مقدمة إلى العيون في خلية العمل وألعاب الأسقف

ويؤثر الترتيب المادي للمعدات والمراكز داخل مرفق تصنيع تأثيرا قويا على كفاءة الإنتاج، ففي بيئات المتاجر التدفقية، حيث تنتقل المنتجات بالتتابع من خلال سلسلة من العمليات، تحدد مخططات خلايا العمل مدى سلاسة تدفق المواد، ومدى سهولة اتصال العمال، ومدى سرعة استجابة النظام للتغيرات في الطلب، وفهم العلاقة بين مخططات خلايا العمل وكفاءة الجدولة، أمر أساسي لمديري الإنتاج الذين يسعون إلى تقليص فترات التشغيل.

ولا تقتصر مخططات خلايا العمل على تخصيص حيز طابقي فحسب، بل تمثل قرارا استراتيجيا يؤثر على كل جانب من جوانب الإنتاج، بدءا بنقل المواد الخام إلى التجمع النهائي للسلع المنتهية، ويحد التصميم الجيد من النقل غير الضروري، ويبسط مناولة المواد، ويخلق مسارات طبيعية للمعلومات والسلع للسفر، وعلى العكس من ذلك، فإن وضع مخططات غير متصورة تنطوي على تأخيرات، ويزيد من مخاطر وقوع أخطاء.

وقد تطور مفهوم تصميم خلايا العمل تطورا كبيرا على مدى العقود العديدة الماضية، حيث انتقل من ترتيبات خطية بسيطة إلى تشكيلات خلوية متطورة تدعم مبادئ التصنيع الطاهر، ويعرض كل نوع من أنواع التصميم مزايا ومبادلات متميزة، ويتوقف الخيار الأمثل على عوامل مثل تنوع المنتجات، وحجم الإنتاج، وتعقيد العمليات، ودرجة التشغيل الآلي المستخدم، وذلك بدراسة خصائص كل نوع من أنواع التصميم وكيفية تفاعلها مع القرارات المتعلقة بتحديد الجدولة التي تجعل من المقاييس، والصنّع.

وتوفر هذه المادة دراسة شاملة لمخططات خلايا العمل وتأثيرها على كفاءة تحديد مواعيد محال التدفق، وتغطي فئات التصميم الرئيسية، وتستكشف الآليات التي يؤثر من خلالها التخطيط على الجدولة الزمنية للأداء، وتقدم إرشادات عملية لاختيار وتنفيذ أنسب تشكيلة لبيئة إنتاج محددة.

المفاهيم الأساسية: أحذية متدفقة وخلايا عمل

وقبل أن يُدخل في تفاصيل أنواع التصميم، من المهم إيجاد فهم مشترك للمصطلحات والمبادئ الرئيسية التي تقوم عليها هذه المناقشة.() إن متجر التدفق ] هو بيئة تصنيع تتبع فيها جميع المنتجات نفس سلسلة العمليات، وتنتقل من محطة واحدة للعمل إلى المركز التالي في ترتيب ثابت، وهذا يتناقض مع بيئات الصنع المشتركة للمحلات، حيث يمكن للمنتجات أن تتبع مسارات مختلفة لتجهيز المنتجات.

(أ) خلية تعمل ] هي مجموعة من الآلات أو محطات العمل التي يتم ترتيبها على مقربة من تيسير إنتاج أسرة محددة من الأجزاء أو المنتجات، ومفهوم التصنيع الخلوي، الذي يرتبط ارتباطاً وثيقاً بتصميم خلايا العمل، نشأ عن مبادئ تكنولوجيا المجموعات، وهو حجر الزاوية لنظم الإنتاج الطين، ويمكن أن تتراوح خلايا العمل بين تركيبات آلية بسيطة ومكونة من أشكال التكامل الآلي المعقدة.

وتشمل الأهداف الرئيسية لتصميم خلايا العمل ما يلي:

  • التخفيف من حركة المواد بين العمليات الرامية إلى خفض تكاليف النقل والوقت المناولة
  • Improving communication] among operators to enable rapid problem-solving and process adjustments
  • Reducing work-inprocess inventory] by enabling smaller batch sizes and more frequent changeovers
  • تعزيز مراقبة الجودة ] من خلال التغذية المرتدة الفورية والإدارة البصرية
  • Increasing flexibility] to accommodate changes in product mix or production volume

وتشير كفاءة الجدولة في محال التدفق إلى القدرة على تخصيص وظائف للآلات والعمليات المتعاقبة بطريقة تُحدِّد مقاييس الأداء إلى أقصى حد، مثل فترات الإكمال الإجمالية، واستخدام الآلات، وأداء التسليم في الوقت المناسب، وتؤثر عملية تصميم خلايا العمل تأثيرا مباشرا على هذه القياسات من خلال تقييد أو التمكين من حركة المواد، وتوزيع العمل، وتزامن العمليات الموازية.

