بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
به کارگیري مفاهیم تئوري محدودیت هاي در سیستمMRP
Embedding TOC into MRP
چکیده :
MRP یک سیستم برنامه ریزي با هدف تحویل مقادیر صحیح مواد در زمان صحیح ، بر مبناي سفارشات توام با پیش بینی می باشد. امروزه چنین هدفی تمامی نیازهاي محیط هاي ساخت و تولید را پوشش نمی دهد. ضعف اساسـی در سیستم هاي موجود فقدان منطق برنامه ریزي محـدود ( Finite Scheduling ) و تقـدم برنامـه ریـزي تفضـیلی کارگــاه بر برنـــامه ریزي ظــرفیت می باشد. این امــر سبب تکــرارهاي متعــدد متــعادل سازي بارگیري ( Load ( Balancing جهت حذف اضاف بارها ( (Overloads می گردد. در این مقاله سعی شده با به کـار گیـري مفـاهیم تئوري محدودیت ها (Theory of Constraints) تا حدي بر مشکلات فوق در سیستم هاي MRP غلبـه کـرد. در این راستا الگوریتمی جهت نشاندن TOC در MRP ارائه میگردد و در پایان با ارائه یک مدل شبیه سازي عملکرد دو سیستم سنتی و سیستم تلفیقی (Hybrid System) در معیارهایی نظیر تعـداد خروجـی ، عملکـرد موعـد تحویـل ، زمـان گـردش (Cycle Time)، زمـان تـدارك سـاخت (Manufacturing Lead Time) و نیـز موجــــودي در جـــریان ســــاخت (Work in Process) مورد سنجش قرار می گیرد.
کلید واژه ها : برنامه ریزي مواد مورد نیاز ، برنامه ریزي منابع ساخت ، تئوري محدودیت هـا ، برنامـه ریـزي ظرفیـت مورد نیاز و شبیه سازي
مقدمه :
در طول دهه هاي اخیر توجه قابل ملاحظه اي از سوي شرکتهاي تولیدي به روشهاي برنامه ریزي و کنترل ساخت و تولیـد (MPCS) شده استسه. سیستم بنیادي که عموماً مورد توجه قرار میگیرد، عبارتنداز : [1]
∗ Material Requirements (or) Manufacturing Resource Planning ∗ Just in Time ∗ Optimized Production Technology (or ) Theory of Constraints
در اوایل و اواسط دهه 1980 مقالات متعددي با هدف تعیین سیستم MRP برتر به چاپ رسید .[1] امـا اخیـراً پذیرفتـه شده است که سه بینش بنیادي فوق مکمل یکدیگر بوده و تلفیق موفقیت آمیز آنها سیستم هاي کاراتري را حاصـل مـی سـازد 1]و. [13 به عنوان مثال آقایان Flapper et al. (1991) ، Miltenburg (1993) و ( Landry et al. (1997 تلفیـق دو سیســتم MRP و JIT را مطــرح مــی ســازند. همچنــین آقایــان Miltenburg (1997) ، Smith(1994) ، (1991)
Spencer ،(Reimer (1991 ، Swann (1986) و(Vollmann (1986 توضیحاتی عمومی درمـورد نشـاندن TOC در
MRP ارائه می کنند.
الگوریتم پیشنهادي جهت نشاندن TOC در MRP
قدم یک – شناسایی محدودیت(هاي) سیستم.
جهت تعیین مجموعه گلوگاههاي سیستم تعاریف زیر را در نظر گیرید:
(1-1 حال از رابطه زیر تفاوت بین ظرفیت و میزان بارگیري منابع ( ( DIFj را درافق برنامه ریزي محاسبه کنید:
(1-3 به ترتیب زیر چک کنید که آیا BN1 محدودیت اصلی است؟
1-3-1 ) اگر تعداد منابع در مجموعه CR یعنی q برابر یک است ، گلوگاه اصلی همان BN1 است.
1-3-2 ) اگر q > l است و تمام محصولات از تمام منابع گلوگاه استفاده می کنند، باز هم BN1 گلوگاه اصـلی و سـایر
گلوگاهها به ترتیب BN 2 ، BN3 ، ..... و BN q خواهند بود.
