بخشی از مقاله
چکیده
هدف این مقاله طراحی مفهومی سیستم تولید سلولی بر پایه طراحی بدیهه گرا است. مسئله مورد بررسی طراحی سیستم تولید سلولی به کمک بدیههی اول رویکرد بدیهه است. برای این منظور با توجه به وظایف عملکردی خط تولید، پارامترهای تولیدی انتخابشده و برای هر یک از آنها مجدداً وظایف عملکردی تعریف میشود. این شیوهی طراحی که به رویکرد زیگزاگی شناخته میشود تا جایی ادامه میابد تا پارامترهای طراحی به صورت کامل از هم مستقل شوند. منطق طراحی بدیهه گرا منطقی سلسله مراتبی است که با مرور ادبیات تحقیق و نظر کارشناسی خبرگان تولید، نیازمندی های کارکردی سطح دوم درخت طراحی مفهومی که به واسطه طراحی سیستم تولید سلولی به شکل گرافیکی و با نرمافزار ویزیو ایجاد شده است به وضوح تبیین گردید. این نیازمندی ها در قالب شش نیاز اصلی در طراحی سیستم تولید سلولی تبیین شده است که بدین شرح می باشد: گروهبندی محصولات/قطعات و ماشینآلات برای سادهسازی جریان مواد، باز آرایی منابع جهت کاهش اتلاف ناشی از آرایش منابع، فراهم آوری محصول بر پایه تقاضای مشتری، افزایش درآمدهای حاصل از فروش، کاهش هزینههای ساخت و تولید و کاهش سرمایهگذاری روی سیستم چرخهی حیات تولید.
کلید واژه ها: سیستم تولید سلولی، طراحی بدیهه گرا، نیازمندی های کارکردی، درخت طراحی مفهومی
مقدمه
طراحی سیستم تولیدی به فرآیند تعریف ساختار، اجزاء و اطلاعات گفته میشود به نحوی که آن محصول بتواند الزاماتمعیّنی را برآورده کند. در سه دههی اخیر تولید سلولی در طیف وسیعی از صنایع نظیر ماشینآلات و ابزارآلات، هوافضا و صنایع دفاعی، اتوماسیون و صنایع الکترونیکی کاربرد داشته است. تولید سلولی یکی از کاربردهای مهم تکنولوژی گروهی GT محیطهای تولیدی کوچک و متوسط امروزی است. به علت این که تولید سلولیCM انعطافپذیری سیستم تولید کارگاهی و کارایی سیستم تولید محصولی را باهم ترکیب میکند، به سیستمهای تولید دستهای کوچک اجازه میدهد تا از مزایای اقتصادی موجود در سیستمهای تولید انبوه نیز استفاده نمایند.
در واقع CM یک سیستم ترکیبی است که مزایای هر دو سیستم تولید کارگاهی - انعطافپذیری بالا - و تولید انبوه - نرخ تولید بالا و جریان کارا - را به هم پیوند میدهد. CM مشکلات اصلی تولید دستهای، یعنی آمادهسازی مکرر، موجودی در حین ساخت بالا، زمان تولید طولانی مشکل را برطرف میسازد. علاوه بر اینها CM یک زیرساخت تولیدی فراهم میآورد که پیادهسازی فناوریهای مدرن ساخت نظیر تولید یکپارچهی کامپیوتری، تولید به هنگام و سیستمهای تولید انعطافپذیر را تسریع میکند. همانطور که بیان گردید، استفاده از سیستمهای تولید سلولی میتواند مزایای بسیاری داشته باشد، اما سئوالی که ممکن است در ذهن شکل گیرد این است که با وجود این مزایا، علت عدم دستیابی شرکتها به همه مزایای بالقوه سیستم تولید سلولی چیست؟؟ پاسخ این است که اکثر این مزایای بالقوه تنها در صورتی حاصل میشوند که اولاً هر خانواده به طور کامل در یک سلول پردازش شود و دوماً چیدمان ماشینآلات در هر سلول به صورت خط تولید باشد.
در عمل همواره نمیتوان این دو شرط را محقق نمود؛ چرا که پردازش کامل هر خانواده در یک سلول همیشه ممکن نیست یا اگر ممکن باشد، ممکن است اقتصادی نباشد. همچنین چیدمان سلولها به تصمیمات دیگری بستگی دارد و تنها در صورتی که فرایند تمام قطعات خانوادهی قطعاتی که باید در یک سلول پردازش شوند مشابه باشد، میتوان هر سلول را به صورت خط تولید سازماندهی نمود.تئوری بدیهه گرا به عنوان ابزاری قوی در طراحی و توسعه سیستمهای تولیدی می باشد. رویکرد بدیههگرا حدود سال 1977 توسط سو از موسسه صنعتی ماساچوست به عنوان یک مدل سیستماتیک پیشنهاد شد و در حال حاضر یکی از قویترین رویکردها برای بهبود فرآیند تصمیمسازی است.