فحص مفصل لسلسلة العمل

وتستخدم مرافق التصنيع عدة تشكيلات تخطيطية متميزة، لكل منها مجموعة من الخصائص والمزايا والقيود، وتقدم الفروع التالية تحليلا شاملا لأبسط أنواع التصميم المستخدمة في بيئات متاجر التدفق.

شَهِدَتُ لاك

ويرتب المخطط العام على شكل واحد الآلات والمراكز على طول طريق من نوع U-shaped، مع نقاط الدخول والخروج الموجودة في نفس نهاية الزنزانة، وتستخدم هذه التشكيلة على نطاق واسع في نظم التصنيع الطاهرة، وهي فعالة بوجه خاص بالنسبة لعمليات الإنتاج من الطراز الصغير إلى المتوسط، وتمنح مجموعة U-shape عدة مزايا ملحوظة لتحديد الكفاءة.

(د) إن الاتصالات والإشراف المعززين هما أحد الفوائد الرئيسية للتصميم المقطعي من الشظايا، ويمكن للمشغلين الذين يشغلون مناصبهم على طول المنحنى أن يروا ويسمعوا بعضهم بعضاً بسهولة، وييسر التنسيق السريع وحل المشاكل، وهذا القرب يقلل من الحاجة إلى قنوات الاتصال الرسمية ويمكِّن العمال من مساعدة بعضهم البعض عند ظهور اختناقات جديدة.

كما يدعم مخطط " U-shaped " تخصيص العمل المرن ]، ولأن نقاط الدخول والخروج قريبة من بعضها البعض، يمكن لمشغل واحد أن يدير آلات متعددة داخل الخلية، وينتقل على طول العمد إلى الولايات المتحدة لأداء مهام مختلفة حسب الحاجة، وهذه المرونة قيمة بوجه خاص في متاجر التدفق التي تشهد تغيرا في الطلب أو تغيرات في حجم العمل.

ومن الميزات الهامة الأخرى للتصميم المقطعي على شكل واحد، أن يكون ] أثره المخفض ] فيما يتعلق بالتشكيلات الخطية، وبتحويل خط الإنتاج إلى حده، يمكن للمصنعين أن يجهزوا عددا أكبر من العمليات إلى حيز طابق أصغر، مما يقلل من مسافات السفر وتحسين استخدام الفضاء، وهذا التضاؤم له أثر مباشر على تحديد مواعيد الكفاءة عن طريق تقليل الوقت اللازم لنقل المواد إلى أدنى حد ممكن.

غير أن المخطط الذي وضعته وحدة التفتيش المشتركة يطرح أيضا بعض التحديات، ويمكن أن يجعل من الصعب إدخال معدات التشغيل الآلي أو مناولة المواد التي تتطلب حركة مباشرة، وبالإضافة إلى ذلك، فإن التعقيد البصري للوحدة قد يخلق لبسا للمشغلين غير المطلعين على المخطط، مما قد يؤدي إلى أخطاء في تدفق المواد أو تسلسل المهام، كما أن نظم التدريب الدقيق والإدارة البصرية أساسية لتحقيق فوائد هذا التشكيل بشكل كامل.

الصف العيون

ويرتب المخطط الخطي، المعروف أيضا باسم الخط المباشر أو المخطط الداخلي، الآلات والمراكز في خط تتابعي، مع مواد تدخل في نهاية واحدة وتخرج من الأخرى، وهذا هو أبسط وأصعب نوع من أنواع التصميم، ويظل يستخدم على نطاق واسع في بيئات المتاجر ذات الحجم الكبير حيث تتبع المنتجات تسلسلا متسقا ومكررا للعمليات.

ويتمثل القوام الرئيسي للتصميم الخطي في البساطة والقدرة على التنبؤ ، ويسهل الترتيب المباشر تصور تدفق المواد وتحديد موقع كل عملية، ويدعم هذا الوضوح عمليات تحديد الجدول الزمني المباشر، حيث أن تسلسل العمليات ثابت ويتبع حركة المواد مسارا مباشرا.

