بخشی از مقاله
چکیده
در بسیاری از مسائل دنیای واقعی، تصمیمگیریهای مدیریتی با پیچیدگیهای فراوان و وابستگیهای بین اجزا همراه هستند. همچنین دم قطعیت در پارامترهای آنها، این پیچیدگی را دوچندان میکند و امکان پیشبینی نتایج با روشهای سنتی میسر نمیباشد. این درحالی است که اتخاذ یک تصمیم اشتباه، علاوه بر تحمیل هزینه هنگفت، سازمان را با مشکلات متعددی مواجه میکند. امروزه میتوان به کمک سامانههای شبیهساز کامپیوتری مسائل گوناگون را در قالب یک مدل، شبیه سازی و پیاده سازی نمود، سپس تصمیمات و تغییرات مورد نظر را در سیستم شبیهسازی شده، اعمال کرد.
این مساله به مدیران کمک میکند تا تاثیر انجام تصمیمات خود بر روی سیستم را مشاهده و مورد ارزیابی قرار دهند و در نتیجه بهترین اقدام را انتخاب و اجرا نمایند. صنعت خودروسازی به دلیل تنوع قطعات و تعداد زیاد تامینکنندگان، با پیچیدگی زیادی در تصمیمگیریها مواجه است. در این مقاله سامانه شبیهسازی برای تصمیمگیری در مدیریت عملیات سفارشگذاری قطعات یک خودرو طراحی و ارائه شده است تا با بررسی نتایج سناریوهای مختلف و مناسبترین اقدامات لازم برای بهبود سیستم ارائه شود.
-1 مقدمه
با توجه به پیچیدگی بسیاری از تصمیمگیریهای مدیریتی و همچنین وجود عدم قطعیت در پارامترهای برنامهریزی در دنیای واقعی، حصول اطمینان از درستی یک تصمیم بسیار حائز اهمیت است چرا که در صورت اتخاذ تصمیم اشتباه، ممکن است سازمان هزینه زیادی را متحمل شود و با مشکلات متعددی مواجه گردد.
امروزه به کمک نرم افزارهای شبیهساز کامپیوتری، میتوان تاثیر تصمیمات مدیریتی و ایجاد تغییرات مورد نظر در سیستم را مشاهده نمود. این مساله موجب میشود که سازمان با اطمینان بیشتری دست به تغییرات مورد نظر زده و احتمال تحمیل هزینههای زیاد به سازمان به دلیل اتخاذ تصمیم اشتباه کاهش یابد. تکنیکهای شبیهسازی در مسائل مختلفی از جمله تولید، خدمات بهداشتی درمانی، مهندسی مجدد فرآیندها، حمل و نقل، برنامه ریزی بحران، امور نظامی و ... به کاربرد گرفته شده است
پیچیدگی از ویژگیهای ذاتی محصولات صنایع خودرو است و نیاز مداوم برای مدیریت هزینهها در طول فرآیندهای این صنعت برای حیات اقتصادی صنعت ضروری به نظر میرسد. چالش تولیدکنندگان تجهیزات اصلی ماشین، بر مبنای توانایی موجود در آنها در ایجاد تغییرات استراتژیک شامل موارد زیر میشوند:
.1 بهبود فرآیند زمان ورود به بازار برای اتومبیلهای جدید که بر اساس نیازهای مشتریان طراحی شده است.
.2 مهندسی مجدد فرآیندهای تجاری بهمنظور کاهش هزینههای توسعه و تولید.
همچنین شبیهسازی در صنعت خودرو کاربردهای فراوانی دارد از جمله: مدیریت زنجیره تامین، استقرار ماشین آلات و چیدمان کارخانه، برنامهریزی سیستم تولید و منابع تولید اعم از مواد، نیروی انسانی و بالانس نمودن خط تولید، سیستمهای حمل و نقل درون کارخانه، سیستم ذخیره کالاها و انبار مواد اولیه، سیستمهای بزرگ توزیع و کنترل موجودی به منظور اصلاح طراحی آن، جریان مواد و اطلاعات در سازمان.
