نقش فناوری اطلاعات در تولید و ساخت

● مقدمه :
در جهان صنعتی امروز، به تولید به عنوان یك سلاح رقابتی نگریسته می شود و سازمانهای تولیدی در محیطی قرار گرفته اند كه از ویژگیهای آن می توان به افزایش فشارهای رقابتی، تنوع در محصولات، تغییر در انتظارات اجتماعی و افزایش سطح توقع مشتریان اشاره كرد. محصولات در حالی كه باید بسیار كیفی باشند، تنها زمان كوتاهی در بازار می مانند و باید جای خود را به محصولاتی بدهند كه با آخرین ذائقه، سلیقه و یا نیاز مشتریان سازگار هستند. بی توجهی به خواست مشتری و یا قصور در تحویل به موقع ممكن است بسیار گران تمام شود. شرایط فوق سبب گردیده تا موضوع اطلاعات برای سازمانهای تولیدی از اهمیت زیادی برخوردار شود. از طرف دیگر، آخرین بررسیها حاكی از آن است كه استراتژی رقابتی مبتنی بر بازار خود نیز به تدریج در حال گذر است وچشم انداز استراتژیك رقابت در آینده مبتنی بر منابع خواهد بود. به عبارت دیگر در حالی كه شركتها امروزه موفقیت را در تبعیت و استفاده درست از قوانین، فرصتها و شرایط دیكته شده توسط بازار می دانند، استراتژی مبتنی بر منابع بر این موضوع تاكید دارد كه منفعت و موفقیت بیشتر با اتكا بر مزیتها و منابع منحصر به فرد و قابل اطمینان شركت و سرمایه گذاری به منظور توسعه و حفاظت از آنها حاصل خواهد شد.
البته منابع تولیدی مورد نظر تنها شامل سرمایه، زمین، ماشین آلات و تجهیزات نمی شوند، بلكه بنای تولید نسل آینده بر تاكید و توجه به اطلاعات، مدیریت دانش و توجه ویژه به مسئله آموزش افراد خواهد بود.
وضعیت به وجود آمده و تحولات صورت گرفته مذكور در حوزه فعالیتهای تولیدی، اگرچه خود حاصل به كارگیری گسترده و همه جانبه فناوریهای اطلاعاتی در این حوزه است، ولی در عین حال باعث توجه مضاعف سازمانها و شركتهای تولیدی به مقوله اطلاعات و فناوریهای مرتبط با آن شده است. این تحقیق با هدف تبیین موضوع فوق صورت گرفته است و سعی دارد تا نقش و تاثیر فناوری اطلاعات در وضعیت كنونی تولید و ساخت كالاها را به تصویر بكشد. اهمیت این بررسی از آنجا ناشی می شود كه چند سالی است در كشور، افزایش تعداد واحدهای تولیدی و به تبع آن تحقق نسبی فضای رقابتی باعث گردیده تا توجه تولیدكنندگان و شركتهای صنعتی به كیفیت محصولات، افزایش سهم بازار و مسئله صادرات معطوف گردد. از همین رو به نظر مــی رسد دانستن تحولات صورت گرفته در بخشهای تولیدی جوامع پیشرفته می تواند در تعیین و شناخت بهتر مسیری كه سازمانهای تولیدی و صنعتی كشور برای ارتقای توان رقابتی خود باید طی كنند موثر واقع شود. در این مقاله شرح داده خواهد شد كه چگونه توسعــه های اخیر در حوزه فناوری اطلاعات به ویژه هوش مصنوعی و سیستم های خبره، وضعیت تولید در جوامع صنعتی را دگرگون ساخته است.
● فناوری اطلاعات
عصر فعلی را برخی عصر اطلاعات لقب داده اند. این نامگذاری شاید به این دلیل باشد كه امروزه اطلاعات به جزء تفكیك ناپذیر زندگی بشر تبدیل شده است. اگرچه اطلاعات از دیرباز در زندگی بشر تاثیر بسزایی داشته و انسان برای تصمیم گیریها و طی طریق همواره محتاج به آن بوده است ولی آنچه كه امروزه اهمیت آن را صدچندان كرده، شرایط نوین زندگی و افزایش سهم اطلاعات در آن است.
اختراع رایانه، امكان پردازش سریع و ذخیره حجم انبوهی از داده ها را فراهم آورد و پیشرفتهای بعدی در زمینه ارتباط بین رایانه ها و امكان تبادل داده بین آنها، تبادل و انتقال اطلاعات را در سطح وسیعی ممكن ساخت. این رویدادها به همراه سایر پیشرفتهای صورت گرفته در زمینه الكترونیك و ارتباطات اعم از میكروالكترونیك، نیمه هادیها، ماهواره و روباتیك به وقوع انقلابی در زمینه نحوه جمع آوری، پردازش، ذخیره سازی، فراخوانی و ارائه اطلاعات منجر گردید كه شكل گیری فناوری اطلاعات حاصل این رویداد بود.
براساس تعریف، فناوریهای اطلاعاتی مجموعه ای از ابزارها، تجهیزات، دانش و مهارتهاست كه از آنها در گردآوری، ذخیـــــره سازی، پردازش و انتقال اطلاعات (اعم از متن، تصویر، صوت و...) استفاده می شود.