كما أن التصميم الخطي مناسب أيضاً لنظم مناولة المواد الموحّدة [(FLT:0]) مثل الناقلين، وخطوط الدفتر، والمركبات المصحوبة آلياً، ويمكن إدماج هذه النظم مباشرة في الخط، ونقل المواد من محطة إلى المحطة التالية دون تدخل يدوي، مما يقلل من احتياجات العمل ويحسن الاتساق، مما يسهل الحفاظ على جداول الإنتاج الصارمة.

وعلى الرغم من مزاياه، فإن المخطط الخطي ينطوي على قيود كبيرة عندما يتعلق الأمر بتحديد مواعيد المرونة، وإذا كان أي محطة واحدة من محطات التشغيل قد تتأخر أو تعطل، فإن الخط بأكمله قد يتأثر، مما يخلق قفزة تروج في أسفل المجرى، وهذا التبعية العرضية يجعل التصميم الخطي عرضة للتعطلات ويمكن أن يؤدي إلى خسائر كبيرة في الحسابات.

وثمة عيوب أخرى في مخطط خطي هو استخدامه غير الفعال للحيز الأرضي [(FLT:0)] بالمقارنة مع تشكيلات أكثر اتفاقاً، ويستلزم الترتيب المباشر عادة بصمة طويلة وضيقة قد لا تناسب جميع المعالم الجغرافية للمرافق، ويزيد هذا الارتداد من مسافات السفر للمشغلين والمواد، مما قد يضيف وقتاً أطول من القيمة إلى عملية تجهيز الإنتاج.

Cellular Layout

وينظم المخطط الخلوي آلات إلى مجموعات صغيرة أو خلايا، كل منها مخصص لإنتاج أسرة محددة من أجزاء أو منتجات تتقاسم متطلبات تجهيز مماثلة، ويستمد هذا النهج من مبادئ تكنولوجيا المجموعات، وهو سمة مميزة لنظم التصنيع الخلوي، وتصبح المخططات الخلوية فعالة بصفة خاصة في البيئات ذات المنتجات المتوسطة المتنوعة وإنتاج الباتش، حيث يمكن تحقيق فوائد خلايا العمل المتفانية دون مرونة تضحية.

وتميز التركيز المخصص لكل خلية من الخلايا هو ميزة رئيسية في تحديد الجدولة، لأن كل خلية مصممة لمعالجة مجموعة محددة من العمليات بالنسبة لأسرة منتجة محددة، فإن مشكلة الجدولة تتحول إلى فقرات فرعية أصغر وأكثر قابلية للإدارة، ويمكن لمخططي الإنتاج أن يضعوا جداول زمنية لكل خلية على حدة، ثم ينسقوا تدفق المواد على نحو أمثل.

كما أن مخططات الخلايا تعزز أوقات التجهيز المخفضة وحجم الدفعة الأصغر وبما أن الآلات داخل الخلية تُشكل لأسرة منتجة محددة، فإن التحولات بين مختلف المنتجات داخل الأسرة هي عادة أسرع وأبسط من ذي قبل في عملية التسريح العامة الغرض، فعمليات التغيير السريع تمكن الصانعين من إدارة مضارب أصغر دون أن يُطلب عليهم ذلك.

ومن الفوائد الأخرى للتصميم الخلوي النوعية المرتجلة والمساءلة .() ويتحمل العاملون داخل الخلية المسؤولية عن مجموعة كاملة من العمليات، ويمنحونهم إحساسا بالملكية على المنتج النهائي، ويشجع هذا الملكية الاهتمام على التفصيل وييسر التغذية المرتدة السريعة عند نشوء مسائل النوعية، ويترجم ارتفاع الجودة، في الجدولة، إلى عدد أقل من حلقات العمل، وأقل اضطرابا في خطة الإنتاج.

غير أن التصميم الخلوي يتطلب تخطيطا وتحليلا دقيقين لتنفيذه بفعالية، كما أن تحديد التجميع المناسب للمنتجات والآلات في الخلايا يتطلب فهما شاملا لجزء من الأسر، وقدرات العمليات، وأحجام الإنتاج، وقد تؤدي الخلايا المصممة بطريقة سيئة إلى أعباء عمل غير متوازنة، ومعدات غير مستعملة، وزيادة حركة المواد بين الخلايا، وبالإضافة إلى ذلك، قد لا يكون تصميم الخلايا مناسبا للمنتجات ذات المتطلبات العالية التجهيز أو للبيئات التي كثيرا ما يُتُتَتُتُتُتَتَتَتُ فيها المنتجات.

