity , Right Place , Right Time ) می باشد بدین منظور قطعه بایستی در مقدار صحیح خود ( مقدار مورد نیاز ) در زمان برنامه ریزی شده در محل مورد نظر ( محل مصرف ) قرار داشته باشد تا خط به هیچ عنوان تهدید به توقف نگردد .

 

جدول شماره 1 - اثرات و تهدیدات سازمان در اثر عدم تغذیه صحیح

 

[TABLE=align: center]

[TR]

[TD]

[/TD]

[TD]Yes

[/TD]

[TD]No

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]Right Quantity

[/TD]

[TD]P

[/TD]

[TD]کمتر از حد نیاز : احتمال توقف خط

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]بیشتر از حد نیاز : تراکم موجودی در خطوط و احتمال ضایعات

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]Right Place

[/TD]

[TD]P

[/TD]

[TD]اضافه کار ناشی از جابجایی مجدد به محل صحیح

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]Right Time

[/TD]

[TD]P

[/TD]

[TD]زودتر از زمان نیاز : انباشتگی موجودی و احتمال ضایعات

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]دیرتر از زمان نیاز : توقف خط

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

 

فرایند کنترل موجودی خطوط تولیدی می تواند به عوامل انسانی سپرده شود اما خطاهای ناشی از اشتباههای عمکرد افراد بسرعت قابل شناسایی , ردیابی و پوشش نبوده و می تواند سبب توقف خط گردد.

در چنین فضایی لزوم استفاده از سیستمهای شناسایی خودکار ضروری می نماید . بطور کلی شناسایی خودکار و نگهداری داده ها (AIDC ) روشی است که طی آن تجهیزات خواه سخت افزای یا نرم افزاری قادر به خواندن و تشخیص داده ها بدون کمک گرفتن از یک فرد هستند.

یکی از جدید ترین مباحث مورد توجه جهت شناسایی افراد یا کالاها استفاده از سیستم شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی یا RFID

 

میباشد.

با استفاده از فناوری RFID براحتی می توان وضعیت موجودی ( سالم , ضایعاتی , مردود , حالت تعلیق کیفی[4] ) و مقدار آن در سالنهای تولیدی ( و همچنین کل سطح کارخانه ) را تحت نظر گرفت و برمبنای اطلاعات جمع آوری شده از این سیستم که خطایی بی نهایت اندک دارد نسبت به برنامه ریزی تغذیه خطوط تولید اقدام نمود.

[Mehdi.Aref 26780]

فناوری RFID :

RFID که مخفف سه واژه Radio Frequency Identification است؛ قادر به تبادل داده ها بوسیله برقراری اطلاعات بین یک Tag که به یک کالا ، شئ یا .. متصل شده است و یک بازخوان ( Reader ) می باشد.

سیستمهای RFID از سیگنالهای الکترونیکی و الکترو مغاطیسی برای خواندن و نوشتن داده ها بدون تماس بهره گیری می کنند.

Tag ها وسیله شناسایی متصل شده به کالا , شی یا فردی است که ما میخواهیم آن را رد یابی کنیم وبازخوان ها ( Reader ) ها وسایلی هستند که حضور برچسب ها را در محیط تشخیص داده و اطلاعات ذخیره شده در آنها را بازیابی می کنند.

 

مزایای استفاده از فن آوری RFID

مزایا استفاده از این تکنولوژی به شرح ذیل میباشد:

1.کاهش هزینه ها (کاهش فعالیت های دستی و افزایش سرعت)

2.اتوماسیون (بدون توقف)

3.کاهش خطا

4.کنترل فرایندهای غیر قابل رویت

5.امکان به روز رسانی بر چسب ها بدون دخالت دست

6.امنیت

7.یکپارچگی

 

نمونه کاربردهای RFID

 

- مدیریت بار مسافران :

شناسایی و کنترل بار و اثاثیه مسافران با استفاده از فرکانسهای رادیویی

هدف از بکارگیری فرکانسهای رادیویی جهت شناسایی و کنترل بار و اثاثیه مسافران، ترویج و توسعه فناوری RFID به منظور بهبود مدیریت و سازماندهی فرآیندهای مختلف اداره بار نظیر جداسازی، دسته بندی و حمل و نقل اثاثیه مسافران و جلوگیری از خسارات احتمالی یا مفقود شدن این محموله ها می باشد.

