مقدمه‌ای بر مهندسی صنايع و سيستم‌ها

تا پيش از سال 1930 رشد چشمگيري در توسعه مهندسي صنايع ايجاد شد و حوزه‌هايي تحت عناوين زير شکل گرفت:
روش‌هاي کار
اندازه‌گيري کار
طراحي کارخانه
سيستم‌هاي پاداش و حقوق
ارزيابي کار
تئوري سازمان
فاکتورهاي انساني
برنامه‌ريزي و کنترل توليد

تا اواخر سالهاي 1940، توسعه مهندسي صنايع بر اساس روش‌هاي سنتي که 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 کارا براي مسائل مربوط به طراحي، تحليل و ارزيابي بود.

1-2- تکامل مهندسي صنايع بعد از جنگ جهاني دوم
شکل‌گيري مهندسي صنايع به همراه تدوين فلسفه وجودي، مفاهيم، اهداف و مشخص شدن حوزه‌هاي کاربرد از يک طرف و از طرف ديگر ظهور حوزه‌هاي جديد قابل کاربرد در مهندسي صنايع طي سالهاي جنگ جهاني دوم و بعد از آن، مهندسي صنايع را به حوزه‌اي تبديل نمود که داراي معاني متفاوت نزد افراد مختلف بود. بهترين روش درک مهندسي صنايع جديد، درک چگونگي ارتباط آن با ديگر حوزه‌هاست. معمول‌ترين حوزه‌هاي مرتبط با مهندسي صنايع عبارتند از: مديريت، علوم کامپيوتر، علم آمار، تحقيق در عمليات، علوم مديريت9 ، مهندسي فاکتور‌هاي انساني و مهندسي سيستم‌ها. در ادامه هر يک 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 کتابهاي مديريت، توسعه مديريت را با بحث روي مفاهيم علمي تيلور آغاز مي‌کنند و خيلي از نويسندگان آن کتابها، تيلور را «پدر مديريت علمي» مي‌نامند همانگونه که مهندسين صنايع وي را «پدر مهندسي صنايع» مي‌نامند. در اينجا اين پرسش مطرح مي‌شود که آيا مفاهيم مديريت علمي تيلور تعميمي دانشگاهي از مهندسي است يا مديريت. بخشي از مديريت با نام مديريت توليد داراي وجه مشترکي با مهندسي صنايع است. در اينجا نيز از ديد مديريت، مديريت توليد به جنبه هدايت منابع انساني توليد توجه دارد در صورتي که مهندسي صنايع به تحليل، طراحي و کنترل سيستم‌هاي بهره‌ور مي‌پردازد. منظور از سيستم بهره‌ور سيستمي است که محصول يا خدمت توليد مي‌کند. به عبارتي مي‌توان گفت متخصصان مديريت مجري سيستم‌هايي هستند که توسط مهندسين صنايع تحليل، طراحي و ارزيابي شده‌اند.