Hybrid Layout

ويجمع المخطط الهجين بين عناصر من نوعين أو أكثر من أنواع التصميم لإنشاء تشكيلة تتناسب مع الاحتياجات المحددة لبيئة إنتاجية معينة، وتزداد شيوع المخططات الهجينة في مرافق التصنيع الحديثة، حيث يستبعد تنوع المنتجات والعمليات في كثير من الأحيان استخدام نوع واحد من أنواع التصميم النقي، وتجعل مرونة المخططات الهجينية أداة قوية لتحقيق الكفاءة في تحديد مواعيدها في بيئات المتاجر المعقدة.

ويجمع شكل مشترك من أشكال التصميم الهجين بين العمود الخلفي ] للخطوط الخلفية مع الفروع الخلوية ] وفي هذه التشكيلة، ينقل الناقل الرئيسي أو خط النقل المواد من خلال المرفق، في حين يبتعد فرع كل خلايا العمل عن الخط الرئيسي للقيام بعمليات محددة، ويتيح هذا الترتيب للمرفق معالجة حجم كبير من المواد التي تنتقل عبر الخط الرئيسي مع الاستفادة من المرونة والتركيز في الوقت نفسه.

وثمة نهج هجين آخر يدمج خلايا من نوع U في إطار خطي أكبر [(FLT:1]) وفي هذا التشكيل، يتبع مخطط المرفق العام تدفقا خطيا، ولكن مجالات العمل الفردية داخل المرفق تُرتَّب في خلايا من النوع الواحد، ويجمع هذا الترتيب بين تبسيط مخططات خطية على المستوى الكلي وبين فوائد التدفق على المستوى الكلي.

ويمكن أيضاً أن تتضمن المخططات الهجينة محطات عمل مجهزة يدوياً ودليلياً في نفس الزنزانة، تُدمج كفاءة التشغيل الآلي بمرونة مشغلي البشر، مثلاً، يمكن أن تشمل خلية آلية مؤتمتة للخطوات المتغيرة في التجهيز، تليها محطة يدوية للتفتيش أو التكييف أو مهام التجميع التي تتطلب حكماً إنسانياً.

والتحدي الرئيسي للتصميم الهجين هو زيادة تعقيد ] التصميم والبرمجة معاً، وتحديد التواريخ المثلى من أنواع التصميم يتطلب فهماً عميقاً لعملية الإنتاج، وخصائص كل نوع من أنواع التصميم، والتفاعلات بين مختلف أجزاء النظام.

آليات تأثير الشباب على الأداء

ويؤثر اختيار تصميم خلايا العمل على تحديد مواعيد الكفاءة من خلال عدة آليات مترابطة، ويتيح فهم هذه الآليات لمديري الإنتاج التنبؤ بما سيؤثر على الجدول الزمني للأداء واتخاذ قرارات مستنيرة بشأن إعادة التصميم.

تدفق المواد ووقت النقل

والمسافة المادية التي يجب أن تسافر بها المواد بين محطات العمل هي واحدة من أكثر الطرق المباشرة التي تؤثر على الجدول الزمني، وفي مخطط مصمم جيدا، تخفض المسافة بين العمليات المتعاقبة إلى أدنى حد، مما يقلل الوقت اللازم لحركة المواد، ويؤثر هذا التخفيض في وقت النقل تأثيرا مباشرا على المقطع والمدخل، حيث ينفق وقت أقل على المواد المنقولة وينفق وقت أطول على تجهيز القيمة المضافة.

كما يؤثر العشب على تعقيد مسارات تدفق المواد .() وفي مخطط خطي، يكون مسار التدفق مستقيماً ويمكن التنبؤ به، مما يجعل من السهل تحديد مواعيد التحركات المادية، وفي مخطط منفرد أو خلوي، قد تكون مسارات التدفق أكثر تعقيداً، مع احتمال انتقال المواد في اتجاهات متعددة داخل الزنزانة.() ويجب أن تُحسب نظم التدفق المُعدي لهذه التأخيرات.