 

- مدیریت دام و گوشت

این Tag ها به منظور شناسایی حیوانات اهلی گم شده، مرتب کردن، مراقبت کردن و نگهداری پیشینه درمانی حیوانات اهلی بکار برده می شود.

 

- کنترل ورود و خروج وسایط نقلیه

استفاده از فن آوری RFID کنترل ورود و خروج وسایط نقلیه در محلهایی است که امنیت ورود و خروج ماشینها بسیار مهم و ضروری بنظر می رسد.

- مدیریت کتابخانه ها و کتاب ها

الف- جلوگیری از سرقت کتاب های موجود

ب- اجرای سیستم خودکار بازگشت و حتی خروج کتابها از کتابخانه

ج- پیگیری و کنترل چیدمان صحیح کتابها در قفسه های مربوط به خودشان

ج- پیگیری و کنترل چیدمان صحیح کتابها در قفسه های مربوط به خودشان

 

- کاربرد فن آوری RFID در مباحث پزشکی

ثبت و یا ذخیره سازی اطلاعات بیمار از قبیل نام و آدرس، تاریخ پذیرش و بستری و نیز نوع بیماری ،پزشک معالج ،نوع عمل جراحی و .... در پایین آوردن اشتباهات و خسارات جبران ناپذیر در بیمارستان نقش حیاتی دارد.

همچنین فرار و یا دزدیده شدن بیمار از بیمارستان با همین فن آوری تقریباً غیر ممکن بنظر می رسد.

جلوگیری ازجابجا شدن اطفالی که تازه بدنیا آمده اند از جمله کابردهای بسیار حساس این فن آوری میباشد. همچنین در محل های نگهداری دارو، با چسباندن برچسب داروها می توان از میزان مصرف و تاریخ مصرف داروها به راحتی باخبر شد . ] 2 [

 

2 – مرور ادبیات موضوع

هدف از ایجاد سیستم تغذیه خطوط ارسال قطعات در دسته های کوچک و بدون نقص به خطوط تولیدی می باشد . " این کار در بهترین حالت زمانی است که هر محموله با حواله مربوطه به همان حمل تغذیه گردد . " [5]

حواله مجوزی است که به انبار داده می شود تا قطعه بتواند طبق مقررات سازمانی از انبار خارج شود و حسابداری سازمان بر حسب قطعات خارج شده از انبار با حواله فوق الذکر قیمت تمام شده محصول را محاسبه خواهد نمود . در صورتی که کالایی مغایر با حواله صادر شده از انبار خارج و مصرف شود پدیده انحراف مصرف به وقوع خواهد بست . انحراف مصرف اغلب ناشی از نقص در سیستم اطلاعاتی می باشد و این بدین معناست که اطلاعات ثبت شده در سیستمهای اطلاعاتی با اطلاعات واقعی همخوانی ندارد . در نهایت سازمان به هنگام انبارگردانی با مغایرتهای وحشتناک در مورد موجودی کالاهای خود در انبار مواجه خواهد شد . انحراف مصرف سبب ایجاد موجودی کاذب در سیستمهای اطلاعاتی و ایجاد اختلال در برنامه ریزی تغذیه خواهد شد .

 

فرایند های تغذیه

فرایندهایی که در راستای دستیابی به هدف فوق بایستی توسط نیروهای عملیاتی تغذیه خطوط انجام پذیر عبارت است از :

بارگیری محموله جمع آوری شده در انبار ( Load ) ( بار انداز انبار ) - لیفتراک

ترانسفریا انتقال محموله بارگیری شده ( مسیر انبار تا سالن مربوطه ) – یدک کش

تخلیه محموله در فضای انبارکها ( Unload ) ( کنار خطوط تولیدی ) – لیفتراک

پخش و توزیع اقلام محموله در نواحی ایستگاهی ( درون سالن و جایگزینی در انبارکهای داخلی ) – لیفتراک

تغذیه هر ایستگاه بطور متوالی ( Feeding ) ( تعویض پالتهای خالی با پر در ایستگاهها ) – لیفتراک , دستی

جمع آوری و بازگرداندن ظروف و پالتهای درگردش به انبارها جهت استفاده مجدد ( لیفتراک – یدک کش – لیفتراک ) ] 1 [

 

اغلب جهت بالابردن کارایی سیستم تغذیه و حذف فشار بار کاری از انبارها فضایی نزدیک به خطوط تولیدی در نظر گرفته می شود که این فضا ناحیه لجستیک یا Logistics Area نامیده می شود . یک کارخانه بسته به تعداد خطوط تولیدی خود , میزان تولید هر خط , پراکندگی انبار ها و تعداد ناوگان حمل ونقل و تغذیه خود می تواند نواحی لجستیک متعددی داشته باشد . نقش و تاثیر و کارآمدی نواحی LA در سیستم های تولید مختلط بطور فزاینده ای افزایش می یابد.

