مقدمه‌اي بر مهندسي صنايع و سيستمها
مقدمه‌اي بر مهندسي صنايع و سيستمها
چكيده
در اين مقاله تاريخچه شكل‌گيري و تكامل مهندسي صنايع و تغيير آن از مهندسي صنايع سنتي به مهندسي صنايع و سيستمها شرح داده مي‌شود. مهندسي صنايع و سيستمها، تعريف و جايگاه آن در سازمان بررسي مي‌شود. در پايان به برخي از فعاليت‌هاي مهندسي صنايع و سيستمها اشاره مي‌شود. تاريخچه مهندسي صنايع، سير شكل‌گيري مهندسي صنايع تا جنگ جهاني دوم، تكامل مهندسي صنايع بعد از جنگ جهاني دوم، ارتباط مهندسي صنايع با مديريت، تحقيق در عمليات، مهندسي سيستم، علوم كامپيوتر، علم آمار، علم مديريت، مهندسي فاكتورهاي انساني، رشته مهندسي صنايع و سيستمها، تعريف مهندسي صنايع، نقش مهندسي صنايع و سيستمها در سازمان، حوزه‌هاي فعاليت مهندسي صنايع و سيستمها شامل مطالعات امكانپذيري، استقرار كارخانه يا سازمان، طرح‌ريزي واحدهاي صنعتي و خدماتي، برنامه‌ريزي حمل و نقل، جانمايي بخش‌ها، ارزيابي كار و زمان، كنترل موجودي، برنامه‌ريزي توليد، سيستم‌هاي برنامه‌ريزي مواد موردنياز، برنامه‌ريزي نگهداري و تعميرات، كنترل كيفيت، مديريت و كنترل پروژه، برنامه‌ريزي نيروي انساني و سيستم‌هاي حقوق و دستمزد، مهندسي فاكتورهاي انساني و سيستم‌هاي اطلاعات از جمله مباحث اين مقاله هستند.
كليدواژه : مهندسي صنايع؛ مهندسي سيستمها؛ تاريخچه؛ تعريف؛ جايگاه؛ فعاليت‌ها
1- تاريخچه مهندسي صنايع
1-1- سير شكل‌گيري مهندسي صنايع تا جنگ جهاني دوم
اولين فعاليت‌هاي مهندسي صنايع مربوط به اقتصاددانهاي كاربردي و صنعتگرها است كه در حدود سالهاي 1800 در انگلستان شكل گرفت. آدام اسميت1 ، اقتصاددان معرف اسكاتلندي، در سال 1776 در كتاب ثروت ملل ايده تقسيم كار را براي بهبود بهره‌وري مطرح كرد. پياده‌سازي اين ايده روي فعاليت سوزن سازي در يك كارگاه نشان داد كه با تقسيم فعاليت به چهار عمليات جداگانه، خروجي 5 برابر افزايش يافت. وقتي كه يك كارگر تمام فعاليت را انجام مي‌داد در هر روز 1000 سوزن توليد مي‌كرد ولي وقتي 10 كارگر به چهار فعاليت تخصصي و جداگانه گمارده شدند مي‌توانستند 48000 سوزن توليد كنند. علاوه بر اينكه ظرفيت توليد افزايش يافت، اسميت نشان داد كه با اين ايده هزينه ساخت نيز كاهش مي‌يابد. اسميت علت كاهش هزينه ساخت را چنين بيان كرد:
- انجام يك كار توسط يك نفر به صورت مكرر باعث به وجود آمدن مهارت خاص در آن فرد براي انجام آن كار مي‌گردد بنابراين مي‌تواند در زمان كمتري آن را به پايان رساند.
- صرفه‌جويي در زمان از دست رفته كارگر براي تغيير از يك كار به كار بعدي
- اختراع ابزار جديد و مخصوص براي انجام هر يك از كارها
چارلز ببج2 در تكميل ايده اسميت بيان كرد كه با گماردن هر كارگر به يك كار خاص، ديگر به مهارت و تجربه زياد در كار ساخت و توليد نياز نبوده و نرخ پرداخت به كارگران نيز مي‌تواند كمتر باشد و بدين شكل هزينه توليد كاهش مي‌يابد. وي نتيجه يافته‌هاي خود را در سال 1835 با عنوان «اقتصاد ماشين‌آلات و سازندگان3 » ارائه نمود.
در توليد ماشين بخار توسط ماتئو بولتون4 و جيمز وات5 ، استفاده از سيستم‌هاي مديريت شامل استانداردها، روشهاي پيش‌بيني، استقرار كارخانه، طراحي كارخانه و سياست‌هاي حقوق و پاداش در شكل ابتدايي خود براي كمك در هدايت، مديريت و كنترل كارخانه آغاز شد.
توسعه مهندسي صنايع در آمريكا در سالهاي اول 1900 توسط فردريك تيلور6 ، پدر مهندسي صنايع، آغاز شد. بر خلاف آدام اسميت و چارلز ببج كه نظريه‌پرداز و نويسنده بودند، تيلور كسي بود كه از طريق انجام فعاليت‌هاي صنعتي و بر اساس آزمايش به توسعه اصول و مفاهيم پرداخت و توجه خود را روي روشهاي علمي انجام كار و مديريت يك واحد توليدي متمركز ساخت. تا قبل از تيلور كارها بر اساس حسابهاي سرانگشتي انجام مي‌شد و از استانداردهاي علمي، برنامه‌ريزي مديريتي و رويه‌هاي تحليل خبري نبود. هدف تيلور تغيير اين وضعيت به شرايطي بود كه نشان دهد مديريت يك فعاليت علمي است و نه يك فعاليت اتفاقي و باري به هر جهت. وي چهار خط‌مشي زير را مورد توجه قرار داد:
- براي هر عنصر كاري يك پايه علمي توسعه دهيد و آن را جايگزين روشهاي سرانگشتي كنيد.
- براي هر كار، بهترين كارگر را انتخاب كنيد به جاي اينكه كارگر خود، كار خود را انتخاب كند.
- كار را به طور مساوي بين مديريت و نيروي كار تقسيم كنيد به طوري كه هر يك وظايف و مسئوليت متناسب با خود را دارا باشد.
