تکنولوژی گروهی
مربوط به درس : مدیریت تولید و عملیات
پاییز 1394
مقدمه
تنوع زیاد کالا ها / انعطاف پذیری تولید / کالا های سفارشی
مقدمه ی ورود GT
انواع روش های تولید
وابسته به تعداد کالا (Q) و میزان تنوع محصولات (P)
از نظر کمیت (Q) :
تولید پایین 100-1 واحد
تولید متوسط 10000-100 واحد
تولید انبوه 10000 واحد به بالا
از نظر میزان تنوع (P) :
تنوع نرم (soft product variety )
تنوع سخت ( hard product variety)
تولید پایین (Low production / Job Shop )
تولید متوسط ( Medium Production )
تولید انبوه ( Mass/ High Production )
محدوده ی کارکرد تکنولوژی گروهی (GT)
تفاوت تولید کارگاهی (فرآیندی) با تولید بر اساس تکنولوژی گروهی
تولید قطعه ها در استقرار فرآیندی ( کارگاهی )
تولید قطعه ها در استقرار گروهی ( با همان ظرفیت تولیدی )
تولید همان قطعه ها در استقرار گروهی
تولید قطعه ها در استقرار فرآیندی ( کارگاهی )
گروه بندی
مزایای گروه بندی
روش های گروه بندی
گروه ها در خطوط موازی
گروه های شاخه ای
گروه های سری ( متوالی )
تاریخچه ی تکنولوژی گروهی
اوایل دهه ی 1920
1925 آر. ای. فلاندرز(R.E flanders )
1937 سکلفسکی /(A.R.Sokolovski) 1959میتروفانوف(S.P.Mitrofanov)
1960 جی.ال. باربیج (J.L.Burbridge) / اپیتز OPITZ
1969 سولوا (V.B.Soloa)
1980 به بعد
توجه به روش های کاهش حمل و نقل/ نقطه ی شروع GT
پیشنهاد دسته بندی قطعات مشابه
توسعه ی نظام مند GT
کاربرد گسترده ی GT
محصولات استاندارد / کاهش حمل و نقل
تکنولوژی گـروهی (GT) / یـک فلسفه ی تولیدی/ شناسایی و طبقه بندی قطعات مـشابه / خانواده ی قطعات ( قطعه های دارای مشخصه های طراحی و تولید مشابه)
مشابه بودن فرآیند تولیدی هریک از اعضای یـک خـانواده ی خاص
تعریف تکنولوژی گروهی (Group Technology)
یک فلسفه ی تولیدی جدید بدون معایب دو فلسفه ی تولید سفارشی و تولید انبوه
یک نحوه ی استقرار/ تقریبا مترادف استقرار سلولی
تنوع زیاد / تعداد کم
تنوع کم / تعداد زیاد
افزایش کارایی
اختصاص هر سلول به یک خانواده ی خاص
تقسیم فرآیند های تولیدی به گروه های کوچک یا سلول هایی از ماشین ها
اصول مهم در تکنولوژی گروهی
نحوه ی اجرا بر مبنای GT
تشکیل خانواده ی قطعات / چیدمان ماشین آلات در هر سلول / نحوه ی ارتباط درون سلولی و بین سلولی
روش بازرسی چشمی Visual Inspection Method) )
روش تجزیه و تحلیل جریان تولید (Production Flow Analysis / PFA)
نام گذاری
روش کدینگ
خانواده ی قطعات
مجموعه ای از قطعات مشابه
طراحی / ساخت
ویژگی های طراحی
ویژگی های تولید
اندازه و شکل هندسی
نوع، اجزا و تعداد عملیات
روش های تعیین خانواده ی قطعات در GT
روش بازرسی چشمی Manual Visual Search) )
نام گذاری
روش تجزیه و تحلیل جریان تولید (Production Flow Analysis / PFA)
توسط برگه های عملیات (Route Card)
روش کدگذاری (classification and coding)
اختصاص یک کد به هر قطعه با توجه به ویژگی های طراحی و ساخت آن
کد گذاری و طبقه بندی در تکنولوژی گروهی
01312 / 42011
ویژگی های هندسی قطعه