1-2-2- تحقيق در عمليات
در جنگ جهاني دوم، نيروي نظامي انگليس و آمريکا تيم‌هايي مرکب از رياضيدانان، آماردان‌ها، دانشمندان فيزيک، مهندسين، بيولوژيست‌ها و روانشناس‌ها تشکيل دادند تا مسائل مختلف عملياتي نظامي را مورد تحليل قرار دهند. به عنوان مثال نيروي دريايي آمريکا 70 تحليل‌گر از علوم مختلف را به کار گرفت. از آنجايي که اين تيم‌ها براي تحقيق روي فعاليت ها و عمليات نظامي تشکيل 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 که 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 کرد. مفاهيمي که توسط تيلور، گانت، گيلبرت و ديگران توسعه داده شده بودند نيازمند تحليل کمي دقيق‌تر و روش‌هاي سيستم‌گرا بودند که تا آن زمان به صورت سنتي به کار گرفته مي‌شدند. ظهور تحقيق در عمليات، نقطه عطفي در تحول روش‌هاي مهندسي صنايع بود که نتيجه آن توسعه روش‌هاي کمي، الگوريتم‌هاي رياضي و . . . بود که در بکارگيري مؤثر مفاهيم توسعه يافته توسط تيلور و ديگران استفاده شدند. ممکن است اين پرسش مطرح شود که آيا مهندسي صنايع و تحقيق در عمليات يک نظام واحد هستند يا دو نظام جدا از هم؟ همانطور که ديده شد تاريخ مهندسي صنايع و تحقيق در عمليات جداي از هم است اما فلسفه وجودي هر دو يکي است يعني ارائه راه‌حل‌هاي موثر و کارا براي مسائل مربوط به طراحي، تحليل و ارزيابي.
تحقيق در عمليات يک 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 تعيين‌کننده 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 که هريک استفاده مي‌کنند. توسعه‌هاي اوليه مهندسي صنايع در ارتباط با کارگاه‌هاي ساخت و به شدت مبتني بر استفاده از روش‌هاي سيستماتيک ذهني به جاي استفاده از روش‌هاي رياضي بوده است. بعضي از اين روش‌ها شامل برنامه‌ريزي فرايند، بهبود روش‌ها، استانداردسازي زمان انجام کار و ارزيابي کار مي‌باشند که از جمله روش‌هاي سنتي مهندسي صنايع به شمار مي‌آيند. اما در سي سال اخير، بخش اعظم فعاليت‌هاي مهندسي صنايع از طريق تکنيک‌هاي تحليلي مبتني بر مفاهيم رياضي کاربردي صورت گرفته است.
تحقيق در عمليات معمولاً با عمليات يک سيستم موجود شامل انسان و ماشين سر و کار دارد. اين رشته مي‌تواند در سيستم‌هاي مختلف از جمله سيستم‌هاي نظامي، فروشگاه‌ها، کارخانه‌ها، مزارع، مراکز خدماتي و غيره براي کنترل موجودي، توزيع مواد خام و ساخته شده، بررسي خطوط انتظار، تبليغات، بهينه‌سازي حمل و نقل و تصميم‌گيري به کار رود. معمولاً هدف، بهينه‌سازي يا استفاده بهتر از مواد، انرژي، انسان و ماشين‌آلاتي است که در سيستم موجود است.

1-2-3- مهندسي سيستم
در حالي که 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 که تا به حال به کار گرفته نشده‌اند تأکيد مي‌کند. به عبارت ديگر تحقيق در عمليات تغيير رويه‌هاي سيستم را پيشنهاد مي‌کند در حالي که مهندسي سيستم‌ها تغيير کل يا بخشي از يک سيستم و جايگزين نمودن سيستم جديد را پيشنهاد مي‌کند.با اين توضيح مشخص مي‌گردد که فلسفه وجودي مهندسي سيستم‌ها نيز همانند مهندسي صنايع سنتي و تحقيق در عمليات ارائه راه‌حل‌هاي مؤثر و کارا 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 تکنيک‌هاي مؤثر در طراحي و تحليل، مهندسي صنايع سنتي را تحت تأثير قرار داد.

1-2-4- علوم کامپيوتر
نقش و تأثير کامپيوتر بر رشته‌هاي مختلف علمي بر کسي پوشيده نيست. مهندسي صنايع نيز به عنوان حوزه‌اي که با حجم زياد اطلاعات از يک طرف و محاسبات تکراري و طولاني از طرف ديگر سر و کار دارد تأثير قابل ملاحظه‌اي از فناوري کامپيوتر دريافت نموده است. فناوري کامپيوتر 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 کامپيوتر11 ، سيستم‌هاي توليدي انعطاف‌پذير12  و سيستم‌هاي توليد يکپارچه کامپيوتري13  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 بلکه به صورت اتفاقي و تصادفي خراب مي‌شوند. پارامترهاي تعيين‌کننده در فرايندهاي توليد معمولاً در يک مقدار مشخص غيرقابل کنترل 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 که تحليل، طراحي و ارزيابي‌هاي موردنياز مهندسي صنايع توأم با شرايط احتمالي و نااطميناني باشد. بنابراين بکارگيري 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 که در ارتباط تنگاتنگ با تحقيق در عمليات در دهه 1960 توسعه يافته است. تکنيکهاي مورد استفاده در اين رشته همان تکنيکهاي تحقيق در عمليات هستند اما تفاوت آن با تحقيق در عمليات در حوزه کاربرد آن است که بيشتر در امور اداري، بازرگاني و مديريت صنعتي مطرح مي‌گردند. امروزه تفاوتي بين اين دو قائل نمي‌شوند و معمولاً با هم و به شکل OR/MS مطرح مي‌گردند.

