نویسنده: سيدمحسن مرتضوی
مقدمه:
در جهان صنعتي امروز، به توليد به عنوان يک سلاح رقابتي نگريسته مي شود و سازمانهاي توليدي در محيطي قرار گرفته اند که از ويژگيهاي آن مي توان به افزايش فشارهاي رقابتي، تنوع در محصولات، تغيير در انتظاراتاجتماعي و افزايش سطح توقع مشتريان اشاره کرد. محصولات در حالي که بايد بسيار کيفي باشند، تنها زمان کوتاهي در بازار مي مانند و بايد جاي خود را به محصولاتي بدهند که با آخرين ذائقه، سليقه و يا نياز مشتريان سازگار هستند. بي توجهي به خواست مشتري و يا قصور در تحويل به موقع ممکن است بسيار گران تمام شود. شرايط فوق سبب گرديده تا موضوع اطلاعات براي سازمانهاي توليدي از اهميت زيادي برخوردار شود. از طرف ديگر، آخرين بررسيها حاکي از آن است که استراتژي رقابتي مبتني بر بازار خود نيز به تدريج در حال گذر است وچشم انداز استراتژيک رقابت در آينده مبتني بر منابع خواهد بود. به عبارت ديگر در حالي که شرکتها امروزه موفقيت را در تبعيت و استفاده درست از قوانين، فرصتها و شرايط ديکته شده توسط بازار مي دانند، استراتژي مبتني بر منابع بر اين موضوع تاکيد دارد که منفعت و موفقيت بيشتر با اتکا بر مزيتها و منابع منحصر به فرد و قابل اطمينان شرکت و سرمايه گذاري به منظور توسعه و حفاظت از آنها حاصل خواهد شد.
البته منابع توليدي مورد نظر تنها شامل سرمايه، زمين، ماشين آلات و تجهيزات نمي شوند، بلکه بناي توليد نسل آينده بر تاکيد و توجه به اطلاعات، مديريت دانش و توجه ويژه به مسئله آموزش افراد خواهد بود.
وضعيت به وجود آمده و تحولات صورت گرفته مذکور در حوزه فعاليتهاي توليدي، اگرچه خود حاصل به کارگيري گسترده و همه جانبه فناوريهاي اطلاعاتي در اين حوزه است، ولي در عين حال باعث توجه مضاعف سازمانها و شرکتهاي توليدي به مقوله اطلاعات و فناوريهاي مرتبط با آن شده است. اين تحقيق با هدف تبيين موضوع فوق صورت گرفته است و سعي دارد تا نقش و تاثير فناوري اطلاعات در وضعيت کنوني توليد و ساخت کالاها را به تصوير بکشد. اهميت اين بررسي از آنجا ناشي مي شود که چند سالي است در کشور، افزايش تعداد واحدهاي توليدي و به تبع آن تحقق نسبي فضاي رقابتي باعث گرديده تا توجه توليدکنندگان و شرکتهاي صنعتي به کيفيت محصولات، افزايش سهم بازار و مسئله صادرات معطوف گردد. از همين رو به نظر مــي رسد دانستن تحولات صورت گرفته در بخشهاي توليدي جوامع پيشرفته مي تواند در تعيين و شناخت بهتر مسيري که سازمانهاي توليدي و صنعتي کشور براي ارتقاي توان رقابتي خود بايد طي کنند موثر واقع شود. در اين مقاله شرح داده خواهد شد که چگونه توسعــه هاي اخير در حوزه فناوري اطلاعات به ويژه هوش مصنوعي و سيستم هاي خبره، وضعيت توليد در جوامع صنعتي را دگرگون ساخته است.
فناوري اطلاعات
عصر فعلي را برخي عصر اطلاعات لقب داده اند. اين نامگذاري شايد به اين دليل باشد که امروزه اطلاعات به جزء تفکيک ناپذير زندگي بشر تبديل شده است. اگرچه اطلاعات از ديرباز در زندگي بشر تاثير بسزايي داشته و انسان براي تصميم گيريها و طي طريق همواره محتاج به آن بوده است ولي آنچه که امروزه اهميت آن را صدچندان کرده، شرايط نوين زندگي و افزايش سهم اطلاعات در آن است.
اختراع رايانه، امکان پردازش سريع و ذخيره حجم انبوهي از داده ها را فراهم آورد و پيشرفتهاي بعدي در زمينه ارتباط بين رايانه ها و امکان تبادل داده بين آنها، تبادل و انتقال اطلاعات را در سطح وسيعي ممکن ساخت. اين رويدادها به همراه ساير پيشرفتهاي صورت گرفته در زمينه الکترونيک و ارتباطات اعم از ميکروالکترونيک، نيمه هاديها، ماهواره و روباتيک به وقوع انقلابي در زمينه نحوه جمع آوري، پردازش، ذخيره سازي، فراخواني و ارائه اطلاعات منجر گرديد که شکل گيري فناوري اطلاعات حاصل اين رويداد بود.
براساس تعريف، فناوريهاي اطلاعاتي مجموعه اي از ابزارها، تجهيزات، دانش و مهارتهاست که از آنها در گردآوري، ذخيـــــره سازي، پردازش و انتقال اطلاعات (اعم از متن، تصوير، صوت و…) استفاده مي شود.