- روح همكاري بين مديريت و نيروي كار را توسعه دهيد به طوري كه كار بر اساس خط‌مشي اول و دوم انجام پذيرد.
در راستاي هدف تيلور (يعني مديريت علمي) افراد ديگري از جمله گيلبرت7 و گانت8 به توسعه روشهاي علمي و سيستماتيك براي مطالعه و اندازه‌گيري كار، برنامه ريزي و زمانبندي توليد پرداختند. تا پيش از سال 1930 رشد چشمگيري در توسعه مهندسي صنايع ايجاد شد و حوزه‌هايي تحت عناوين زير شكل گرفت:
- روشهاي كار
- اندازه‌گيري كار
- طراحي كارخانه
- سيستم‌هاي پاداش و حقوق
- ارزيابي كار
- تئوري سازمان
- فاكتورهاي انساني
- برنامه‌ريزي و كنترل توليد
تا اواخر سالهاي 1940، توسعه مهندسي صنايع بر اساس روشهاي سنتي كه توسط تيلور، گانت و گيلبرت پايه‌گذاري شده بود ادامه يافت. فلسفه وجودي مهندسي صنايع با توجه به نگرش و هدف به وجود‌آورندگان آن، ارائه راه‌حل‌هاي مؤثر و كارا براي مسائل مربوط به طراحي، تحليل و ارزيابي بود.
1-2- تكامل مهندسي صنايع بعد از جنگ جهاني دوم
شكل‌گيري مهندسي صنايع به همراه تدوين فلسفه وجودي، مفاهيم، اهداف و مشخص شدن حوزه‌هاي كاربرد از يك طرف و از طرف ديگر ظهور حوزه‌هاي جديد قابل كاربرد در مهندسي صنايع طي سالهاي جنگ جهاني دوم و بعد از آن، مهندسي صنايع را به حوزه‌اي تبديل نمود كه داراي معاني متفاوت نزد افراد مختلف بود. بهترين روش درك مهندسي صنايع جديد، درك چگونگي ارتباط آن با ديگر حوزه‌هاست. معمول‌ترين حوزه‌هاي مرتبط با مهندسي صنايع عبارتند از: مديريت، علوم كامپيوتر، علم آمار، تحقيق در عمليات، علوم مديريت9 ، مهندسي فاكتورهاي انساني و مهندسي سيستمها. در ادامه هر يك از حوزه‌هاي اشاره شده، شرح داده شده و با مهندسي صنايع مقايسه مي‌شوند.
1-2-1- مديريت
بين همه حوزه‌هاي اشاره شده، مديريت قديمي‌ترين در تاريخ بشري است. بيشتر كتابهاي مديريت، توسعه مديريت را با بحث روي مفاهيم علمي تيلور آغاز مي‌كنند و خيلي از نويسندگان آن كتابها، تيلور را «پدر مديريت علمي» مي‌نامند همانگونه كه مهندسين صنايع وي را «پدر مهندسي صنايع» مي‌نامند. در اينجا اين پرسش مطرح مي‌شود كه آيا مفاهيم مديريت علمي تيلور تعميمي دانشگاهي از مهندسي است يا مديريت. بخشي از مديريت با نام مديريت توليد داراي وجه مشتركي با مهندسي صنايع است. در اينجا نيز از ديد مديريت، مديريت توليد به جنبه هدايت منابع انساني توليد توجه دارد در صورتي كه مهندسي صنايع به تحليل، طراحي و كنترل سيستم‌هاي بهره‌ور مي‌پردازد. منظور از سيستم بهره‌ور سيستمي است كه محصول يا خدمت توليد مي‌كند. به عبارتي مي‌توان گفت متخصصان مديريت مجري سيستم‌هايي هستند كه توسط مهندسين صنايع تحليل، طراحي و ارزيابي شده‌اند.
1-2-2- تحقيق در عمليات
در جنگ جهاني دوم، نيروي نظامي انگليس و آمريكا تيم‌هايي مركب از رياضيدانان، آماردان‌ها، دانشمندان فيزيك، مهندسين، بيولوژيست‌ها و روانشناس‌ها تشكيل دادند تا مسائل مختلف عملياتي نظامي را مورد تحليل قرار دهند. به عنوان مثال نيروي دريايي آمريكا 70 تحليل‌گر از علوم مختلف را به كار گرفت. از آنجايي كه اين تيم‌ها براي تحقيق روي فعاليت ها و عمليات نظامي تشكيل شده بودند، چنين تحقيق، تحليل و بررسي را «تحقيق در عمليات10 » ناميدند. تيم‌هاي تحقيق در عمليات به مسائلي از جمله مسائل زير پاسخ دادند:
- تعيين محل استقرار تجهيزات رادار
- چگونگي جستجوي زيردريايي‌هاي دشمن
- چگونگي تخريب مين‌هاي دريايي در درياهاي اطراف ژاپن
- تعيين اندازه بهينه ناوگان‌هاي حمل مواد
- توسعه استراتژي‌هاي مانور ناوهاي جنگي هنگام حمله دشمن
همانطور كه گفنه شد تا اواخر سالهاي 1940 توسعه مهندسي صنايع مبتني بر روشهاي سنتي تيلور، گانت و گيلبرت بود. بعد از جنگ جهاني دوم و در اواخر سالهاي 1940 و اوايل 1950، تحقيق در عمليات به واسطه موفقيت‌هاي به دست آمده در جنگ، جاي خود را در فعاليت‌هاي صنعتي، بخش‌هاي خدماتي و سازمانهاي دولتي و خصوصي باز كرد. مفاهيمي كه توسط تيلور، گانت، گيلبرت و ديگران توسعه داده شده بودند نيازمند تحليل كمي دقيق‌تر و روشهاي سيستم‌گرا بودند كه تا آن زمان به صورت سنتي به كار گرفته مي‌شدند. ظهور تحقيق در عمليات، نقطه عطفي در تحول روشهاي مهندسي صنايع بود كه نتيجه آن توسعه روشهاي كمي، الگوريتم‌هاي رياضي و . . . بود كه در بكارگيري مؤثر مفاهيم توسعه يافته توسط تيلور و ديگران استفاده شدند. ممكن است اين پرسش مطرح شود كه آيا مهندسي صنايع و تحقيق در عمليات يك نظام واحد هستند يا دو نظام جدا از هم؟ همانطور كه ديده شد تاريخ مهندسي صنايع و تحقيق در عمليات جداي از هم است اما فلسفه وجودي هر دو يكي است يعني ارائه راه‌حل‌هاي موثر و كارا براي مسائل مربوط به طراحي، تحليل و ارزيابي.