صنایع خودرو از سال 1980، شروع به استفاده از مهندسی مبتنی بر کامپیوتر کردند. در ابتدا شبیهسازی صرفا به یک قطعه خاص معطوف بود، شبیهسازیهایی مانند ریختهگری، کشش عمیق و تزریق پلاستیک. از آن زمان تاکنون پیشرفتهای روز افزون تکنولوژی باعث افزایش توان شبیهسازی در عین حال کاهش هزینههای شبیهسازی شده است. این امر به شبیهسازی قطعات ساده و مجموعه قطعات و فرآیندهای پیچیده به طور همزمان، با درجه بالایی از اعتماد منجر شده است. شبیهسازی به جزء جداناپذیر فرآیند طراحی و توسعه محصول، هم برای تولید کننده اصلی و هم شرکای درجه 1 و درجه 2 تامین کنندگان قطعات صنایع خودرو تبدیل شده است
رحمانی و همکاران [7] از شبیهسازی برای طراحی و بهینهسازی خط رتوش خودرو استفاده کردند. در بخش مونتاژ بعد از اتمام عملیات مونتاژ در خط اصلی، اتومبیل وارد خط رتوش میشود تا در صورت نیاز تعمیر شود. از آنجایی که آسیبها و زمان لازم برای اصلاح آنها احتمالی هستند و جریان برگشتی بین ایستگاهها وجود دارد، یافتن تعداد بهینه ایستگاهها اهمیت دارد. در این مطالعه خط رتوش برای تولید لوگان در شرکت پارس خودرو با استفاده از نرم افزار ارنا شبیهسازی شد و در نهایت تعداد بهینه تسهیلات و ایستگاه پیشنهاد شد.
وانگ و همکاران [8] یک روش شبیهسازی داده محور ایجاد کردند تا به صورت خودکار یک سیستم تولیدی را مدلسازی کند و به سرعت مدل را مطابق با نیازهای پویا و اطلاعات زمان واقعی تغییر دهد. این رویکرد توسعه داده شد و در یک کارخانه مونتاژ خودرو با سیستم کنترل مواد آنلاین به کار برده شد. شبیهسازی با نرم افزار ارنا انجام شده است. مورد مطالعه که یک کارخانه مونتاژ خودرو میباشد، نشان میدهد که رویکرد داده محور، مدلسازی و شبیهسازی کارخانه مونتاژ پیچیده را در دنیای واقعی ممکن میکند و در نتیجه پاسخگویی و انعطاف پذیری خط تولید را بهبود میدهد.
از دیگر کاربردهای شبیهسازی، در سیستم ذخیره کالاها و انبار مواد اولیه میباشد. لیانگ و همکاران [9] با استفاده از نرمافزار ارنا یک مدل برای سیستم بارگیری و تخلیه در انبار ارائه شده است. هدف از این مطالعه یافتن استراتژی است که زمان اقامت کامیون را در انبار بهینه میکند. یک مدل شبیهسازی سیستم موجود توسعه داده و اجرا شد تا وضعیت عملیات بیشتر درک شود. ضریب به کارگیری از کارگران و زمان انتظار در فرآیندهای مختلف بررسی و تحلیل شد تا گلوگاه در سیستم شناسایی شود. مشخص شد که زمان بین ورود کامیونها، زمان انتظار در فرایند سفارش، برداشت و بارگیری، و تعداد لیفتراکها عوامل موثر در عملکرد سیستم بارگیری هستند. سیستم تخلیه، که از کامیونهای خود کارخانه استفاده میکند، هیچ گلوگاهی ندارد زیرا به خوبی برنامه ریزی شده است.
-2 شرح مساله
در این بخش، ابتدا تعدادی از مفاهیم اولیه مورد نیاز در پژوهش را تعریف میکنیم. سپس به بیان مساله میپردازیم.
شبیه سازی: شبیهسازی تقلیدی از عملکرد فرآیند یا سیستم واقعی، با گذشت زمان است. شبیهسازی به منزله ابزار تحلیل برای پیشبینی تأثیر تغییرات بر روی سیستمهای موجود و یا به عنوان ابزار طراحی برای پیش بینی عملکرد سیستم جدید در شرایط گوناگون بهکار میرود
تصیم گیری: تصمیم گیری فرایند شناسایی و گزینش یک روند کار برای حل یک مساله مشخص است.
مدیریت تولید: برنامهریزی تاکتیکی و راهبردی فرآودههای موجود و جدید یک شرکت را مدیریت تولید گویند.
نرم افزار ارنا: نرم افزار کامپیوتری برای شبیه سازی گسسته پیشامد
هزینه دموراژ: در این مقاله منظور از هزینه دموراژ، هزینه اجاره کانتینرها میباشد.
محموله: در این مقاله منظور از محموله، تعدادی از قطعات کامل یک خودرو است که در قالب سفارشی به صورت هفتگی به بندر ارسال میشود.
1؛-2تعریف مساله
مساله پیش رو، فرآیند سفارشگذاری قطعات و تولید یک خودرو در یک کارخانه خودروسازی میباشد که تنها یک نوع خودرو تولید میکند. برنامه تولید ماهانه در هر سال از طرف دفتر مرکزی، برای کارخانه تعیین میگردد و کارخانه بر اساس این برنامه اقدام به سفارشگذاری اقلام مورد نیاز خود میکند. لازم به ذکر است که کلیه اقلام این خودرو در کشور چین تولید میگردد و بعد بر اساس برنامه حمل به ایران انتقال مییابد.