(1-3-3 در غیر اینصورت با فرض اینکه BN1 محدودیت اصلی است، نرخ حاشیه سود را براي هر محصـول بـه صـورت زیر محاسبه کنید:
پس از آن محصولات را براساس ترتیب نزولی Ri برنامه ریزي کنید تا زمانیکه یکی از دو حالت زیر رخ دهد: تقاضاي بازار در کل افق برنامه ریزي ارضا گردد.
ظرفیت حداقل یک گلوگاه تکیل شود.
براي محصولات داراي Ri یکسان ، محصول با CM i بزرگتر را ابتدا برنامه ریزي کنید. اگر اولین گلوگاهی که ظرفیـت آن
تکمیل شده BN1 نباشد، آنرا BN1 فرض نموده و BN1 فعلی را به BN تبدیل کنید. ترتیب سایر گلوگاه هـا متناسـب بـا
2
آن تغییر مینماید. بر اساس BN1 جدید نرخ Ri را مجددا محاسبه کنید و به قدم بعد بروید.
قدم دو – تصمیم گیري در مورد نحوه بهره برداري کامل از گلوگاه هاي سیستم یعنی تعیین برنامه DRUM
(2-1 تمامی محصولات نیازمند به BN1 را بر اساس ترتیب نزولی Ri برنامه ریزي کنید.
(2-2 زمانیکه ظرفیت BN1 تکمیل شد قدم قبل را براي BN 2 و براي محصولات برنامه ریـزي نشـده تکـرار کنیـد. ایـن عمل ادامه می یابد تا زمانیکه کل منابع مجموعه CR تکمیل شوند یا اینکه تمام محصولات نیازمنـد بـه منـابع گلوگـاه برنامـه ریزي شده باشند.
(2-3 زمان باقی مانده روي منابع گلوگاه را محاسبه کنید.
(2-5 اگرX ≠ N باشد هر بار یک واحد از Qk بکاهید و از زمان ایجاد شده در گلوگاه اصلی جهـت برنامـه ریـزي اعضـاي دیگر مجموعه X به ترتیب نزولی Ri استفاده نمایید و هر بار تفاوت سود را محاسبه کنید.
هرگاه ∆G منفی شد و یا تقاضاي بازار افق برنامه ریزي کاملا ارضا شد متوقف شوید. بیشتریت تغییر در سود جواب نهایی خواهد بود.
(2-6 براساس ترتیب نزولی Ri میزان تولید محصولات در هر دوره زمانی را برنامه ریزي کنید. هریک از دو شرط زیر زود تر اتفاق افتاد به سراغ محصول بعد بروید:
اگر ظرفیت گلوگاه در یک دوره ، قبل از رخ دادن شروط فوق تکمیل شد، میزان کسرتولیدآن محصـول ( (dit − qit را در دوره هاي قبل جبران کنید. در دوره هاي قبل پیش روید تا زمانیکه کسر تولید جبران شود یا اینکه ظرفیت براي کسـر تولیـد در هیچ یک از دوره هاي پیشین وجود نداشته باشد.
(2-7 براي تمام دوره ها قدم قبل را تکرار کنید. پس از اتمام کار اگر براي محصولی میزان Qi تحقق نیافته است یعنی :
از دوره اول رو به جلو کسر تولید ( (Qi − ∑qit را برنامه ریزي کنیـد تـا زمانیکـه گلوگاههـا در تمـامی دوره هـا بهـره
برداري کامل شوند. یعنی ظرفیت آنها تکمیل گردد.
قدم سه – مطیع سازي منابع غیر گلوگاهی ، مطابق با برنامه گلوگاه.
(3-1 محل بافرهاي زمانی را تعیین کنید.
(3-2 مسیرهاي عملیات و زمانهاي تدارك را در MRP اصلاح نمایید.
(3-3 قوانین سفارش دهی را براي تمامی قطعات تولیدي به Lot -for -lot تغییر دهید.
