کارآموزی تکنولوژی پیشرفته تولید مجتمع پتروشیمی رازی

چالش های نوین تولید
مهمترین محرک های رقابتی عبارتند از :

۱)    رقابت بر مبنای TBC
۲)هزینه
۳)کیفیت

TBC عامل اساسی در کسب دو امتیاز عمده می باشد :

ـ پاسخگویی
ـ انعطاف پذیری
هدف سازمان

انعطاف پذیری
نوآوری در محصول
تنوع محصولات
نیازمندی های مشتریان
سهم بازار
تاریخ های تحویل

تکنولوژی محصول
ترکیب تولید
طراحی
حجم
توالی کارها ـ فرآیند تولید

پاسخگو بودن ، تلاش سیستم است در برآورده کردن تمام نیازمندی های مشتریان در زمان مناسب .

ـ انعطاف پذیری ، پاسخ سیستم است به عدم قطعیت های محیطی .

همین عوامل ما را به سوی عصری رهنمون کرده است که اطلاعات نقش اساسی را در آن ایفا می کنند . عصری که سئوال اساسی آن چگونگی  مدیریت دانش است .

مدیریت دانش
از خصوصیات تغییرات به وجود آمده در طول دهه های گذشته ، کاهش نقش کار به عنوان منبع ارزش افزوده در محصولات می باشد . در مقابل ، بهره وری و مهم تر از آن کارآیی کارگران دانش ( شامل مدیران ) برای بقای سازمان ها ، حیاتی شده است .
در حال حاضر ، کمیاب ترین و گران ترین منبع اقتصادی یک سازمان ، دانش می باشد . به همین جهت نیز هوش مصنوعی (AI) و شاخه های آن مطرح گردیده اند .

مسائل اساسی در تولید
۱)    بهره وری در مقابل انعطاف پذیری

کاهش پیچیدگی : یکپارچه کردن CAD/CAM (طراحی برای تولید )
کاهش عدم قطعیت : یکپارچه کردن CAL/CAM (زمان بندی پویا )

A: اپراتورهای متخصص
B: مرکز ماشین کاری CNC
C: سلول های FMS
D: سیستم های تولید انعطاف پذیر FMS
E: خطوط انتقال انعطاف پذیر (FMS ویژه )
F: اتوماسیون ثابت

پیچیدگی : نیاز برای هماهنگی
تقسیم کارها می تواند باعث پردازش موازی کارها و در نتیجه افزایش بهره وری گردد . از سوی دیگر هر چه تقسیم کار بیشتر شود ، ایجاد هماهنگی مابین اجزای کار دشوارتر خواهد شد و هزینه های هماهنگی به شدت افزایش خواهند یافت . این پدیده هم در خصوص کارهای و هم دانش تخصصی که هر دو از پایه های اقتصاد سازمان هستند ، مصداق دارد .
منابع اقتصادی سازمان
دانش     کار
ـ پایگاه داده ها
ـ مهارت های تخصصی

ـ تجهیزات
ـ نیروی انسانی

هماهنگی
الف ) اگر قرار باشد که کار به هزاران جزء تقسیم گردد ، توالی صحیح آنها ، زمان بندی آنها و تداخل آنها در طول یک پریود زمانی چقدر دشوار و پرهزینه خواهد بود ؟
ب ) اگر قرار باشد تخصص را میان صدها کارگر متخصص ناکامل تقسیم نماییم ، حفظ هماهنگی میان آنها ، ایجاد انگیزه در آنها و حفظ عملکرد مطلوب آنها تا چه میزان دشوار و پرهزینه خواهد بود ؟
ج ) اگر قرار باشد که اطلاعات را به میلیون ها جزء ریز و بیت تقسیم نماییم ، یکپارچگی آنها ، ثبت آنها و به روزآوریشان چقدر دشوار و پرهزینه خواهد بود ؟
هنگامی که میزان پیچیدگی و هزینه های یکپارچه کردن و هماهنگ نمودن بسیار زیاد می شود ، لازم است که مسأله تمرکز و یکپارچگی مجدد را به طور جدی مورد توجه قرار دهیم .
jit سعی دارد تا این یکپارچگی مجدد را در سطح کارهای فیزیکی عملی کند در حالی که CIM تلاش دارد تا یکپارچگی مجدد را در سطح دانش تخصصی و اطلاعات به مورد اجرا گذارد .