تحقيق در عمليات يك روش عملي براي حل مسائل مديريت است. اين نظام شامل ساخت توصيف‌ها يا مدل‌هاي رياضي، اقتصادي و آماري از مسائل تصميم‌گيري براي بررسي شرايط پيچيدگي و نااطميناني است. هم‌چنين تحليل روابط تعيين‌كننده پيامدهاي محتمل تصميمات اتخاذ شده و ارائه شاخص‌هاي مناسب اثربخشي براي ارزيابي اهميت نسبي گزينه‌هاي موجود از ديگر اهداف اين نظام است.
تفاوت اصلي دو نظام مهندسي صنايع و تحقيق در عمليات در حوزه تحليل و نوع مدل‌ها و متدولوژي است كه هريك استفاده مي‌كنند. توسعه‌هاي اوليه مهندسي صنايع در ارتباط با كارگاه‌هاي ساخت و به شدت مبتني بر استفاده از روشهاي سيستماتيك ذهني به جاي استفاده از روشهاي رياضي بوده است. بعضي از اين روش‌ها شامل برنامه‌ريزي فرايند، بهبود روش‌ها، استانداردسازي زمان انجام كار و ارزيابي كار مي‌باشند كه از جمله روشهاي سنتي مهندسي صنايع به شمار مي‌آيند. اما در سي سال اخير، بخش اعظم فعاليت‌هاي مهندسي صنايع از طريق تكنيكهاي تحليلي مبتني بر مفاهيم رياضي كاربردي صورت گرفته است.
تحقيق در عمليات معمولاً با عمليات يك سيستم موجود شامل انسان و ماشين سر و كار دارد. اين رشته مي‌تواند در سيستم‌هاي مختلف از جمله سيستم‌هاي نظامي، فروشگاه‌ها، كارخانه‌ها، مزارع، مراكز خدماتي و غيره براي كنترل موجودي، توزيع مواد خام و ساخته شده، بررسي خطوط انتظار، تبليغات، بهينه‌سازي حمل و نقل و تصميم‌گيري به كار رود. معمولاً هدف، بهينه‌سازي يا استفاده بهتر از مواد، انرژي، انسان و ماشين‌آلاتي است كه در سيستم موجود است.
1-2-3- مهندسي سيستم
در حالي كه تحقيق در عمليات با توجه به منابع فعلي سيستم به حل مسئله و ارائه راه حل مي‌پردازد مهندسي سيستمها بر طراحي و برنامه‌ريزي سيستم‌هاي جديد براي انجام بهتر عمليات فعلي يا اجراي عمليات، وظايف يا خدماتي كه تا به حال به كار گرفته نشده‌اند تأكيد مي‌كند. به عبارت ديگر تحقيق در عمليات تغيير رويه‌هاي سيستم را پيشنهاد مي‌كند در حالي كه مهندسي سيستمها تغيير كل يا بخشي از يك سيستم و جايگزين نمودن سيستم جديد را پيشنهاد مي‌كند.
با اين توضيح مشخص مي‌گردد كه فلسفه وجودي مهندسي سيستمها نيز همانند مهندسي صنايع سنتي و تحقيق در عمليات ارائه راه‌حل‌هاي مؤثر و كارا براي مسائل مربوط به طراحي، تحليل و ارزيابي است اما با نگرشي متفاوت از آنها. مهندسي سيستمها نيز مانند تحقيق در عمليات با ظهور خود و ارائه تكنيكهاي مؤثر در طراحي و تحليل، مهندسي صنايع سنتي را تحت تأثير قرار داد.
1-2-4- علوم كامپيوتر
نقش و تأثير كامپيوتر بر رشته‌هاي مختلف علمي بر كسي پوشيده نيست. مهندسي صنايع نيز به عنوان حوزه‌اي كه با حجم زياد اطلاعات از يك طرف و محاسبات تكراري و طولاني از طرف ديگر سر و كار دارد تأثير قابل ملاحظه‌اي از فناوري كامپيوتر دريافت نموده است. فناوري كامپيوتر موجب به وجود آمدن الگوريتم‌هاي جديد طراحي و تحليل، نرم‌افزارهاي مختلف موردنياز در مهندسي صنايع، فرايندهاي جديد ساخت و توليد مانند طراحي و توليد به وسيله كامپيوتر11 ، سيستم‌هاي توليدي انعطاف‌پذير12 و سيستم‌هاي توليد يكپارچه كامپيوتري13 شده است. اين دگرگوني مهندسي صنايع سنتي را تحت تأثير قرار داده و مباحث جديدي را در اين حوزه مطرح نموده است.
1-2-5- علم آمار
بيشتر پديده‌هاي مورد بررسي در مهندسي صنايع به جاي جنبه قطعي14 ، جنبه تصادفي15 دارند. به عنوان مثال خرابي تجهيزات بر اساس قاعده معيني رخ نمي‌دهد بلكه به صورت اتفاقي و تصادفي خراب مي‌شوند. پارامترهاي تعيين‌كننده در فرايندهاي توليد معمولاً در يك مقدار مشخص غيرقابل كنترل هستند و دامنه‌اي براي آن تعريف مي‌شود و تغيير پارامتر در اين دامنه به صورت احتمالي خواهد بود. مدت زمان ساخت و توليد يا ارائه خدمات در بيشتر موارد داراي توزيعي احتمالي است. شرايط فوق و بسياري از شرايط احتمالي ديگر باعث مي‌شوند كه تحليل، طراحي و ارزيابي‌هاي موردنياز مهندسي صنايع توأم با شرايط احتمالي و نااطميناني باشد. بنابراين بكارگيري علم آمار گريزناپذير خواهد بود. دخالت علم آمار در ابعاد مختلف موردنياز، مهندسي صنايع سنتي را تحت تأثير قرار داده است.
