بخشی از مقاله
چکیده
تولید اقتصادی موجبات رشد واحدهای اقتصادی را فراهم میسازد. توجه ویژه به اصول طراحی محصول و تاثیر آن بر هزینههای تولید، بسیار ضروری است. مرحله طراحی%10 از هزینههای محصول را در بر میگیرد. ولی%70 کل هزینههای قابل اجتناب در این مرحله قابل کنترل میباشند. در بین صنایع کشور، مدیریت هزینه در صنعت خودروسازی یکی از مهمترین محورهای حرکت به سمت توسعه در کشور است .
در این تحقیق، کاهش هزینه در مرحله طراحی، در یکی از شرکتهای قطعهسازی، با یافتن اشکالات ناشی از تلرانس ابعادی توسط تحلیلهای نمودار پاراتو و اعمال تلرانس هندسی - GD&T - ، به منظور کاهش نرخ بازگشت، دوباره کاری و قیمت تمامشده محصول، صورت گرفت. با توجه به الزامات استاندارد سیستم مدیریت شرکتهای تولید قطعات خودرو، در این فرایند رویکرد APQP مورد استفاده قرار گرفت. بررسی روی یکی از محصولات شرکت صورت گرفت و کاهش کلی هزینه را حاصل شد.
.1 مقدمه
بخش صنعت یکی از مهمترین بخشهای اقتصادی هر کشور محسوب شده و نقش زیادی در رشد و توسعه کشورها ایفا میکند. صنعت خودرو یکی از مهمترین صنایعی است که نقش قابل ملاحظهای در رشد اقتصادی داشته و به اعتقاد برخی این صنعت، مهمترین نیروی محرکه توسعه اقتصادی در قرن بیستم بوده است. صنعت خودروسازی ایران، پس از صنعت نفت بزرگترین صنعت در ایران است. در سالهای اخیر ایران دوازدهمین خودروساز بزرگ دنیا و بزرگترین خودروساز خاورمیانه شدهاست
این صنعت به لحاظ اشتغالزایی و تاثیر بسزا بر چرخه اقتصاد کشور، بسیار حائز اهمیت میباشد. شرکتهای تولید خودرو سعی دارند از طریق ارتقاء زنجیره تامین به اهداف خود دست یابند. این اهداف عبارتند از: -1 افزایش کیفیت محصولات تولیدی -2کاهش هزینههای تمام شدهی محصول -3 توجه به محیط زیست -4 ایمنی -5 تنوع و نوآوری.
شرکتهای موجود در زنجیره تامین شرکتهای خودروساز، اهمیت ویژهای برای کاهش هزینههای تولید خودرو قائل هستند، از این رو توجه به استراتژیهای کاهش هزینهی تولید در زنجیره تامین قطعات خودرو، توجه ویژهای دارند.[7] ضرورت کاهش هزینهی تمامشدهی تولید محصولات و مسئله رقابت، مستلزم بررسی تکنیکهای کاهش هزینه در مرحله طراحی است. درست جایی که نیازهای شرکت خودروساز در قالب نقشهها و مدارک فنی در اختیار تامینکنندگان، جهت تولید قرار میگیرد. در این مرحله، در صورت رعایت نکردن اصول طراحی، هزینههای گزافی به سازندهی قطعه و مشتری تحمیل میشود.
تلرانسگذاریهای صحیح روی نقشه از جمله این اصول هستند که در مرحله طراحی با توجه به دید کلی بر روی فرآیند، باید به درستی مشخص شوند تا بتوان از بروز تولید محصول نامنطبق، پیش از تولید جلوگیری کرد. از میان تلرانسها، تلرانسهای هندسی از اهمیت بالایی برخوردارند. آگاهی داشتن ازتلرانسهای هندسی و کاربردهای آن، به طور غیرمستقیم بر روی هزینهها تاثیر اساسی دارد
اهمیت این موضوع و تاثیر بسزای آن برکاهش هزینههای تولید این نیاز را ایجاب میکند که عوامل درگیر تولید، از تلرانسهای هندسی آگاهی داشته باشند.
در این خصوص نقش مهندسین صنایع به عنوان پزشک صنعت این است که باید از تمامی داروهای بهبود دهندهی صنعت - مثل - GD&T آگاهی لازم را داشته باشند و بتوانند به وسیله این ابزارها تا حد امکان صنعت کشور را به سوی بهبود عملکرد واقعی پیش ببرند.
از زمانی که مبحث تولید انبوه و قابلیت تعویضپذیری در صنعت بوجود آمد، وجود تلرانس های ابعادی ضروری شد. با افزایش دسترسی صنعت به تکنولوژیهای مختلف تولیدی و مشاهده نواقص تلرانسهای ابعادی، مبحث تلرانسهای هندسی در صنعت شکل گرفت و به صورت جدی مورد استفاده واقع شد
تلرانس هندسی به مراتب قابلیت پوشش دهی بیشتری نسبت به تلرانس سنتی ابعادی دارد که به کارگیری آن در نقشههای مهندسی محصولات باعث افزایش نرخ تولید و نیز کاهش دوبارهکاری و دورریز کمتر میشود. داشتن اطلاعات لازم و کافی در مورد تکنیکهای صحیح، رعایت و اجرای درست تلرانسها، هزینه را در مرحلهی طراحی محصول کاهش میدهد.