ویژگی های مکمل
خصوصیات و مزایای سیستم کد گذاری
مزایای کد گذاری
افزایش انعطاف پذیری تکنولوژی گروهی
عدم نیاز به طراحی مجدد یک قطعه
کاهش تعداد خرید انواع مختلف قطعه
ارائه ی خدمات بهتر به مشتریان
ارائه ی منطقی و سریع تر قیمت
تعیین توالی عملیات
خصوصیات سیستم کد گذاری
جامعیت سیستم کدگذاری
مشخص بودن ویژگی های هندسی قطعه و نحوه ی تولید آن
انعطاف پذیری کد ( قابل استفاده برای قطعات آینده)
سادگی در عین دقت به جزئیات طراحی و ساخت قطعه
انواع سیستم های طبقه بندی و کدینگ
* شکل ظاهری
* شکل داخلی
* نسبت طول به قطر
* عملکرد قطعه
* ابـعاد اصـلی و فرعی
* تولرانس ها و پرداخت سطحی قطعه
* فـرآیند تولید اصـلی و عملیات فرعی
* ابـعاد اصـلی و نـسبت طول به قطر
* نوع مواد
* پرداخت سطحی و نوع مـاشین ابزار
* تـوالی عملیات و زمان تولید
* میزان انباشته و تولید سالیانه
* ابزار تولیدی مورد نیاز
روش شبکه ای / ترکیبی (Hybrid Code / Mixed Code)
مفهوم یک رقم در کد وابسته به ارزش رقم های قبلی
هر رقم دارای مفهوم ثابت
امکان بی معنا بودن یک رقم در یک قطعه
کاربرد کم تر نسبت به روش درختی
روش های کدگذاری
روش سلسله مراتبی/ تک کدی/ درختی (Mono Code / Hierarchical)
روش زنجیره ای/ چند کدی
(Chain type / Poly Code/ Discrete Code/ Fixed- digit Code)
بررسی یک مثال
روش کد گذاری درختی (تک کدی)
A11B2
روش کد گذاری زنجیره ای (چند کدی)
22213
چند نمونه از سیستم های کدگذاری در کشور ها و کارخانه های مختلف
سیستم کد گذاری MULTICLASS
شامل حداکثر 30 رقم (12 رقم اصلی و 18 رقم اختیاری)
تعریف قسمت اول توسط OIR (سازمان تحقیقات صنعتی)
قسمت دوم توسط شرکت استفاده کننده (برای متناسب سازی کد با نیازهای خاص شرکت )
سیستم کد گذاری DCLASS
سیستم کد گذاری CODE
کد گذاری ترکیبی
8 رقم اصلی / قایل گسترش تا 12 رقم
هر پوزیشن قابلیت 16 کاراکتر
– 4 رقم مکمل(کد فرم)
بعضی خصوصیات راجع به تولید قطعه مانند ابعاد، جنس، شکل قطعه خام اولیه و دقت مورد نیاز
– 4 رقم به عنوان کد ثانویه
تعیین نوع و توالی عملیات تولید
رقم اول : مشخص کردن کلاس قطعه (با توجه به نسبت طول (L) به قطر (D) قطعه )
رقم دوم : شکل خارجی قطعه / وابسته به رقم اول
رقم سوم : شکل داخلی قطعه
رقم چهارم : مشخص کردن نیاز به ماشین کاری قطعه و نوع آن
رقم پنجم : سایر مشخصات نهایی ( بیشتر مشخصاتی که در قسمت پردازش نهایی مطرح هستند. مثلا polishing ، سوراخ زدن و امثال این موارد)
OPITZ سیستم کد گذاری
– 5 رقم اصلی (کد فرم)
معیارهای اصلی انتخاب سیستم طبقه بندی
هدف از به کارگیری سیستم
وسعت کاربرد
زمـان و هزینه
مـسائل مدیریتی
روش تحلیل جریان فرآیند (PFA)
پیش نیاز: تهیه ی برگه ی مسیر (Route Card )
یک لیست جامع از عملیاتی که هر ماشین می تواند انجام دهد/ زمان مورد نیاز برای عملیات هر دسته ی تولیدی/
زمان بارگذاری (Setup Time ) هر دسته/ هزینه ی استاندارد/ تخمین تولید ماهیانه یا سالیانه/ جنس قطعه / اندازه ی قطعه