الگوهایی که در این حالت می توانند مورد استفاده تغذیه خط قرا ربگیرند به وجود یا عدم وجود نواحی LA وابسته می باشند که عبارتند از :

 

1 – متمرکز [6]

در این حالت انبارها مواد را در بچهای بزرگ به درون ناحیه LA تغذیه نموده و در این ناحیه عمل بسته بندی مجدد ( Repacking ) صورت می پذیرد . انبار ها می توانند شارز موجودی نواحی LA را طبق یک سیکل کانبان و یا بر مبنای مدل VMI انجام دهند . در این حالت مرزهای سیستم تغذیه خطوط محدود به ناحیه ( نواحی ) فوق و خطوط تولید شده و عملا سیستم تغذیه خطوط هیچ نوع ارتباطی با انبار های مادر نخواهد داشت . این نواحی در اصل به عمل Cross Docking اختصاص دارد .

 

 

2 – غیر متمرکز[7]

در این حالت به دلیل عدم وجود فضا جهت تخصیص نواحی LA سیستم تغذیه خطوط به طور مستقیم مواد را از انبار به خطوط تولیدی حمل خواهد کرد . در این حالت مواد حمل شده در انبارک های بیرون سالنهای تولیدی تخلیه شده و به تدریج در درون خطوط تغذیه می گردد . در این حالت عمل Repacking در انبار های مادر صورت پذیرفته و محموله به صورت Repack شده در مقیاس بار واحد ( پالت ) حمل و توزیع می گردد .

عمل تفکیک ( Detach ) در این حالت پس از حمل بار واحد شده به انبارکهای داخل سالنهای تولیدی نزدیک محدوده ایستگاههای مربوطه صورت پذیرفته و بر مبنای آن عمل فیدینگ صورت می پذیرد .

[Mehdi.Aref 26780]

در بسیاری خطوط بدلیل خاص بودن انبارهای نگهدارنده قطعات هر محصول , حجم بالای فعالیتهای هماهنگی و عدم وجود سیستم یکپارچه به ناچار هر خط تولید ( هر محصول ) ناوگان تغذیه مختص به خود را دارا می باشد .

در کل با توجه به وجود یا عدم نواحی LA و بسته به نحوه تخصیص ناوگان حمل جدول زیر بدست خواهد آمد . در نهایت طراحی سیستم یکپارچه تغذیه خطوط و طراحی فرایندهای برنامه ریزی آن بر حسب انتخاب یکی از تصمیمات استراتژیک جدول زیر خواهد بود .

 

جدول شماره 2- گزینه های استراتژیک انتخاب مدل تغذیه خط

 

[TABLE=width: 502, align: center]

[TR]

[TD]ناوگان تعذیه مخصوص هر خط ( محصول )

[/TD]

[TD]بلی

[/TD]

[TD]خیر

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]وجود LA

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]بلی ( سیستم متمرکز )

[/TD]

[TD]

[/TD]

[TD]

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]خیر ( سیستم غیر متمرکز )

[/TD]

[TD]مدل فعلی سایپا

[/TD]

[TD]

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

 

انواع سیستمهای تغذیه :

1 – سیستمهای سنکرون – همزمان ( پیوسته ) :

در این سیستم حمل و جابجایی مواد از طریق سیستم بهم پیوسته تجهیزات حمل ونقل و جابجایی مواد ( نظیر نقاله ها ) صورت می پذیرد .

 

2 – سیستمهای آسنکرون – غیر همزمان ( گسسته ) :

در این گونه سیستمها جابجایی مواد توسط تجهیزات غیر متمصل صورت می پذیرد . این سیستم نیازمند بارگیری و تخلیه های متعدد می باشد اما در عوض انعطاف پذیری بالایی ایجاد می کند .

 

تولید مختلط ( ترکیبی ) :

حالتی است که در آن دو یا چند محصول بطور همزمان روی خطوط تولید ( یک یا بیش از یک خط ) تولید می شوند .