عدم قطعیت : نیاز برای کنترل
پویایی و عدم قطعیت محیط ، برنامه ریزی و کنترل را به چالش می خواند . در یک ساختار چندلایه ای ، اعمال کنترل بر اساس الگوریتم هایی انجام می شود که در مقیاس های مختلف زمانی عمل می نمایند .

لایه انطباق نشان دهنده برخی پارامترهای محیطی در پریود زمانی t2 می باشد . پارامترهای کنترل برای کنترولر توسط لایه بهینه سازی در پریود زمانی t2 تعیین می گردند .
به عنوان مثال درلایه بهینه سازی تصمیم های زیر می توانند مورد بررسی قرار گیرند :
ـ تحویل به موقع محصولات
ـ کاهش زمان تولید
ـ متعادل کردن بار کاری در کارخانه
در حالی که در لایه کنترل ، تصمیم های زیر می توانند مورد بررسی قرار گیرند :
ـ سیاست تقسیم بندی ماشین ها
ـ توالی کارها
ـ کاهش اندازه دسته های تولیدی

برای یک تصمیم گیری با پیچیدگی زیاد ، روش سلسله مراتبی ، بهترین روش است .

عدم قطعیت به همراه پیچیدگی : نیاز به یک سیستم کنترلی غیرمتمرکز ، پیچیدگی تولید و عدم قطعیت محیطی منجر به سیستم کنترلی تولید غیرمتمرکز سلسله مراتبی می گردد . یک چنین سیستم کنترلی، سازمان نامیده می شود .
پیچیدگی ، توزیع کارها را به سمت و سوی یک ساختار افقی می کشاند . عدم قطعیت ، درست برعکس ، آن را به سمت یک ساختار سلسله مراتبی و عمودی سوق می دهد .
طبقه بندی مسائل مدیریت
الف ) مبدأ مسائل
مبدأ تمام مسائل مدیریت در پیچیدگی و عدم قطعیت محیط کسب و کار نهفته است .مدیران ( کنترولرها ، برنامه ریزان ، هماهنگ کنندگان ) در جهانی ساختار نیافته پیچیده و غیرمتمرکز تصمیم گیری می کنند .
فرآیند تصمیم گیری ، فرآیند تبدیل اطلاعات به اقدامات می باشد . رفتار یک تصمیم گیرنده بر اساس دانش وی و پیام های دریافت شده از محیط تعیین می گردد .

jit : یکپارچگی مجدد کارها
CIM : یکپارچگی مجدد دانش
PMS : مقابله با عدم قطعیت های ناشی از بازار و کارخانه

ب ) فعالیت های مدیریت

ـ اقدامات هماهنگی
ـ اقدامات برنامه ریزی
ـ اقدامات کنترلی

لزوم استفاده از هوش مصنوعی (AI)
ـ وظیفه اصلی AI ، حل مسائل پیچیده تحت عدم قطعیت، با استفاده از پردازش اطلاعات موجود می باشد . یادگیری در AI به معنای به روزآوری دانش با زمان حال می باشد .
ـ AI روش هایی را برای حل مسائل ارائه می دهد که با راه حل های مرسوم کامپیوتری قابل اجرا نیستند . AI از پردازش سمبلیک ، سیستم های خبره و تکنیک های مهندسی نرم افزار Object-Oriented استفاده می کند .
ـ AI از هیورستیک ها یا تخصص ها و یا قواعد سرانگشتی استفاده می کند . هیورستیک ها راه حل های قابل قبول برای مسائل پیچیده ایجاد می کنند .

ـ بهینه سازی شامل مراحل ذیل می شود :
•    تقسیم وظایف برنامه ریزی به زیرمسأله های مستقل و قابل حل به صورت جداگانه
•    حل مجدد اهداف متعارض و یا ایجاد یک بده بستان کمی بین آنها ( توسط شبیه سازی و یا سیستم خبره و یا درک روابط مابین محدودیت ها )
ـ AI یکپارچگی اطلاعات واقعی را ممکن می سازد . یعنی توانایی توزیع اطلاعات ، دانش و تخصص درتمام سازمان و رسانیدن آن به کسانی که به آنها نیاز دارند تا در تصمیم گیری ها یاریشان نماید .
ـ AI دارای پتانسیل تدارک اتصالات یکپارچگی اطلاعات مورد نیاز سیستم CIM  می باشد .

ـ AI از سه شاخه تشکیل گردیده است :
الف ) سیستم های خبره
ب ) شبکه های عصبی
ج ) منطق فازی

مدل CIM
مدل CIM نوعی ابزار طراحی است که پیشنیاز چگونگی رسیدن به سازمان CIM خواهد بود . این مدل از تلفیق مفاهیم مربوط به تئوری سازمان ، تئوری تصمیم گیری و تحقیق در عملیات حاصل گردیده است .

مفاهیم اساسی در سازمان های CIM
الف ) سازمان به عنوان حل کننده مسأله
CIM به معنای کاربرد یکپارچه تکنولوژی کامپیوتر در تولید است برای دستیابی به اهداف کسب و کار در کارخانه .
می توان از دیدگاه های مختلف به CIM نگریست :
ـ دیدگاه سازمانی
ـ دیدگاه CAD
ـ دیدگاه PMC
رایج ترین تعریف CIM : سیستم های پردازشگر مواد و اطلاعات .زیرسیستم های اصلی در CIM :
۱)    کارخانه فیزیکی
۲)    سیستم تصمیم گیری
۳)    سیستم اطلاعاتی
 
کاربرد مدل ها ، چه در ساختار و چه در داده ها و یا حتی هدایت و راهبرد برنامه ها به اقدامات ، بخش یکپارچه ای از حل مسأله می باشد .

سازمان می تواند به عنوان یک ابزار مدلسازی  فرآیندهای کارخانه تلقی گردد .
منظور از مدل طرحی است جهت پردازش اطلاعات که شامل برخی تبدیلات روی اطلاعات می باشد . طرح های پردازش اطلاعات می توانند شامل آلگوریتم ها ، برنامه های کامپیوتری و یا مدل های غیرمشخص در فکر و مغز یک انسان باشند .
سازمان یک سیستم پردازش اطلاعات انسانی ـ کامپیوتری می باشد . تکنولوژی که این سیستم پردازش اطلاعات را پشتیبانی می کند ، اهمیت چندانی ندارد . این تکنولوژی ممکن است یک مدیر انسانی باشد یا یک سیستم خبره و یا یک DSS .

ارتباط مابین حل مسأله توسط انسان در سازمان ، سیستم های پشتیبانی تصمیم گیری و تکنیک های هوش مصنوعی برای ارتباط انسان و ماشین .

سیستم دانش
پردازشگر مسأله    سیستم زبان

پایه دانش    موتور استقراء    اینترفیس استفاده کننده

(a مدیران و کامپیوترها ، پردازشگران اطلاعات هستند .
(b سیستم های پشتیبانی تصمیم گیری (DSS) پردازشگران اطلاعات هستند .
(c سیستم های خبره (XPS) پردازشگران اطلاعات هستند .

ـ سه جزء اصلی هر سازمان عبارتند از :
۱.    ساختار که حاوی اطلاعات داخلی است .
۲.    ارتباطات که اطلاعات خارجی را منتقل می نماید .
۳.    کنترل که اطلاعات خارجی را به داخلی تبدیل می کند .
ـ اطلاعات ماده خام اولیه ای است که توسط کنترولر برای حفظ تعادل و بقای سازمان مورد استفاده قرار می گیرد . کنترولر همان حل کننده مسأله می باشد که عملکرد بهینه سیستم CIM را حفظ می نماید .

در شکل فوق ، سه ساختار مفهومی مدلسازی سازمان ها ملاحظه می گردد :
نقش ، روابط تعریف شده و روابط ناشی از اجتماع.

نقش ها ، حل کننده مسأله هستند و بخش فعال سازمان را تشکیل می دهند .

تکنولوژی های تولیدی

ـ کامپیوترها در تمامی مراحل و سطوح تولید شامل طراحی محصول ، انتخاب تأمین کنندگان ، ساخت محصول ، مونتاژ ، بازرسی و توزیع ، نقش روزافزونی را ایفا می کنند .
۱.    تبادل مدارک به صورت الکترونیکی با مشتریان و تأمین کنندگان (EDI)
۲.    طراحی محصول (CAD)
۳.    طراحی فرآیند تولید (CAPP)
۴.    برنامه ریزی و زمان بندی مواد (CAS & MP)
۵.    تولید (CAM)
۶.    آموزش (CAI)

ـ مجموعه تکنیک های فوق تحت عنوان CIM نامیده می شود .

تحلیل سیستمی
۱.    تعریف مسائل مدیریت نظیر موقعیت های تصمیم گیری یا محدودیت ها ، منابع ، اقدامات جایگزین در دسترس و معیارهایی برای اندازه گیری نتایج تصمیم .
۲.    تحلیل موقعیت تصمیم گیری برای تعیین ارتباطات مابین متغیرهای قابل کنترل و غیر قابل کنترل با نتایج تعمیم و توسعه مدل هایی که این ارتباطات را تبیین می نمایند .
۳.    حل مدل با جایگذاری مقادیر مختلف برای متغیرهای قابل کنترل توسط مدیریت ، محاسبه نتایج، ارزیابی گزینه های متفاوت و تشخیص اقدامات مناسب.
ـ مطالعه ارتباطات تعیین شده توسط مدل ها ، منجر به قواعد تصمیم گیری و راهنماهای تصمیم گیری خواهدشد .
ـ با انتخاب معیارها ، قواعد تصمیم گیری و راهنماهای تصمیم گیری ، راه های گردآوری ، ثبت ، فرآوری و ارتباطات اطلاعات مورد نیاز با تصمیم گیرندگان مناسب و در زمان های مناسب می باید توسعه داده شود . این روش های گردآوری ، ثبت ، فرآوری و ارتباطات ، سیستم اطلاعاتی را تشکیل می دهند .
ـ اجزای یک سیستم عبارتند از : ورودی ها ، فرآیندها ، خروجی ها ، بازخور و واحد کنترل .

سیستم های تطبیقی
بزرگ ترین چالش افراد ، سازمان ها و جوامع ، توانایی آنها برای تطابق با تغییرات فزاینده تکنولوژی و رفتارهای انسانی خواهد بود . ( الوین تافلر )
ـ سازمانی که دارای توانایی اندازه گیری اثرات توسعه محیط روی سازمان باشد و بتواند عملیات خود را نه فقط برای بقاء بلکه برای به پیش رفتن تغییر دهد ، یک سیستم تطبیقی نامیده می شود .

سیستم های اطلاعاتی PIM
ـ طبیعت سیستم اطلاعاتی توسط تکنولوژی فرآیند ، موقعیت تولید ، ساختار محصول ، ساختار سازمان و قابلیت های آن ، اهداف سازمانی و هزینه ها و منافع آن تعیین می شوند .
ـ تکنولوژی فرآیند :
۱.    سیستم ETO
     ـ مشخصه های مورد درخواست مشتری
     ـ طراحی محصول
     ـ تأیید مشتری
     ـ نمونه اولیه
     ـ آزمایش ها
     ـ تولید نهایی
۲.    تولید دسته ای
     ـ زمان بندی دقیق
     ـ اندازه درست دسته ها
     ـ استفاده از MRP به عنوان سیستم اطلاعاتی
۳.    تولید انبوه
     الف ) فرآیند تولید پیوسته ( محصول به صورت مایع یا مذاب )
     ب ) فرآیند تولید تکرارپذیر ( محصولات گسسته با حجم زیاد و تنوع کم )
          ـ MPS مجوز تولید محصولات نهایی می باشد .
         ـ مجوز کنترل تولید ، زمان بندی تولید روزانه می باشد .
         ـ کنترل تولید توسط کانبان یا شمارش در نقاط کلیدی فرآیند انجام می شود .
        ـ وضعیت موجودی مواد اولیه و قطعات خریداری شده توسط Back Flushing تعیین می شود .
         ـ برای ماه یا سال MPS به صورت تجمعی بیان می شود .
         ـ قطعات ممکن است از تأمین کنندگان گوناگون تأمین شوند .
         ـ مابین MPS و برنامه توزیع محصولات نهایی باید هماهنگی کاملی برقرار باشد .
         ـ برنامه ریزی ظرفیت ، بسیار مهم است .

