بخشی از مقاله
۱- مقدمه
امروزه ، با پیچیدهتر شدن واحدهای صنعتی و گرانتر شدن تجهیزات آنها، برنامهریزی نگهداری و تعمیرات (نت) پیشگیرانه از اهمیت خاصی برخوردار شده است. تدوین و اجرای یک برنامه بهینه نت پیشگیرانه، نقش مهمی در ارتقـاﺀ رانـدمان و بهبـود عملکرد سیستمهای صنعتی و تولیدی دارد. با اجرای یک برنامه نت مناسب، علاوه بر افـزایش رانـدمان و در دسـترس پـذیری سیستم، خرابیهای پیشبینی نشده و اتفاقی کاهش مییابند. این امر بنوبهخود موجب کـاهش هزینـههـا و افـزایش بهـرهوری سیستم خواهد شد.[1]
اگر چه تحقیقات متعددی در زمینه نت پیشگیرانه انجام گرفته است، در بسیاری از آنها، زمان انجام فعالیتها و نـرخ وقـوع خرابیها مقادیری ثابت و قطعی در نظر گرفته شدهاند.[2][1] این در حالیست که، در یک سیستم واقعی و پویا، ایـن فرآینـدها ماهیتی تصادفی داشته و از توابع توزیع آماری پیروی مینمایند. بنـابراین، بمنظـور مطالعـه و تحلیـل دقیقتـر ایـن سیسـتمها، میبایست از روشهای مدلسازی پویا مانند شبیه سازی کامپیوتری استفاده نمود.
بطور کلی، مطالعه و بررسی علمی سیستمها، بمنظور شناخت واصلاح نقـاط گلوگـاهی و بهبـود عملکـرد آنهـا، یـک امـر ضروری در روند سریع پیشرفت های صنعتی، اقتصادی و خدماتی بنظر میرسد. برای شـناخت بهتـر سیسـتمها بایـد مـدلی از سیستم ساخته شود. یک سیستم را می توان به صورت آزمایشگاهی، ریاضی و یا کامپیوتری مدل سازی کرد. در سیستم هـای
١ استادیار
٢ دانشجوی کارشناسی ارشد
Archvie of SID
صنعتی بیشتر از مدلهای ریاضی و کامپیوتری استفاده می شود. مدلهای ریاضی از روشهای تحلیلی و قطعی استفاده می کننـد.
اما به دلیل طبیعت تصادفی و احتمالی بسیاری از فرایندهای صنعتی و پایین بودن دقت نتایج روشهای قطعی (بـدلیل ماهیـت قطعی آنها)، مدلهای ریاضی در سیستم های واقعی کارایی مناسبی ندارند. علاوه بـر ایـن مـدلهای ریاضـی تنهـا حالـت پایـدار سیستم را تحلیل می کنند و توانایی تحلیل حالت گذارای سیستم را ندارند. بنابراین، شبیه سازی کامپیوتری از یکی از بهترین راهکارها در مدلسازیِ دقیق و نزدیک به واقعیت این گونه سیستم ها میباشد.
در گذشته، شبیه سازی به دلیل پایین بودن فنآوری کامپیوتری و زمانبر بودن مدلسـازی، چنـدان مـورد اسـتفاده قـرار نمیگرفت. ولی امروزه با افزایش قابلیت کامپیوترها و تولید نرم افزارهای تخصصیِ شبیه سازی امکان مدلسازی سیسـتم هـای پیچیده را در زمان نسبتا کوتاهی فراهم شده و شبیه سازی کامپیوتری را به یکی از کم هزینهترین و بهترین روشها در طراحی سیستمهای صنعتی تبدیل کرده است. علیرغم استفاده گسترده از شبیه سازی در کشورهای پیشرفته، این ابزار مفید در کشـور ما کمتر مورد توجه بوده است.