وعلاوة على ذلك، يحدد المخطط الفرص لجمع الحركات .() وفي مخطط من نوع واحد، يتيح قرب نقاط الدخول والخروج لمشغل واحد معالجة التحميل والتفريغ على السواء، مما يقلل من عدد تحركات المواد المنفصلة المطلوبة، وهذا التحرك المشترك يقلل من الوقت الإجمالي المخصص لمعالجة المواد في الجدول الزمني للإنتاج.

مرونة العمل والتدريب عبر الحدود

ويؤثر تصميم خلايا العمل تأثيرا مباشرا على قدرة المشغلين على الانتقال بين محطات العمل وعلى أداء مهام متعددة، وفي مخطط من نوع U، يتيح قرب المحطات للمشغلين الانتقال بسهولة من آلة إلى أخرى، ودعم مهمة العمل المرنة، وفي مخطط خطي، يُعهد إلى المشغلين عادة بمراكز ثابتة، مما يجعل من الأصعب إعادة توزيع العمل استجابة لحجم العمل المتغير.

ويحسن الكفاءة في تحديد الجدول عندما يمكن تخصيص العمل بمرونة لمواكبة عبء العمل الحالي، فالشباب الذين يدعمون تنقل المشغلين يمكنهم من تخصيص العمل الديناميكي ، حيث يمكن نقل العمال إلى محطات الاختناقات أو لتغطية الزملاء الغائبين، وهذه المرونة تقلل من الحاجة إلى عوازل الأمان وتتيح لنظام الجدولة العمل بأقل من سرعة في خطة الإنتاج.

كما أن التدريب عبر الحدود يسهله مخططات تشجع التفاعل بين المشغلين، ففي مخططات الخلايا، يعمل المشغلون عادة مع مجموعة متنوعة من الآليات داخل الخلية، ويطورون بطبيعة الحال المهارات عبر عمليات متعددة، ويخلق هذا التدريب الشامل قوة عاملة أكثر تنوعا يمكن تحديدها بصورة أكثر مرونة، حيث يمكن تكليف المشغلين بمهام مختلفة حسب الحاجة.

حجم البطاطس وتغييرها

ويؤثر تصميم خلايا العمل على اقتصاديات إنتاج الباتش من خلال التأثير على أوقات التغيير والقدرة على إدارة المنتجات المختلطة، وفي المخططات الخلوية، يقلل تجميع العمليات المماثلة من أوقات التغير بين المنتجات داخل الأسرة نفسها، مما يجعل من الممكن اقتصاديا تشغيل مضارب أصغر، كما أن الخفافيشات الأصغر، بدورها، تقلل من المخزون من العمل في التجهيزات، وتحسن الاستجابة للطلب على العملاء.

ويمكن أن تستفيد الخوارزميات التي تُحسب أوقات التغيير من هذه الفترات المخفضة من التجهيز عن طريق تحسين تسلسل الوظائف داخل خلية إلى أقصى حد، ويحدد المخطط مرونة إجراءات التغيير والقدرة على إجراء التغييرات بالتوازي، ويؤثر كلاهما على الحجم الأمثل للدفعة وكفاءة جدول الإنتاج عموما.

وفي متاجر التدفق التي تتغير فيها مزيج المنتجات بصورة متكررة، فإن القدرة على التحول بسرعة بين المنتجات ضرورية للحفاظ على الاستخدام المرتفع والتقيد بالمواعيد النهائية للعملاء، فالأعوام التي تدعم التحول السريع تتيح إجراء تغييرات أكثر تواترا في المنتجات، مما يقلل الحاجة إلى حجم دفعات كبيرة وتكاليف حمل المخزون المرتبطة بها.

الاعتبارات العملية المتعلقة باختيار العيون

ويتطلب اختيار مخطط خلايا العمل الأمثل لبيئة معينة من محال التدفق تحليلا دقيقا لاحتياجات الإنتاج، والقيود المفروضة على المرافق، والقدرات التنظيمية، وتوفر الفروع التالية إرشادات عملية لتقييم خيارات التصميم وتنفيذ التغييرات.