.1.1 استراتژیهای کاهش هزینه
استراتژیهای کاهش هزینه را میتوان در 8 دسته زیر طبقهبندی نمود:
.1 استراتژی کاهش هزینه به کمک طراحی محصول و فرآیند برای تولیدپذیری: خطوط راهنما برای طراحی محصول و فرایند بهمنظور یک تولید اثربخش و کم هزینه.
.2 کاهش هزینهها با استانداردسازی: تکنیک جلوگیری از افزایش فعالیتهایی که منجر به افزایش هزینه میشود.
.3 کاهش هزینه با افزایش کیفیت: خطوط راهنما برای طراحی محصول و فرآیند برای افزایش کیفیت.
.4 کاهش هزینه با استفاده از زنجیره تامین: اصول بکارگیری زنجیره تامین برای کاهش هزینه.
.5 کاهش هزینه با اجرای تولید ناب:خطوط راهنما برای افزایش بهرهوری و جریان صحیح مواد و کاهش هزینهها.
.6 کاهش هزینههای سربار: روشهای مختلف کاهش هزینههای سربار.
.7 کاهش هزینهها با اندازهگیری هزینه جامع: روش صحیح اندازهگیری هزینهها و سیستم هزینهیابی بر مبنای فعالیت.
.8 کاهش هزینه با عقلایی کردن جریان تولید: سریعترین راه برای کاهش هزینه و افزایش درآمد.
با توجه به اینکه حدود 80 هزینههای تولید در مرحله طراحی و توسعهی محصولات مشخص میشود، در این مقاله از استراتژی اول یعنی کاهش هزینه با طراحی محصول و فرایند استفاده شده است. در این مرحله، مفاهیم سایر استراتژیها نیز مورد کنکاش قرار میگیرد.
.2.1 تحقیقات پیشین
جاسینسکی و مردیس 2015 - - صنعت خودرو را اساس اقتصاد کشورها میدانند، براین اساس در کشورهای تولید کنندهی خودرو به منظور مدیریت اقتصادی در این صنعت، استراتژیهای کاربردی و معتبری پیادهسازی میشوند که بهبود عملکرد مالی شرکتهای خودروساز را به دنبال خواهد داشت.[8] گیلا مولچو - 2014 - معتقد است، با وجود اینکه حدود 70% از هزینه ساخت در مراحل ابتدایی طراحی برآورد میشود طراحان به ندرت قادر به محاسبه دقیق هزینه ساخت طرحهایشان هستند.
وستینگ و تن برینک - - 2000 اذعان داشتند، به صورت سنتی برآورد هزینه تولید بعد از اتمام مرحله طراحی انجام میشود؛ بنابراین بسیاری از فرصتها برای کاهش هزینه تولید از دست رفته و امکان کاهش هزینهها وجود نخواهد داشت. از این رو اگر هزینههای تولید در مراحل ابتدایی چرخهی طراحی و تولید تخمین زده شوند عملیات تولید به صرفهتر خواهد بود.
بو جو و لی فنگ خی - 2009 - ، یک روش کاهشدهنده هزینه برای تولید خودرو در مرحله طراحی ارائه میدهند. در این پژوهش از روش غیرمستقیم دلفی برای تخمین هزینههای تولید استفاده شدهاست . تولیدکننده میتواند با استفاده از این روش، قیمتهای محاسبه شده هزینههای تولید را ارزیابی کرده و مشخصه طراحی را برای خودرو انتخاب کند که با هدف قیمت خودرو که از پیش تعیین شده بهتر منطبق شود. تکنیک تیر داون - Tear Down - که در صنعت خودروسازی ژاپن به صورت گسترده استفاده میشود در اینجا ارائه شده است
دیجانتا داس و گوبتا - 1996 - عقیده دارند، همه طرحهای مکانیکی یک سری مراحل بازنگری در طراحی از قبیل آنالیز عملکرد، قابلیت تولید و هزینه تولید را پشت سر میگذارند. سرعت و کارائی این مراحل تأثیر مهمی بر مدت زمان به تولید رسیدن محصول یعنی از ایده اولیه تا روانه کردن محصول به بازار فروش دارد. آنها به ارائه روشی برای ایجاد خودکار توصیههایی درباره بازنگری در طراحی به منظور کاهش هزینهها پرداختند. با ارائه تعبیر طرح به عنوان مجموعهای از اشکال قابل ماشینکاری و تولید، رویکرد ما ایجاد اشکال قابل ماشینکاری جایگزینی است که با اعمال تغییرات هندسی در اشکال اصلی ایجاد میشوند. با اضافه کردن این اشکال جدید به مجموعه اشکال اصلی یک مجموعه توسعهیافته از اشکال ایجاد میشود.