در صورتی که یک خط قابلیت تولید چند محصول را داشته اما نیازمند Setup سازی مجدد باشد و مرحله تولید قبلی مدت زیادی طول بکشد این سیستم Batch Production نامیده می شود . در صورتی که تنیاز به آماده سازی خاصی وجود نداشته باشد و توالی خاصی بین محصولات متنوعی که بر روی یک خط قرار گرفته اند برقرار نباشد و Batch ها ( در بهترین حالت ) به مقیاس یک عدد برسد حالت تولید مختلط Mix Production برقرار است .

 

جدول شماره 3- نمونه حالتهای تولید دسته ای و تولید مختلط

[TABLE=align: center]

[TR]

[TD]تولید دسته ای

[/TD]

[TD]Batch Production

[/TD]

[TD]AAAAAAA,Setup,BBBBBB,Setup,CCCC

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]تولید مختلط

[/TD]

[TD]Mix Production

[/TD]

[TD]A,BB,AAA,CCCC,A,B,C,BB,A,C,B,A

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

 

جهت حالت اول یا تولید دسته ای بهتر است از سیستم غیرهمزمان ( گسسته ) که بصورت Batch خط تولید را تغذیه می کند استفاده نمود . در صورتی که جهت تغذیه حالت دوم ( تولید مختلط ) وجود سیستم سنکرون ( همزمان ) مناسب تر می نماید . با این حال استفاده از هر دوسیستم امکان پذیر است .

 

جدول شماره 4- ارتباط مدل تولید و سیتمهای تغذیه

[TABLE=align: center]

[TR]

[TD]

[/TD]

[TD]سیستم سنکرون ( پیوسته )

[/TD]

[TD]سیستم آ سنکرون ( گسسته )

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]Batch Production

[/TD]

[TD]امکان پذیر

[/TD]

[TD]مناسب تر

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]Mix Production

[/TD]

[TD]مناسب تر

[/TD]

[TD]امکان پذیر

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

 

از دیدگاه پروسه تغذیه خطوط تفاوت ساختاری مابین دو حالت تولید فوق وجود ندارد . در هر دو حالت تعدادی محصول بر روی یک خط تولید می شوند و کلیه قطعاتی که برای تولید آن محصول نیاز است بایستی تامین شود . تنها نکته موقعیت زمانی است که قطعه بایستی درایستگاه مورد نظر وجود داشته باشد .

 

جدول شماره 5- انواع حالتهای تولید مختلط از دیدگاه تغذیه خطوط در صنایع خودرو سازی

[TABLE=width: 646, align: center]

[TR]

[TD=colspan: 2]

[/TD]

[TD]تک Option

[/TD]

[TD]محصول سفارشی ( با Option های متنوع )

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=colspan: 2]تک محصولی

[/TD]

[TD]AAAAAAAAAAA

[/TD]

[TD]A',A",A,A,A,A',A',A'',A",A

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]چند محصولی

[/TD]

[TD]Batch های بزرگ ( OBB )

[/TD]

[TD]AAAAA,BBBBBB

[/TD]

[TD]AA,A',A",A',B",B',B',B",B

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]Batch های کوچک( MSB )

[/TD]

[TD]A,BB,A,B,AAA,BBB,A

[/TD]

[TD]A",B',A,B",A',A,B,B",A",B"

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

OBB : One Big Batch MSB : Many Small Batches

 

در صنایع خودرو سازی وقتی حالت Mix Prod. در خطوط مونتاژ ایجاد می شود که خط از Skid های انعطاف پذیر استفاده کند .در حالت OBB هر محصول Skid خاص خود را دارد ولی در حالت MSB محصولات از Skid مشترک استفاده می کنند . ] 3 [

 

قاعده جمع آوری سفارشات ( Order Picking ) در انبار :

1 - میزان سفارش به اندازه یک پالت ( واحد بار ) باشد ( Pallet picking )

2 – میزان سفارش کوچکتر از واحد بار و متناسب با یکی از بسته بندی های داخلی واحد بار باشد ( Case Picking )

3 – میزان سفارش کمتر از کوچکترین واحد بسته بندی داخلی واحد بار باشد . ( Piece Picking )

در صورتی که سفارش بیشتر از اندازه یک بار واحد باشد با الگوی فوق شکسته شده و حسب توانایی انبار جمع آوری خواهد شد .

مثال : در صورتی که قطعه ای که در کارتنهای 10 عددی در پالتی که 20 کارتن درون آن طبق یکی از الگوهای چینش بار واحد قرار دارد دارای سفارشی به اندازه 257 عدد از طرف خط تولید باشد حالتهای اتخاذی جهت جمع آوری و حمل می تواند بصورت یکی از موارد زیر باشد :

1 - دو پالت 200 عددی – در مجموع معادل 400 عدد – در این حالت بازگشایی پالتی مقرون به صرفه نبوده و هزینه ضایعات قطعه در صورت بازگشایی بیشتر از هزینه حمل اقلام اضافی به سالن ها خواهد بود .

2 – یک پالت 200 عددی و 6 کارتن 10 عددی – در مجموع معادل 260 عدد – در این حالت بازگشایی کارتنی مقرون به صرفه نبوده و هزینه نگهداری کارتنهای خرده برداری شده بیش از هزینه حمل اقلام اضافی به سالنها خواهد بود .

3 – یک پالت 200 عددی , 5 کارتن 10 عددی و 7 عدد قطعه منفصله – در مجموع معادل 257 عدد . در این حالت از سبدهای پلاستیکی در گردش جهت حمل اقلام منفصله به سالن استفاده می شود .

[Mehdi.Aref 26780]

قاعده خروج کالا از انبارها : FIFO

در صورتی که قطعه دارای Shelf life باشد FIFO بر حسب تاریخ انقضاء EX.D ( Expiration Date ) و در غیر اینصورت بر حسب تاریخ ورود En.D ( Entrance Date ) خواهد بود .

 

قاعده تغذیه :

بهترین حالت تغذیه قطعات حالت به موقع می باشد . در این سیستم قطعه همزمان در ایستگاهی که بدان نیاز است ظاهر می شود . این الگو بر روی خطوط دارای تولید مختلط طراحی گردیده است و حد آرمانی سیستمهای تغذیه خطوط می باشد .

در صورتی که خط تولیدی مختلط نبوده و هر خط اختصاص به یک محصول داشته باشد یک الگوی توزیع قطعات می تواند بصورت موجودی کنارخط به اندازه 4 ساعت تولید یا دو پالت از هر قلم تعریف گردد .

 

برنامه ریزی عملیاتی :

این نوع برنامه ریزی , پایینترین سطح برنامه ریزی است که باید همه فعالیتها را به صورت دستور العمل تفصیلی برای اجرا و کنترل فوری مشخص کند . مدلهای برنامه ریزی عملیاتی به بالاترین درجه از جزئیات و دقت نیاز دارند ] 4 [ . برنامه ریزی حمل یک نوع برنامه ریزی عملیاتی می باشد .در مساله تغذیه خطوط برنامه ریزی عملیاتی حمل شامل تعیین سیکل و توالی حمل ها , میزان حمل از هر قطعه در زمان مشخص شده می باشد .

 

3 – تعریف و تشریح مساله

 

یک سیستم تولیدی را در نظر بگیرید که در آن تعدادی خطوط تولید که توانایی تولید مختلط دارند و تعدادی انبار وجود دارد . هر خط توانایی تولید محصول با پلت فرم مشترک را داراست . حمل قطعات به خطوط توسط دپارتمان تغذیه که بخشی از سیستم لجستیک داخلی است صورت می گیرد . دپارتمان تغذیه تعدادی وسیله نقلیه در سیکلهای ثابت تولید ( شیفت ) در اختیار دارد . برنامه ریزی حمل قطعات بر مبنای برنامه تولید و نیاز خط صورت می پذیرد . برنامه تولید بر اساس برنامه پیش فروش و تحلیل بازار طراحی گشته و کوچکترین واحد زمانی برنامه تولید شیفت کاری می باشد . ضریب مصرف هر قطعه در هر خودرو مشخص کننده سیکل مصرف و نیاز هر قطعه می باشد .

 

هدف این سیستم ایجاد برنامه ریزی منظم و یکنواخت تغذیه خطوط تولیدی در حالت تولید مختلط برای استفاده بهینه از وسایل نقلیه موجود در بازه زمانی مشخص ( شیفت کاری ) می باشد بطوری که نرخ بکارگیری وسایل حمل ونقل در طول افق برنامه ریزی حداکثر بود ه و علاوه بر آن حداقل موجودی ممکنه در خطوط تولید نگهداری شود .