1-2-6- علم مديريت
علم مديريت رشته‌اي است كه در ارتباط تنگاتنگ با تحقيق در عمليات در دهه 1960 توسعه يافته است. تكنيكهاي مورد استفاده در اين رشته همان تكنيكهاي تحقيق در عمليات هستند اما تفاوت آن با تحقيق در عمليات در حوزه كاربرد آن است كه بيشتر در امور اداري، بازرگاني و مديريت صنعتي مطرح مي‌گردند. امروزه تفاوتي بين اين دو قائل نمي‌شوند و معمولاً با هم و به شكل OR/MS مطرح مي‌گردند.
1-2-7- مهندسي فاكتورهاي انساني
سيستم‌هاي مهندسي صنايع بر خلاف سيستم‌هاي سخت‌افزاري، مانند مهندسي الكترونيك اغلب تركيبي از انسان و ماشين هستند و طراحي سيستم‌هاي انسان- ماشين نيازمند تعيين بهترين تركيب از عناصر انساني و ماشيني است. اين نيازمندي ضرورت آگاهي مهندسين صنايع از روانشناسي صنعتي و مهندسي فاكتورهاي انساني را توجيه مي‌نمايد.
1-3- مهندسي صنايع و سيستمها
شكل‌گيري و تكامل مهندسي صنايع و تعامل آن با حوزه‌هاي مرتبط طي سالهاي 1800 تا 1970 باعث تدوين حوزه يا رشته‌اي به نام مهندسي صنايع و سيستمها شده است. نمودار زير اين روند تكاملي را بيشتر روشن مي‌سازد.
2- تعريف مهندسي صنايع
تعريف رسمي زير توسط IIE16 براي مهندسي صنايع ارائه شده است كه بدون هيچ تغييري قابل كاربرد براي مهندسي صنايع و سيستم‌هاست:
«مهندسي صنايع عبارتست از طراحي، بهبود و استقرار سيستم‌هاي مركب از انسان، مواد، اطلاعات، تجهيزات و انرژي. مهندسي صنايع با دستيابي به دانش و مهارت تخصصي در علوم رياضي، فيزيكي و اجتماعي به همراه اصول و روشهاي تحليل و طراحي مهندسي نتايج و خروجي‌هاي مورد انتظار چنين سيستم‌هايي را تعيين، پيش‌گويي و ارزيابي مي‌كند».
اگر چه واژه صنايع معمولاً براي سازمانهاي توليدي بكار مي‌رود اما قابل كاربرد براي هر گونه سازمان است.
3- نقش مهندسي صنايع و سيستمها در سازمان
با توجه به تعريف ارائه شده از مهندسي صنايع و سيستمها، چنين مي‌توان نتيجه گرفت كه در هر سازمان، مهندسي صنايع و سيستمها به عنوان مركز هماهنگ‌كننده بين تمام عناصر سازمان عمل مي‌كند. اين نقش مي‌تواند در قالب ابزار پشتيبان مديريت ظاهر شود. همانطور كه قبلاً نيز اشاره شد مهندسين صنايع و سيستمها نقش طراح، تحليل‌گر و برنامه‌ريز را به عهده دارند و مديريت سازمان مجري طرح‌ها و برنامه‌هاي ارائه شده خواهد بود. اگر چه مهندسين صنايع و سيستمها مي‌توانند در قالب مديراني كارآمد نقش ايفا كنند اما با درگير شدن در مشكلات اجرايي، از نقش اصلي خود باز مي‌مانند. نمودار زير نقش هماهنگ‌كنندگي مهندسي صنايع و سيستمها را نمايش مي‌دهد.
بسته به حجم فعاليت و اندازه سازمان، واحد مهندسي صنايع و سيستمها مي‌تواند در سطح مديريت يا زيرمجموعه يكي از مديريت‌ها مطرح گردد. ساختار سازماني داخلي يك واحد مهندسي صنايع و سيستمها بايد بر اساس اصول طراحي سازماني و شرايط خاص سازمان مورد نظر طراحي گردد. هم‌چنين بايد حيطه فعاليت موردنياز براي عملي ساختن مأموريت محول شده به اين واحد تحليل شده و در قالب گروه‌هاي منطقي از وظايف و فعاليت‌ها شكل داده شود. اين گروه‌ها مي‌توانند به عنوان بخش‌هاي مختلف اين واحد در نظر گرفته شوند.
4- حوزه‌هاي فعاليت مهندسي صنايع و سيستمها
در اين بخش فعاليت‌هاي مختلف مهندسي صنايع در قالب نمونه‌هاي عملي و پرسش معرفي شده و شرح مختصري از هر يك از فعاليت‌ها ارائه مي‌شود. لازم به ذكر است كه نمونه‌هاي اشاره شده واقعي نبوده و فقط براي استفاده در معرفي فعاليت‌ها بيان شده‌اند. هم‌چنين توضيحات ارائه شده به شكل عمومي بوده و با هدف معرفي مهندسي صنايع و سيستمها به صورت كلي تهيه شده و معطوف به يك سازمان خاص نيستند. نمي‌توان گفت كه توضيحات ارائه شده به تمام فعاليت‌هاي مهندسي صنايع و سيستمها اشاره مي‌كند ولي بخش اعظم فعاليت‌هاي اين رشته را پوشش مي‌دهد. توضيحات مختصر بوده و به جزئيات تكنيك‌ها و روش‌ها اشاره‌اي نشده است.
4-1- مطالعات امكانپذيري
در چند سال گذشته تعدادي كارخانه توليدكننده فرش ماشيني در سطح كشور احداث شده است. گفته مي‌شود مجموع ظرفيت توليد اين كارخانه‌ها بيش از نياز داخلي بوده و در اين شرايط به دليل كيفيت پايين توليدات و ناتواني در رقابت با كشورهايي چون آلمان، توانايي جذب بازارهاي خارجي را ندارند. در احداث اين كارخانه‌ها چه ملاحظاتي بايد در نظر گرفته مي‌شد تا وضعيت فعلي پيش نيايد؟
قبل از احداث هر واحد توليدي يا خدماتي بايد مطالعه و بررسي بازار، پيش‌بيني ميزان فروش، اقتصادي بودن و . . . تحت مطالعات امكانپذيري و در سه دسته امكانپذيري اقتصادي، فني و مالي مد نظر قرار گيرند. اقتصاد مهندسي و تكنيكهاي تحليل هزينه و سود از جمله ابزاري هستند كه در اين راستا بكار گرفته مي‌شوند.