در این میان نقش ابزارهای رایانه ای و مخابراتی به وضوح مشخص است. این فناوری به سرعت در حال رشد است و فعالیتها و سرمایه گذاریهای انجام شده در این زمینه به ویژه پس از ظهور پدیده اینترنت، بسیار چشمگیر است. دامنه علوم مرتبط با آن بسیار گسترده و وسیع بوده و مباحثی نظیر علوم رایانه و مهندسی نرم افزار، مخابرات، هوش مصنوعی، سیستم های اطلاعاتی مدیریتی، سیستم های پشتیبانی تصمیم، مهندسی دانش، فناوری چندرسانه ای، مدیریت اطلاعات، امنیت داده و اطلاعات، داد و ستد و ارتباطات انسان - رایانه، ارتباطات گروهی مبتنی بر رایانه، روباتیك و پایگاههای اطلاعاتی اینترنتی را شامل می شود.
پرتوهای این فناوری نوین بسیاری از زوایای زندگی انسان را فرا گرفته است و بسیاری از علوم و موضوعها را تحت تاثیر خود قرار داده است.
امروزه موارد استفاده فناوری اطلاعات را می توان در آموزش، مدیریت و سازمان، پزشكی، تجارت، امور نظامی، تولید و صنعت، تحقیقات، حمل و نقل، كنترل ترافیك و صنعت نشر به وضوح مشاهده كرد.
● اتوماسیون
جستجو به منظور یافتن راهی بهتر برای تولید قطعات، همواره عامل محرك و اساسی در خودكارسازی یا اتوماسیون بوده است. تعویض نیروی كار انسانی با ماشین را می توان ابتدایی ترین مرحله خودكارسازی تولید دانست كه حدوداً در سال ۱۷۷۵ میلادی به وقوع پیوست و انقلاب صنعتی نقش موثری در رابطه با آن داشت. دستگاه تراش و نقاله ها نمونه هایی از مكانیزاسیون ایجاد شده بودند. روند اتوماسیون، در سال ۱۹۵۲ با ساخت اولین ماشین NC در دانشگاهMIT وارد مرحله جدیدی شد كه مشخصه بارز آن عبارت بود از جایگزینی كنترل انسانی با كنترل خودكار ماشین. نوعی از اتوماسیون قابل برنامه ریزی بود كه عملیات آن به وسیله اعداد و نشانه ها كنترل می شد.
مجموعه ای از اعداد، یك برنامه را شكل می دادند كه ماشین را برای تولید قطعه هدایت می كرد. در نتیجه، در این نوع ماشین ها برای تولید محصول جدید، به جای اینكه ماشین تعویض گردد، تنها برنامه آن تعویض می شد كه این موضوع به بالارفتن سطح انعطاف پذیری منجر گردید. با ورود این فناوری به كارخانجات در دهه های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰، كنترل دستی جای خود را به كنترل عددی داد و به دنبال آن با ورود رایانه به عرصه تولید، این نوع كنترل نیز با كنترل كامپیوتری (CNC) جایگزین گردید و به تدریج استفاده از اتوماسیون نرم متداول گشت(۱). البته خودكارسازی، تنها محدود به فرایند تولیدی نمی شد و بخشهای اداری و مالی كارخانجات را نیز در بر می گرفت. درحقیقت سیستم هایی مانند پرداخت حقوق و دستمزد و صدور فاكتور از جمله نخستین كاربردهای رایانه در صنایع هستند. نمونه مهم دیگر در این زمینه، سیستم برنامه ریزی احتیاجات مواد (MATERIAL REQUIREMENT PLANNING) بود كه به منظور خودكارسازی عملیات برنامــه ریزی احتیاجات مواد طراحی گردید. از آنجا كه تمامی پیشرفتهای یادشده در این مرحله از اتوماسیون، تنها حول یك ماشین یا عملیات خاص صورت پذیرفت، واژهاتوماسیون نقطه ایبرای آن در نظر گرفته شد. در این نوع اتوماسیون، مواردی از كاربردهای ابتدایی فناوری اطلاعات به چشم می خورد.
در دهه ۷۰، با ظهور رایانه های ارزانتر و كارآتر و پیشرفتهای الكترونیكی و مخابراتی، اتوماسیون های نقطه ای نیز به تدریج گسترش یافته و با پیوستن به یكدیگر تبدیل به اتوماسیون های گسترده تری به نام جزایر اتوماسیون شدند. جزایر اتوماسیون نشانگر مجموعه ای از زیرسیستم های یكپارچه خودكار شده در كارخانه هستند. سیستم های تولید انعطاف پذیر، سیستم مدیریت تولید، سیستم های یكپارچه جابجایی و انبارسازی مواد و سیستم های CAM وCAD نمونه هایی از جزایر اتوماسیون ایجاد شده هستند. انگیزه غایی، همانا خواست انسان برای افزایش هرچه بیشتر اتوماسیون در سیستم تولیدی به منظور دستیابی به بهره وری بالاتر است.
باادامه فعالیت و تحقیق بر روی جزایر اتوماسیون، این جزایر نیز به مرور توسعه پیدا كرده و شروع به همپوشانی و رقابت با یكدیگر كردند.