1-2-7- مهندسي فاکتورهاي انساني
سيستم‌هاي مهندسي صنايع بر خلاف سيستم‌هاي سخت‌افزاري، مانند مهندسي الکترونيک اغلب ترکيبي از انسان و ماشين هستند و طراحي سيستم‌هاي انسان- ماشين نيازمند تعيين بهترين ترکيب از عناصر انساني و ماشيني است. اين نيازمندي ضرورت آگاهي مهندسين صنايع از روانشناسي صنعتي و مهندسي فاکتورهاي انساني را توجيه مي‌نمايد.

1-3- مهندسي صنايع و سيستم‌ها
شکل‌گيري و تکامل 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 تکاملي را بيشتر روشن مي‌سازد.

2- تعريف مهندسي صنايع
تعريف رسمي زير توسط IIE16  براي مهندسي صنايع ارائه شده است که بدون هيچ تغييري قابل کاربرد براي مهندسي صنايع و سيستم‌هاست:
«مهندسي صنايع عبارتست از طراحي، بهبود و استقرار سيستم‌هاي مرکب از انسان، مواد، اطلاعات، تجهيزات و انرژي. مهندسي صنايع با دستيابي به دانش و مهارت تخصصي در علوم رياضي، فيزيکي و اجتماعي به همراه اصول و روش‌هاي تحليل و طراحي مهندسي نتايج و خروجي‌هاي مورد انتظار چنين سيستم‌هايي را تعيين، پيش‌گويي و ارزيابي مي‌کند».
اگر چه واژه صنايع معمولاً براي سازمان‌هاي توليدي بکار مي‌رود اما قابل کاربرد 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 که در هر سازمان، مهندسي صنايع و سيستم‌ها به عنوان مرکز هماهنگ‌کننده بين تمام عناصر سازمان عمل مي‌کند. اين نقش مي‌تواند در قالب ابزار پشتيبان مديريت ظاهر شود. همانطور که 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 کارآمد نقش ايفا کنند اما با درگير شدن در مشکلات اجرايي، از نقش اصلي خود باز مي‌مانند. نمودار زير نقش هماهنگ‌کنندگي 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 يکي از مديريت‌ها مطرح گردد. ساختار سازماني داخلي يک 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 شکل 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 يک از فعاليت‌ها ارائه مي‌شود. لازم به ذکر است که نمونه‌هاي اشاره شده واقعي نبوده و فقط براي استفاده در معرفي فعاليت‌ها بيان شده‌اند. هم‌چنين توضيحات ارائه شده به شکل عمومي بوده و با هدف معرفي مهندسي صنايع و سيستم‌ها به صورت کلي تهيه شده و معطوف به يک سازمان خاص نيستند. نمي‌توان گفت که توضيحات ارائه شده به تمام فعاليت‌هاي مهندسي صنايع و سيستم‌ها اشاره مي‌کند ولي بخش اعظم فعاليت‌هاي اين رشته را پوشش مي‌دهد. توضيحات مختصر بوده و به جزئيات تکنيک‌ها و روش‌ها اشاره‌اي نشده است.

4-1- مطالعات امکانپذيري
در چند سال گذشته تعدادي کارخانه توليدکننده فرش ماشيني در سطح کشور احداث شده است. گفته مي‌شود مجموع ظرفيت توليد اين کارخانه‌ها بيش از نياز داخلي بوده و در اين شرايط به دليل کيفيت پايين توليدات و ناتواني در رقابت با کشورهايي چون آلمان، توانايي جذب بازارهاي خارجي را ندارند. در احداث اين کارخانه‌ها 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 امکانپذيري و در سه دسته امکانپذيري اقتصادي، فني و مالي مد نظر قرار گيرند. اقتصاد مهندسي و تکنيک‌هاي تحليل هزينه و سود از جمله ابزاري هستند که در اين راستا بکار گرفته مي‌شوند.
امکانپذيري اقتصادي: آيا توليد مقرون به صرفه خواهد بود؟ از لحاظ هزينه آيا قابل رقابت با ساير توليدکنندگان مي‌باشد؟
امکانپذيري فني: آيا فناوري موجود پاسخگوي نياز است؟ تخصص لازم در کشور وجود دارد؟ خريد ماشين‌آلات امکانپذير است؟ آيا مشکل لوازم يدکي، نگهداري و تعميرات و . . . وجود ندارد؟
امکانپذيري مالي: با فرض امکانپذيري اقتصادي و فني، آيا بازار مصرف پذيراي محصول توليد شده خواهد بود؟ آيا سود معقول بدست مي‌آيد؟ نقطه سربسر هزينه و سود کجاست؟