امكانپذيري اقتصادي: آيا توليد مقرون به صرفه خواهد بود؟ از لحاظ هزينه آيا قابل رقابت با ساير توليدكنندگان مي‌باشد؟
امكانپذيري فني: آيا فناوري موجود پاسخگوي نياز است؟ تخصص لازم در كشور وجود دارد؟ خريد ماشين‌آلات امكانپذير است؟ آيا مشكل لوازم يدكي، نگهداري و تعميرات و . . . وجود ندارد؟
امكانپذيري مالي: با فرض امكانپذيري اقتصادي و فني، آيا بازار مصرف پذيراي محصول توليد شده خواهد بود؟ آيا سود معقول بدست مي‌آيد؟ نقطه سربسر هزينه و سود كجاست؟
4-2- استقرار كارخانه يا سازمان
گفته مي‌شود مكان فعلي استقرار بعضي از سازمانهاي توليدي و خدماتي مناسب نيست و به همين دليل هزينه‌هاي زيادي را بايد متحمل گردند؟ چه نكاتي در استقرار و انتخاب مكان اين سازمانها بايد در نظر گرفته مي‌شد؟
عواملي از قبيل دسترسي به نيروي كار، تاريخچه كارگري منطقه، تأثير صنايع موجود بر نيروي كار، دسترسي به نيروي برق، آب، گاز و ديگر سوخت‌ها، آلودگي آب، امكان دفع فاضلاب، ميزان حمل و نقل و دسترسي به جاده، منابع مواد اوليه و فاصله آن از محل كارخانه، دسترسي به بازار مصرف، امكان استفاده از بازار محلي، منازل و واحدهاي مسكوني، سطح تحصيلات، رفاه و بهداشت، امكانات تفريحي، مشخصات جغرافيايي و اقليمي منطقه، وضعيت آب و هوا، وجود مركز آتش‌نشاني و امدادرساني، وجود هماهنگي بين واحدهاي توليدي در منطقه، رويكرد مسئولين منطقه، وضعيت صنايع مكمل در منطقه و ميزان سهولت دسترسي به منابع مالي براي سرمايه‌گذاري بايد در استقرار و انتخاب مكان در نظر گرفته شوند. در مبحث استقرار سازمان يا كارخانه، اين عوامل به شكل سيستماتيك و تحليلي مورد بررسي قرار گرفته و بر اساس آنها بهترين مكان استقرار انتخاب مي‌شود. روشهاي تصميم‌گيري، رتبه‌بندي و مدل‌هاي رياضي مكان‌يابي از جمله تكنيك‌هايي هستند كه براي اين منظور بكار گرفته مي‌شوند.
4-3- طرح‌ريزي واحدهاي صنعتي و خدماتي
فرض كنيد قرار است كارخانه‌هايي با حوزه‌هاي توليد مواد غذايي، مواد شيميايي، خودرو و لوازم الكترونيك احداث شوند؟ به نظر شما چه تخصص‌هايي در طرح‌ريزي هر يك از اين واحدهاي صنعتي موردنياز است؟ به ترتيب در هر حوزه آيا تخصص مهندسي صنايع غذايي، مهندسي شيمي، مهندسي مكانيك و مهندسي الكترونيك براي طرح‌ريزي كافي است؟ هر يك از اين تخصص‌ها در چه فعاليت‌هايي از طرح‌ريزي مفيد واقع مي‌شوند؟ آيا اين تخصص‌ها آنگونه شناخت و دركي كه مهندس صنايع و سيستمها از سيستم‌هاي توليدي و خدماتي دارد را دارا مي‌باشند؟ آيا طرح‌ريزي هر يك از اين كارخانه‌ها به يك تيم طراحي نياز ندارد؟ هماهنگ‌كننده اين تيم بايد چه تخصصي داشته باشد؟ چه تخصصي مي‌تواند از مجموع نظرات تخصص‌هاي مختلف نتيجه‌گيري كند؟
طرح‌ريزي واحدهاي صنعتي و خدماتي يا هر گونه سازمان ديگر ممكن است نيازمند تخصص‌هاي مختلفي باشد كه در رأس آنها تخصص مهندسي صنايع و سيستمها قرار دارد. طرح‌ريزي از جمله فعاليت‌هايي است كه در آن از بيشتر تكنيكهاي مهندسي صنايع استفاده مي‌شود. معمولاً مراحلي كه در طرح‌ريزي در نظر گرفته مي‌شود عبارتند از:
(1) مطالعات امكانپذيري
(2) طراحي محصول
(3) طراحي فرايند ساخت( مسير توالي عمليات‌هاي مختلف روي قطعات)
(4) طراحي عمليات ساخت (با كدام ماشين، كدام اپراتور، چگونه، چه مقدار فشار و چه مواد اوليه و . . .)
(5) طرح‌ريزي واحدها (چه نوع ماشين‌آلات، چه نوع استقرار، چه نوع ابزار، ايستگاه‌هاي كاري و . . .)