۴.    تولید انبوه با تنوع زیاد
     ـ سیستم CMC
 (Customizing Mass Convenience)
     ـ سیستم CIM

مشخصه های طراحی یک سیستم PIM
سئوالات :
ـ استراتژی موقعیت محصول کدام است ؟
ETO,ATO,MTO,MTS) و یا تلفیقی )
ـ ساختار فعالیت های PIM سازمان چیست ؟ آیا ممکن است این ساختار تغییر نماید ؟
ـ تکنولوژی فرآیند کدام است ؟
ـ منابع انسانی موجود سازمان با منابع انسانی مورد نیاز سازمان برای توسعه فعالیت هایش چقدر فاصله دارند ؟
ـ چه قابلیت هایی برای پردازش داده ها وجود دارند؟
ـ منابع داده های موجود تا چه حد کامل و دقیق هستند؟

تصمیمات :
ـ چه نوع سیستم مدیریتی مورد نیاز می باشد ؟ (تکنیک های برنامه ریزی و کنترل )
ـ چه نوع خروجی ها مورد نیاز هستند و در چه زمان هایی ؟
ـ چه نوع داده هایی برای جستجو مورد نیاز هستند؟
ـ چه نوع زیرسیستم هایی در دسترس می باشند ؟ کدام پایگاه داده ها در دسترس هستند ؟ چگونه با هم ارتباط دارند و چه ترکیبی از آنها مطلوب می باشد ؟
ـ پس  از تکمیل طراحی کلی سیستم ، زیر سیستم ها بر مبنای چه ترتیبی باید توسعه یابند ؟

تحولات جاری
CAD : تحلیل های طراحی و مهندسی ، محاسبات
 لی اوت مواد ، تعیین نقاط ماشینکاری ، تعیین مسیر ابزار در ماشین های افزار .
CAM : تکنیک های گسترده ای که برای تولید قطعات گسسته به کار گرفته می شوند . شامل NC ، CNC ، DNC ، روبوت ها و . . .
CAI : سیستم های بازرسی کامپیوتری
GT و تولید سلولی : برای یکپارچگی سیستم های طراحی و تولید به صورت جزیی به کار می روند . از تکنیک ها و طبقه بندی های کامپیوتری برای ثبت اقلام اطلاعاتی نظیر وظیفه ، مواد ، شکل ، پرداخت سطحی ، تلرانس ها ، وزن ، نرخ تقاضا ، عملیات و توالی عملیات استفاده می شود .
MRP ، MRP-II ،jit و TOC : رویکرد متفاوت نسبت به مدیریت یک سازمان تولیدی در تمام جنبه های آن.

اجزای سیستم CIM
ـ اواخر دهه ۵۰ میلادی             پیشرفت کامپیوترها
        میکروچیپ ها و کوچک و ارزان شدن کامپیوترها .
ـ CAD/CAM به کارگیری کامپیوترها در طراحی تولید است . CAD/CAM از دفتر طراحی شروع می شود ، به دپارتمان تولید کشیده می شود و از طریق ماشین آلات و تجهیزات مونتاژی به دپارتمان کنترل کیفیت رفته و از آنجا مستقیماً تا انبار محصولات نهایی امتداد می یابد .
ـ CAD بر پایه گرافیک کامپیوتری قرار دارد که نخستین بار در ۱۹۵۰ میلادی در MIT شکل گرفت . در سال ۱۹۶۳ میلادی به کمک یک قلم نوری روی صفحه CRT ، تصاویر مورد نظر ترسیم ، انتقال ، دوران یا تغییر مقیاس داده شد .
ـ سیستم های ابتدایی CAD صرفاً سیستم های نقشه کشی بودند ولی به تدریج توانایی های تحلیلی نیز در آنها گنجانیده شد .(Finite Element)
ـ برای نخستین بار در اواخر دهه ۴۰ میلادی ، جان پارسون روشی را جهت کنترل ماشین های افزار با استفاده از کارت های پانچ شده ابداع نمود . در سال ۱۹۵۲ ، MIT با همکاری نیروی هوایی ، ماشین های کنترل عددی NC را توسعه دادند . در اواخر دهه ۵۰ میلادی ، با اتصال NC به کامپیوتر ، زبان قطعه نویسی APT به وجود آمد و این سرآغازی برای CAM بود .
ـ سیستم های CAM قادر هستند به طور اتوماتیک قطعه نویسی کرده ، به ماشین ها ابلاغ نمایند . برنامه ریزی فرآیند و تعیین بهترین توالی عملیات برای تولید قطعات را نیز انجام می دهند . هدایت جریان کارها و مواد و نیز روبوت ها با سیستم CAM می باشد .
طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)
ـ انتخاب نام CAD مرهون تلاش های پیشتاز این رشته یعنی ایوان ساترلند در MIT در اوایل دهه ۶۰ میلادی می باشد .
ـ CAD به معنای یک فرآیند طراحی است که از تکنیک های بسیار بغرنج گرافیک کامپیوتری استفاده می نماید که همگی توسط نرم افزارهای کامپیوتری حمایت می شوند که به تحلیل ، توسعه ، هزینه یابی و مسائل ارگونومیک در ارتباط با کار طراحی ، یاری می رسانند . ( بعضی اوقات از CADD هم استفاده می شود . )

ـ مزایای سیستم CAD عبارتند از :
۱.    سرعت بیشتر ایجاد و رسم نقشه های فنی .
۲.    دقت بیشتر در نقشه کشی .
۳.    قابلیت ارائه بهتر و تمیزتر نقشه ها .
۴.    عدم نیاز به تکرار رسم نقشه ها .
۵.    اعمال تکنیک های ویژه نقشه کشی .
۶.    سرعت بالای تحلیل و محاسبات طراحی .
۷.    طراحی بهتر .
۸.    نیاز به توسعه کمتر .
۹.    یکپارچه کردن طراحی و دیگر امور مربوط به تولید .

تکنیک های نقشه کشی دوبعدی
توانایی های سیستم CAD دوبعدی :
ـ توانایی تبدیل گوشه های ۹۰ درجه به گوشه های با مقطه ربع دایره ای .
ـ توانایی تبدیل گوشه های ۹۰ درجه به گوشه های ۴۵ درجه .
ـ توانایی هاشورزدن اتوماتیک برای مقاطع برش خورده .
ـ توانایی پرکردن مقطع شکل
ـ توانایی نشان دادن ابعاد به طور اتوماتیک
ـ توانایی تصحیح اشتباهات
ـ توانایی پاک کردن بخش های نامطلوب خطوط
ـ توانایی تغییر شکل دادن شکل رسم شده 
ـ توانایی چهارخانه کردن تصویر
ـ توانایی ترسیم اشکال منحنی مابین نقاط تعیین شده
ـ زوم کردن روی بخشی از تصویر
ـ دوران و انتقال شکل
ـ تبدیلات
ـ توانایی پنجره سازی و انتقال تصویر داخل پنجره به هر نقطه دلخواه
ـ لایه بندی و تفکیک لایه های ترسیم شده
ـ توانایی داشتن ماکرو ( ماکروهای ثابت و پارامتریک )

تکنیک های نقشه کشی سه بعدی
مدل نمایشی است ریاضی از یک شکل هندسی که در حافظه کامپیوتر ذخیره می گردد . مدل های سه بعدی در سیستم CAD را می توان در یکی از سه دسته ذیل قرار داد :
الف ) مدل های سیمی
•    یک مدل سیمی به طور کامل توسط نقاط و خطوط مشخص می گردد . این نوع مدلسازی ، پایین ترین سطح مدل هاست و دارای محدودیت های جدی می باشد . محدودیت های این مدل عبارتند از :

۱.    گنگ و مبهم بودن
۲.    عدم توانایی در تشخیص پروفیل های منحنی شکل
۳.    عدم توانایی در تشخیص تداخل بین اجزا
۴.    دشواری در محاسبه خصوصیات فیزیکی
۵.    عدم توانایی هاشور زدن اتوماتیک
ب ) مدل های صفحه ای
•    یک مدل صفحه ای با استفاده از نقاط ، خطوط و سطوح تعریف می شود . مزایای این مدل ها نسبت به مدل سیمی عبارتند از :
۱.    توانایی تشخیص و نمایش پروفیل های پیچیده منحنی شکل
۲.    توانایی تشخیص صفحات و هاشور زدن سطوح در شکل سه بعدی
۳.    توانایی تشخیص خصوصیات سطحی نظیر سوراخ ها  …