4-2- استقرار کارخانه يا سازمان
گفته مي‌شود مکان فعلي استقرار بعضي از سازمانهاي توليدي و خدماتي مناسب نيست و به همين دليل هزينه‌هاي زيادي را بايد متحمل گردند؟ چه نکاتي در استقرار و انتخاب مکان اين سازمانها بايد در نظر گرفته مي‌شد؟عواملي از قبيل دسترسي به نيروي کار، تاريخچه کارگري منطقه، تأثير صنايع موجود بر نيروي کار، دسترسي به نيروي برق، آب، گاز و ديگر سوخت‌ها، آلودگي آب، امکان دفع فاضلاب، ميزان حمل و نقل و دسترسي به جاده، منابع مواد اوليه و فاصله آن از محل کارخانه، دسترسي به بازار مصرف، امکان استفاده از بازار محلي، منازل و واحدهاي مسکوني، سطح تحصيلات، رفاه و بهداشت، امکانات تفريحي، مشخصات جغرافيايي و اقليمي منطقه، وضعيت آب و هوا، وجود مرکز آتش‌نشاني و امدادرساني، وجود هماهنگي بين واحدهاي توليدي در منطقه، رويکرد مسئولين منطقه، وضعيت صنايع مکمل در منطقه و ميزان سهولت دسترسي به منابع مالي براي سرمايه‌گذاري بايد در استقرار و انتخاب مکان در نظر گرفته شوند. در مبحث استقرار سازمان يا کارخانه، اين عوامل به شکل سيستماتيک و تحليلي مورد بررسي قرار گرفته و بر اساس آنها بهترين مکان استقرار انتخاب مي‌شود. روش‌هاي تصميم‌گيري، رتبه‌بندي و مدل‌هاي رياضي مکان‌يابي از جمله تکنيک‌هايي  هستند که براي اين منظور بکار گرفته مي‌شوند.

4-3- طرح‌ريزي واحدهاي صنعتي و خدماتي
فرض کنيد قرار است کارخانه‌هايي با حوزه‌هاي توليد مواد غذايي، مواد شيميايي، خودرو و لوازم الکترونيک احداث شوند؟ به نظر شما چه تخصص‌هايي در طرح‌ريزي هر يک از اين واحدهاي صنعتي موردنياز است؟ به ترتيب در هر حوزه آيا تخصص مهندسي صنايع غذايي، مهندسي شيمي، مهندسي مکانيک و مهندسي الکترونيک براي طرح‌ريزي کافي است؟ هر يک از اين تخصص‌ها در چه فعاليت‌هايي از طرح‌ريزي مفيد واقع مي‌شوند؟ آيا اين تخصص‌ها آنگونه شناخت و درکي که مهندس صنايع و سيستم‌ها از سيستم‌هاي توليدي و خدماتي دارد را دارا مي‌باشند؟ آيا طرح‌ريزي هر يک از اين کارخانه‌ها به يک تيم طراحي نياز ندارد؟ هماهنگ‌کننده اين تيم بايد چه تخصصي داشته باشد؟ چه تخصصي مي‌تواند از مجموع نظرات تخصص‌هاي مختلف نتيجه‌گيري کند؟
طرح‌ريزي واحدهاي صنعتي و خدماتي يا هر گونه سازمان ديگر ممکن است نيازمند تخصص‌هاي مختلفي باشد که در رأس آنها تخصص مهندسي صنايع و سيستم‌ها قرار دارد. طرح‌ريزي از جمله فعاليت‌هايي است که در آن از بيشتر تکنيک‌هاي مهندسي صنايع استفاده مي‌شود. معمولاً مراحلي که در طرح‌ريزي در نظر گرفته مي‌شود عبارتند از:

(1) مطالعات امکانپذيري
(2) طراحي محصول
(3) طراحي فرايند ساخت( مسير توالي عمليات‌هاي مختلف روي قطعات)
(4) طراحي عمليات ساخت (با کدام ماشين، کدام اپراتور، چگونه، چه مقدار فشار و چه مواد اوليه و . . .)
(5) طرح‌ريزي واحدها (چه نوع ماشين‌آلات، چه نوع استقرار، چه نوع ابزار، ايستگاه‌هاي کاري و . . .)
(6) طرح ساختمان و تأسيسات
(7) برآورد هزينه‌هاي انجام کار
(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 مشکلات اجتماعي و سعي در رفع آن (بازخورد اطلاعات و مشکلات)