(6) طرح ساختمان و تأسيسات
(7) برآورد هزينه‌هاي انجام كار
(8) ارزيابي مالي طرح
(9) ساخت ماشين‌آلات
(10) تهيه زمين، آماده‌سازي زمين و ساختمان
(11) خريد ماشين‌آلات و آموزش پرسنل
(12) نصب و راه‌اندازي ماشين‌آلات
(13) شروع توليد
(14) انبار و توزيع
(15) فعاليت‌هاي بازاريابي براي توسعه و گسترش دامنه فعاليت‌ها
(16) بررسي مشكلات اجتماعي و سعي در رفع آن (بازخورد اطلاعات و مشكلات)
4-4- برنامه‌ريزي حمل و نقل
هزينه‌هاي حمل و نقل بخش قابل ملاحظه‌اي (بين 25 تا 50 درصد) از هزينه‌هاي واحدهاي صنعتي و خدماتي را به خود اختصاص مي‌دهند. حمل و نقل مواد اوليه به محل كارخانه، حمل مواد به بخش توليد، حمل و نقل بين بخش‌هاي توليد، حمل محصولات ساخته شده و توزيع محصولات ساخته شده در بازار، مواردي هستند كه هزينه‌هايي را به كارخانه تحميل مي‌كنند در صورتي كه هيچ گونه نقش بهره‌ور در توليد ندارند. چگونه مي‌توان هزينه‌هاي حمل و نقل را كاهش داد؟ برنامه‌ريزي حمل و نقل شامل اصول و تكنيكهاي رياضي است كه سعي در كاهش هزينه‌هاي حمل و نقل دارند.
4-5- جانمايي بخش‌ها
ممكن است عليرغم وجود يك سيستم و برنامه‌ريزي حمل و نقل مناسب، هزينه‌هاي حمل و نقل بخش قابل ملاحظه‌اي از هزينه‌هاي كارخانه باشد. يكي از دلايل هزينه بالاي حمل ونقل مي‌تواند استقرار نامناسب بخش‌هاي توليدي باشد. آيا مي‌توان استقرار بخش‌هاي توليدي را به گونه‌اي تغيير داد كه كل مسافات حمل و نقل كاهش يابد؟ آيا تغيير محل بخش‌هاي توليدي و سرمايه موردنياز براي آن در مقايسه با ميزان كاهش هزينه حمل و نقل توجيه‌پذير است؟
تهيه طرح استقرار بخش‌هاي توليدي يا استقرار بخش جديد در كنار بخش‌هاي فعلي توليد، از جمله فعاليت‌هاي مهندسي صنايع و سيستم‌هاست. بررسي ارتباط بين بخش‌هاي توليدي، تعيين حجم حمل و نقل بين واحدها، بررسي نكات ايمني در جانمايي، بهينه‌سازي حمل و نقل بين بخش‌ها و ارائه طرح بهينه استقرار از جمله موارد اين فعاليت است. جانمايي علاوه بر استقرار بين بخشي، استقرار درون‌بخشي را در نظر مي‌گيرد. نحوه استقرار ماشين‌آلات درون يك بخش، نيروي انساني نسبت به ماشين‌آلات، ايستگاه‌هاي كاري، انبارهاي واسط و . . . از جمله عناصر استقرار درون بخشي هستند.
4-6- ارزيابي كار و زمان
يك بخش توليدي از يك كارخانه را در نظر بگيريد. اين بخش سيستمي متشكل از نيروي انساني، فضاي فيزيكي، تجهيزات و ماشين‌آلات، مواد اوليه يا مواد در جريان ساخت، انرژي و اطلاعات است. ظرفيت اين بخش توليدي به چه ميزان است؟ آيا اين ظرفيت مي‌تواند افزايش يابد؟ چگونه مي‌توان ظرفيت توليد بخش را افزايش داد؟ آيا از صنايع موجود در اين بخش (نيروي انساني، فضا، تجهيزات و ماشين‌آلات، مواد، انرژي و اطلاعات) به شكل بهينه استفاده مي‌شود؟ چه بهبودهايي مي‌توان در اين بخش ايجاد كرد؟
ارزيابي كار و زمان (مطالعه كار و زمان سنجي)، توالي عمليات، تعادل خط توليد و مونتاژ، استقرار بهينه تجهيزات، برنامه‌ريزي حمل و نقل درون بخشي، طراحي بهينه ايستگاه‌هاي كاري، طراحي و استقرار انبارهاي واسط از جمله مباحث مهندسي صنايع و سيستمها هستند كه مي‌توانند در بهبود يك بخش توليدي بكار گرفته شوند.
4-7- كنترل موجودي
فرض كنيد در كارخانه شما براي توليد محصولات مختلف از مواد اوليه مختلف و به مقادير متفاوت استفاده مي‌شود؟ توليد شما تا زماني ادامه خواهد داشت كه مواد اوليه موجود باشد؟ براي حذف وقفه‌هاي توليد (كه خود هزينه‌هايي در بر دارد) چه مي‌كنيد؟ آيا ميزان زيادي از مواد اوليه را انبار مي‌كنيد تا براي مدت قابل ملاحظه‌اي مطمئن باشيد كه توليد ادامه خواهد داشت؟ آيا هزينه‌هاي انبارداري افزايش نخواهد يافت؟ آيا فضاي انبار به قدر كافي موجود است يا اينكه به صورت دوره‌اي سفارش مواد اوليه مي‌دهيد؟ در اين صورت آيا هزينه‌هاي سفارش بالا خواهد بود؟ چه سياستي را بايد اتخاذ نمود تا حداقل هزينه را در بر داشته باشد؟ علاوه بر مواد اوليه، موجودي قطعات يدكي تجهيزات و ماشين‌آلات به چه ميزان بايد باشد؟ ميزان استفاده از قطعات يدكي در سال چيست؟
با استفاده از تكنيكهاي كنترل موجودي مي‌توان به پرسش‌هاي فوق پاسخ داد. تعيين ميزان سفارش اقتصادي، ذخيره احتياطي، طول دوره سفارش از جمله مواردي هستند كه با استفاده از اين تكنيك‌ها تعيين مي‌گردند.