در اين ميان نقش ابزارهاي رايانه اي و مخابراتي به وضوح مشخص است. اين فناوري به سرعت در حال رشد است و فعاليتها و سرمايه گذاريهاي انجام شده در اين زمينه به ويژه پس از ظهور پديده اينترنت، بسيار چشمگير است. دامنه علوم مرتبط با آن بسيار گسترده و وسيع بوده و مباحثي نظير علوم رايانه و مهندسي نرم افزار، مخابرات، هوش مصنوعي، سيستم هاي اطلاعاتي مديريتي، سيستم هاي پشتيباني تصميم، مهندسي دانش، فناوري چندرسانه اي، مديريت اطلاعات، امنيت داده و اطلاعات، داد و ستد و ارتباطات انسان – رايانه، ارتباطات گروهي مبتني بر رايانه، روباتيک و پايگاههاي اطلاعاتي اينترنتي را شامل مي شود.
پرتوهاي اين فناوري نوين بسياري از زواياي زندگي انسان را فرا گرفته است و بسياري از علوم و موضوعها را تحت تاثير خود قرار داده است.
امروزه موارد استفاده فناوري اطلاعات را مي توان در آموزش، مديريت و سازمان، پزشکي، تجارت، امور نظامي، توليد و صنعت، تحقيقات، حمل و نقل، کنترل ترافيک و صنعت نشر به وضوح مشاهده کرد.
اتوماسيون
جستجو به منظور يافتن راهي بهتر براي توليد قطعات، همواره عامل محرک و اساسي در خودکارسازي يا اتوماسيون بوده است. تعويض نيروي کار انساني با ماشين را مي توان ابتدايي ترين مرحله خودکارسازي توليد دانست که حدوداً در سال 1775 ميلادي به وقوع پيوست و انقلاب صنعتي نقش موثري در رابطه با آن داشت. دستگاه تراش و نقاله ها نمونه هايي از مکانيزاسيون ايجاد شده بودند. روند اتوماسيون، در سال 1952 با ساخت اولين ماشين NC در دانشگاهMIT وارد مرحله جديدي شد که مشخصه بارز آن عبارت بود از جايگزيني کنترل انساني با کنترل خودکار ماشين. نوعي از اتوماسيون قابل برنامه ريزي بود که عمليات آن به وسيله اعداد و نشانه ها کنترل مي شد.
مجموعه اي از اعداد، يک برنامه را شکل مي دادند که ماشين را براي توليد قطعه هدايت مي کرد. در نتيجه، در اين نوع ماشين ها براي توليد محصول جديد، به جاي اينکه ماشين تعويض گردد، تنها برنامه آن تعويض مي شد که اين موضوع به بالارفتن سطح انعطاف پذيري منجر گرديد. با ورود اين فناوري به کارخانجات در دهه هاي 1950 و 1960، کنترل دستي جاي خود را به کنترل عددي داد و به دنبال آن با ورود رايانه به عرصه توليد، اين نوع کنترل نيز با کنترل کامپيوتري (CNC) جايگزين گرديد و به تدريج استفاده از اتوماسيون نرم متداول گشت(1). البته خودکارسازي، تنها محدود به فرايند توليدي نمي شد و بخشهاي اداري و مالي کارخانجات را نيز در بر مي گرفت. درحقيقت سيستم هايي مانند پرداخت حقوق و دستمزد و صدور فاکتور از جمله نخستين کاربردهاي رايانه در صنايع هستند. نمونه مهم ديگر در اين زمينه، سيستم برنامه ريزي احتياجات مواد (MATERIAL REQUIREMENT PLANNING) بود که به منظور خودکارسازي عمليات برنامــه ريزي احتياجات مواد طراحي گرديد. از آنجا که تمامي پيشرفتهاي يادشده در اين مرحله از اتوماسيون، تنها حول يک ماشين يا عمليات خاص صورت پذيرفت، واژهاتوماسيون نقطه ايبراي آن در نظر گرفته شد. در اين نوع اتوماسيون، مواردي از کاربردهاي ابتدايي فناوري اطلاعات به چشم مي خورد.
در دهه 70، با ظهور رايانه هاي ارزانتر و کارآتر و پيشرفتهاي الکترونيکي و مخابراتي، اتوماسيون هاي نقطه اي نيز به تدريج گسترش يافته و با پيوستن به يکديگر تبديل به اتوماسيون هاي گسترده تري به نام جزاير اتوماسيون شدند. جزاير اتوماسيون نشانگر مجموعه اي از زيرسيستم هاي يکپارچه خودکار شده در کارخانه هستند. سيستم هاي توليد انعطاف پذير، سيستم مديريت توليد، سيستم هاي يکپارچه جابجايي و انبارسازي مواد و سيستم هاي CAM وCAD نمونه هايي از جزاير اتوماسيون ايجاد شده هستند. انگيزه غايي، همانا خواست انسان براي افزايش هرچه بيشتر اتوماسيون در سيستم توليدي به منظور دستيابي به بهره وري بالاتر است.
باادامه فعاليت و تحقيق بر روي جزاير اتوماسيون، اين جزاير نيز به مرور توسعه پيدا کرده و شروع به همپوشاني و رقابت با يکديگر کردند.
اين مسئله به همراه جايگزيني تدريجي انديشه سيستمـي و کل نگر به جاي انديشه جزء نگرانه، همچنين پيشرفتهـاي صورت گرفته در زمينه فناوري اطلاعات باعث شد تا برخي به فکر يکپارچه سازي کليـه عمليات توليدي با يکديگر بيفتند و به اين ترتيب موضـوع «توليد يکپارچه رايانه اي» COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING = CIM) مطرح گرديد.
توليد يکپارچه رايانه اي اگرچه پايان تلاشهاي محققان در خودکارسازي امور توليدي و صنعتي نيست اما از آنجا که نمايانگر خودکارسازي و يکپارچه سازي کليه فعاليتهاي مرتبط با توليد به وسيله به کارگيري رايانه ها، روبات ها و شبکه هاي ارتباطي در درون يک کارخانه است داراي اهميت بسيار زيادي است.
توليد يکپارچه رايانه اي
توليديکپارچه رايانه اي نوعي فناوري است که مي تواند به هر صنعت وابسته شده و توسط آن صنعت هدايت شود، بدين معني که هر صنعت برحسب مجموعه تجارب، نيازمنديها و موقعيتهاي خاص خود، شرايطي ويژه براي توليد يکپارچه رايانه اي فراهم مي آورد. از اين رو، تعاريف و توصيفهاي متفاوتي براي آن وجود دارد. در زير نمونه هايي از توصيف هاي صورت گرفته ارائه شده است.
سيستم يکپارچه رايانه اي شامل رايانه اي کردن فراگير و سيستماتيک فرايند توليدي است. چنين سيستم هايي بااستفاده از پايگاه داده هاي مشترک، فعاليتهايي همچون طراحي به کمک رايانه، ساخت به کمک رايانه، مهندسي به کمک رايانه، انجام تست ها، تعميرات و مونتاژ را يکپارچه مي سازند.
(اسپريت، کميسيون انجمن هاي اروپايي 1982) سيستم توليد يکپارچه رايانه اي عبارتست از به کارگيري يکپارچه اتوماسيون بر پايه رايانه و سيستم هاي پشتيباني تصميم گيري به منظور مديريت فعاليتهاي سيستم توليدي، از طراحي محصول تا فرايند توليدي و نهايتاً توزيع به انضمام مديريت توليد و موجودي و مديريت منابع مالي.
(هارن و براون 1984) سيستـم توليد يکپارچه رايانـه اي، پردازنـده هاي مواد و اطلاعات است که سه زير سيستم اصلي آنها عبارتند از: سيستم فيزيکي کارخانه، سيستم تصميم و سيستم اطلاعاتي.
(ماير 1990) توليد يکپارچه رايانه اي عبارت است از علم و هنر خودکارسازي بااستفاده از يکپارچگي حاصل از فناوري اطلاعات در فرآيندهاي توليدي. (يومانز و همکاران 1986)
با کمي دقت در توصيفها و ديدگاههاي مذکـور در مورد توليـد يکپارچه رايانـه اي مـــي توان به نقش و اهميت اطلاعـات و فناوريهاي اطلاعاتي در تحقق سيستم توليد يکپارچـه رايانه اي پي برد. به بيان ديگر، مي توان گفت که اين سيستم در طي روند توسعه فناوري اطلاعات به مانند فعاليت مهمي در کنار آن ظاهر گرديده و گسترش يافته است.
براي بررسي نقش فناوري اطلاعات در اين سيستم بهتر است که ابتدا ديدگاه مذکور کمي شفاف تر شود. همانگونه که هارن، براون و شيونان در کتابشان اشاره مي کنند، درک مسئله اين سيستم بستگي به زمينه تجربي و ديدگاه اشخاص نسبت به آن دارد. از اين رو است که نگرشها و ديدگاههاي متفاوتي در رابطه با آن وجود دارد که آنها در اثر خود به برخي از آنها اشاره کرده اند. آنچه در اينجا به عنوان ملاک در نظر گرفته مي شود، ديدگاهي است که خودهارن و همکارانش در مورد اين سيستم ارائه کرده اند. اين ديدگاه که در شکل يک نشان داده شده است به لحاظ جامعيت و نگرش سيستمي، مناسبترين ديدگاه از بين ديدگاههاي موجود به نظر مي رسد .
طوط ارتباطي نشانگر يکپارچگي مجموعه عمليات و نيز نشاندهنده مدار بسته بازخورد اطلاعات هستند. به طور خلاصـه، مـي توان گفت که توليد يکپارچه رايانه اي به معني يکپارچگي جزاير اتوماسيون مرتبط با عمليات اداري – مالي، پشتيباني مهندسي، مديريت توليد و عمليات مربوط به سطح اجرايي است. اين فرايند به وسيله ارتباطات رايانه اي و تسهيلات ذخيره سازي داده ها انجام مي شود.
CAD و فناوري اطلاعات: در گذشته طراحي قطعات و محصولات به صورت دستي و بااستفـاده از ميزهاي بزرگ و ابزارهاي نقشــــه کشي انجام مي گرفت و نقشه ها غالباً برروي کاغذ ترسيم مي شدند. به همين سبب طراحيها عموماً وقت گير و پردردسر بودند. همچنين در صورت ترسيم اشتباه و يا تغيير طرح، اصلاح و رسم مجدد نقشه ها زمان زيادي را به خود اختصاص مي داد. اين مسئله در مواردي که محصول از قطعات متعدد و پيچيده برخوردار بود نمود بيشتري داشت. نگهداري نقشه ها و مراقبت از آنها نيز مسئله ديگري بود که هم فضاي زيادي را مي طلبيد و هم زمان قابل توجهي را براي کدگذاريبايگاني و بازيابي مجدد به خود اختصاص مي داد. بااين همه اين نقشه ها تنها نمايانگر شکل و وضعيت هندسي و مکاني قطعات نسبت به يکديگر آن هم به صورت دو بعدي بودند.
به تدريج با بکارگيري رايانـه در امر نقشــه کشي و ايجاد و توسعه نرم افزارهاي CAD ، تحولي در امور طراحي به قوع پيوست. کاهش خطاهاي طراحي و توليد، ايجاد تناسب ميان نقشه و روشهاي توليد، تشخيص آسان روابط اجزاي قطعه در مرحله تحليل، تسهيل در آمــاده سازي مستندات و بهبود يا افزايش استانداردهاي طراحي از مزاياي طراحي به کمک رايانه بودند.
امروزه باافزايش توان رايانه ها در ذخيره و پردازش داده و همچنين پيشرفتهاي صورت گرفته در زمينه فناوريهاي اطلاعاتي به ويژه هوش مصنوعي، امکانات و قابليتهاي سيستـــم هاي CAD به طور چشمگيري افزايش يافته است. نرم افزارهاي پيشرفتهCAD امروزي، امکان ايجاد مدلهاي توپر سه بعدي را براي طراح فراهم آورده اند. اين نرم افزارها با بهره برداري وسيع از تکنيــک هاي هوش مصنوعي و به لطف سيستم هاي خبره تعبيه شده در آنها، قابليت تجزيه و تحليل طرحها را نيز دارا هستند. به عنوان مثال آنها قادرند جرم طرح، حجم طرح و مرکز ثقل قطعات را محاسبه و تعيين کنند.
مي توانند محل برخورد يا فصل مشترک قطعات مونتاژي را بررسي کنند و خواص مکانيکي قطعات نظير تنش و يا جريان گرمايي را مورد تجزيه و تحليل قرار دهند. برخي از اين نرم افزارها مي توانند حرکت قطعات را نيز مورد مطالعه قرار دهند و برخي ديگر قادرند نقاط و زمانهاي بازرسي قطعه را تعيين سازند. آنها حتي پايگاه اطلاعاتي مورد نياز توليد محصول را به وجود مي آورند. پايگاه مذکور شامل تمام اطلاعات مربوط به محصول از ديد طراحي، از اطلاعات هندسي، ليست مواد و قطعات، مشخصات مواد و غيره گرفته تا اطلاعات اضافي مورد نياز براي توليد مي شود. سيستم هاي قدرتمندCAD فعلي، همچنين قابليت تبادل اطلاعات با سيستم هاي بانک اطلاعاتي و انتقال داده ها به ساير نرم افزارهاي توليدي را نيز دارا هستند که اين ويژگي، کارآيي آنها را به نحو چشمگيري افزايش داده است.
فناوري اطلاعات در طراحي فرآيند به کمک رايانه: يکي ديگر از جزاير اتوماسيون ايجاد شده در زمينه توليد، سيستم طراحي فرآيند به کمک رايانه (COMPUTER-AIDED PROCESS PLANNING=CAPP) است. اين سيستم هـا بـه منظور انجام خودکار طراحي فرايند توليد قطعاتي که در گذشته توسط متخصصان روشهاي توليـدي انجام مي گرفت ايجاد گرديده اند. اين سيستم ها از نظر يکپارچـــــه سازي اهميت بسياري دارند چرا که يکي از نقاط کليدي در ايجاد ارتباط ميانCAD و CAM به شمار مي روند. خروجيهاي يک سيستم طراحي فرآيند عبارتند از: انتخاب عمليات مناسب و تعيين توالي عمليات مزبور بر روي قطعه، انتخاب ماشين آلات ضروري براي اجراي عمليات، تعيين ابزارآلات و فيکسچرها و همچنين دستورالعملهاي اجرايي براي تنظيم دستگاه، مسير حرکت ابزارها، پارامترهاي عمليات نظير سرعت، مدت، ميزان بار و… البته بايد خاطرنشان ساخت از آنجا که برنامه ريزي و طرح ريزي فرايند ساخت قطعات بسيار متکي به تجربه و قضاوت برنامه ريزان است، خودکارسازي کليه فعاليتهاي يادشده، کاري بس دشوار بوده و غالب سيستم هاي موجود طراحي فرآيند، توان اجراي تمامي فعاليتهـاي فوق را ندارند، بلکه در اکثـر موارد تنهـا مــــي توانند خدمات پشتيباني تصميم گيري ارائه کنند.
نقش فناوري اطلاعات در سيستم طراحي فرآيند نيز بسيار مشهود است. به طور کلي در توسعه اين نوع سيستم ها دو رويکرد مطرح است: 1 – رويکرد بهبودي يا متنوع؛ 2 – رويکرد مولد يا بنيادي.
در رويکرد بهبودي که اساس آن استفاده از فناوري گروهي و ابزارهاي دسته بندي و کدگذاري است، از يک قطعه مرکب اصلي براي نشان دادن دامنه اشکال توليدي در يک خانواده استفاده مي شود. هرگاه که سيستم قطعه جديدي را به عنوان عضوي از يک خانواده خاص شناسايي کرد، طرح ريزي فرآيند قطعه مرکب آن خانواده را به گونه اي اصلاح مي نمايد که بتواند طرح فرآيند آن قطعه جديد را ايجاد کند. سيستـم در اين رويکرد، براي تعيين شکل قطعـات از تکنيک هاي طبقـه بندي قطعات استفاده کرده و آنها را با اشکال متناظـر در قطعات اصلي مطابقت مـــي دهد.
در رويکرد بنيادي، طرح فرآيند براساس اطلاعات موجود در پايگاه داده هاي توليد ايجاد مي شود. در اين رويکرد، سيستم طراحي فرآيند در شکل سيستـم هاي دانش – پايه و هوش مصنوعي و در برخي موارد نيز به صورت يک سيستمDSS عمل کرده و با دريافت اطلاعات جزئيات قطعه موردنظر، انواع عمليات توليدي در دسترس و توانايي آنها برحسب دقت و تلرانس، تجربه مربوط به قطعات پيشين و… اقدام به طراحي فرآيند مناسب جهت قطعه مي کند.
تلاش براي رايانه اي کردن خبرگي و منطق قضاوت مورد نياز در عملکرد طرح ريزي فرآيند قطعات همچنان ادامه دارد.
برنامه ريزي منابع توليد و فناوري اطلاعات: سيستم مديريت توليد (MRP II) به دليل يکپارچگي که در عمليات مختلف توليدي به وجود مي آورد، يکي از جزاير مهم اتوماسيون محسوب مي شود. اين سيستم که صورت تکامل يافته برنامه ريزي منابع توليد است ، سيستم نسبتاً کاملي است که رويکردي يکپارچه را براي مديريت منابع توليدي ارائه مي دهد و شامل توابع عملياتي و مدولهاي متعددي نظير سربرنامه توليد(MASTER PRODUCTION SCHEDULE=MBS) ، برنامـــه ريزي سرانگشتي ظرفيت، برنامه ريزي احتياجات ظرفيت، کنترل فعاليت توليد، خريد و مدولهاي مالي مي شود. شکل (2) ساختار سيستم مذکور را نشان مي دهد.
سيستم مديريت توليـد را مي توان يک سيستم يکپارچه ارتباطي و پشتيباني تصميــــم گيري دانست که کليه فعاليتهاي توليدي – تجاري را پشتيباني مي کند. از جمله مهمترين عللي که به استفاده گسترده از اين سيستم به عنوان يک تکنيک مديريت توليد منجر گرديده است، استفاده آن از قابليتهاي رايانه براي ذخيره سازي و دستيابي به حجم بالايي از اطلاعات است که اين امر خود براي هر شرکت ضروري مي نمايد. علاوه براين& سيستم مديريت توليد به ايجاد هماهنگي و يکپارچگي ميان فعاليتها و قسمتهاي مختلف مانند مهندسي توليد و مواد در واحد توليدي کمک مي کند.
سيستـم هايMRP II به تدريج از سيستـــم هاي ذخيره داده ها به صورت فايل، به سيستم هاي مديريت پايگاه داده تبديل شده و به طور خاص به سيستم هاي پايگاه داده هاي ارتباطي گرايش يافتــه اند. به عبارت ديگر، داده ها بايد به گونه اي ذخيره گردند که از طرفي از ذخيره سازي زائد آنها در جاهاي مختلف اجتناب شود و از طرفي ديگر دستيابي به هر حالت دلخواه (اعم از جستجو يا گزارش) را تسهيل سازند. پايگاه داده هاي توليد مورد نياز اين سيستم شامل اطلاعات اصلي قطعات (نظير شماره قطعه، شرح، واحد شمارش، سياست اندازه انباشته، موقعيت در انبار و…) اطلاعات موجودي، ليست مواد، اطلاعات مسير (مجموعه عمليات ساخت يا مونتاژ قطعه)، اطلاعات مراکز کاري (ظرفيت، هزينه و…) و اطلاعات ابزارآلات مي شود.
باتوجه به حجم زياد داده هاي مورد نياز سيستـم هاي MRP II و درنظرگرفتن اين نکته که کارآيي اين سيستم ها بستگي زيـادي به صحت و به روز بـــودن داده هاي مذکور دارد، لذا مي توان گفت که ايجاد مکانيسم هايي جهت جمع آوري اتوماتيک داده هاي يادشده مي تواند ميزان استفاده از اين سيستم ها و همچنين کارآيي آنها را به نحو چشمگيري افزايش دهد. اين موضوعي است که مورد توجه پژوهشگران مسائل توليدي واقع شده است به گونه اي که امروزه سيستم هاي خودکار جمع آوري داده ها با سيستم هاي رديابي مواد در MRP II مرتبط گشته و در نتيجه يک سيستم بلادرنگ براي دسترسي آني به اطلاعات قطعات در جريان ساخت فراهم گرديده است.
فناوري اطلاعات و کنترل کيفيت: به طور سنتي وظيفه کنترل کيفيت با بهره گيري از روشهاي بازرسي دستي و رويه هاي نمونه برداري آماري انجام مي گرفته است. روشهاي دستي عمومـــاً وقت گيـر بوده و به پرسنل ماهر و صرف دقت بسيار نياز داشت. در ضمن به دليل نمونه برداري امکان ارائه محصول معيوب به بازار نيز وجود داشت. همچنين در روشهاي مذکور غالباً قطعه از مجاورت ماشين برداشته شده و به ناحيه جداگانه اي منتقل مي شد که اين امر بعضاً موجب بروز تاخير و يا ايجاد گلوگاه در زمان بندي توليد مي گرديد.
آنچه در حال حاضر به عنوان کنترل کيفيت به کمک رايانه مطرح است، استفاده از قابليتهاي رايانه، حساسه ها، سيستم هاي بينائي مصنوعي، تکنيک هاي هوش مصنوعي و سيستم هاي خبره در بازرسي و تست قطعات است.
فناوري اطلاعات در ساير جزاير اتوماسيون: با نگاهي به وضعيت جزاير اتوماسيون مي توان دريافت که نقش فناوري اطلاعات در آنها شبيه به يکديگر بوده و بيشتر در رابطه با نياز آنها به حجم زياد اطلاعات و استفاده از قابليت ذخيره و پردازش داده ها توسط رايانه هاي پيشرفته و همچنين تلاش در جهت به کارگيري اتوماسيون تصميم گيري به وسيله سيستم هاي خبره و ساير تکنيک هاي هوش مصنوعي است. در مورد ساير جزاير اتوماسيون نيز وضع به همين صورت است.
سيستم انباشت و برداشت خودکار که به آن انبار اتوماتيک نيز گفته مي شود سيستمي است که مواد را بااستفاده از جرثقيل هاي تحت کنترل رايانه انبار کرده و در موقع لزوم فراخواني مي کند. سيستم مزبور هر پالت دريافتي را نوعاً بااستفاده از سيستم بارکد شناسايي کرد، يک موقعيت خالي و مناسب در قفسه ها را براي آن انتخاب مي کند و جرثقيل را در مسيري که به موقعيت مزبور منتهي مي شود هدايت مي کند. همچنين زماني که درخواستي براي فراخواني يک پالت انبار شده مي رسد، رايانه موقعيت آن را شناسايي کرده و جرثقيل را براي برداشتن پالت مورد نظر به آن موقعيت هدايت مي کند.
روبات ها از ديگر مصاديق و کاربردهاي سيستم هاي دانش پايه و خبره هستند. روبات صنعتي يک ماشين همه منظوره و برنامه پذير است که ويژگيهاي خاصي از انسان را داراست. از روبات ها در کارهايي نظير انتقال و جابجايي مواد، جوشکاري، روکش کاري، مونتاژ قطعات و بازرسي استفاده مي شود. امروزه تلاش زيادي در جهت هوشمندسازي روبات ها و افزايش توان آنها در شناخت تغييرات محيطــي (و به تبع آن انجام واکنش مناسب) صـورت مي گيرد.ماير معتقد است که يک روبات هوشمند بايد قادر به حس کردن (ديدن و لمس کردن)، فکرکردن (تصميم سازي) و فعاليت کردن (حرکت و کنترل کردن) باشد. او کاربرد هوش مصنوعي در رابطه با مسائل روبات ها را در چهار موضوع مهم مي داند که عبارتند از: طراحي، انتخاب روبات، نحوه استقرار فضاي کار، برنامه ريزي و نگهداري و تعميرات.
سيستم هايCAM نيز از اهميت ويژه اي در توليد برخوردارند. يک سيستم CAM شامل برنامه ريزي، برنامه ريزي توليد، ماشين کاري، مونتاژ، و نگهداري و تعميرات است که در زمينه ماشين کاري و مونتاژ از فناوري هوش مصنوعي و روبات ها به طور چشمگيري استفاده مي شود.
هر يک از جزاير اتوماسيون به انبوهي از داده ها و اطلاعات نيازمند است که در قالب پايگاههاي داده در اين سيستم ها ساختاردهي شده و در موقع لزوم فراخوانده مي شوند. اطلاعات مورد نياز برخي از اين جزاير در کتاب «يومانز» تشريح شده است(2).
فناوري اطلاعات و ارتباط جزاير اتوماسيون: يکي از مزاياي توليد يکپارچه رايانه اي اين است که در آن، آگاهي فزاينده اي در مورد نياز به طراحي براي توليد و مونتاژ وجود دارد. به عبارت ديگر، سعي مي شود که طراحي محصول به گونه اي انجام گيرد که امکان ساخت و مونتاژ آن با دستگاهها و تجهيزات موجود وجود داشته و حتي المقدور به سهولت انجام شود.
همچنين در صورت يکپارچگي اطلاعاتي اگر در قسمتي از داده ها و برنامه ها تغييراتي رخ دهد، پيامد آن در سرتاسر سيستم اعمال شده و سيستم باتوجه به شرايط جديد بهينه مي گردد. در مجموع، يکپارچگي، کارآيي سيستم را افزايش داده و زمان پيشبرد قطعه را به ميزان قابل توجهي کاهش خواهد داد. اما در اين ميان مشکلي وجود دارد. از آنجا که جزاير اتوماسيون به طور جداگانه شکل گرفته و هريک براي حل مشکل خاص و يا خودکارسازي فرايند مشخصي توسعه يافته اند ايجاد ارتباط بين آنها دشوار و پر دردسر است. عدم وجود ساختار يکسان و مورد توافق باعث گرديده که فروشندگان اينگونه سيستم ها، محصولاتشان را به راههاي مختلف آماده کنند و در نتيجه شرکتهاي توليدي با دشورايهاي بزرگي براي يکپارچه کردن محصولات خريداري شده از فروشندگان مختلف روبرو شوند.
در ايجاد ارتباط ميان جزاير اتوماسيون، ميلر و همکارانش سه نوع يکپارچه سازي را ضروري شمرده اند: يکپارچگي فني، يکپارچگي رويه و يکپارچگي در هدف. يکپارچگي فني به ايجاد ارتباط الکترونيک ميان مناطق مختلف عملياتي مي پردازد.
يکپارچگي رويه هنگامي به دست مي آيد که يک نگرش يکسان در مورد چگونگي تعبير و تفسير اطلاعات بر گروههاي مختلف عملياتي حاکم باشد. در نتيجه، اين گروهها که اطلاعات را ميان يکديگر مبادله مي کنند، توانايي استفاده از رويه هاي مشترک و مناسب را خواهند داشت. در نهايت، يکپارچگي در هدف زماني به دست مي آيد که نواحي مختلف عملياتي (يا جزاير اتوماسيون) از داده ها و اطلاعات مشترک جهت نيل به اهداف عمومي مشترک استفاده کنند.
موضوع قابل توجه ديگر در اين زمينه، نحوه ارتباط جزاير اتوماسيون با مديريت توليد است اين ارتباط توسط کنترل فعاليت توليد صورت مي گيرد.
در بين تلاشهايي که در جهت ايجاد يک رويه استاندارد براي ساخت سيستم هاي توليد يکپارچه رايانه اي انجام گرفته پروژه اروپايي برنامه استراتژيک اروپايي براي تحقيق و توسعه در فناوري اطلاعات يکي از موارد جالب توجه است. هدف اساسي اين پروژه که پايه کتاب يومانز و همکارانش (1985) را تشکيل مي داد ارائه ساختاري براي سيستم هاي توليد يکپارچه رايانه اي در اروپا بود. بدين منظور آنها در مطالعه خود ابتدا سعي در تقسيم و مدوله کردن کل توليد يکپارچه رايانه اي در زير سيستم هاي مجزاي عملياتي و شرح حداقل مشخصات و مسئوليت هر زيرسيستم و تعيين انواع داده هاي ورودي و خروجي آنها کرده و پس از آن، نحوه ارتباط بين زيرسيستم ها و روابط آنها با يکديگر را مورد بحث قرار داده اند. آنها موضوعهايي همچون حفاظت شبکه، قابليت اطمينان، سازمانهاي سخت افزاري، پروتکل ها و نگهداري و تعميرات را موارد حائز اهميت در حوزه ارتباطات در شبکه دانسته اند.
يومانز و همکارانش همچنين انواع ارتباطات در سيستم توليد يکپارچه رايانه اي را به سه دسته کلي ارتباطات در فاز طراحي، ارتباطات در مرحله ساخت و ارتباط اين دو قسمت با يکديگر تقسيـم و هريک را به طور جداگانه تشريح کرده اند. به عنوان نمونه آنها در ارتباطات طي مرحله ساخت، سه نوع شبکه منطقي(3) تعريف مي کنند:
شبکه کنترل براي راندن و به جريان انداختن ماشين ها، روبات ها؛
شبکه نظارت براي محافظت و اطمينان از صحت عملکرد زير سيستم ها؛
شبکه مديريت براي بهينه سازي عمليات خط توليد.
لازم به ذکر است از آنجا که ايجاد ساختار متنوعي از سيستم توليد يکپارچه رايانه اي به گونه اي که تمامي نيازمنديهاي کليه شاخه هاي صنايع توليدي را پوشش دهد غير ممکن است، دامنه مدل آنها محدود به فعاليتهايي شد که مستقيماً مربوط به طراحي و توليد محصولات و قطعات ماشين کاري شده در بخش مهندسي مکانيک بودند.
در اين جا مجدداً يادآوري مي شود که ميزان يکپارچگي و سطح اتوماسيون در صنايع مختلف متفاوت بوده و هر شرکت توليدي به فراخور پيچيدگي و شرائط حاکم بر آن و در نظر گرفتن موقعيتها و نيازهايش در اين مسير گام برداشته است. از همين رو، فعاليتهاي تحقيق و توسعه در زمينه خودکارسازي توليد و کارآمدتر و هوشمندتر کردن جزاير اتوماسيون هنوز هم ادامه دارد و قابليتها و توانمنديهاي هريک از اين جزاير با توجه به توسعه روزافزون فناوري اطلاعات و کاهش دائمي هزينه فناوري رايانه، در حال تغيير، تکامل و پيشرفت است.
جمع بندي
در اين مقاله ابتدا با بيان تاريخچه اي از روند اتوماسيون توليدي، وضعيت فعلي توليد در شرکتهاي پيشرو به تصوير کشيده شد. در اين رابطه با اشاره به موضوع سيستم توليد يکپارچه رايانه اي و ساختار آن، پيشرفتهاي صورت گرفته در امور مختلف توليدي اعم از طراحي، برنامه ريزي فرايند، ساخت، کنترل کيفيت، مديريت توليد و ايجاد جزاير اتوماسيون و همچنين نقش فناوري اطلاعات در موارد مذکور تشريح گرديد. پس از آن نيز به موضوع ارتباط بين جزاير اتوماسيون و اهميت آن از ديد فناوري اطلاعات پرداخته شد. در قسمتهاي مذکور شرح داده شد که چگونه تکنيک هاي هوش مصنوعي، سيستم هاي پشتيباني تصميم و سيستم هاي خبره موجب روانــي در کارها و خودکارسازي فرايندها شده اند. در مورد تاثير ساير فناوريهاي اطلاعاتي در محيط نوين توليدي نيز مطالبي ارائه شد. در مجموع مي توان گفت که فناوري اطلاعات، روشهاي جديد کار را به همراه داشته و باعث کاهش هزينه ها، بهبود کيفيت انجام امور توليدي و افزايش سرعت توليد شده است.
منابع و ماخذ
1 – براون، جيمي، (و) هارن، جان، (و) شيونان، جيمز، سيستم هاي مديريت توليد (با نگرشي يکپارچه)، ترجمه مهدي غضنفري و سروش صغيري ، تهران، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران، 1379.
2 – حسنوي، رضا، مباني تکنولوژي طراحي و توليد به کمک کامپيوتر، تهران، موسسه آموزشي و تحقيقاتي صنايع دفاع، 1379.
3 – خسروي، طاهره، مهندسي اطلاعات – ضرورت همراهي با دنياي پرشتاب تحولات، نشريه صنايع، شماره 25 و 26.
4 – بهان، کيت، (و) هولمز، ديانا، آشنايي با تکنولوژي اطلاعات، ترجمه مجيد آذرخش و جعفر مهرداد، تهران، انتشارات سمت، 1377.
6 – YEOMANS, R.W., CHOUDRY, A. AND TEN HAGEN, P.J.W (1985) DESIGN RULES FOR A CIM SYSTEM. AMSTERDAM: NORTH HOLLAND.
7 – MEYER, WOLFGAN (1990) EXPERT SYSTEMS IN FACTORY MANAGEMENT KNOWLEDGE – BASED CIM. WEST SUSSEX: ELLIS HORWOOD.
8 – ALLEGRI, THEODORE, H. (1989) ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY. TAB BOOKS.
9 – MILLER, RICHARD, K., CMFGE AND WALKER, TERRI C. (1988) ARTIFICIAL INTELLIGENCE APLICATIONS IN MANUFACTURING. PRENTICE HALL.
10 – SOLIMAN, F., YOUSSEF, M. (2001) THE IMPACT OF SOME RECENT DEVELOPMENTS IN E-BUSINESS ON THE MANAGEMENT OF NEXT GENERATION MANUFACTURING, INTERNATIONAL JOURNAL OF OPERATION & PRODUCTION MANAGEMENT, VOL.21, N.516, PP.538-564.
11 – LAWLESS, GRANT, W.,(2000) INFORMATION TECHNOLOGY FOR MANUFACTURING: WHERE HAS IT BEEN-WHERE IS IT HEADING?, JOURNAL OF INFORMATION TECHNOLOGY, VOL.16, N.4, PP.2-4
12 – KUSIAC, ANDREW (1990) INTELLIGENT MANUFACTURING SYSTEMS. ENGLEWOOD CLIFFS, NJ: PRENTICE HALL.
1 – در اين نوع اتوماسيون، (برخلاف اتوماسيون سخت) مجموعه عمليات ممکن، توسط ترکيب ماشين آلات مشخص نمي گردد، بلکه عمليات مزبور محدود به برنامه ها و نرم افزارهاي در دسترس است.
2 – به منظور آگاهي بيشتر در رابطه با چگونگي به کارگيري سيستم هاي خبره و تکنيک هاي هوش مصنوعي در جزاير اتوماسيـون و نيز اطلاع از سيستم هاي موجود در اين زمينه، به نوشته هاي ماير، کيسياک و يا ميلر و همکارانش (مراجع (7)، (12) و (9) مراجعه شود.
3 – يک شبکه منطقي عبارتست از يک سيستم توزيع شده شامل پردازشگرها، نرم افزار و شبکه فيزيکي که براي انجام فعاليت خاصي طراحي شده است.