تهیه این برنامه از اهمیت بالایی برخوردار است و به پارامترهای متعددی وابسته است. از جمله این پارامترها، فضای موجود انبار در کارخانه ایران و هزینههای حمل و نقل و هزینههای دموراژ است. به عنوان مثال برنامه ریزی اقلام میتواند به گونهای باشد که اقلام با حجم بالا و در تعداد - تواتر - پایین وارد ایران شده و در انبار کارخانه نگه داری شوند که این سناریو مزایا و معایب خود را دارد از قبیل افزایش هزینه نگهداری و هزینه دموراژ کانتینرها و کاهش هزینه سفارشدهی. همچنین اقلام میتوانند در تواتر بالا و حجم کم سفارش گذاری شوند که در اینصورت هزینه نگهداری و هزینه دموراژ کاهش و هزینه سفارشدهی افزایش خواهد داشت.
در شکل 1 روند کلی زنجیره تامین خودور مورد بررسی، مشاهده میشود. در ادامه هر یک از این مراحل همراه با برخی جزئیات شرح داده میشوند.
LC :
برنامه تعیین شده و با تواتر زمانی مشخص - مثلا به صورت هفتگی - از چین به بندر عباس ارسال میشوند. به عبارت دیگر در هر ماه 4 محموله از چین به بندر عباس ارسال میگردد. پس از دریافت محمولهها در بندرعباس، این محمولهها با استفاده از کانتینر، به سایت کارخانه حمل میگردند. چنانچه امکان تخلیه کانتینرها در سایت وجود داشته باشد - انبارهای مربوطه ظرفیت کافی داشته باشند - ، کانتینر تخلیه شده و کانتینر خالی به بندر عباس ارسال میگردد. اما اگر انبارهای مربوطه پر باشند، کانتینرها تا زمان خالی شدن انبار، برای پک گشایی انتظار میکشند که این موضوع منجر به افزایش هزینه دموراژ میگردد. کانتینرها بسته به نوع محتویات، در سه انبار قطعات بدنه، قطعات گروه A و B به صورت جداگانه ذخیره میگردند.
پس از تخلیه کانتینرها، قطعات وارد خط تولید میشوند. خط تولید از سه قسمت کلی سالن بدنه سازی، سالن رنگ و سالن مونتاژ تشکیل شده است. سالن بدنه سازی از موجودی انبار بدنه، و سالن مونتاژ از موجودی انبار قطعات گروه A و B استفاده میکند.
-3 مدل سازی مسئله
مدیران شرکت میخواهند بدانند که در صورت تغییر حجم و تواتر سفارشدهی، و یا افزایش عدم قطعیت در زمان هر یک از فرآیندها، چه تغییری در برنامه تولید و میزان هزینهها، از جمله هزینه دموراژ، ایجاد خواهد شد.
به منظور شبیهسازی این فرآیند از نرم افزار ارنا استفاده شده است. در شکل4 نمایی کلی از شبیهساز مشاهده میکنید. درادامه ابتدا ماژولهای اصلی مدل تشریح شده و سپس نحوه انتخاب و تنظیم پارامترهای مدل تشریح میگردد.
1؛-3 بخشهای اصلی مدل
به منظور درک راحت و ساده سازی، مدل در قالب 6 بخش با جزئیات زیر طراحی شده است.
1؛1؛-3 سفارشگذاری
درشکل 4، قسمت ordering فرایند شبیهسازی بخش سفارشگذاری را نشان میدهد. این فرایند شامل مراحل دریافت پرفرم، بررسی و تایید پرفرم، ثبت سفارش در سایت وزارت صنعت وگشایش LC میباشد.
شکل -1 روند زنجیره تامین
همانطور که در شکل 1 مشاهده میکنید، برنامه سفارشات سالانه از طرف دفتر مرکزی به کارخانه ارسال میگردد. این برنامه مشخص میکند که در هر ماه به چه میزان باید تولید شود. کارخانه فرایند سفارشگذاری را به صورت ماهانه و با در نظر گرفتن مدت تحویل، انجام میدهد.
2؛1؛-3 تولید در چین
پس از مرحله سفارشگذاری، سفارشات در چین تولید میشوند. در شکل 4، قسمت production in china این مرحله را در شبیهسازی نشان میدهد که بصورت کلی و در قالب یک ماژول process در شبیهسازی اعمال شده است.