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 کارخانه، حمل مواد به بخش توليد، حمل و نقل بين بخش‌هاي توليد، حمل محصولات ساخته شده و توزيع محصولات ساخته شده در بازار، مواردي هستند که هزينه‌هايي را به کارخانه تحميل مي‌کنند در صورتي که هيچ گونه نقش بهره‌ور در توليد ندارند. چگونه مي‌توان هزينه‌هاي حمل و نقل را کاهش داد؟ برنامه‌ريزي حمل و نقل شامل اصول و تکنيک‌هاي رياضي است که سعي در کاهش هزينه‌هاي حمل و نقل دارند.

4-5- جانمايي بخش‌ها
ممکن است عليرغم وجود يک سيستم و برنامه‌ريزي حمل و نقل مناسب، هزينه‌هاي حمل و نقل بخش قابل ملاحظه‌اي از هزينه‌هاي کارخانه باشد. يکي از دلايل هزينه بالاي حمل ونقل مي‌تواند استقرار نامناسب بخش‌هاي توليدي باشد. آيا مي‌توان استقرار بخش‌هاي توليدي را به گونه‌اي تغيير داد که کل مسافات حمل و نقل کاهش يابد؟ آيا تغيير محل بخش‌هاي توليدي و سرمايه موردنياز براي آن در مقايسه با ميزان کاهش هزينه‌ حمل و نقل توجيه‌پذير است؟
تهيه طرح استقرار بخش‌هاي توليدي يا استقرار بخش جديد در کنار بخش‌هاي فعلي توليد، از جمله فعاليت‌هاي مهندسي صنايع و سيستم‌هاست. بررسي ارتباط بين بخش‌هاي توليدي، تعيين حجم حمل و نقل بين واحدها، بررسي نکات 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 يک بخش، نيروي انساني نسبت به ماشين‌آلات، ايستگاه‌هاي کاري، انبارهاي واسط و . . . از جمله عناصر استقرار درون بخشي هستند.

4-6- ارزيابي کار و زمان
يک بخش توليدي از يک کارخانه را در نظر بگيريد. اين بخش سيستمي متشکل از نيروي انساني، فضاي فيزيکي، 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 شکل بهينه استفاده مي‌شود؟ چه بهبودهايي مي‌توان در اين بخش ايجاد کرد؟
ارزيابي کار و زمان (مطالعه کار و زمان سنجي)، توالي عمليات، تعادل خط توليد و مونتاژ، استقرار بهينه تجهيزات، برنامه‌ريزي حمل و نقل درون بخشي، طراحي بهينه ايستگاه‌هاي کاري، طراحي و استقرار انبارهاي واسط از جمله مباحث مهندسي صنايع و سيستم‌ها هستند که مي‌توانند در بهبود يک بخش توليدي بکار گرفته شوند.

4-7- کنترل موجودي
فرض کنيد در کارخانه شما براي توليد محصولات مختلف از مواد اوليه مختلف و به مقادير متفاوت استفاده مي‌شود؟ توليد شما تا زماني ادامه خواهد داشت که مواد اوليه موجود باشد؟ براي حذف وقفه‌هاي توليد (که خود هزينه‌هايي در بر دارد) چه مي‌کنيد؟ آيا ميزان زيادي از مواد اوليه را انبار مي‌کنيد تا براي مدت قابل ملاحظه‌اي مطمئن باشيد که توليد ادامه خواهد داشت؟ آيا هزينه‌هاي انبارداري افزايش نخواهد يافت؟ آيا فضاي انبار به قدر کافي موجود است يا اينکه 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 يدکي تجهيزات و ماشين‌آلات به چه ميزان بايد باشد؟ ميزان استفاده از قطعات يدکي در سال چيست؟
با استفاده از تکنيک‌هاي کنترل موجودي مي‌توان به پرسش‌هاي فوق پاسخ داد. تعيين ميزان سفارش اقتصادي، ذخيره احتياطي، طول دوره سفارش از جمله مواردي هستند که با استفاده از اين تکنيک‌ها 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 يک نرخ ثابت بايد توليد کرد؟ 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 کالاهاي ساخته شده، راهکار مناسبي است؟ هزينه‌هاي نگهداري بيشتر است يا هزينه‌هاي راه‌اندازي مجدد توليد؟ ترکيب بهينه توليد محصولات چيست؟
با استفاده از مفاهيم و تکنيک‌هاي برنامه‌ريزي توليد مي‌توان به راهکارهايي رسيد که در آن مجموع هزينه‌هاي توليد، نيروي انساني، راه‌اندازي و موجودي را به حداقل خود رساند. در اين مبحث از تکنيک‌ها و مدل‌هاي رياضي و هيوريستيک استفاده ‌مي‌گردد و مي‌توان به راهکاري دست يافت که 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 که در برنامه‌ريزي توليد مورد بحث قرار مي‌گيرد. با استفاده از برنامه‌ريزي توليد از نوسانات توليد کاسته شده و استخدام و اخراج کارگران نيز کاهش 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 يکديگر، در بعضي موارد برنامه‌ريزي مستقل موجودي و توليد، راهکار مناسبي نخواهد بود و استفاده از سيستم‌هاي برنامه‌ريزي مواد موردنياز ضروري خواهد بود. با بکارگيري اين سيستم‌ها، ميزان توليد، سفارش، موجودي و زمان‌هاي توليد و سفارش در قالبي هماهنگ ارائه خواهد شد و هزينه‌ها به حداقل کاهش خواهد يافت.

4-10- برنامه‌ريزي نگهداري و تعميرات
وقفه‌هاي توليد هزينه‌هاي زيادي از جمله بيکاري کارگران، راه‌اندازي مجدد، سود از دست رفته و ايجاد ضايعات را به دنبال دارد. يکي 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 مشکل خواهد بود؟ به چه اطلاعاتي از خرابي‌ها نياز است؟ نگهداري‌ها، تعويض‌ها و تعميرات در چه زمانهايي بايد انجام شود؟ چه چک‌ليست‌هايي بايد طراحي گردد؟در برنامه‌ريزي نگهداري و تعميرات با استفاده از تکنيک‌هاي پيش‌بيني و آماري، زمان نگهداري پيشگيرانه و تعويض‌ها محاسبه شده و در قالب يک سيستم اطلاعاتي- عملياتي نظام‌مند مي‌گردند. با بکارگيري چنين سيستمي، بخش قابل ملاحظه‌اي از وقفه‌هاي توليد که ناشي از خرابي ماشين‌آلات هستند برطرف خواهد شد.

4-11- کنترل کيفيت
توليد محصولات باکيفيت، چه از جهت رقابت در بازار و چه از لحاظ اخلاقي داراي اهميت بالايي است. کيفيت محصولات مي‌تواند متأثر از عواملي از قبيل تجهيزات توليد، مواد اوليه، نيروي انساني و فرهنگ سازماني حاکم بر محيط سازمان، دانش فني، آموزش و . . . باشد. در اينجا اين پرسش مطرح مي‌گردد که چگونه مي‌توان هر يک از اين عوامل را در جهت دستيابي به کيفيت مطلوب کنترل نمود.
کنترل کيفيت يکي از مباحث مهندسي صنايع و سيستم‌هاست. کنترل کيفيت علاوه بر دسترس‌پذير کردن کيفيت، بهره‌وري فعاليت سازمان را نيز افزايش مي‌دهد. در اين راستا بسته به نوع عوامل مؤثر در کيفيت و وسعت حوزه بررسي، کنترل کيفيت آماري، تضمين کيفيت و کنترل کيفيت فراگير مطرح شده‌اند. هر يک از کنترل‌هاي اشاره شده به مقدمات و ابزاري نياز دارند که طراحي و پياده‌سازي آنها در مهندسي صنايع و سيستم‌ها مورد مطالعه قرار مي‌گيرند.

4-12- مديريت و کنترل پروژه
فرض کنيد قرار است يک بخش، يک انبار، يک واحد يا يک کارخانه احداث کنيد. 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 کل فعاليت‌ها چقدر خواهد بود؟ در صورت تأخير در انجام يک يا چند فعاليت، چه تأخيري در دستيابي به هدف ايجاد مي‌شود؟
پروژه به کار يا مجموعه‌ فعاليت‌هايي گفته مي‌شود که تکرار پذير نباشند. براي مثال توليد يک محصول، يک فعاليت تکراري است که يک کارخانه در طول سال‌ها انجام مي‌دهد ولي احداث يک بخش جديد کاري ممکن است در طي سال‌ها تنها يک بار اتفاق بيافتد. تکنيک‌هايي که در مديريت و کنترل پروژه مورد استفاده قرار مي‌گيرند به تمامي پرسش‌هاي فوق پاسخ مي‌دهند و تصوير مناسبي از وضعيت پروژه را که ممکن است شامل هزاران فعاليت باشد در اختيار مديريت قرار مي‌دهد.