این مسئله به همراه جایگزینی تدریجی اندیشه سیستمـی و كل نگر به جای اندیشه جزء نگرانه، همچنین پیشرفتهـای صورت گرفته در زمینه فناوری اطلاعات باعث شد تا برخی به فكر یكپارچه سازی كلیـه عملیات تولیدی با یكدیگر بیفتند و به این ترتیب موضـوع «تولید یكپارچه رایانه ای» COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING = CIM) مطرح گردید.
تولید یكپارچه رایانه ای اگرچه پایان تلاشهای محققان در خودكارسازی امور تولیدی و صنعتی نیست اما از آنجا كه نمایانگر خودكارسازی و یكپارچه سازی كلیه فعالیتهای مرتبط با تولید به وسیله به كارگیری رایانه ها، روبات ها و شبكه های ارتباطی در درون یك كارخانه است دارای اهمیت بسیار زیادی است.
● تولید یكپارچه رایانه ای
تولیدیكپارچه رایانه ای نوعی فناوری است كه می تواند به هر صنعت وابسته شده و توسط آن صنعت هدایت شود، بدین معنی كه هر صنعت برحسب مجموعه تجارب، نیازمندیها و موقعیتهای خاص خود، شرایطی ویژه برای تولید یكپارچه رایانه ای فراهم می آورد. از این رو، تعاریف و توصیفهای متفاوتی برای آن وجود دارد. در زیر نمونه هایی از توصیف های صورت گرفته ارائه شده است.
سیستم یكپارچه رایانه ای شامل رایانه ای كردن فراگیر و سیستماتیك فرایند تولیدی است. چنین سیستم‌هایی بااستفاده از پایگاه داده های مشترك، فعالیتهایی همچون طراحی به كمك رایانه، ساخت به كمك رایانه، مهندسی به كمك رایانه، انجام تست ها، تعمیرات و مونتاژ را یكپارچه می سازند.
(اسپریت، كمیسیون انجمن های اروپایی ۱۹۸۲) سیستم تولید یكپارچه رایانه ای عبارتست از به كارگیری یكپارچه اتوماسیون بر پایه رایانه و سیستم های پشتیبانی تصمیم گیری به منظور مدیریت فعالیتهای سیستم تولیدی، از طراحی محصول تا فرایند تولیدی و نهایتاً توزیع به انضمام مدیریت تولید و موجودی و مدیریت منابع مالی.
(هارن و براون ۱۹۸۴) سیستـم تولید یكپارچه رایانـه ای، پردازنـده های مواد و اطلاعات است كه سه زیر سیستم اصلی آنها عبارتند از: سیستم فیزیكی كارخانه، سیستم تصمیم و سیستم اطلاعاتی.
(مایر ۱۹۹۰) تولید یكپارچه رایانه ای عبارت است از علم و هنر خودكارسازی بااستفاده از یكپارچگی حاصل از فناوری اطلاعات در فرآیندهای تولیدی. (یومانز و همكاران ۱۹۸۶)
با كمی دقت در توصیفها و دیدگاههای مذكـور در مورد تولیـد یكپارچه رایانـه ای مـــی توان به نقش و اهمیت اطلاعـات و فناوریهای اطلاعاتی در تحقق سیستم تولید یكپارچـه رایانه ای پی برد. به بیان دیگر، می توان گفت كه این سیستم در طی روند توسعه فناوری اطلاعات به مانند فعالیت مهمی در كنار آن ظاهر گردیده و گسترش یافته است.برای بررسی نقش فناوری اطلاعات در این سیستم بهتر است كه ابتدا دیدگاه مذكور كمی شفاف تر شود. همانگونه كه هارن، براون و شیونان در كتابشان اشاره می كنند، درك مسئله این سیستم بستگی به زمینه تجربی و دیدگاه اشخاص نسبت به آن دارد. از این رو است كه نگرشها و دیدگاههای متفاوتی در رابطه با آن وجود دارد كه آنها در اثر خود به برخی از آنها اشاره كرده اند. آنچه در اینجا به عنوان ملاك در نظر گرفته می شود، دیدگاهی است كه خودهارن و همكارانش در مورد این سیستم ارائه كرده اند. این دیدگاه كه در شكل یك نشان داده شده است به لحاظ جامعیت و نگرش سیستمی، مناسبترین دیدگاه از بین دیدگاههای موجود به نظر می رسد .
طوط ارتباطی نشانگر یكپارچگی مجموعه عملیات و نیز نشاندهنده مدار بسته بازخورد اطلاعات هستند. به طور خلاصـه، مـی توان گفت كه تولید یكپارچه رایانه ای به معنی یكپارچگی جزایر اتوماسیون مرتبط با عملیات اداری - مالی، پشتیبانی مهندسی، مدیریت تولید و عملیات مربوط به سطح اجرایی است. این فرایند به وسیله ارتباطات رایانه ای و تسهیلات ذخیره سازی داده ها انجام می شود.