 

در طراحی مدل پیشنهادی فرضیات زیر در نظر گرفته شده اند :

 

• سیستم تغذیه از نوع سیستمهای گسسته می باشد .
  
• کلیه وسایل حمل کننده ( یدک کشها ) بطور همسان باشند .
  
• ناوگان تغذیه خطوط بصورت غیر متمرکز ( Decentralized ) عمل می کند.
  
• یک خانواده از محصولات ( پراید GTX – 141 – DM – LX – هیدرولیک و ... ) بر روی خطوط متنوع ( قدیم – جدید و ... ) قابل تولید باشد .
  
• برنامه تولید با اعمال تمام ملاحظات , محدودیتها و .... صادر شده است .
  
• الگوی تولید از نوع MSB باشد .
  
• انبارهای میانی ( نواحی لجستیک – LA ) وجود نداشته باشد .
  
• برای بازپرسازی انبارها از متد VMI استفاده شود در این صورت هیچگاه انبار کسری قطعه نخواهد داشت .
  
• قطعه قبل از ورود به انبار تعیین تکلیف کیفی شده و مطابق با نظام کیفی فقط اقلام دارای تاییدیه کیفی (برگ سبز) اجازه ورود به انبار را داشته باشد .
  
• نظام FIFO جهت خروج اقلام از انبارها بکار گرفته شود
  
• انبار مجهز به سیستم WMS[8] باشد .
  

 

بطور کلی مساله طراحی سیستم تغذیه خطوط را می توان بصورت زیر بیان نمود :

تغذیه مداوم و پیوسته خطوط تولیدی تحت شرایط 3R

با توجه به

حداقل بودن تعداد دفعات حمل به سالنها تولید

حداکثر استفاده از ظرفیت تجیهزات حمل ونقل

حداکثر استفاده از فضای انبارش کنار و درون خطوط

حداقل بودن سطح موجودی هر یک از قطعات ( با توجه به در رنج تعیین شده بودن آن )

بطوری که

Min_i حداقل سطح موجودی قطعه i ام ( با توجه به قوانین کنترل موجودی دیداری )

Max_i حداکثر سطح موجودی قطعه i ام ( با توجه به قوانین کنترل موجودی دیداری )

 

4 – مدل پیشنهادی

 

مدل پیشنهادی بر مبنای بکارگیری سیستم RFID در یک محیط یکپارچه سازمانی ( مبتنی بر ERP ) طراحی گردیده است .

در این مدل از فرضیات مطرح شده جهت ساده سازی مدل اجرایی و ارائه یک مدل کلان قابل پیاده سازی در کلیه شرکتهای خودرو ساز استفاده گردیده است .شمای کلی مدل پیشنهادی بصورت زیر می باشد :

 

 

شکل شماره 3 - مدل یکپارچه برنامه ریزی در سیستمهای تغذیه خطوط

 

 

حداقل اطلاعاتی که سیستم RFID دراین مدل برمی گرداند عبارت است از :

1 – موقعیت ( Location ) قطعه

2 – تعداد قطعه در بسته بندی

در صورتی که انبار از سیستم AS/RS استفاده نماید اطلاعات از طریق سیستم یکپارچه مدیریت انبار ( WMS ) به ماژول برنامه ریزی راه خواهد یافت . در غیر اینصورت اطلاعات سیستم WMS از طریق RFID بایستی تهیه و تامین گردد.

 

جدول شماره 6- تعاملات سیستم مرکزی برنامه ریزی تغذیه

[TABLE=align: center]

[TR]

[TD]ورودی[/TD]

[TD]خروجی[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]برنامه تولید[/TD]

[TD]قطعات مورد نیاز ( W⁺ )[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]اطلاعات بسته بندی , FIFO و Picking هر قطعه[/TD]

[TD]تعداد مورد نیاز از هر قطعه (⁺ Q )[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]الگوی چینش در انبارها[/TD]

[TD][/TD]

[/TR]

[/TABLE]

 

برنامه ریزی حمل :

1 – تخصیص قطعات مورد نیاز به وسیله ایکه در نوبت است .