4-13- برنامه‌ريزي نيروي انساني و سيستم‌هاي حقوق و دستمزد
يکي از مهمترين عوامل توليد نيروي انساني است. براي انجام يک فعاليت توليدي با بهره‌وري مطلوب ضروري است که ميزان و تخصص نيروي انساني موردنياز تعيين شود. در اين راستا بايد مشخص شود که فعاليت توليدي چيست، چگونه انجام مي‌شود و نيروي انساني انجام دهنده آن چه خصوصياتي بايد داشته باشد. به عنوان مثال کارگر موردنياز بايد چه سطحي از تحصيلات داشته باشد و از لحاظ خصوصيات فيزيکي داراي چه قد و وزني باشد؟
مهندسي صنايع با استفاده از مباحث و تکنيک‌هاي برنامه‌ريزي نيروي انساني، شرح و خصوصيات فعاليت‌هاي توليدي را مشخص کرده و ميزان حقوق و دستمزد نيروي انساني را برآورد کند. به منظور تعيين ميزان حقوق و دستمزد، هر فعاليت ارزيابي شده و بر اساس معيارهايي، ارزش‌گذاري مي‌گردد.

4-14- مهندسي فاکتورهاي انساني
همانطور که گفته شد نيروي انساني يکي 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 يک از اجزاي سيستم به نيروي انساني چه تأثيري مي‌گذارد و چه تأثيري مي پذيرد؟ اجزاي سيستم بايد داراي چه خصوصياتي باشند تا باعث کاهش بهره‌وري نيروي کار نگردند؟ از لحاظ اخلاقي چه استانداردهايي براي هر يک از اجزاي سيستم بايد در نظر گرفته شود تا موجب آسيب رساندن به نيروي کار نگردد؟ محيط کار بايد چگونه طراحي شود تا روحيه پرنشاطي را در نيروي انساني تقويت کند؟ خصوصيات فرهنگي و اجتماعي سازمان چه تأثيري بر نيروي انساني دارند؟
مهندسي صنايع در اين حوزه با بررسي محيط کار، 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 تکنيک‌ها و مفاهيم ارگونومي و روانشناسي اين حوزه، عنوان مهندسي فاکتورهاي انساني گرفته است.

4-15- سيستم‌هاي اطلاعات
هر سازمان، بزرگ يا کوچک، به شدت وابسته به اطلاعات است. سازمان به اطلاعاتي از مشتريان، بازار، تهيه‌کننده‌هاي مواد اوليه و رقبا نياز دارد. هم‌چنين بايد اطلاعات دقيقي از کارمندان و کارگران 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 چک‌ليست‌هايي 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 مکانيزه‌کردن سيستم موردنياز است؟
اطلاعات به عنوان يکي 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 که در هر فعاليت مهندسي صنايع به کار گرفته مي‌شود. سيستم‌هاي اطلاعات به علت اهميت و وسعت، در سطوح کلاسيکي از جمله سيستم‌هاي پردازش مبادلات، سيستم‌هاي اطلاعات مديريت، سيستم‌هاي پشتيبان تصميم‌گيري و سيستم‌هاي خبره دسته‌بندي شده‌اند که در مهندسي صنايع و سيستم‌ها مورد مطالعه قرار مي‌گيرند.

منابع و مراجع:

1- – Banga, T. R., S. C. Sharma and N. K. Agarwal. 1995. Industrial Engineering & Management Science. Dehli: Khanna.
2- – Hicks, P. E. 1977. Introduction to Industrial Engineering & Management Science. New York: McGraw-Hill.
3- – Miller, M. M. and J. W. Schmidt. 1984. Industrial engineering and Operations Research. New York: John Wiley & Sons.
4- – Singh, J. 1972. Great Ideas of Operations Research. New York: Dover.
5- – Turner, W. C., J. E. Mize and K. E. Case. 1987. Introduction to Industrial and Systems Engineering. New Jersey: Printice-Hall.

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 شکل research on (military) operations مطرح شد و به دليل کاربرد آن در مسائل غير ظامي 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)