سیواکومار و بالاموروگان - 2011 - ویژگیهای تلرانس را یکی از قسمتهای مهم طراحی مکانیکی مطرح میکنند. تلرانسهای طراحی عملکرد و هزینه ساخت قطعه را شدیدا تحت تأثیر قرار میدهند. تلرانسها معمولا باعث ایجاد اجزاء با کیفیت و عملکرد مکانیکی بهتر میشود و از قابلیت مونتاژپذیری بهتر قطعات با امکان تعویض شدن در خط مونتاژ اطمینان حاصل میکند.
سان جین و چنگ ژنگ - 2010 - معتقدند، طراحی تلرانس قطعات، عامل مهمی در تولید بسیاری از قطعات پیچیده میباشد زیرا به صورت مستقیم بر روی هزینه تولید و کیفیت ساخت اثرگذار است . بسیار مهم است که با ایجاد یک طرح منطقی برای تلرانس که شامل محدودیتهای هزینههای تولید و کیفیت ساخت باشد، ریسکهای تولید را کاهش داد. آنها روشی برای طراحی تلرانس در مراحل ابتدایی طراحی قطعات اتومبیل بر پایهی روش - SVM - Shapley value method از تئوری پیوستگی بازی - coalitional game theory - ، با در نظر گرفتن هزینههای ساخت و کیفیت ساخت ارائه میدهند.
محققین دیگر نظیرساراوانان و بالاموروگان - - 2014 مطرح میکنند، اندازهگیری هندسی و تلرانسگیری - Dimensioning and Tolerancing - GD and T - - به صورت مستقیم بر روی هزینه تولید و متعاقب آن زمان تولید اثرگذار هستند؛ از این رو در فرایند تولید مهم به حساب میآیند. در روش سنتی اندازهگیری، کل فرایند مونتاژ به صورت یکپارچه فرض میشود؛ به همین دلیل این روش معمولا باعث پایین آمدن کیفیت تولید شده که منجر به مرجوع کردن یا مردود کردن تولیدات میشود. این موضوع باعث افزایش زمان و هزینه تولید خواهد شد.[15] جین و سحنی - 2014 - خاطر نشان میکنند، تلرانسگیری و اندازهگیری هندسی را به عنوان روش غالب برای طراحی و ساخت اجزاء مکانیکی به حساب میآورند، که وظیفه کنترل انحرافات هندسی اجتنابناپذیر در محدوده مناسب را برعهده دارند.
اندازهگیری و جمع کردن تلرانسها و توزیع مجدد آنها بدون ایجاد اختلال در قابلیتهای تولید از اهمیت زیادی برای بهینه کردن هزینهها برخوردار است.[16] فرچته و جونز - - 2013، روشی را برای آزمودن میزان تطابق با استانداردهای ISO و ASME GD&T ارائه میدهند. اطلاعات به دست آمده از - GD&T - بخش مهمی از فرایند طراحی محسوب میشود . در بسیاری از صنایع، هدف این است که از GD&T در فعالیتهای پایین دستی شامل آنالیزهای مهندسی و نظارت کیفی نیز استفاده شود.
برای رسیدن به این هدف، نرم افزارهایی که وظیفه ارتباط با این فعالیتها را دارند باید قادر باشند اطلاعات به دست آمده از GD&T را به صورت درست و خودکار تفسیر و مبادله کنند. برای تسهیل عملیات تبادل و تفسیر اطلاعات، ASME and ISO استانداردهایی را برای تعریف و تفسیر اطلاعات GD&T ایجاد کردهاند. هرچند پیچیدگی این استانداردها معمولا باعث ایجاد خطایی که باعث افزایش زمان و هزینه تولید خواهند شد در فرایند تبادل و تفسیر اطلاعات می شود .
در سالهای اخیر به کارگیری تلرانسهای هندسی افزایش پیدا کردهاست و معمولا این امکان وجود دارد که چندین تلرانس هندسی برای یک قطعه یافت شودکه این موضوع باعث ایجاد مشکلاتی در نظارت و ارزیابی خواهد شد چراکه مقادیر خطاهای هندسی ممکن است با یکدیگر ارتباط داشته باشند؛ از این رو وجود تلرانس های متعدد باید در نظارت و طراحی در نظر گرفته شود. مورونی و پترو - - 2013 روش - CMM sampling strategies - را برای تلرانس های متعدد ارائه دادند که هدف آن به حداقل رساندن هزینههای کنترل و نظارت میباشد. در این مقاله مدلی برای هزینههای بازرسی و نظارت ارائه شدهاست که در آن تأثیر استراتژی بازرسی بر هزینههایی که در اثر خطا در اندازهگیری و نظارت ایجاد شدهاند، بررسی شدهاست. هزینهها با استفاده از الگوریتم مناسب بهینه سازی به حداقل رسانده شدهاند.
با توجه به بررسی کارهای صورت گرفته مشخص گردید بررسی تلرانس هندسی به صورت مطرح شده در این مقاله تاکنون انجام نشدهاست.
.3.1 مدل مفهومی تحقیق
مدل مفهومی در علم عبارتند از برقراری یک تمثیل سنجیده بین یک پدیده که قوانینش معلوم است و پدیدهی دیگری که در دست تحقیق است.
