منبع پایان نامه ارشد درباره تولید محصولات جدید و به عنوان یک فلسفه

در محیط های تولید کارگاهی، کارها 95 درصد از زمانشان را در فعالیتهای غیر تولیدی صرف می کنند؛ مقدار زیادی از زمان صرف انتظار در صف می شود و5 درصد باقیمانده بین راه اندازی و پردازش تقسیم می شود[10]. در تولید کارگاهی، وقتی پردازش یک قطعه تمام شد، آن قطعه معمولاً باید یک فاصله نسبتاً طولانی را طی نماید تا به مرحله بعدی برسد. آن قطعه ممکن است مجبور شود کل کارگاه را طی نماید تا تمام فرآیندهای مورد نیاز را تکمیل نماید، همان گونه که در شکل 2-1 نشان داده شده است. بنابراین، به منظور پردازش مقرون به صرفهتر، قطعات به صورت دسته ای حرکت می نمایند. هر قطعه در یک دسته قبل از اینکه به مرحله بعدی برود، باید منتظر قطعات باقیمانده در آن دسته باشد تا تکمیل شوند. این مسأله نیز به زمان های تولید طولانیتر، میزانهای بالایی از موجودی در جریان، هزینه های تولید بالا و نسبت های تولید کم منجر می گردد.
Widget not in any sidebars

برخلاف محیط های تولید کارگاهی، خطوط جریان برای تولید حجم بالایی از محصولات با نسبت های تولید بالا وهزینههای پایین طراحی میشوند. یک خط جریان بر طبق توالی عملیات مورد نیاز برای یک محصول سازماندهی میشود. ماشین های خاص (تک منظوره)، اختصاص داده شده برای
شکل 22. خط تولیدی خط جریان [9]
تولید محصول، برای رسیدن به نسبت های تولید بالا مورد استفاده قرار میگیرند. این ماشین ها معمولاً گران قیمت می باشند؛ برای توجیه هزینه سرمایه گذاری چنین ماشینهایی، حجم بالایی از محصول
باید تولید شود. یک محدودیت عمده خطوط جریان، فقدان انعطاف پذیری برای تولید محصولات جدید است. این مسأله، به این دلیل است که ماشین های خاص برای اجرای عملیات های محدود بر پا میشوند ومجاز نیستند که دوباره پیکربندی شوند. شکل 2-2 نمونه ای از یک خط جریان را نشان می دهد.
همانگونه که در بالا اشاره شد، محیط های تولید کارگاهی وخطوط جریان نمی توانند شرایط تولید امروزی را ارضا نمایند شرایطی که در آن سیستم های تولیدی اغلب نیاز دارند تا به منظور پاسخگویی به تغییرات در طراحی و تقاضای محصول دوباره پیکربندی شوند. در نتیجه، تولید سلولی (CM)، کاربردی از تکنولوژی گروهی (GT)، به عنوان یک سیستم تولیدی جایگزین و امید بخش پدیدار شد. در مفهوم تولیدی، GT به عنوان یک فلسفه تولیدی تعیین کننده قطعات مشابه و گروهبندی آنها با یکدیگر درون خانوادهها به منظور استفاده کردن از مشابهتشان در طراحی و تولید تعریف میشود[11]. تولید سلولی (CM)، شامل تشکیل خانوادههای قطعات براساس شرایط پردازش مشابهشان وگروه بندی ماشینها درون سلولهای تولیدی به منظور تولید خانوادههای قطعات تشکیل شده میباشد. یک خانواده قطعات، مجموعه ای از قطعات است که یا به دلیل شکل هندسی و اندازه و یا مراحل پردازش مشابه مورد نیاز در تولیدشان، با هم شباهت دارند[12]. یک سلول تولیدی از چندین ماشین عملیاتی غیر مشابه تشکیل میگردد که در مجاورت یکدیگر قرار داده میشوند و به تولید یک خانواده قطعات اختصاص داده میشوند.