در پژوهش حاضر، کاربرد شبیه سازی درتحلیل و انتخاب سیاست مناسب نگهداری و تعمیـرات (نـت) پیشـگیرانه، مـورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، با انجام یک مطالعه موردی در شرکت رینگ سازی مشهد، به وسیله نـرم افـزار Show-Flow، روشهای متفاوت نت شبیه سازی شده و بهترین برنامه نت پیشنهاد میشود.
۲- ابزار شبیه سازی کامپیوتری
بطورکلی، شبیه سازی تقلیدی از عملکرد سیستم واقعی با گذشت زمـان اسـت. شـبیه سـازی مسـئولین را قـادر خواهـد ساخت هر سیستم تولیدی یا خدماتی را مدل نموده و بررسیهای لازم آماری را در موارد مورد نظر، جهت اتخاذ تصمیم بهتر و با هدف کاهش هزینهها و افزایش راندمان به عمل آورند. ویژگی منحصربهفرد شبیه سازی کـامپیوتری، نسـبت بـه روش هـای قطعی و استاتیک مدلسازی، توانایی آن در لحاظ نمودن پراکندگی آماریِ زمان فعالیتهای مختلف در یک سیسـتم اسـت. ایـن قابلیت، مدل شبیه سازی را هرچه بیشتر به واقعیت نزدیک مینماید. در نتیجه نتایج حاصـل از اجـرای اینگونـه مـدلهـا نیـز، دقیقتر و قابل استنادتر خواهند بود.
در روش شبیه سازی، یک مدل کامپیوتری از سیستم ساخته شده و به اجرا در میآید. مدل شبیه سازی به کمک توزیع-
های آماری فعالیتها، و با تسریع گذشت زمان، رفتار سیستم را تقلید مـیکنـد و آنـرا در دیـدگاه تحلیـلگـر قـرار مـی دهـد.
کارشناس میتواند در هر زمان هر تغییری را لازم بداند، به آسانی در مدل سیستم ایجاد نموده و نتیجه تصمیم خـود را بعـد از اجرای مدل مشاهده نماید. در واقع، زمانیکه دیگر روشهای بررسی علمی سیستمها ناتوان، طولانی یا گران بوده و نیاز به آگاهی های علمی و تخصص دارند، شبیه سازی کامپیوتری با صرف حداقل زمان و مخارج، نیازهای تحلیلی را برآورده می سازد. شبیه سازی قادر است یک آزمایش را به دفعات بدون صرف هزینه و خطری تکرار کند. همچنین در شبیه سازی می توان فرآیندی را که در سیستم واقعی، در زمانهای بسیار زیاد و یا بسیار کوتاه رخ می دهد، در مدت زمان دلخواه مشاهده نمود.
کاربردهای شبیه سازی بطورکلی در طراحی و تجزیه و تحلیل سیستمها می باشد. از جمله موارد کاربرد شبیه سـازی در سیستم های صنعتی می توان به تعیین نقاط گلوگاهی، طول صفهـای مختلـف ( ماننـد صـف قطعـات)، رانـدمان و بهـرهوری سیستم، میزان انتظار جهت سرویسگیری، مدیریت زنجیره تامین، و برنامه ریزی سیستم تولید و نت اشاره کرد.[3]
در این تحقیق از نرم افزار ShowFlow بمنظور ساخت مدل سیستم مـورد نظـر اسـتفاده شـده اسـت. ایـن نـرم افـزار از قابلیتهای گرافیکی بالایی برخوردار بوده و بیشتر در زمینه شبیهسازی سیستمهای گسسته کاربرد دارد. بعلاوه، انـواع توزیـع-
های آماری و عناصر مورد استفاده در سیستم های صنعتی، در این نرم افزار لحاظ شدهاند. چنین امکانـاتی، کـاربر را قـادر بـه تحلیل و مدلسازی انواع سیستم های صنعتی و خدماتی میکند.
Archvie of SID
۳- مراحل شبیه سازی
شبیه سازی سیستم های صنعتی دارای مراحل متعددی است که برای موفقیت آمیز بودن شبیهسازی انجـام صـحیح هـر کدام از آنها ضروری است. اگر مرحلهای به طور صحیح انجام نگیرد، نمی توان به نتایج حاصل از شبیه سازی استناد کرد. ایـن مراحل بطور خلاصه در ادامه آمده است.