4-8- برنامه‌ريزي توليد
هدف واحدهاي توليدي پاسخگويي به تقاضاي بازار مصرف است و تغيير تقاضاي مصرف تأثير مستقيم بر توليد واحدها خواهد داشت. براي هماهنگي با تقاضاي بازار چه سياستي براي توليد بايد اتخاذ نمود؟ آيا همواره با يك نرخ ثابت بايد توليد كرد؟ تقاضا چگونه بر ميزان توليد تأثير مي‌گذارد؟ چه هزينه‌هايي در توليد و تغيير ميزان توليد نقش دارند؟ براي پاسخگويي مناسب به بازار آيا توليد بيشتر از تقاضا و نگهداري آن در انبار كالاهاي ساخته شده، راهكار مناسبي است؟ هزينه‌هاي نگهداري بيشتر است يا هزينه‌هاي راه‌اندازي مجدد توليد؟ تركيب بهينه توليد محصولات چيست؟
با استفاده از مفاهيم و تكنيكهاي برنامه‌ريزي توليد مي‌توان به راهكارهايي رسيد كه در آن مجموع هزينه‌هاي توليد، نيروي انساني، راه‌اندازي و موجودي را به حداقل خود رساند. در اين مبحث از تكنيك‌ها و مدل‌هاي رياضي و هيوريستيك استفاده مي‌گردد و مي‌توان به راهكاري دست يافت كه در آن ميزان توليد از هر محصول در هر دوره زماني از افق برنامه‌ريزي تعيين شده است. پيش‌بيني بازار مصرف نيز از جمله مواردي است كه در برنامه‌ريزي توليد مورد بحث قرار مي‌گيرد. با استفاده از برنامه‌ريزي توليد از نوسانات توليد كاسته شده و استخدام و اخراج كارگران نيز كاهش مي‌يابد.
4-9- سيستم‌هاي برنامه‌ريزي مواد موردنياز
با توجه به ارتباط مستقيم بين مواد اوليه و منابع ساخت با توليد و تأثير متقابل آنها بر يكديگر، در بعضي موارد برنامه‌ريزي مستقل موجودي و توليد، راهكار مناسبي نخواهد بود و استفاده از سيستم‌هاي برنامه‌ريزي مواد موردنياز ضروري خواهد بود. با بكارگيري اين سيستمها، ميزان توليد، سفارش، موجودي و زمان‌هاي توليد و سفارش در قالبي هماهنگ ارائه خواهد شد و هزينه‌ها به حداقل كاهش خواهد يافت.
4-10- برنامه‌ريزي نگهداري و تعميرات
وقفه‌هاي توليد هزينه‌هاي زيادي از جمله بيكاري كارگران، راه‌اندازي مجدد، سود از دست رفته و ايجاد ضايعات را به دنبال دارد. يكي از علل وقفه‌هاي توليد، خرابي ماشين‌آلات و تجهيزات است. براي جلوگيري از خرابي‌ها چه اقداماتي مي‌توان انجام داد؟ آيا انجام تعميرات و نگهداري دوره‌اي راه حل اين مشكل خواهد بود؟ به چه اطلاعاتي از خرابي‌ها نياز است؟ نگهداري‌ها، تعويض‌ها و تعميرات در چه زمانهايي بايد انجام شود؟ چه چك‌ليست‌هايي بايد طراحي گردد؟
در برنامه‌ريزي نگهداري و تعميرات با استفاده از تكنيكهاي پيش‌بيني و آماري، زمان نگهداري پيشگيرانه و تعويض‌ها محاسبه شده و در قالب يك سيستم اطلاعاتي- عملياتي نظام‌مند مي‌گردند. با بكارگيري چنين سيستمي، بخش قابل ملاحظه‌اي از وقفه‌هاي توليد كه ناشي از خرابي ماشين‌آلات هستند برطرف خواهد شد.
4-11- كنترل كيفيت
توليد محصولات باكيفيت، چه از جهت رقابت در بازار و چه از لحاظ اخلاقي داراي اهميت بالايي است. كيفيت محصولات مي‌تواند متأثر از عواملي از قبيل تجهيزات توليد، مواد اوليه، نيروي انساني و فرهنگ سازماني حاكم بر محيط سازمان، دانش فني، آموزش و . . . باشد. در اينجا اين پرسش مطرح مي‌گردد كه چگونه مي‌توان هر يك از اين عوامل را در جهت دستيابي به كيفيت مطلوب كنترل نمود.
كنترل كيفيت يكي از مباحث مهندسي صنايع و سيستم‌هاست. كنترل كيفيت علاوه بر دسترس‌پذير كردن كيفيت، بهره‌وري فعاليت سازمان را نيز افزايش مي‌دهد. در اين راستا بسته به نوع عوامل مؤثر در كيفيت و وسعت حوزه بررسي، كنترل كيفيت آماري، تضمين كيفيت و كنترل كيفيت فراگير مطرح شده‌اند. هر يك از كنترل‌هاي اشاره شده به مقدمات و ابزاري نياز دارند كه طراحي و پياده‌سازي آنها در مهندسي صنايع و سيستمها مورد مطالعه قرار مي‌گيرند.
4-12- مديريت و كنترل پروژه
فرض كنيد قرار است يك بخش، يك انبار، يك واحد يا يك كارخانه احداث كنيد. چه فعاليت‌هايي براي اين هدف بايد در نظر گرفته شوند؟ اين فعاليت‌ها به چه توالي و با چه پيش‌نياز و پي‌آيندي انجام شوند؟ هر فعاليت در چه مدت زماني بايد انجام شود؟ تاريخ مجاز براي شروع و خاتمه هر فعاليت چيست؟ انجام هر فعاليت به چه منابعي نياز دارد؟ منابع مورد نياز به چه ميزان و در چه زمانهايي قابل دسترس هستند؟ مدت زمان انجام كل فعاليت‌ها چقدر خواهد بود؟ در صورت تأخير در انجام يك يا چند فعاليت، چه تأخيري در دستيابي به هدف ايجاد مي‌شود؟
پروژه به كار يا مجموعه فعاليت‌هايي گفته مي‌شود كه تكرار پذير نباشند. براي مثال توليد يك محصول، يك فعاليت تكراري است كه يك كارخانه در طول سال‌ها انجام مي‌دهد ولي احداث يك بخش جديد كاري ممكن است در طي سال‌ها تنها يك بار اتفاق بيافتد. تكنيك‌هايي كه در مديريت و كنترل پروژه مورد استفاده قرار مي‌گيرند به تمامي پرسش‌هاي فوق پاسخ مي‌دهند و تصوير مناسبي از وضعيت پروژه را كه ممكن است شامل هزاران فعاليت باشد در اختيار مديريت قرار مي‌دهد.