2 – تعیین نحوه چیدمان قطعات در حمل کننده مورد نظر ( یدک کش )

3 – تعیین نوبت و زمان حمل

 

 

الگوریتم مدل پیشنهادی بصورت زیر می باشد :

 

شکل شماره 4- الگوریتم برنامه ریزی فعالیتهای تغذیه خطوط

مراحل برنامه ریزی حمل :

 

مرحله 1 : Palletize کردن محموله ( مقادیر ⁺ Q برای W⁺ )

در این مرحله عمل ادغام[9] برای کلیه قطعاتی که توانایی ترکیب و تبدیل به پالت شدن داشته باشد انجام می پذیرد این کار جهت استفاده از حداکثر ظرفیت وسیله حمل کننده ( Carrier ) ضروری بوده و در عین حال فرایند حمل را بسیار ساده تر , کم هزینه تر کرده و امکان ضایعات شدن قطعات در حین حمل و توزیع را به نحو محسوسی کاهش می دهد .

 

 

 

[TABLE=width: 100%]

[TR]

[TD]ادغام و تبدیل محموله به حالت پالتی[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

1 – قطعاتی که بصورت پالت کامل هستند ( چوبی = یکبار مصرف , آهنی = چندبار مصرف ) ç پالت 2 – قطعاتی که بصورت Case ( کارتن ) هستند ------------------------------ç پالت

3 – قطعاتی که بصورت قطعات تکی Piece هستند -------ç سبد پلاستیکی --------ç پالت

 

مرحله 2 : تخصیص قطعات به وسایل حمل کننده ( یدک کش ها )

خروجی این مرحله جدول حمل ( لیست اقلام قابل حمل در هر مرحله حمل ) می باشد .

 

مرحله حمل j ام

[TABLE=align: center]

[TR]

[TD=colspan: 2] مرحله حمل قلم i[/TD]

[TD]1[/TD]

[TD]2[/TD]

[TD]3[/TD]

[TD]4[/TD]

[TD]5[/TD]

[TD]…[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]1[/TD]

[TD]A[/TD]

[TD]A1[/TD]

[TD]A2[/TD]

[TD]0[/TD]

[TD]A4[/TD]

[TD]0[/TD]

[TD]…[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]2[/TD]

[TD]B[/TD]

[TD]0[/TD]

[TD]B2[/TD]

[TD]B3[/TD]

[TD]0[/TD]

[TD]B5[/TD]

[TD]…[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]3[/TD]

[TD]C[/TD]

[TD]C1[/TD]

[TD]0[/TD]

[TD]0[/TD]

[TD]C4[/TD]

[TD]C5[/TD]

[TD]…[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD].[/TD]

[TD]D[/TD]

[TD]D1[/TD]

[TD]0[/TD]

[TD]0[/TD]

[TD]0[/TD]

[TD]D5[/TD]

[TD]…[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD].[/TD]

[TD].[/TD]

[TD]…[/TD]

[TD]…[/TD]

[TD]…[/TD]

[TD]…[/TD]

[TD]…[/TD]

[TD]….[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD].[/TD]

[TD].[/TD]

[TD]…[/TD]

[TD]…[/TD]

[TD]…[/TD]

[TD]…[/TD]

[TD]…[/TD]

[TD]…[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

جدول شماره 7- جدول حمل اقلام

i=1…m که m تعداد قطعات مورد برنامه ریزی

j=1…n که n تعداد دفعات حمل در شیفت مورد نظر

 

مرحله 3 : تهیه الگوی چینش قطعات هر حمل در وسیله حمل کننده

در این مرحله مدل سه بعدی چینش محموله با توجه به ابعاد و فضای وسیله حمل کننده و ابعاد پالتهای تخصیص یافته به این مرحله حمل توسط رایانه تهیه می گردد . این مدل پرینت شده و به اپراتور بارگیری کننده محموله , جهت چینش محموله بر روی وسیله حمل کننده تحویل می گردد .

از آنجا که در این سیستم نوع و تعداد قطعات حمل شده در هر مرحله حمل متفاوت از بقیه خواهد بود احتمال وقوع حالتهای تکراری و بدست آوردن الگوهای ثابت و مشخص تا حدود زیادی متنفی خواهد بود .

مرحله 4 : تعیین کوتاه ترین مسیر جهت حمل به سالن مربوطه ( در صورت وجود مسیرهای متعدد )

در صورت وجود مسیرهای متعدد جهت حمل کوتاهترین و کم ترافیک ترین مسیر از انبار مربوطه به سالن مربوطه با استفاده از الگوریتمهای شبکه انتخاب و به اپراتور حمل کننده قطعات ( راننده یدک کش ) اعلام می گردد .