هدف اولیه ی PFA : حذف کردن مسیرهای غیر ضروری و مسیر جریان مواد، برای یافتن ساده ترین سیستم جریان مواد
هدف ثانویه: یافتن خانواده ها یا لیست قطعات
دو نمونه برگه ی مسیر (Route Card)
مراحل انجام PFA
تحلیل خط (Line Analysis)
تحلیل جریان کارخانه ( Company Flow Analysis)
تحلیل گروه (Group Analysis )
تحلیل ماتریس قطعه – ماشین / اختصاص هر قطعه به خانواده اش/ گروه بندی ماشین ها/ ماشین کلیدی توسط کلاس بندی SIGCE
مطالعه ی سیستم جریان موجود/ کدگذاری ماشین ها / یافتن تعداد مسیر های عملیات درون هر گروه ORN))/ رسم نمودار تناوب ORN و نمودار از- به و دیاگرام شبکه ی جریان/
طراحی چیدمان ماشین آلات و فضای لازم برای دپارتمان و گروه ها و ماشین آلات و و دیگر تجهیزات، انبار موقتی مواد و قطعات تکمیل شده/
ماشین های لازم برای اولین تا آخرین عملیات/ عملیات دستی، بارگذاری و باربرداری از ماشین آلات/ بهبود عملیات و اتوماسیون، کاهش تعداد عملیات
یافتن یک سیستم جریان ساده و درون شعبه ای موثر
S= ضروری ، I = متوسط ، G= متداول ، C= عادی ، E = غیر معمول
تحلیل جریان کارخانه / برای تعیین ساختار دپارتمان ها و بخش های کارخانه
تحلیل گروه / برای تعیین خانواده ی قطعات و گروه های ماشین آلات در هر دپارتمان
تحلیل خط / برای تعیین بهترین چیدمان برای هر گروه ماشین به منظور ساده کردن جریان مواد
تحلیل جریان تولید (PFA) – ادامه
نقش تکنولوژی گروهی در طراحی و ساخت
طـراحی بـه کمک کامپیوتر (CAD) و ساخت به کمک کامپیوتر (CAM)
تکنولوژی گروهی
برنامهریزی فرآیند توسط رایانه (CAPP)
اختصاص قطعه به یک سلول تولیدی
چیدمان (Layout)
عوامل موثر در انتخاب طرح استقرار
حجم و میزان تولید یا خدمات
میزان استاندارد بودن و یکنواختی کالا یا خدمات
مشخصات فیزیکی کالا
تکنولوژی مورد استفاده
منابع مالی
« نحوه ی قرار گیری تجهیزات در یک کارخانه »
1- انتخاب مکان کارخانه
2- مکان دپارتمان ها و ساختمان های وابسته
3- مکان ماشین آلات در کارخانه
4- مکان ابزار های ماشین ها در هر محیط کاری
ویژگی های چیدمان کارآ
حداقل کردن هزینه های جابجایی مواد
کمینه ی فضای مورد نیاز کاری
استفاده ی بهینه از نیروی انسانی
رفع گلوگاه ها
حداقل کردن حرکات زائد و غیر ضروری (برای افراد، قطعات، ماشین آلات)
افزایش کیفیت تولید محصول و ارائه ی خدمات
کاهش زمان تکمیل محصول یا ارائه ی خدمات
تسهیل تعامل بین کارگران و سرپرستان
تحقق اهداف مربوط به ایمنی تولید
انواع چیدمان
1. چیدمان فرآیندی /کارگاهی / وظیفه ای (Process Layout / Job Shop)
چیدمان گروهی (Group Layout)
2. چیدمان محصولی / خطی ( Product Layout / Flow shop)
3. چیدمان موقعیت ثابت (Fixed Position Layout)
4. چیدمان ترکیبی (Combination Layout)
چیدمان محصولی (Product Layout / Flow shop)
برای تولید کالاها یا خدمات استاندارد و مشابه /تولید با حجم بالا / ثابت بودن میزان تولید
متناسب با سیستم تولید پیوسته
مثال : کارواش، سلف سرویس، کارخانه ی نوشابه سازی
مواد خام اولیه / مشتری
محصول یا خدمت نهایی
ایستگاه
2
ایستگاه
3
ایستگاه
4
Material