سو فرآیند طراحی را یک فرآیند تعاملی و تقابلی بین چراییها و چگونگیها میداند.بدیهیات اصول عمومی هستند که آن قدر روشناند که قابلاثبات نیستند و درعینحال هیچ مثال نقضی هم برای آنها موجود نیست. آقای سو بدیهههای روش خود را بر پایهی دو بدیهه معرفی کرد تا یک پایهی علمی سیستماتیک در زمینههای طراحی محصول، سیستمهای تولید و طراحی نرمافزار باشند. با گذشت زمان این باور که بدیههها میتوانند تعمیم داده شوند زمینه را برای پیشرفت این روش در حوزههای مختلف فراهم کرد. در این جا به تعدادی از مقالاتی که برای طراحی سیستم بادیهای برنجی اصول رویکرد بدیههگرا مطرحشدهاند اشاره می شود: سو در سال 1995چارچوبی مفهومی برای طراحی سیستمی بزرگ بر اساس رویکرد طراحی بدیههگرا ارائه داد.
در این تعریف، سیستم بزرگ سیستمی است که باید انواع مختلفی از الزامات عملکردی را تأمین کند درحالیکه برخی از آنها از قبل پیشبینینشدهاند. در این تحقیق، تئوریهای متعددی بر اساس بدیهههای استقلال و اطلاعات سیستمهای بزرگ ارائه گردیده است.در تحقیقی دیگر، سو در سال 1997شناسایی و طبقهبندی سیستمها را ارائه کرد و ابزارهایی برای طراحی مفهومی سیستمها پیشنهاد داد. در این تحقیق، سیستمها بر اساس تعداد الزامات عملکردیشان به دو دسته سیستمهای بزرگ و کوچک تقسیم میشوند. سیستمهای کوچک سیستمهایی هستند که با گذر زمان تغییر نکرده و باید تعدادی الزامات عملکردی محدود و ثابت را برآورده کنند، درحالیکه سیستمهای بزرگ دارای تعداد زیادی الزامات عملکردی با خصوصیات ویژه میباشند.
رویکرد AD به عنوان روشی جایگزین برای طراحی سیستمها به جای روشهایی مانند سعی و خطا توصیه شده است. در این تحقیق، بهبود کار آیی سیستم با افزایش کیفیت طراحی بر اساس بدیهه استقلال تحقق مییابد. لی، بایی و وچو در سال 2002 طراحی ترتیبی سینماتیکی یک سیستم تعلیق را بر اساس مفاهیم طراحی بدیههگرا ارائه دادند . در مطالعات آنها، از بدیهه استقلال بهمنظور تعریف رابطه بین نقاط صلب و هندسه سیستم تعلیق و همچنین بهمنظور بهبود طراحی این سیستم استفاده شده است. ژی و تیلمن در سال 2006 روشی سیستماتیک بر مبنای مفاهیم طراحی بدیههگرا ارائه دادند تا بتوان سیستمهای بزرگ مهندسی را ارزیابی و بهینهسازی کرد. پیش از هر چیز، الزامات عملکردی و پارامترهای طراحی با استفاده از بدیهه استقلال در سلسلهمراتب مختلف یک سیستم بهدست میآیند.
سپس آنالیزی بهمنظور ارزیابی طراحی فعلی سیستم انجام میگردد. رویکرد پیشنهادی در طراحی یک سیستم رآکتور هستهای به کار گرفته شده است. لی و هئو در سال 2007 فرایند طراحی سیستم خنک ساز اضطراری نیروگاههای هستهای را با استفاده از بدیهه استقلال بررسی کردند. در مقاله آنها، بدیهه استقلال به عنوان معیاری برای بهبود ایمنی هستهای به کار گرفته شده است. در این مقاله، دو سیستم خنک ساز اضطراری هسته بر اساس بدیهه استقلال مورد بررسی قرارگرفتهاند و در نتیجه بهترین طراحی انتخاب شده است.هلندر در سال 2007 رویکردی را بهمنظور طراحی بدیههگرا بر مبنای آنالیز سیستم با نگاهی به مسائل انسانی پیشنهاد داد. هدف مقاله شناسایی منابع کوپلینگها و ارائه پارامترهای طراحی جدید جهت دیکوپله شدن طرح بود.