اصول CM، تفکیک کردن یک کارخانه تولیدی پیچیده به چندین گروه از ماشینها (سلولها)، هریک برای اختصاص به پردازش یک خانواده قطعات است. بنابراین، به طور ایدهآل، هر نوع قطعه، در یک سلول تولید میشود. لذا، جریان مواد ساده شده و وظیفه زمانبندی بسیار سادهتر انجام میگردد. همانگونه که در یک بررسی توسط ومرلوف وجانسون گزارش شده است[13]، برنامهریزی تولید و روشهای کنترل با استفاده از CM ساده شدهاند. تولید کارگاهی در شکل 2-1 به یک سیستم تولید سلولی (CMS) که در شکل 2-3 نشان داده شده است، تبدیل شده است. مزایای آشکار بدست آمده از تبدیل کارگاه، فاصله حرکت کمتر برای قطعات، فضای کمتر مورد نیاز و ماشینهای کمتر مورد نیاز می باشد. چون انواع قطعات مشابه گروهبندی میشوند، این امر میتواند به کاهش در زمان راه اندازی منجر شود و پاسخگویی سریعتری به تغییر وضعیتها داشته باشد. به بیان دیگر، در محیط تولید کارگاهی، هر نوع قطعه، ممکن است مجبور شود در میان کل کارگاه حرکت نماید؛ از این رو زمانبندی و کنترل مواد، دشوار میباشد. به علاوه، تنظیم تقدم کارها، پیچیده میباشد واز اینرو موجودیهای بزرگی برای تضمین اینکه کار وسیعی در دسترس باشد، نیاز است.
شکل 23. سیستم تولید سلولی [9]
تولید سلولی (CM) یک سیستم هیبرید (دورگه) است که پیوند دهنده مزایای محیطهای تولید کارگاهی (انعطاف پذیری در تولید طیف وسیعی از محصولات) و خطوط جریان (جریان کارا و نرخ تولید بالا) میباشد. در تولید سلولی، ماشین ها در مجاورت یکدیگر مستقر میشوند وبه یک خانواده قطعات اختصاص داده میشوند. این مسأله، جریان کارا و نرخ تولید بالا را مشابه با یک خط جریان تأمین مینماید. استفاده از ماشینها و تجهیزات همه کاره (چند منظوره) در تولید سلولی به ماشینها این اجازه را می دهد تا به منظور طراحی های محصول جدید و تقاضای محصول با تلاش های کمتری نسبت به هزینه و زمان، به کار برده شوند. بنابراین، این امر انعطاف پذیری بالایی را در تولید یک نوع از محصولات تأمین می نماید.
در نتیجه، تولید سلولی یک سیستم تولیدی است که میتواند انواع قطعات با حجم متوسط و تنوع متوسط را مقرون به صرفهتر (اقتصادیتر) از انواع دیگر سیستمهای تولیدی تأمین نماید[9]. اگر حجمها بسیار بزرگ باشند، تنها خطوط جریان کالا ترجیح داده میشوند؛ اگر حجمها کوچک باشند و انواع قطعات به گونهای تغییر کنند که تنها شباهتهای ناچیزی بین کارها وجود داشته باشد، کمتر از تولید سلولی استفاده میگردد. یک بررسی توسط ومرلوف وجانسون[13] نشان می دهد که بزرگترین مزایای گزارش شده از تولید سلولی، در راستای بعد زمانی ظاهر می شوند (زمان انتظار تولید وزمان پاسخگویی به مشتری). بنابراین، تولید سلولی یک انتخاب منطقی را برای شرکتها ارائه می دهد که چه نوع استراتژی را برای تولید رقابتی بر مبنای زمان اتخاذ کنند[14]. در چند دهه اخیر، تولید سلولی در میان تولید کنندگان بسیار مورد توجه قرار گرفته است. فرای وهمکارانش [15] گزارش کردهاند که بسیاری از تولید کنندگان شرکتهای آمریکایی از محیط تولید کارگاهی سنتی به بهره برداری از تولید سلولی تغییر مسیر دادهاند. در طول دوره پنج ساله انتهایی 1989، تعداد سلولهای تولیدی برآورد شده که در ایالات متحده به کار گرفته شدهاند، از 252 به بیش از 8000 افزایش یافته است واین روند همچنان در حال رشد است[16].