and/or labor
ایستگاه 1
Material
and/or labor
Material
and/or labor
Material
and/or labor
خصوصیات چیدمان محصولی
ماشین آلات و تجهیزات تخصصی
ثبات در برنامه ی تولید بصورت روزانه (گاهی ماهیانه)
نیروی انسانی با تخصص پایین
سرعت بالای انتقال مواد و محصولات
انعطاف پذیری پایین خط تولید
جریان یکنواخت و استاندارد کالا و خدمات
کم بودن حجم مواد در جریان ساخت
کاهش حمل و نقل
سادگی نظارت و برنامه ریزی
عدم نیاز به کارگر ماهر
استفاده ی مناسب از فضای تولیدی
کم بودن زمان راه اندازی
افزایش میزان بهره گیری از ماشین در حجم تولید زیاد
کم بودن زمان بیکاری پرسنل
پایین بودن هزینه ی متغیر تولید
حجم سرمایه گذاری اولیه ی بالا بر روی ماشین آلات
زیاد بودن قیمت تمام شده در حجم تولید کم
توقف خط تولید در اثر توقف یک ماشین
عدم انعطاف پذیری و نپذیرفتن تنوع در محصول
یکنواختی کار و آموزش ابتدایی پرسنل
مزایای چیدمان محصولی (خطی)
معایب چیدمان محصولی (خطی)
چند نمونه از نحوه ی چیدمان محصولی
چیدمان فرآیندی /کارگاهی / وظیفه ای (Process Layout / Job Shop)
خصوصیات استقرار بر اساس فرآیند
انعطاف پذیری در تجهیزات و نیروی انسانی
تخصص و مهارت بالای کارکنان
رضایت شغلی کارکنان
پیچیدگی برنامه ریزی و کنترل تولید و مواد به دلیل تنوع در تولید
امکان دریافت سفارشات مختلف و متنوع
سرعت پایین در تولید و حمل و نقل
هزینه ی حمل و نقل زیاد در چیدمان کارگاهی
چیدمان در حالت ثابت (Fixed-Position Layout)
عدم امکان حرکت دادن تولید ( به دلیل اندازه و حجم، شکل یا هر خصوصیت دیگری )
آوردن ابزار و تجهیزات برحسب نیاز به پای کار برای تکمیل تولید
مثال: خدمات ساختمانی مثل لوله کشی، کشتی سازی، ساختمان سازی و کشاورزی
چیدمان ترکیبی (Combination Layout)
– ترکیبی از استقرار بر اساس فرآیند و استقرار بر اساس محصول
– چیدمان تکنولوژی گروهی (GT)
خصوصیات استقرار بر اساس تکنولوژی گروهی
سرعت نسبتا بالای حمل و نقل مواد و قطعات
پیچیدگی ایجاد توازن فعالیت بین سلول ها
نیازمند کارگران چند مهارتی
کاهش زمان راه اندازی (به دلیل وجود کالاهای هم خانواده در هر سلول )
بالا بودن رضایت و انگیزه ی شغلی کارکنان (به دلیل چرخش شغلی و توسعه ی شغلی)
انواع چیدمان در تکنولوژی گروهی
GT Flow-Line
GT cell
GT Center
مدل های چیدمان ماشین ها در تکنولوژی گروهی
چیدمان صحیح ماشین ها
ارتباط بهینه بین سلول ها و درون سلول ها
الف) روش چیدمان بر اساس مدل خوشه ای ( Clustering Method)
ب) روش چیدمان ماشین آلات بر اساس الگوریتم رتبه ای ( Rank Order Algorithm )
بررسی دو روش
الف) روش چیدمان بر اساس مدل خوشه ای ( Clustering Method)
توسط MC Auley
تعیین یک ضریب شباهت ( تعیین کننده ی رابطه ی متقابل هر قطعه با هر ماشین)
S i j = N i j / ( N i j + M i j ) ضریب شباهت برای ماشین های i وj
N i j = تعداد قطعه هایی که هر دو ماشین i و j را می بیند. (مشترک بین دو ماشین)
M i j = تعداد قطعه هایی که 1 ماشین ( از بین دو ماشین مورد بررسی) را می بیند و دیگری را نه.
مراحل
ماتریس قطعه – ماشین
S 1,2 = 2 / ( 2 + 2 ) = 0.5
S 1,3 = 2 / ( 2 + 3 ) = 0.4
S 2,3 = 3 / ( 3 + 1 ) = 0.75 ←
N ( N – 1 ) / 2 = تعداد ضرایب شباهت
در حالت کلی:
2) دسته بندی ماشین آلات طبق ضریب شباهت ( تشکیل سلول هایGT بر اساس بیشترین ضریب شباهت (S) )
3) ارتباط بین سلول ها
4) تعیین خوشه های هر کالا ( طبق Min هزینه ی حمل و نقل)
single Linkage Cluster Analysis
– بررسی شباهت بین دو به دوی ماشین های مستقر در دو گروه مجزا
2 سوال
چگونگی حرکت قطعه ها بین ماشین ها در هر سلول ؟
چگونگی حرکت قطعه ها بین گروه ها ؟
چیدمان خط مستقیم N + 1 / 3
چیدمان مستطیلی M + N / 3
چیدمان مربعی 2 ( N / 3 ) ½
(تعداد ماشین ها N و تعداد ردیف ها M )
سه نوع چیدمان در تکنولوژی سلولی
تخمین مسافتی که هر قطعه بین دو ماشین حرکت می کند:
کمینه ی هزینه ی حمل و نقل
برگزیدن یکی از روش ها
معین شدن نحوه ی حرکت درون سلولی و بین سلولی
بررسی یک مثال
ماتریس قطعه – ماشین
تعداد کل ضرایب شباهت : 5N ( N – 1 ) / 2 = 10 ( 9) / 2 = 4
محاسبه ی سه نمونه از ضرایب شباهت :
S 1,4 = 3 / ( 3 + 1 ) = 0.75
S 1,8 = 3 / ( 3 + 1 ) = 0.75
S 4,8 = 3 / ( 3 + 0 ) = 1
تحلیل نتایج و رسم نمودار Dendro
Dendrogram
7 جواب ممکن :
کاندیداهای تشکیل سلول در GT
ب) روش چیدمان ماشین آلات بر اساس الگوریتم رتبه ای ( Rank Order Algorithm )
تشکیل ماتریس قطعه – ماشین
نمایش هر سطر با عدد باینری (نمایش اعداد در مبنای 2 )
رتبه بندی سطرها ( از بزرگ به کوچک)
برابری رتبه ها با شماره ی سطرها ؟
تشکیل مجدد ماتریس قطعه – ماشین
نمایش هر ستون با عدد باینری
و رتبه بندی ستون ها
برابری رتبه ها با شماره ی سطرها
….
بله
خیر
بررسی یک مثال
10100101 = 1 20 + 0 21 + 1 22 + 0 23 + 0 24 + 1 25 + 0 26 + 1 27 = 165
X
X
X
X
X
X
X
X
سلول 1 : شامل ماشین های 1،2،4،8 و قطعه های1،3،6
سلول 2 : شامل ماشین های3،6،7 و قطعه های 2،5،8
سلول 3 : شامل ماشین های 5،9،10 و قطعه های 4،7
نتیجه :
مزایای تکنولوژی گروهی
بهبود کیفیت محصول
بهبود سودآوری
بهبود ارائه ی خدمت به مشتری
کاهش زمان های انتظار (تاخیر)
ردیابی ساده ی وضعیت سفارش
کاهش زمان طراحی محصول جدید
کدگذاری و طبقه بندی کالا
استانداردکردن
کاهش حمل و نقل
کاهش راه اندازی ها و هزینه و زمان
افزایش بهره وری فضای تولیدی
کاهش موجودی انبار
کاهش زمان عیب یابی قطعه
کاهش زمان کنترل
استفاده از تکنولوژی گروهی در قرن اخیر
موانع کاربرد GT
١. تشخیص خانواده ی قطعات تولیدی در کارخانه
٢. هزینه ی بالا برای طبقه بندی و کد گذاری قطعات
٣. تغییر در چیدمان ماشین آلات و تبدیل آن به چیدمان گروهی (ایجاد وقفه در تولید و اعمال هزینه بر سازمان به صورت کوتاه مدت )
۴. مقاومت در برابر تغییر جهت سیستم (افکار عمومی)
مفاهیم مرتبط با تکنولوژی گروهی
GT و MRP ( Material Reuirement Planning )
محاسبه ی نیاز به اجزاء مورد نظر، زمان تولید و مواد تولیدی و کنترل میزان موجودی
GT و مهندسی صنایع ( IE یاIndustrial Engineering )
ایجاد هماهنگی بین افراد، مواد، ماشین آلات، انرژی و جریان اطلاعاتی
GT و تولید انعطاف پذیر ( Flexible Manufacturing system / FMS )
GTو مدیریت تولید On-Line
ظهور ماشین آلات NC ( Numerically Controlled) و DNC ( Direct Numerical Control system)
کنترل مراکز کاری توسط کامپیوتر مرکزی
GT و اقتصاد مهندسی
GT و CAD/CAM
ایجاد ارتباط بین تولید و ساخت با گروه بندی مناسب
کاهش هزینه ها
منابع
منابع انگلیسی
Fandamentals Of Modern Manufacturing , Mikell P.Groover
The Essence Of Group Technology, John J.MCManus, London BPICS member
Adoption And Implementation Of Group Technology Classification And Coding Systems : Insights From Seven Case Studies M. V. Tatikondat And U. Wemmerlov
David Ben-arieh, (1998), "Analysis Of A Distributed Group Technology Methodology."" Computers And Industrial Engeneering, Vol 35 Pp. 69-72.
Mingyuan, Chen. (2001). "Amodel For Integrated Production Planning In Celluar Manufacturing Systems", Integrated Manufacturing Systems. Vol 12, Number 4 Pp 2725-284
Frazier. Greogory V, Spriggs. Mark T (1996). "Achieving Competitive Advantage Through Group Technology", Business Horizons, May/July 1996 -Vol 39.P83
IE 447 CIM Lecture Notes – Chapter 6 : Group Technology
منابع فارسی
طرح ریزی واحد های صنعتی- انتظاری هروی ، عبدالرسول – موسسه ی انتشاراتی جهان جام جم
آشنایی با تکنولوژی گروهی- گلشنی، مجتبی – انتشارات بنیاد مستضعفان و جانبازان انقلاب اسلامی
تکنولوژی گروهی و کاربرد آن در مدیریت تولید- هام، هیتومی و یوشیدا – مترجم : هادی شیرویه زاده و رضا دبستانی- انتشارات دانشگاه آزاد نجف آباد
ماهنامه ی تدبیر- سال سیزدهم- شماره ی 120
مدل سازی و تجزیه و تحلیل سیستم های ساخت و تولید، رونالد جی اسکین،چارلز ار استندریج، مترجم دکتر قاسم مصلحی ، دانشگاه صنعتی اصفهان