4-13- برنامه‌ريزي نيروي انساني و سيستم‌هاي حقوق و دستمزد
يكي از مهمترين عوامل توليد نيروي انساني است. براي انجام يك فعاليت توليدي با بهره‌وري مطلوب ضروري است كه ميزان و تخصص نيروي انساني موردنياز تعيين شود. در اين راستا بايد مشخص شود كه فعاليت توليدي چيست، چگونه انجام مي‌شود و نيروي انساني انجام دهنده آن چه خصوصياتي بايد داشته باشد. به عنوان مثال كارگر موردنياز بايد چه سطحي از تحصيلات داشته باشد و از لحاظ خصوصيات فيزيكي داراي چه قد و وزني باشد؟
مهندسي صنايع با استفاده از مباحث و تكنيكهاي برنامه‌ريزي نيروي انساني، شرح و خصوصيات فعاليت‌هاي توليدي را مشخص كرده و ميزان حقوق و دستمزد نيروي انساني را برآورد كند. به منظور تعيين ميزان حقوق و دستمزد، هر فعاليت ارزيابي شده و بر اساس معيارهايي، ارزش‌گذاري مي‌گردد.
4-14- مهندسي فاكتورهاي انساني
همانطور كه گفته شد نيروي انساني يكي از مهمترين عوامل توليد است. نيروي انساني موجود در سيستم در تعامل با ديگر اجزاي سيستم يعني مواد اوليه، تجهيزات و ماشين‌آلات، انرژي و اطلاعات است. هر يك از اجزاي سيستم به نيروي انساني چه تأثيري مي‌گذارد و چه تأثيري مي پذيرد؟ اجزاي سيستم بايد داراي چه خصوصياتي باشند تا باعث كاهش بهره‌وري نيروي كار نگردند؟ از لحاظ اخلاقي چه استانداردهايي براي هر يك از اجزاي سيستم بايد در نظر گرفته شود تا موجب آسيب رساندن به نيروي كار نگردد؟ محيط كار بايد چگونه طراحي شود تا روحيه پرنشاطي را در نيروي انساني تقويت كند؟ خصوصيات فرهنگي و اجتماعي سازمان چه تأثيري بر نيروي انساني دارند؟
مهندسي صنايع در اين حوزه با بررسي محيط كار، ماشين‌آلات، سيستم ارتباطات، ساختار نظارت و ساختار سازماني و با تهيه استانداردهاي موردنياز، اقدامات لازم را براي برقراري تطابق استانداردها با عوامل انساني ارائه مي‌دهد. مجموعه تكنيك‌ها و مفاهيم ارگونومي و روانشناسي اين حوزه، عنوان مهندسي فاكتورهاي انساني گرفته است.
4-15- سيستم‌هاي اطلاعات
هر سازمان، بزرگ يا كوچك، به شدت وابسته به اطلاعات است. سازمان به اطلاعاتي از مشتريان، بازار، تهيه‌كننده‌هاي مواد اوليه و رقبا نياز دارد. هم‌چنين بايد اطلاعات دقيقي از كارمندان و كارگران و مهارت‌هاي آنها، سطح بهره‌وري، توانايي تجهيزات و ماشين‌آلات، نحوه انجام فرايندها، ظرفيت توليد، خصوصيات فرايندهاي توليد، محل انجام هر فعاليت و . . . در دسترس باشد. مهندسين صنايع نيز در انجام همه فعاليت‌هاي خود نياز به اطلاعات مستند و مدون از محيط داخلي و خارجي سازمان دارند. چگونه بايد اطلاعات موردنياز جمع‌آوري شوند؟ از هر فعاليت توليدي يا خدماتي، امور پشتيباني، اداري و مالي چه داده‌هايي بايد جمع‌آوري شود؟ چه فرم‌ها و چك‌ليست‌هايي موردنياز است؟ مديريت به چه اطلاعاتي نياز دارد؟ در چه مواردي از تصميم‌گيري به اطلاعات نياز هست؟ از اطلاعات چگونه مي‌توان در تصميم‌گيري استفاده نمود؟ فناوري جمع‌آوري اطلاعات در سازمان چه خصوصياتي بايد داشته باشد؟ چه سطحي از مكانيزه‌كردن سيستم موردنياز است؟
اطلاعات به عنوان يكي از اجزاي سيستم نقش مهمي در فعاليت‌هاي مهندسي صنايع به عهده دارد. ضرورت جمع‌آوري، سازماندهي و استفاده از اطلاعات در تصميم‌گيري، شاخه‌اي به وجود آورده است كه در هر فعاليت مهندسي صنايع به كار گرفته مي‌شود. سيستم‌هاي اطلاعات به علت اهميت و وسعت، در سطوح كلاسيكي از جمله سيستم‌هاي پردازش مبادلات، سيستم‌هاي اطلاعات مديريت، سيستم‌هاي پشتيبان تصميم‌گيري و سيستم‌هاي خبره دسته‌بندي شده‌اند كه در مهندسي صنايع و سيستمها مورد مطالعه قرار مي‌گيرند.
مراجع
- Banga, T. R., S. C. Sharma and N. K. Agarwal. 1995. Industrial Engineering & Management Science. Dehli: Khanna.
- Hicks, P. E. 1977. Introduction to Industrial Engineering & Management Science. New York: McGraw-Hill.
- Miller, M. M. and J. W. Schmidt. 1984. Industrial engineering and Operations Research. New York: John Wiley & Sons.
- Singh, J. 1972. Great Ideas of Operations Research. New York: Dover.
- Turner, W. C., J. E. Mize and K. E. Case. 1987. Introduction to Industrial and Systems Engineering. New Jersey: Printice-Hall.
پي‌نوشت‌ها
1. Adam Smith
2. Charls Babbege
3. On the economy of machinery and manufacturers
4. Mattew Boulton
5. James Watt
5. Fredrick W. Taylor
6. Gilbert
7. Gant
8. Management Science
9. اين واژه در ابتدا به شكل research on (military) operations مطرح شد و به دليل كاربرد آن در مسائل غير نظامي به Operations Research يا OR تغيير داده شد.
10. CAD/CAM
11. Flexible Manufacturing Systems (FMS)
12. Computerized Integrated Manufacturing System (CIM)
13. deterministic
14. stochastic
15. Institute of Industrial Engineering (IIE)
-
محمدرضا درویشیمدیر اصلی