شروع حمل قطعات بر مبنای مقدار تولید انجام شده بوده و هر حمل زمانی اتفاق می افتد که تعداد تولید مشخصی از زمان حمل قبلی انجام شده باشد .

 

در صورتی که در مدل عملیاتی این الگو از یک بانک اطلاعاتی مرکزی استفاده شود و تمامی سیستم های فوق الذکر بخواهند از طریق این دیتا بیس فرایند های برنامه ریزی را انجام دهند اطلاعات زیر می بایست در این بانک اطلاعاتی نگهداری و بطور مداوم بروز رسانی شود :

1 – اطلاعات بسته بندی هر قلم ( کدینگ و ... )

2 – الگوی جمع آوری سفارشات اقلام در انبار برای هر قطعه ( Picking Method )

3 – مسیرهای تردد

4 – موقعیت مکانی انبارها

5 – اطلاعات تعلق هر قطعه به انبار مربوطه

6 – موقعیت و فضای انبارش انبارکهای کنار و درون خطوط تولیدی

7 – محدودیتها و نحوه چینش قطعات در حمل کننده ( Carrier )

 

در نهایت پس از بارگیری محموله در بارانداز , صحت اقلام از نظر تطابق با حواله صادر شده توسط سیستم RFID چک می شود و در صورت OK بودن مجوز خروج کالا از انبار ( حواله ) نهایی می شود .

پس از رسیدن وسیله حمل کننده به کنار خطوط , محموله توسط نیروهای توزیع ( Distribution Workers ) در ایستگاههای مربوطه توزیع می گردد.

 

 

 

شکل شماره 4- یک نمونه برنامه کامپیوتری توسعه یافته بر مبنای مدل فوق جهت سیستم تغذیه خطوط شرکت سایپا ] 3 [

 

 

 

 

5 – نتیجه گیری

 

دغدغه توزیع مواد در خطوط تولیدی همواره یکی از پرتنش ترین فعالیتها در سیستمهای تولیدی انبوه می باشد .زیرا تغذیه در این گونه صنایع بایستی دارای یک جریان پیوسته بوده و هرگونه وقفه در آن می تواند سبب به بار آوردن خسارتهای مالی و زیانهای هنگفت شود

یک سیستم تغذیه کارآمد در چنین محیطی نیازمند آن است که کلیه قطعات و مواد مصرفی دارای طرحهای بسته بندی استاندارد و مصوب که به کلیه تامین کنندگان آن قطعه ابلاغ گردیده است باشد .

علاوه بر این برای دستیابی به سرآمدی بایستی پدیده انحراف مصرف تحت کنترل کامل قرار گیرد لذا با توجه به پدیده انحراف مصرف مقادیر خارح شده از انبار بایستی کاملا منطبق با مقدار مجوز صادر شده باشد و کنترل چنین وضعیتی با تکنولوژیهای موجودی تنها در اختیار RFID می باشد .

در مدل طراحی شده فوق در انجام برنامه ریزی حمل جهت تخصیص پالتها به یدکها می توان از الگوریتمهای OR استفاده نمود اما بدلیل پر اهمیت نبودن جواب کاملا بهینه و نیز سرعت بالاتر در دستیابی به جواب توسط الگوریتمهای ابتکاری و فوق ابتکاری می توان به جوابهای خوب و نزدیک به بهینه توسط این الگوریتمها نظیرGA (Genetic Algorithm) بسنده نمود .

در نهایت جهت دستیابی به یکپارچگی سیستمی و استفاده از مزایای آن مجموعه فعالیتهای فوق می تواند بعنوان یکی از زیر سیستمهای ERP در ماژول SFC ( Shop Floor Control ) قرار گیرد .

 

مراجع:

] 1 [ علیرضا مقدمی شاد , حمل و نقل درون کارخانه ای , انتشارات شباهنگ , 1383

] 2 [ سعید مقدسی , شناسایی از طریق فرکانس رادیویی ( RFID ) , 2006 , itbuzzer.net

] 3 [ مستندات تحلیلی و راهنمای نرم افزار OMPP Ver3.19 , سایپا , معاونت برنامه ریزی جامع تولید , مدیریت کنترل تولید و تغذیه خطوط

] 4 [ رضا زنجیرانی فراهانی , نسرین عسگری , مدیریت زنجیره تامین و برنامه ریزی پیشرفته , انتشارات ترمه , 1382