▪ CAD و فناوری اطلاعات:
در گذشته طراحی قطعات و محصولات به صورت دستی و بااستفـاده از میزهای بزرگ و ابزارهای نقشــــه كشی انجام می گرفت و نقشه ها غالباً برروی كاغذ ترسیم می شدند. به همین سبب طراحیها عموماً وقت گیر و پردردسر بودند. همچنین در صورت ترسیم اشتباه و یا تغییر طرح، اصلاح و رسم مجدد نقشه ها زمان زیادی را به خود اختصاص می داد. این مسئله در مواردی كه محصول از قطعات متعدد و پیچیده برخوردار بود نمود بیشتری داشت. نگهداری نقشه ها و مراقبت از آنها نیز مسئله دیگری بود كه هم فضای زیادی را می طلبید و هم زمان قابل توجهی را برای كدگذاریبایگانی و بازیابی مجدد به خود اختصاص می داد. بااین همه این نقشه ها تنها نمایانگر شكل و وضعیت هندسی و مكانی قطعات نسبت به یكدیگر آن هم به صورت دو بعدی بودند.
به تدریج با بكارگیری رایانـه در امر نقشــه كشی و ایجاد و توسعه نرم افزارهای CAD ، تحولی در امور طراحی به قوع پیوست. كاهش خطاهای طراحی و تولید، ایجاد تناسب میان نقشه و روشهای تولید، تشخیص آسان روابط اجزای قطعه در مرحله تحلیل، تسهیل در آمــاده سازی مستندات و بهبود یا افزایش استانداردهای طراحی از مزایای طراحی به كمك رایانه بودند.
امروزه باافزایش توان رایانه ها در ذخیره و پردازش داده و همچنین پیشرفتهای صورت گرفته در زمینه فناوریهای اطلاعاتی به ویژه هوش مصنوعی، امكانات و قابلیتهای سیستـــم های CAD به طور چشمگیری افزایش یافته است. نرم افزارهای پیشرفتهCAD امروزی، امكان ایجاد مدلهای توپر سه بعدی را برای طراح فراهم آورده اند. این نرم افزارها با بهره برداری وسیع از تكنیــك های هوش مصنوعی و به لطف سیستم های خبره تعبیه شده در آنها، قابلیت تجزیه و تحلیل طرحها را نیز دارا هستند. به عنوان مثال آنها قادرند جرم طرح، حجم طرح و مركز ثقل قطعات را محاسبه و تعیین كنند.
می توانند محل برخورد یا فصل مشترك قطعات مونتاژی را بررسی كنند و خواص مكانیكی قطعات نظیر تنش و یا جریان گرمایی را مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند. برخی از این نرم افزارها می توانند حركت قطعات را نیز مورد مطالعه قرار دهند و برخی دیگر قادرند نقاط و زمانهای بازرسی قطعه را تعیین سازند. آنها حتی پایگاه اطلاعاتی مورد نیاز تولید محصول را به وجود می آورند. پایگاه مذكور شامل تمام اطلاعات مربوط به محصول از دید طراحی، از اطلاعات هندسی، لیست مواد و قطعات، مشخصات مواد و غیره گرفته تا اطلاعات اضافی مورد نیاز برای تولید می شود. سیستم های قدرتمندCAD فعلی، همچنین قابلیت تبادل اطلاعات با سیستم های بانك اطلاعاتی و انتقال داده ها به سایر نرم افزارهای تولیدی را نیز دارا هستند كه این ویژگی، كارآیی آنها را به نحو چشمگیری افزایش داده است.
فناوری اطلاعات در طراحی فرآیند به كمك رایانه: یكی دیگر از جزایر اتوماسیون ایجاد شده در زمینه تولید، سیستم طراحی فرآیند به كمك رایانه (COMPUTER-AIDED PROCESS PLANNING=CAPP) است. این سیستم هـا بـه منظور انجام خودكار طراحی فرایند تولید قطعاتی كه در گذشته توسط متخصصان روشهای تولیـدی انجام می گرفت ایجاد گردیده اند. این سیستم ها از نظر یكپارچـــــه سازی اهمیت بسیاری دارند چرا كه یكی از نقاط كلیدی در ایجاد ارتباط میانCAD و CAM به شمار می روند. خروجیهای یك سیستم طراحی فرآیند عبارتند از: انتخاب عملیات مناسب و تعیین توالی عملیات مزبور بر روی قطعه، انتخاب ماشین آلات ضروری برای اجرای عملیات، تعیین ابزارآلات و فیكسچرها و همچنین دستورالعملهای اجرایی برای تنظیم دستگاه، مسیر حركت ابزارها، پارامترهای عملیات نظیر سرعت، مدت، میزان بار و... البته باید خاطرنشان ساخت از آنجا كه برنامه ریزی و طرح ریزی فرایند ساخت قطعات بسیار متكی به تجربه و قضاوت برنامه ریزان است، خودكارسازی كلیه فعالیتهای یادشده، كاری بس دشوار بوده و غالب سیستم های موجود طراحی فرآیند، توان اجرای تمامی فعالیتهـای فوق را ندارند، بلكه در اكثـر موارد تنهـا مــــی توانند خدمات پشتیبانی تصمیم گیری ارائه كنند.
نقش فناوری اطلاعات در سیستم طراحی فرآیند نیز بسیار مشهود است. به طور كلی در توسعه این نوع سیستم ها دو رویكرد مطرح است:
۱) رویكرد بهبودی یا متنوع؛
۲) رویكرد مولد یا بنیادی.
در رویكرد بهبودی كه اساس آن استفاده از فناوری گروهی و ابزارهای دسته بندی و كدگذاری است، از یك قطعه مركب اصلی برای نشان دادن دامنه اشكال تولیدی در یك خانواده استفاده می شود. هرگاه كه سیستم قطعه جدیدی را به عنوان عضوی از یك خانواده خاص شناسایی كرد، طرح ریزی فرآیند قطعه مركب آن خانواده را به گونه ای اصلاح می نماید كه بتواند طرح فرآیند آن قطعه جدید را ایجاد كند. سیستـم در این رویكرد، برای تعیین شكل قطعـات از تكنیك های طبقـه بندی قطعات استفاده كرده و آنها را با اشكال متناظـر در قطعات اصلی مطابقت مـــی دهد.
در رویكرد بنیادی، طرح فرآیند براساس اطلاعات موجود در پایگاه داده های تولید ایجاد می شود. در این رویكرد، سیستم طراحی فرآیند در شكل سیستـم های دانش - پایه و هوش مصنوعی و در برخی موارد نیز به صورت یك سیستمDSS عمل كرده و با دریافت اطلاعات جزئیات قطعه موردنظر، انواع عملیات تولیدی در دسترس و توانایی آنها برحسب دقت و تلرانس، تجربه مربوط به قطعات پیشین و... اقدام به طراحی فرآیند مناسب جهت قطعه می كند.
تلاش برای رایانه ای كردن خبرگی و منطق قضاوت مورد نیاز در عملكرد طرح ریزی فرآیند قطعات همچنان ادامه دارد.
▪ برنامه ریزی منابع تولید و فناوری اطلاعات:
سیستم مدیریت تولید (MRP II) به دلیل یكپارچگی كه در عملیات مختلف تولیدی به وجود می آورد، یكی از جزایر مهم اتوماسیون محسوب می شود. این سیستم كه صورت تكامل یافته برنامه ریزی منابع تولید است ، سیستم نسبتاً كاملی است كه رویكردی یكپارچه را برای مدیریت منابع تولیدی ارائه می دهد و شامل توابع عملیاتی و مدولهای متعددی نظیر سربرنامه تولید(MASTER PRODUCTION SCHEDULE=MBS) ، برنامـــه ریزی سرانگشتی ظرفیت، برنامه ریزی احتیاجات ظرفیت، كنترل فعالیت تولید، خرید و مدولهای مالی می شود.
سیستم مدیریت تولیـد را می توان یك سیستم یكپارچه ارتباطی و پشتیبانی تصمیــــم گیری دانست كه كلیه فعالیتهای تولیدی - تجاری را پشتیبانی می كند. از جمله مهمترین عللی كه به استفاده گسترده از این سیستم به عنوان یك تكنیك مدیریت تولید منجر گردیده است، استفاده آن از قابلیتهای رایانه برای ذخیره سازی و دستیابی به حجم بالایی از اطلاعات است كه این امر خود برای هر شركت ضروری می نماید. علاوه براین& سیستم مدیریت تولید به ایجاد هماهنگی و یكپارچگی میان فعالیتها و قسمتهای مختلف مانند مهندسی تولید و مواد در واحد تولیدی كمك می كند.
سیستـم هایMRP II به تدریج از سیستـــم های ذخیره داده ها به صورت فایل، به سیستم های مدیریت پایگاه داده تبدیل شده و به طور خاص به سیستم های پایگاه داده های ارتباطی گرایش یافتــه اند. به عبارت دیگر، داده ها باید به گونه ای ذخیره گردند كه از طرفی از ذخیره سازی زائد آنها در جاهای مختلف اجتناب شود و از طرفی دیگر دستیابی به هر حالت دلخواه (اعم از جستجو یا گزارش) را تسهیل سازند. پایگاه داده های تولید مورد نیاز این سیستم شامل اطلاعات اصلی قطعات (نظیر شماره قطعه، شرح، واحد شمارش، سیاست اندازه انباشته، موقعیت در انبار و...) اطلاعات موجودی، لیست مواد، اطلاعات مسیر (مجموعه عملیات ساخت یا مونتاژ قطعه)، اطلاعات مراكز كاری (ظرفیت، هزینه و...) و اطلاعات ابزارآلات می شود.
باتوجه به حجم زیاد داده های مورد نیاز سیستـم های MRP II و درنظرگرفتن این نكته كه كارآیی این سیستم ها بستگی زیـادی به صحت و به روز بـــودن داده های مذكور دارد، لذا می توان گفت كه ایجاد مكانیسم هایی جهت جمع آوری اتوماتیك داده های یادشده می تواند میزان استفاده از این سیستم ها و همچنین كارآیی آنها را به نحو چشمگیری افزایش دهد. این موضوعی است كه مورد توجه پژوهشگران مسائل تولیدی واقع شده است به گونه ای كه امروزه سیستم های خودكار جمع آوری داده ها با سیستم های ردیابی مواد در MRP II مرتبط گشته و در نتیجه یك سیستم بلادرنگ برای دسترسی آنی به اطلاعات قطعات در جریان ساخت فراهم گردیده است.▪ فناوری اطلاعات و كنترل كیفیت:
به طور سنتی وظیفه كنترل كیفیت با بهره گیری از روشهای بازرسی دستی و رویه های نمونه برداری آماری انجام می گرفته است. روشهای دستی عمومـــاً وقت گیـر بوده و به پرسنل ماهر و صرف دقت بسیار نیاز داشت. در ضمن به دلیل نمونه برداری امكان ارائه محصول معیوب به بازار نیز وجود داشت. همچنین در روشهای مذكور غالباً قطعه از مجاورت ماشین برداشته شده و به ناحیه جداگانه ای منتقل می شد كه این امر بعضاً موجب بروز تاخیر و یا ایجاد گلوگاه در زمان بندی تولید می گردید.
آنچه در حال حاضر به عنوان كنترل كیفیت به كمك رایانه مطرح است، استفاده از قابلیتهای رایانه، حساسه ها، سیستم های بینائی مصنوعی، تكنیك های هوش مصنوعی و سیستم های خبره در بازرسی و تست قطعات است.
▪ فناوری اطلاعات در سایر جزایر اتوماسیون:
با نگاهی به وضعیت جزایر اتوماسیون می توان دریافت كه نقش فناوری اطلاعات در آنها شبیه به یكدیگر بوده و بیشتر در رابطه با نیاز آنها به حجم زیاد اطلاعات و استفاده از قابلیت ذخیره و پردازش داده ها توسط رایانه های پیشرفته و همچنین تلاش در جهت به كارگیری اتوماسیون تصمیم گیری به وسیله سیستم های خبره و سایر تكنیك های هوش مصنوعی است. در مورد سایر جزایر اتوماسیون نیز وضع به همین صورت است.
سیستم انباشت و برداشت خودكار كه به آن انبار اتوماتیك نیز گفته می شود سیستمی است كه مواد را بااستفاده از جرثقیل های تحت كنترل رایانه انبار كرده و در موقع لزوم فراخوانی می كند. سیستم مزبور هر پالت دریافتی را نوعاً بااستفاده از سیستم باركد شناسایی كرد، یك موقعیت خالی و مناسب در قفسه ها را برای آن انتخاب می كند و جرثقیل را در مسیری كه به موقعیت مزبور منتهی می شود هدایت می كند. همچنین زمانی كه درخواستی برای فراخوانی یك پالت انبار شده می رسد، رایانه موقعیت آن را شناسایی كرده و جرثقیل را برای برداشتن پالت مورد نظر به آن موقعیت هدایت می كند.
روبات ها از دیگر مصادیق و كاربردهای سیستم های دانش پایه و خبره هستند. روبات صنعتی یك ماشین همه منظوره و برنامه پذیر است كه ویژگیهای خاصی از انسان را داراست. از روبات ها در كارهایی نظیر انتقال و جابجایی مواد، جوشكاری، روكش كاری، مونتاژ قطعات و بازرسی استفاده می شود. امروزه تلاش زیادی در جهت هوشمندسازی روبات ها و افزایش توان آنها در شناخت تغییرات محیطــی (و به تبع آن انجام واكنش مناسب) صـورت می گیرد.مایر معتقد است كه یك روبات هوشمند باید قادر به حس كردن (دیدن و لمس كردن)، فكركردن (تصمیم سازی) و فعالیت كردن (حركت و كنترل كردن) باشد. او كاربرد هوش مصنوعی در رابطه با مسائل روبات ها را در چهار موضوع مهم می داند كه عبارتند از: طراحی، انتخاب روبات، نحوه استقرار فضای كار، برنامه ریزی و نگهداری و تعمیرات.
سیستم هایCAM نیز از اهمیت ویژه ای در تولید برخوردارند. یك سیستم CAM شامل برنامه ریزی، برنامه ریزی تولید، ماشین كاری، مونتاژ، و نگهداری و تعمیرات است كه در زمینه ماشین كاری و مونتاژ از فناوری هوش مصنوعی و روبات ها به طور چشمگیری استفاده می شود.
هر یك از جزایر اتوماسیون به انبوهی از داده ها و اطلاعات نیازمند است كه در قالب پایگاههای داده در این سیستم ها ساختاردهی شده و در موقع لزوم فراخوانده می شوند. اطلاعات مورد نیاز برخی از این جزایر در كتاب «یومانز» تشریح شده است(۲).
▪ فناوری اطلاعات و ارتباط جزایر اتوماسیون:
یكی از مزایای تولید یكپارچه رایانه ای این است كه در آن، آگاهی فزاینده ای در مورد نیاز به طراحی برای تولید و مونتاژ وجود دارد. به عبارت دیگر، سعی می شود كه طراحی محصول به گونه ای انجام گیرد كه امكان ساخت و مونتاژ آن با دستگاهها و تجهیزات موجود وجود داشته و حتی المقدور به سهولت انجام شود.
همچنین در صورت یكپارچگی اطلاعاتی اگر در قسمتی از داده ها و برنامه ها تغییراتی رخ دهد، پیامد آن در سرتاسر سیستم اعمال شده و سیستم باتوجه به شرایط جدید بهینه می گردد. در مجموع، یكپارچگی، كارآیی سیستم را افزایش داده و زمان پیشبرد قطعه را به میزان قابل توجهی كاهش خواهد داد. اما در این میان مشكلی وجود دارد. از آنجا كه جزایر اتوماسیون به طور جداگانه شكل گرفته و هریك برای حل مشكل خاص و یا خودكارسازی فرایند مشخصی توسعه یافته اند ایجاد ارتباط بین آنها دشوار و پر دردسر است. عدم وجود ساختار یكسان و مورد توافق باعث گردیده كه فروشندگان اینگونه سیستم ها، محصولاتشان را به راههای مختلف آماده كنند و در نتیجه شركتهای تولیدی با دشورایهای بزرگی برای یكپارچه كردن محصولات خریداری شده از فروشندگان مختلف روبرو شوند.
در ایجاد ارتباط میان جزایر اتوماسیون، میلر و همكارانش سه نوع یكپارچه سازی را ضروری شمرده اند: یكپارچگی فنی، یكپارچگی رویه و یكپارچگی در هدف. یكپارچگی فنی به ایجاد ارتباط الكترونیك میان مناطق مختلف عملیاتی می پردازد.
یكپارچگی رویه هنگامی به دست می آید كه یك نگرش یكسان در مورد چگونگی تعبیر و تفسیر اطلاعات بر گروههای مختلف عملیاتی حاكم باشد. در نتیجه، این گروهها كه اطلاعات را میان یكدیگر مبادله می كنند، توانایی استفاده از رویه های مشترك و مناسب را خواهند داشت. در نهایت، یكپارچگی در هدف زمانی به دست می آید كه نواحی مختلف عملیاتی (یا جزایر اتوماسیون) از داده ها و اطلاعات مشترك جهت نیل به اهداف عمومی مشترك استفاده كنند.
موضوع قابل توجه دیگر در این زمینه، نحوه ارتباط جزایر اتوماسیون با مدیریت تولید است این ارتباط توسط كنترل فعالیت تولید صورت می گیرد.
در بین تلاشهایی كه در جهت ایجاد یك رویه استاندارد برای ساخت سیستم های تولید یكپارچه رایانه ای انجام گرفته پروژه اروپایی برنامه استراتژیك اروپایی برای تحقیق و توسعه در فناوری اطلاعات یكی از موارد جالب توجه است. هدف اساسی این پروژه كه پایه كتاب یومانز و همكارانش (۱۹۸۵) را تشكیل می داد ارائه ساختاری برای سیستم های تولید یكپارچه رایانه ای در اروپا بود. بدین منظور آنها در مطالعه خود ابتدا سعی در تقسیم و مدوله كردن كل تولید یكپارچه رایانه ای در زیر سیستم های مجزای عملیاتی و شرح حداقل مشخصات و مسئولیت هر زیرسیستم و تعیین انواع داده های ورودی و خروجی آنها كرده و پس از آن، نحوه ارتباط بین زیرسیستم ها و روابط آنها با یكدیگر را مورد بحث قرار داده اند. آنها موضوعهایی همچون حفاظت شبكه، قابلیت اطمینان، سازمانهای سخت افزاری، پروتكل ها و نگهداری و تعمیرات را موارد حائز اهمیت در حوزه ارتباطات در شبكه دانسته اند.
یومانز و همكارانش همچنین انواع ارتباطات در سیستم تولید یكپارچه رایانه ای را به سه دسته كلی ارتباطات در فاز طراحی، ارتباطات در مرحله ساخت و ارتباط این دو قسمت با یكدیگر تقسیـم و هریك را به طور جداگانه تشریح كرده اند. به عنوان نمونه آنها در ارتباطات طی مرحله ساخت، سه نوع شبكه منطقی(۳) تعریف می كنند:
۱) شبكه كنترل برای راندن و به جریان انداختن ماشین ها، روبات ها؛
۲) شبكه نظارت برای محافظت و اطمینان از صحت عملكرد زیر سیستم ها؛
۳) شبكه مدیریت برای بهینه سازی عملیات خط تولید.
لازم به ذكر است از آنجا كه ایجاد ساختار متنوعی از سیستم تولید یكپارچه رایانه ای به گونه ای كه تمامی نیازمندیهای كلیه شاخه های صنایع تولیدی را پوشش دهد غیر ممكن است، دامنه مدل آنها محدود به فعالیتهایی شد كه مستقیماً مربوط به طراحی و تولید محصولات و قطعات ماشین كاری شده در بخش مهندسی مكانیك بودند.
در این جا مجدداً یادآوری می شود كه میزان یكپارچگی و سطح اتوماسیون در صنایع مختلف متفاوت بوده و هر شركت تولیدی به فراخور پیچیدگی و شرائط حاكم بر آن و در نظر گرفتن موقعیتها و نیازهایش در این مسیر گام برداشته است. از همین رو، فعالیتهای تحقیق و توسعه در زمینه خودكارسازی تولید و كارآمدتر و هوشمندتر كردن جزایر اتوماسیون هنوز هم ادامه دارد و قابلیتها و توانمندیهای هریك از این جزایر با توجه به توسعه روزافزون فناوری اطلاعات و كاهش دائمی هزینه فناوری رایانه، در حال تغییر، تكامل و پیشرفت است.
جمع بندی
در این مقاله ابتدا با بیان تاریخچه ای از روند اتوماسیون تولیدی، وضعیت فعلی تولید در شركتهای پیشرو به تصویر كشیده شد. در این رابطه با اشاره به موضوع سیستم تولید یكپارچه رایانه ای و ساختار آن، پیشرفتهای صورت گرفته در امور مختلف تولیدی اعم از طراحی، برنامه ریزی فرایند، ساخت، كنترل كیفیت، مدیریت تولید و ایجاد جزایر اتوماسیون و همچنین نقش فناوری اطلاعات در موارد مذكور تشریح گردید. پس از آن نیز به موضوع ارتباط بین جزایر اتوماسیون و اهمیت آن از دید فناوری اطلاعات پرداخته شد. در قسمتهای مذكور شرح داده شد كه چگونه تكنیك های هوش مصنوعی، سیستم های پشتیبانی تصمیم و سیستم های خبره موجب روانــی در كارها و خودكارسازی فرایندها شده اند. در مورد تاثیر سایر فناوریهای اطلاعاتی در محیط نوین تولیدی نیز مطالبی ارائه شد. در مجموع می توان گفت كه فناوری اطلاعات، روشهای جدید كار را به همراه داشته و باعث كاهش هزینه ها، بهبود كیفیت انجام امور تولیدی و افزایش سرعت تولید شده است.

منابع و ماخذ
۱ - براون، جیمی، (و) هارن، جان، (و) شیونان، جیمز، سیستم های مدیریت تولید (با نگرشی یكپارچه)، ترجمه مهدی غضنفری و سروش صغیری ، تهران، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، ۱۳۷۹.
۲ - حسنوی، رضا، مبانی تكنولوژی طراحی و تولید به كمك كامپیوتر، تهران، موسسه آموزشی و تحقیقاتی صنایع دفاع، ۱۳۷۹.
۳ - خسروی، طاهره، مهندسی اطلاعات - ضرورت همراهی با دنیای پرشتاب تحولات، نشریه صنایع، شماره ۲۵ و ۲۶.
۴ - بهان، كیت، (و) هولمز، دیانا، آشنایی با تكنولوژی اطلاعات، ترجمه مجید آذرخش و جعفر مهرداد، تهران، انتشارات سمت، ۱۳۷۷.
۵ - PARKER, KEVIN (NOVEMBER ۲۰۰۰) PERMANENT REVOLUTION, MANUFACTURING SYSTEMS (www.manufacturing.net)
۶ - YEOMANS, R.W., CHOUDRY, A. AND TEN HAGEN, P.J.W (۱۹۸۵) DESIGN RULES FOR A CIM SYSTEM. AMSTERDAM: NORTH HOLLAND.
۷ - MEYER, WOLFGAN (۱۹۹۰) EXPERT SYSTEMS IN FACTORY MANAGEMENT KNOWLEDGE - BASED CIM. WEST SUSSEX: ELLIS HORWOOD.
۸ - ALLEGRI, THEODORE, H. (۱۹۸۹) ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY. TAB BOOKS.
۹ - MILLER, RICHARD, K., CMFGE AND WALKER, TERRI C. (۱۹۸۸) ARTIFICIAL INTELLIGENCE APLICATIONS IN MANUFACTURING. PRENTICE HALL.
۱۰ - SOLIMAN, F., YOUSSEF, M. (۲۰۰۱) THE IMPACT OF SOME RECENT DEVELOPMENTS IN E-BUSINESS ON THE MANAGEMENT OF NEXT GENERATION MANUFACTURING, INTERNATIONAL JOURNAL OF OPERATION & PRODUCTION MANAGEMENT, VOL.۲۱, N.۵۱۶, PP.۵۳۸-۵۶۴.
۱۱ - LAWLESS, GRANT, W.,(۲۰۰۰) INFORMATION TECHNOLOGY FOR MANUFACTURING: WHERE HAS IT BEEN-WHERE IS IT HEADING?, JOURNAL OF INFORMATION TECHNOLOGY, VOL.۱۶, N.۴, PP.۲-۴
۱۲ - KUSIAC, ANDREW (۱۹۹۰) INTELLIGENT MANUFACTURING SYSTEMS. ENGLEWOOD CLIFFS, NJ: PRENTICE HALL.
پانوشتها
۱ - در این نوع اتوماسیون، (برخلاف اتوماسیون سخت) مجموعه عملیات ممكن، توسط تركیب ماشین آلات مشخص نمی گردد، بلكه عملیات مزبور محدود به برنامه ها و نرم افزارهای در دسترس است.
۲ - به منظور آگاهی بیشتر در رابطه با چگونگی به كارگیری سیستم های خبره و تكنیك های هوش مصنوعی در جزایر اتوماسیـون و نیز اطلاع از سیستم های موجود در این زمینه، به نوشته های مایر، كیسیاك و یا میلر و همكارانش (مراجع (۷)، (۱۲) و (۹) مراجعه شود.
۳ - یك شبكه منطقی عبارتست از یك سیستم توزیع شده شامل پردازشگرها، نرم افزار و شبكه فیزیكی كه برای انجام فعالیت خاصی طراحی شده است.
نوشته شده توسط سیدمحسن مرتضوی: كارشناس ارشد مهندسی صنایع و محقق دانشگاه صنعتی مالك اشتر

منبع : پورتال مديريت فناوري اطلاعات