۳-۱ مطالعه و شناخت سیستم
در اولین مرحله، تحلیلگر میبایسـت شـناخت کـاملی از عملکـرد سیسـتم شـامل، تعـداد، موقعیـت، عملکـرد و روابـط ایستگاههای کاری، انبارها، شدت جریان مواد و ..... پیدا نماید. این مرحله به طراحی مدل و تحلیل نتایج کمک خواهد نمود.
۳-۲ تعیین سطح شبیه سازی
شبیه سازی با جزئیات زیاد، باعث بالا رفتن حجم محاسبات و طولانی شدن زمان اجرای مدل میشود. از طرف دیگر، اگر مدلسازی با در نظر عوامل مهم انجام نگیرد، نتایج حاصل دقیق نبوده و نمی توانند به سوالات مطرح شده پاسخ گویند. بنابراین با توجه به دقت و نوع خروجیهای مورد نظر، میبایست سطح شبیه سازی تعیین شده و مدل مناسب ساخته شود.
۳-۳ جمع آوری اطلاعات و داده ها
برای اجرای یک مدل شبیهسازی، وجود دادهها و اطلاعات مورد نیاز بصورت توزیع های آماری ضـروری مـی باشـد. ولـی دادههای تجربی معمولا به صورت مقادیر خام وجود دارند. این داده ها میباید پردازش شده و برای فعالیتهای مختلـف، توزیـع آماری مناسب بدست آورده شود.
۳-۴ ساخت مدل پایه
بعد از انجام مراحل ذکر شده، مدل پایه از سیستم مورد نظر طراحی و ساخته میشود. نتایج حاصله از اجـرای ایـن مـدل باید با اطلاعات سیستم واقعی همخوانی داشته و هرگونه مغایرت اصلاح و رفع گردد. در ساخت مدل شبیه سازی، عوامل مـوثر در عملکرد سیستم، شامل ورودیها و خروجیها، نوع عملیات (پردازشهای) انجام شده توسط هر پردازشگر و نحـوه ارتبـاط بـین اجزا مختلف سیستم، میبایست بدرستی لحاظ شوند. در شکل (١) نمونهای از پنجره ورودی اطلاعات به نـرم افـزار نشـان داده شده است.
۳-۵ انجام تحلیلها و انتخاب روش
در این مرحله، هر گونه تغییرات احتمالی، قبل از اعمال در سیستم واقعی، بر روی مدل پیاده سازی شده و نتایج مقایسـه و ارزیابی میشوند. با توجه به نتایج حاصل از شبیه سازی، بهترین روش برای سیستم انتخاب شده و در سیستم واقعـی اعمـال می گردد.
Archvie of SID
شکل ١: پنجره ورود اطلاعات مورد نیاز برای ساخت مدل پایه در نرم افزارShow flow
۴- مطالعه موردی: کارخانه رینگ سازی مشهد
فعالیتهای نت محدود به صنعت خاصی نیستند. تعمیرات و نگهداری پیشگیرانه در بسیاری از صنایع ماننـد نیروگـاه هـا، صنایع هواپیمایی و سیستم های تولیدی، که آماده و در دسترس بودن آنها حائز اهمیت است، یک امر ضروری است.[4][5] از میان، سیستمهای ایستگاهی (مانند خطوط تولید و مونتاﮊ)، بدلیل وابستگی کاری ایستگاهها، حساسیت و تاثیر پذیری خاصـی نسبت به برنامه نت دارند. در این سیستمها خرابی هر ایستگاه، بر عملکرد و راندمان سایر ایستگاههای وابسته موثر است. صنایع قطعهسازی عمدتا دارای سیستمهای تولید ایستگاهی وابسته به هم میباشند، بنابراین برنامه نت برای آنها میبایست بگونـهای تدوین شود تا حداقل وقفه ممکن در عملکرد کل سیستم بوجود آید.