2-3-1- مزایا و معایب تولید سلولی
تولید سلولی در اثنای سه دهه گذشته عرصه بسیار گسترده ای بوده و مقالات زیادی در این زمینه در نوشتارها منتشر شده‌اند. در این بخش به تعدادی ازمزایای عمده حاصل از سیستم تولید سلولی در مقایسه با سایر سیستم‌های تولیدی از نقطه نظرعملکرد سیستم و همچنین تعدادی از معمولی‌ترین و عمومی‌ترین نقاط ضعف آن که توسط تحقیقات انجام گرفته قبلی گزارش شده‌اند، اشاره می‌شود.
2-3-1-1- مزایای تولید سلولی
مزایای مشتق شده از تولید سلولی در مقایسه با سیستم های تولید سنتی بر حسب عملکرد سیستم، در [17]، [18]، [19]، [15]، [20]، [21]، [22]، [23]، [24]، [25] و[13] بحث شدهاند. این مزایا در میان مطالعات شبیه سازی، مطالعات تحلیلی، بررسیها، و پیادهسازیهای واقعی به دست آمدهاند. این مزایا میتوانند به صورت زیر خلاصه شوند:
کاهش زمان راه اندازی [10] و[26].
یک سلول تولیدی به منظور پردازش قطعات دارای اشکال مشابه و اندازههای نسبتاً مشابه طراحی میشود. به این دلیل، بسیاری از قطعات می توانند دستگاه های نگهداری (فیکسچرهای) یکسان یا مشابهی را به کار گیرند. میتوان فیکسچرهای کلی را برای خانواده قطعات به کار برد به طوری که زمان مورد نیاز برای تغییر فیکسچرها و ابزارها کاهش یابد.
کاهش اندازه های انباشته (حجم محصول) [24].
وقتی زمان های راه اندازی در CM کاهش عمده ای مییابند، محصولات کم تعداد (با حجم کم) ممکن و اقتصادی (مقرون به صرفه) می باشند. محصولات کم تعداد (با حجم کم)، جریان تولید را نیز تسطیح می نمایند.
کاهش کار در جریان (WIP) وموجودی کالاهای تمام شده [27] و[28].
با اندازه های انباشته کوچکتر (حجم محصول کمتر) و زمانهای راه اندازی کاهش یافته، مقدار WIP میتواند کاهش یابد. اسکین واستاندریج [10] نشان دادهاند که وقتی زمان راه اندازی به نصف تقلیل یابد، WIP نزدیک به 50 درصد میتواند کاهش یابد. علاوه بر زمانهای راه اندازی و موجودی WIP کاهش یافته، موجودی کالاهای تمام شده نیز کاهش مییابد. به جای سیستمهای ساخت برای انبار با قطعاتی که یا درحال پردازش در مدت زمان طولانی، یا در بازههای زمانی ثابت و یا در بازههای زمانی تصادفی میباشند، قطعات میتوانند در محصولات کم تعداد (با حجم کم) یا درست به موقع (JIT) تولید شوند یا در بازههای زمانی ثابت و کوتاه.
کاهش هزینه ها وزمان جابجایی مواد [29].
در تولید سلولی، هر قطعه به طور کامل در یک سلول پردازش میشود (تا جایی که امکان داشته باشد). بنابراین، زمان سفر قطعه وفاصله بین سلول ها حداقل میشود.
کاهش در زمان جریان کار [28].
کاهش زمان جابجایی مواد و کاهش زمان راه اندازی، زمان جریان کار را به طور چشمگیری کاهش میدهد.