(3-4 توسط برنامه ریزي پیشرو ( (Forward Scheduling برنامه DRUM را به یک MPS تغییر شکل دهید. براي انجام این کار ما همان جداول ( MRP Records ) MRP را پیشنهاد می کنیم با این تفاوت که این بار بـه جـاي
محاسبه نیاز خالص ، به محاسبه نیاز ناخالص براساس مقادیر موجودي در دست ، سفارش در راه و نیـاز خـالص مـی پـردازیم. یعنی :
Gross Requirement = Net Requirement + Projected on hand + Scheduled Receipts – Safety Stock
محصولات آزاد ( (Free Product یعنی محصولاتی که نیاز به پردازش در هیچ گلوگاهی ندارنـد را مـی تـوان بسـته بـه تقاضاي آنها در MPS گنجاند.
(3-5 با استفاده از نرم افزار MRP و برنامه MPS قدم قبل ، به برنامه ریزي کلیه مراکز کاري بپردازید.
قدم چهار – محدودیت ( گلوگاه ) سیستم را ارتقاء دهید.
قدم پنجم – اگر در قدم قبل گلوگاه از بین برداشته شد، به قدم یک باز گردید.
سنجش اعتبار الگوریتم به کمک شبیه سازي:
از آنجائیکه تفاوت سیستم هاي برنامه ریزي و کنترل ساخت و تولید ( ( MPCS در مرحله اجرا محسوس تر می باشد ، بر آن شدیم که با بنا کردن یک مدل کوچک شبیه سازي شرایط اجرایی را براي یک کارگاه کوچـک تولیـدي فـراهم آوریـم. داده هاي مدل شبیه سازي از مقاله آقایان ( Schragenheim & Ronen (1990 اقتباس شده است.[16] مدل بـا ده MPS
تولیدي متفاوت اجرا و براي هر MPS عمل شبیه سازي ده مرتبه تکرار شد. طول مدت هر بار اجراي مـدل ، هشـت هفتـه در نظرگرفته شد و این اعمال براي چهار نوع روش برنامه ریزي زیر تکرار گشت:
MRP سنتی با روش سفارش دهی FOQ
MRP سنتی با روش سفارش دهی FPO
MRP سنتی با روش سفارش دهی LFL
سیستم تلفیقی MRP – TOC
بنابراین در مجموع 400 اجراي مدل رایانه اي را داشته ایم.
نتایج شبیه سازي :
نتایج شبیه سازي بدست آمده ازاجراي مدل شبیه سازي در نمودارهاي 1 الی 6 خلاصه شده اند. در نمودار 1 خروجی کـل سیستم ملاحظه می شود که در تمام موارد به جز مورد چهارم سیستم تلفیقی برتر از سایر سیستم هـا عمـل کـرده اسـت . در نمودار WIP حفظ رتبه سیستم هاي برنامه ریزي به لحاظ میـزان WIP در تمـامی ده MPS قابـل توجـه مـی باشـد. روش
MRP -FOQ داراي بیشترین مقادیرWIP است. دلیل این امر سفارش دهی به میزان ضـرایبی از Lot size مـی باشـد. روش MRP -FPO به دلیل سفارش دهی دو دوره با هم داراي سطوح WIP کمی بیشتراز روش MRP -LFL است. امـا در روش تلفیقی چون به مقدار توان پردازش گلوگاهها به سیستم مواد تزریق می شود و نیز ذخیره هاي موجودي تنها در نقاط استراتژیک پیشنهاد گردیده است، داراي کمترین سطوح WIP می باشیم.
با مقادیر WIP ملاحظه شده در نمودار قبل ، نتایج بدست آمده در مورد معیار LT چندان تعجب آور نمی باشد. این امـر تصدیقی بر وجود نسبت مستقیم بین مقادیر WIP و زمان هاي LT می باشد.
در نمودار زمان سیکل محصول I روش تلفیقی در مقایسه با روش MRP -LFL چندان برترنشان نمی دهد. اما در مـورد محصول J برتري قابل ملاحظه اي را دارا می باشد. در معیار عملکرد موعد تحویل نیز برتري روش تلفیقی در مورد محصول J
محسوس تر است.