در این مقاله، هر دو بدیهه از مفاهیم طراحی بدیههگرا به کار گرفتهشدهاند. از بدیهه استقلال بهمنظور کاهش کوپلینگها و پیچیدگی تعامل انسان و ماشین استفاده شده است. بدیهه محتوای اطلاعات در طراحی فاکتورهای انسانی به کار گرفتهشده تا بتوان تغییرات صفات انسانی را در نظر گرفت. به عنوان مسئله نمونه، یخچال، ابزار دستی و یک اتاقک راننده اتومبیل به وسیله بدیهه استقلال بررسیشدهاند. بنگ و هئو در سال 2009 طرح جدیدی از نانوسیالهای خنک ساز در یک سیستم حرارتی ارائه دادند که بر اساس بدیهه استقلال بود . طرح سیستم نانو سیال به دلیل ویژگیهای سیستم سیال-حرارتی کوپله بود.
در این سیستم از بدیهه استقلال بهمنظور کاهش درجات کوپلینگ سیستم استفاده شده است زیرا مشاهدهشده که پارامترهای طراحی از یکدیگر تأثیر میپذیرند. هدف این مقاله طراحی مفهومی سیستم تولید سلولی بر پایه طراحی بدیهه گرا است. مسئله مورد بررسی طراحی سیستم تولید سلولی به کمک بدیههی اول رویکرد بدیهه است. برای این منظور با توجه به وظایف عملکردی خط تولید، پارامترهای تولیدی انتخابشده و برای هر یک از آنها مجدداً وظایف عملکردی تعریف میشود. این شیوهی طراحی که به رویکرد زیگزاگی شناخته میشود تا جایی ادامه میابد تا پارامترهای طراحی به صورت کامل از هم مستقل شوند طراحی سیستم تولید سلولی برای طراحی مفهومی خط تولید سلولی با رویکرد طراحی بدیهه گرا قدمهای زیر پیشنهاد میگردد:
قدم اول: اولین قدم در طراحی سیستم تولید سلولی، شناسایی نیازمندیهای کارکردی سیستم در بالاترین سطح هرم طراحی است. در این مرحله نیازمندیهای کارکردی مختلفی ممکن است شناسایی گردد که هر کدام انتخاب هر کدام از آنها میتواند به طراحی کاملاً متفاوتی از سیستم تولید سلولی منجر شود. در این کار به کمک نظر خبرگان تولید و متناسب با نیازهای تولید بومی، نیاز سطح صفر هرم طراحی ما اینگونه تعریف میگردد:
=1FRبیشینه کردن بازگشت سرمایه در تولید بر مبنای سفارش مشتری
این نیازمندی سیستم، شرکتها را مجبور به ارزیابی مجدد سیستمهای ساخت سنتی میکند تا منجر به افزایش انعطافپذیری آنها در برابر نیازهای مشتری شود. انعطافپذیری سیستمهای ساخت به سرعت و توانایی پاسخگویی این سیستمها به تغییر نیازهای مشتریان اندازهگیری میشود.
قدم دوم: ارضای نیازمندی کارکردی سطح صفر با انتخاب فشارسنج هوا طراحی مناسب بر اساس آموزههای تولید ناب، سیستم تولیدی که پاسخگوی نیازهای مشتری از طریق کاهش اتلاف، کاهش زمان انتظار مشتری و افزایش کیفیت باشد سیستم تولید سلولی است.
=1DPطراحی سیستم تولید سلولی بهرهور
قدم سوم: واضح است که برای توصیف بیشتر نیازمندی کارکردی سطح اول نیاز به تجزیه بیشتر FR1داریم. در واقع اصول طراحی بدیهه به طراح پیشنهاد میکند که به سطح بالاتر برود و FRسطح بالا را به FRهای کوچکتر بشکند. برای شکستن سطح طراحی، نیازمندیهای زیر پیشنهاد میگردد:
گروهبندی محصولات/قطعات و ماشینآلات برای سادهسازی جریان مواد FR1-1= باز آرایی منابع جهت کاهش اتلاف ناشی از آرایش منابع FR1-2=
فراهم آوری محصول بر پایه تقاضای مشتری FR1-3= افزایش درآمدهای حاصل از فروش FR1-4=
کاهش هزینههای ساخت و تولید FR1-5=
کاهش سرمایهگذاری روی سیستم چرخهی حیات تولید FR1-6=
قدم چهارم: برای ارضای نیازمندیهای کارکردی اشارهشده در سطح بالا پارامترهای طراحی زیر پیشنهاد میگردد:
