سیستم های تولید سلولی

سیستم های تولید سلولی

اسلاید 1: سیستم های تولید سلولیمحمد مهدی پايداردانشگاه صنعتی نوشيروانی بابل

اسلاید 2: سيستم توليدي: شامل تعدادي ماشين سازمان يافته بر اساس يک چيدمان، براي توليد مقداري محصول (قطعه) است.همچنين اين سيستم ها بايد توانايي وفق دادن يا پاسخ سريع در مقابل تغييرات توليد و تقاضا را بدون سرمايه گذاري زياد داشته باشد.سيستم هاي توليدي بايد توانايي توليد محصولات را با هزينه هاي توليد کمتر و با کيفيت بالاتر به منظور تحويل به موقع محصولات به مشتريان را دارا باشد.

اسلاید 3: 3امروزه، براي کسب موفقيت در محيط رقابتي توليدي، مديران بايد در جستجوي نگرشهاي جديد و کارآمد براي برنامه ريزي تسهيلات (چیدمان) باشند. در آمريکا تخمين زده شده است(2002) که سالانه بالغ بر 250 ميليارد دلار تنها براي برنامه ريزي تسهيلات صرف مي شود. بعلاوه بين 20 تا 50 درصد از هزينه هاي کلي توليد در ارتباط با حمل ونقل مواد است که يک برنامه ريزي موثر وکارا مي تواند اين هزينه ها را از 10 تا30 درصد کاهش دهد.

اسلاید 4: 4الگوهاي چيدمان اصلي عبارتند از: چيدمان محصولي یا خطیچيدمان فرآيندي يا کارگاهی چيدمان سلولي چيدمان مکان ثابت

اسلاید 5: 5سيستم هاي کارگاهي براي رسيدن به حداکثر انعطاف پذيري به طوري که محصولات متنوع وگوناگون با حجم توليد کم بتوانند توليد شوند، طراحي شده است. محصولات توليد شده در سيستم کارگاهي معمولا نياز به عمليات هاي مختلف دارند که توالي عمليات هر کدام نيز متفاوت مي باشد. زمان انجام هر عمليات بسيار مهم است. ترتيب قرار گرفتن ماشين ها در درون بخشها براساس عملکرد آنها مي باشد. به عبارت ديگر ماشين هاي مشابه که داراي عملکرد يکسان هستند.

اسلاید 6: 6در سيستم هاي کارگاهي قطعات 95% از زمانشان را در فعاليت هاي غيرتوليدي صرف مي کنند که در صف منتظر مي مانند و 5% باقيمانده صرف راه اندازي وپردازش دسته اي قطعات مي شود. وقتي پردازش يک قطعه در توليد کارگاهي تکميل شد، آن قطعه بايد فاصله نسبتا طولاني را براي رسيدن به مرحله بعدي طي کند.

اسلاید 7: 7استقرار کارگاهي

اسلاید 8: 8چيدمان جرياني، چيدماني است که در آن ترتيب قرار گرفتن ماشين آلات براساس فرآيند توليد قطعه مي باشد. در اين چيدمان ماشين ها به ترتيبي که مورد استفاده قرار مي گيرند يکي بعد از ديگري چيده مي شوند. چيدمان جرياني بيشتر در صنايعي مورد استفاده قرار مي گيرد که در آنها حجم توليد بالا و تنوع آن پايين باشد. يکي از معايب اين سيستم فقدان انعطاف پذيري در توليد محصولات مي باشد. زيرا ماشين ها فقط براي عمليات هاي محدود ومربوط به هر محصول راه اندازي و بکار گرفته مي شود و امکان پيکربندي مجدد براي اين نوع سيستم وجود ندارد.

اسلاید 9: 9نمونه ای از چیدمان جریانی (خطی)

اسلاید 10: 10استقرار محصولي

اسلاید 11: 11استقرار مواد ثابتدر اين روش محصول در وسط قرار مي گيرد و هر بخش عمليات لازم را روي آن انجام مي دهد.به عنوان مثال مي توان از صنايع هواپيما سازي، کشتي سازي، ساختمان سازي و ... نام برد.

اسلاید 12: 12انبار مواد اوليهانبار محصولتراشکاريپرسکاريسنگ زنيجوشکارينقاشيمونتاژ

اسلاید 13: 13استقرار مواد ثابت

اسلاید 14: 14آغاز تکنولوژي گروهي(GT) به دهه 1920 بر مي‌گردد. زماني که تيلور از يک سيستم طبقه‌بندي براي گروه‌بندي قطعاتي که به عمليات خاص و مشابهي نيازدارند، استفاده کرد. طرح تکنولوژي گروهي براي کاهش زمان‌هاي برپايي، اندازه دسته‌ها، موجودي در جريان ساخت، پيش زمان‌هاي توليد، و فاصله‌هاي سفر درحالي که هنوز طيف وسيعي ازمحصولات را توليد مي‌کند، به وجود آمده است. در واقع، تکنولوژي گروهي سعي مي‌کند تا انعطاف يک سيستم توليد کارگاهي را با همان راندمان کار بالاي يک سيستم توليد جريان کارگاهي حفظ کند.

اسلاید 15: 15تشکيل خانواده قطعات اولين گام از تکنولوژي گروهي است. تشکيل خانواده قطعات منافع زيادي را در مرحله طراحي، برنامه ريزي فرآيند، يکپارچه سازي توابع و عملکرد هاي طراحي و برنامه ريزي فرآيند، مرحله توليد و در مراحل ديگر پايين دست ايجاد مي کند.تکنولوژي گروهي يك تکنيک توليدي است که طي آن قطعات با خصوصيت هاي يكسان در يك گروه قرار مي گيرند و مجموعه اي از ماشين آلات نيز که براي توليد آنها به کار برده مي شوند به طور مناسبي طبقه بندي شده و در يك واحد استقرار مي يابند.

اسلاید 16: 16

اسلاید 17: 17توليد سلولي يكي از کاربردهاي اوليه قواعد تکنولوژي گروهي براي ساخت و توليد مي باشد که بر مبناي آن هر سلول متشكل از تعدادي ماشين آلات و تجهيزات توليدي، قادر به پردازش گروهي از قطعات تحت عنوان خانواده قطعات که داراي فرايند هاي توليدي مشابه هستند، مي باشد.توليد سلولی:

اسلاید 18: 18 توليد سلولي يک سيستم ترکيبي مي باشد که مزاياي هر دو نوع سيستم توليد کارگاهي(انعطاف پذيري براي توليد انواع زيادي از محصولات) و توليد محصولي(جريان کارآمد و سرعت توليد بالا) را دارا مي باشد.مزاياي اين تبديل عبارتند از: فاصله حرکت کمتر قطعات، نياز به فضاي کمتر و استفاده از ماشين آلات کمتر مي باشد. از آنجايکه محصولات مشابه با هم در يک گروه قرار مي گيرند باعث کاهش زمان راه اندازي وپاسخگويي سريعتر به تغييرات احتمالي مي شود. از طرف ديگر در سيستم کارگاهي، هر قطعه امکان دارد بين همه کارگاه ها حرکت کند. از اين رو کنترل مواد و زمانبندي مشکل تر خواهد شد.

اسلاید 19: 19در مدیریت سيستم هاي توليد سلولي، هدف يا اهداف طراحي شده بايد مشخص باشد. کمينه کردن حرکات بين سلولي، فاصله ها، هزينه ها وتعداد عناصر استثنا از جمله اهداف رايج هستند. با يک مثال کوچک بعضي از اصطلاحات علمي را در زير توضيح مي دهيم

اسلاید 20: 20VoidsExceptional Elements

اسلاید 21: 21يکي از اولين مسائلي که در مدیریت توليد سلولي با آن روبرو هستيم آرایش سلولی مي باشد. تحقيقات و روشهاي متعددي ارائه شده است. در حالت کلي اين روش ها را از لحاظ بکارگيري ماتريس ماشين - قطعه براي تشکيل سلول را می توان به دو گروه تقسيم نمود. ماتريس صفر ويکماتريس توالي عمليات

اسلاید 22: 22روش هاي متفاوتي در ادبيات موضوع براي حل مسئله خانواده قطعات و ماشين آلات با استفاده از ماتريس صفر ويک ارائه شده است. مانند:روش کدگذاري و طبقه بنديروش آناليز جريان توليدروشهاي ضريب شباهتروشهای خوشه بندیروشهاي مبتني بر نظريه گرافروشهاي مبتني بر نظريه مجموعه فازيروشهاي برنامه ريزي رياضيبرنامه ريزي خطيبرنامه ريزي صحيحبرنامه ريزي آرماني روش هاي فرا ابتکاريشبکه عصبي الگوريتم ژنتيک شبيه سازي تبريد جستجوي ممنوعه

اسلاید 23: 23برنامه ريزي رياضي يکي از موثرترين تکنيکهاي حل مسئله آرایش سلولی در توليد سلولي به شمار مي آيد. برنامه ريزي رياضي امکان لحاظ کردن پارامترهاي مختلف توليدي و اهداف گوناگون عملياتي را در طبقه بندي ماشينها و قطعات فراهم مي سازد. مدلها و تکنيکهاي متعدد برنامه ريزي رياضي مانند مدل تخصيص، مدل تخصيص درجه دوم، روش شاخه و کران، برنامه ريزي عدد صحيح، برنامه ريزي آرماني، برنامه ريزي چند هدفه و غيره ، بطور وسيعي براي حل مسئله تشکيل سلول مورد استفاده قرار گرفته اند.

اسلاید 24: 24 Mathematical model - (2007)Indexing setsParametersi index for parts (i =1, 2,…, P)j index for machines (j =1, 2… M)k index for cells (k =1, 2,…, C)Lk: lower bound of the number of machines in cell k.Uk: upper bound of the number of machines in cell k.LP: lower bound of the number of parts in cells.Min_utk: minimum utilization for cell k.

اسلاید 25: 25 Decision variableObjective function

اسلاید 26: 26Constraints

اسلاید 27: 27 Constraints

اسلاید 28: 28 Linearization of the mathematical model

اسلاید 29: 29

اسلاید 30: 30

اسلاید 31: 31 يکي از اولين مسائلي که در مدیریت توليد سلولي با آن روبرو هستيم آرایش سلولی مي باشد. تحقيقات و روشهاي متعددي ارائه شده است. در حالت کلي اين روش ها را از لحاظ بکارگيري ماتريس ماشين - قطعه براي تشکيل سلول را می توان به دو گروه تقسيم نمود. ماتريس صفر ويک ماتريس توالي عمليات در نظر گرفتن توالي عمليات در مسئله تشکيل سلولی اطلاعات بيشتري را براي طراح فراهم مي آورد. توالي عمليات، ترتيب پردازش قطعات وکار ها را در فرآيند توليدي مشخص مي کند. بدون در نظر گرفتن توالي عمليات در آرایش سلولی، امکان محاسبه اشتباه در حرکات بين سلولي ودرون سلولي بر اساس تعداد سلول هايي که يک قطعه در آن براي انجام پردازش جا به جا مي شود، وجود دارد. توالي عمليات در توليد سلولي:

اسلاید 32: 32