تقييم حجم الإنتاج وبحرية

ويعد حجم المنتجات المصنعة وتنوعها من أهم العوامل في اختيار التصميمات، حيث أن الإنتاج العالي الحجم والمنخفض الوفاض مناسب تماماً للمخططات الخطية، حيث أن تبسيط الترتيبات على الخط المباشر وإمكانية التنبؤ بها يدعمان ارتفاع الناتج وتكاليف الوحدة المنخفضة، وفوائد الإنتاج المنخفضة الحجم والكبيرة النطاق من المخططات الخلوية أو الهجينة التي توفر المرونة لمعالجة مختلف المنتجات دون تغيير مفرط.

وبالنسبة للبيئات التي تتسم بـ ]] الحجم المتوسط والتنوع المعتدل ، كثيرا ما توفر المخططات التي تُرسم على شكل واحد أو خلايا أفضل توازناً في الكفاءة والمرونة، وتتيح هذه المخططات للمصنعين تجميع المنتجات في الأسر وتجميع الخلايا لكل أسرة، وتحقيق العديد من الفوائد التي تعود على الخطوط المخصصة دون وجود حزم في مخطط خطي بحت.

وينبغي أن يجري المصنعون تحليلاً شاملاً لمزيج منتجاتهم، بما في ذلك حجم كل منتج، وتواتر تغيرات المنتجات، وتشابه متطلبات التجهيز في جميع المنتجات، وهذا التحليل يوفر الأساس للقرارات المتعلقة بوضع المنتجات ويساعد على تحديد الفرص المتاحة لتجميع المنتجات في الأسر.

القيود على المرافق ومعالجة المواد

وقد تفرض الخصائص المادية للمرفق، بما في ذلك المساحة الأرضية، والمباعدة بين الطوابق، وارتفاع السقف، والوصول إلى المرافق، قيوداً على التصميم، وقد يستفيد مرفق محدود المساحة من ترابط مخطط من نوع واحد، في حين أن مرفقاً له بصمة طويلة وضيقة قد يكون أفضل ملاءمة لترتيب خطي.() وقد يكون ] مرافق نقل المواد باستخدام الهياكل الأساسية القائمة [FLT:lift]

وينبغي أيضاً أن ينظر المصانع في تدفق المواد إلى المرفق والخروج منه، بما في ذلك مرافئ الاستلام والشحن، ومناطق التخزين، ومناطق الترميز، وينبغي أن يكون تصميم خلايا العمل متوافقاً مع هذه التدفقات الخارجية من المواد للتقليل إلى أدنى حد من مسافات النقل ولتبسيط حركة المواد بين المرفق ومنطقة الإنتاج.

مهارات وتدريب القوى العاملة

وتشكل مهارات القوة العاملة وقدراتها عوامل حاسمة في النجاح في التصميم، إذ تتطلب المخططات التي تستخدم على شكل واحد والجهاز الخلوي مشغلي التدريب المتقاطع والمريحين من المهام المتعددة، وكذلك المسؤولية عن الجودة وحل المشاكل داخل زنزانتهم، ويمكن، على النقيض من ذلك، تزويد المشغلين بمجموعات من المهارات أضيق، حيث أن كل عامل مسؤول عادة عن عملية واحدة.

وينبغي أن يقيِّم المصانع مستويات المهارات الحالية من قوة العمل لديها، ومدى توافر موارد التدريب عند اختيار مخطط، وقد يتطلب الانتقال إلى مخطط خلوي، على سبيل المثال، استثماراً كبيراً في التدريب الشامل وتطوير الأفرقة، وبدون هذا الاستثمار، قد لا تتحقق فوائد المخطط الخلوي بالكامل.

كما أن الثقافة التنظيمية مهمة، إذ أن المرافق التي تتمتع بثقافة قوية من التحسين المستمر وتمكين الموظفين هي أفضل موقع لتنفيذ مخططات من نوع واحد أو خلوي، تعتمد على مبادرة المشغل وحل المشاكل، وقد تجد المرافق ذات أسلوب إدارة أعلى درجة من حيث التسلسل الهرمي، مخططات متسلسلة أسهل لإدارة شؤونها، حيث أن الأدوار والمسؤوليات محددة بوضوح وتسلسل القيادة أمر مباشر.

النظر في القضايا المسبقة: التلقائية، الصناعة 4 -0، المحاكاة

ويحول تكامل التكنولوجيات الآلية والرقمية العلاقة بين تصميم خلايا العمل وكفاءة الجدولة، وتتزايد إدماج متاجر التدفق الحديثة للتكنولوجيات المتقدمة التي تؤثر على قرارات التصميم وتتأثر بها.

التلقائية والتكامل الآلي

ويُدخل استخدام المعدات الآلية والروبوتات الصناعية اعتبارات إضافية في تصميم خلايا العمل، وتحتاج النظم الآلية عادة إلى تحديد مواقعها بدقة أكبر وإلى مسارات واضحة للتحرك، مما قد يُفضي إلى وضع مخططات خطية أو تشكيلات خلوية مصممة خصيصاً لذلك.

ويجب أن تُحسب نظم الجدولة لمحلات التدفق الآلية قدرات وقيود المعدات الآلية، بما في ذلك أوقات الدورات، وإجراءات التغيير، وجداول الصيانة، ويحدد المخطط مدى سهولة إدماج المعدات الآلية في تدفق المواد وكيفية تنسيق نظام الجدولة للعمليات الآلية واليدوية.

التوائم الرقمية والحياكة

وتوفر التكنولوجيا الرقمية المزدوجة وبرامج المحاكاة أدوات قوية لتقييم أثر التغييرات في التخطيط على أداء الجدولة، وينشئ توأم رقمي نسخة إلكترونية من نظام الإنتاج، بما في ذلك تصميم خلايا العمل، وحركة المواد، وتشغيل المعدات، وبإجراء عمليات محاكاة للتواؤم الرقمي، يمكن للمصنعين اختبار تشكيلات تخطيطية مختلفة واستراتيجيات تحديد مواعيد دون تعطيل الإنتاج الفعلي.

ويتيح المحاكاة للمصنعين ] تحديد أثر التغييرات في التصميم على مؤشرات الأداء الرئيسية مثل الإنتاج، والوقت الأولي، واستخدام الآلات، وهذا النهج القائم على البيانات يقلل من خطر اتخاذ القرارات التصميمية ويساعد على تحديد الشكل الذي يلبي احتياجات المرفق المحددة، وعلى سبيل المثال، قد تكشف دراسة عن عملية تحسين في المركب أن مخططاً مقارناً يخفض وقت النقل.

وينبغي أن ينظر المصنعون في ] الاستثمار في قدرات المحاكاة كجزء من عملية التخطيط الخاصة بهم، ولا سيما بالنسبة لبيئات متاجر التدفق المعقدة التي يصعب التنبؤ فيها بالتفاعلات بين التصميم والبرمجة.

بيانات عن الوقت الحقيقي والفصل الإيجابي

(ب) إن تكنولوجيات الصناعة 4.0، بما في ذلك أجهزة الاستشعار وجمع البيانات في الوقت الحقيقي، والمحللين المتقدمين، تتيح نظماً للبرمجة التكييفية يمكن أن تستجيب للظروف المتغيرة في أرض المصنع، وتستخدم هذه النظم البيانات من عملية الإنتاج لتعديل الجداول بصورة دينامية وإعادة تخصيص الموارد وتجديد الوظائف حسب الحاجة، وتؤثر عملية تصميم خلايا العمل على [1] التغييرات في القدرة على الاستجابة [1].

فعلى سبيل المثال، يمكن أن يؤدي وضع نظام خلوي يقترب من المراكز إلى سرعة إبلاغ البيانات والاستجابة بسرعة أكبر للتعطلات، كما يحدد المخطط ] إلى جمع البيانات ، حيث يمكن أن تُجهز كل خلية بمستشعرات تتبع حركة المواد وحالة المعدات، ويغذي هذا النظام القائم على تخصيص البيانات في الوقت الحقيقي القرارات المتعلقة بتحديد مواعيد العمل، مما يتيح لها القيام بمهام مستنيرة.

وينبغي أن ينظر المصانع التي تنفذ تكنولوجيات الصناعة 4.0 في كيفية تأثير التصميم على القدرة على جمع واستخدام البيانات في الوقت الحقيقي، وستصبح العيون التي تدعم سهولة التأقلم والاتصال بالبيانات في وضع أفضل للاستفادة من قدرات الجدولة التكييفية.

دراسة حالة: تحويل كفاءة شتولنغ من خلال إعادة تصميم العيون

ويعطي منتج إلكتروني متوسط الحجم ينتج جمعيات مطبوعة من اللوحات لصناعة السيارات مثالا عمليا للمبادئ التي نوقشت في هذه المادة، وقد كان المرفق يعمل أصلا مع مخطط خطي، مع ترتيب محطات التجميع في خط مستقيم يمتد 80 مترا عبر قاعات المصنع، ونظرا لأن تنوع المنتجات وانخفاض حجمها، فقد أصبح التصميم الخطي مصدرا لعدم الكفاءة، مع وجود اختناقات متكررة، وحجم البخار.

وأجرت الشركة تحليلا شاملا لاحتياجاتها من الإنتاج وقررت أن التصميم الخلوي سيلائم بشكل أفضل مزيج منتجاتها المتطورة، وأن المنتجات الجديدة المجمعة في أربع أسر استنادا إلى احتياجاتها من التجهيز، وأن كل أسرة مكلّفة بخلية مخصصة لذلك، وأن كل خلية قد رتبت في وحدة واحدة، وأن المشغلين مدربون على أداء عمليات متعددة داخل الخلية.

وكانت نتائج التحول في التصميم ذات أهمية، حيث انخفض متوسط وقت القيادة بنسبة 35 في المائة، من 12 يوما إلى 7.8 أيام، وانخفضت نسبة المخزون من العمل في مجال التجهيز بنسبة 40 في المائة، مما أدى إلى تحرير حيز طابقي، وتخفيض رأس المال المرتبط بالمنتجات غير المكتملة، وانخفضت فترات التغيير داخل كل خلية بنسبة 50 في المائة، مما مكّن المرفق من إدارة مضارب أصغر، والاستجابة بسرعة أكبر لأوامر العملاء.

العوامل الرئيسية التي تدفع هذه التحسينات هي ] انخفاض مسافات النقل داخل الخلايا ذات الشحوم، زيادة مرونة العمل مكنت من التدريب الشامل، و مشكلة تخطيط مبسطة نتيجة للتحسينات العامة في الشركة

الاستنتاج: الدمج الاستراتيجي للعيون والشدولينغ

وتأثير مخططات خلايا العمل على كفاءة تحديد مواعيد متاجر التدفق عميق ومتعدد الأوجه، فالترتيب المادي للمعدات يؤثر تأثيرا مباشرا على تدفق المواد، ومرونة العمل، وفترات التغيير، وتعقيد القرارات المتعلقة بتحديد مواعيد العمل، ويمكن للمصانع التي تختار مخططات تتماشى مع متطلبات إنتاجها أن تحقق تحسينات كبيرة في مجال الإنتاج، والوقت الذي يستغرقه التجهيز، والقدرة على الاستجابة للعمليات.

وينبغي أن يسترشد الاختيار بين مخططات من نوع U-shaped، وخطية، وخلية، ومخططات هجينة بتحليل دقيق لحجم المنتجات وتنوعها، وقيود المرافق، وقدرات القوة العاملة، ومتطلبات تكامل التكنولوجيا، وليس هناك نوع واحد من أنواع التصميم هو أفضل نوع لجميع البيئات؛ بل إن أفضل مخطط هو أفضل طريقة تدعم عمليات الإنتاج المحددة، والقيود على الجدولة، والأهداف الاستراتيجية للمرفق.

وينبغي أيضاً أن يعترف المصنعون بأن قرارات التصميم ليست ثابتة، فمع تطور مزيج المنتجات وحجمها والتكنولوجيا، قد يتغير التصميم الأمثل، فالاستعراضات الدورية لأداء التصميم، مدعومة بالتحليل والمحاكاة القائمين على البيانات، تساعد على ضمان استمرار التصميم في دعم تحديد مواعيد الكفاءة بمرور الوقت، وزيادة توافر التكنولوجيا الرقمية المزدوجة والمحللين للبيانات في الوقت الحقيقي يجعل هذه الاستعراضات أكثر سهولة وأكثر قوة من أي وقت مضى.

وبالنسبة لمديري الإنتاج والمهندسين الصناعيين، فإن المأزق الرئيسي هو أن تصميم خلايا العمل ليس مجرد قرار تصميم للمرافق بل هو أداة استراتيجية تشكل مباشرة كفاءة وفعالية جدول الإنتاج، ومن خلال الاستثمار في تصميم التصميم الفكري والتحسين المستمر، يمكن للمصنعين أن يهيئوا بيئة إنتاجية تكون فيها الجداول الزمنية أبسط وأكثر موثوقية وأكثر استجابة لمطالب السوق التنافسية، وتعطي المنظمات التي تعطي الأولوية لهذه الميزة التنافسية المستدامة.