ارتقای فرآیند صنعت فلزات

ارتقای فرآیند صنعت فلزات – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  مکانیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

استفاده از روال شبیه سازی برای ارتقای فرآیند در صنعت فلزات

چکیده

شرکت هایی که در عرصه صنعت فلزات حضور دارند خواستار یافتن راه حل هایی برای افزایش کیفیت خدمات و بهره وری عملیاتی می‌باشند، اما این امر یک دستاورد آسان و ساده نخواهد بود، مخصوصاً در صورتی که شرکت مد نظر بزرگ (دارای خطوط تولید مختلفی) باشد و علاوه بر این از انواع فلزات مختلف به عنوان مواد اولیه استفاده نماید. این مقاله نسبت به بررسی تمرکز یافتگی بر روی تولید فلز خاص و بهره گیری از یک واحد انحصاری به جای داشتن واحدهای مختلف اقدام می‌کند. روش تحقیقاتی این مقاله شبیه سازی بوده و تمرکز اصلی بر روی یافتن تأثیرات و مزیت های احتمالی سناریوی تمرکز یافتگی می‌باشد. بر این اساس دو مدل شبیه سازی مختلف در این مقاله مدنظر قرار گرفته اند. نتایج بدست آمده از روال های شبیه سازی معرف آن می‌باشند که امر متمرکز یافتگی باعث افزایش سودمندی و کارایی یک واحد انتخابی تنها به میزان ۳، ۱۲% می‌گردد، که به معنای آن خواهد بود که می‌توان این مقوله را به آسانی انجام داد. نتایج بدست آمده همچنین معرف این مورد می‌باشند که طرح تمرکز یافتگی قابلیت ارتقای عملیات (حذف فاز های عملیاتی و لوجستیک) را به میزان قابل توجهی خواهد داشت.

ارتقای فرآیند صنعت فلزات

۱- مقدمه

در حال حاضر نیاز جهت ارتقای عملیات به عنوان یک نقطه عطف در صنعت فلزات مطرح می‌باشد. شرکت ها تمایل دارند تا نسبت به ارتقای کیفیت خدمات و به حداکثر رسانی بهره‌وری صنایع خود اقدام نمایند، اما این مورد به عنوان یک دستاورد آسان، در جهت یافتن راهی به منظور کارا ساختن بیشتر فرآیند پیش روی، بدون بکارگیری ابزارهای متناسب و موثر، مطرح نخواهد بود. ابزار مناسب برای این راهکار بهره‌گیری از رویه شبیه سازی می‌باشد که قابلیت فراهم آوردن اطلاعات در خصوص تأثیرات روالهای ارائه شده و راه حل‌های مختلف، آن هم بدون اجرا و پیاده سازی حقیقی آن، را خواهد داشت. مطالعات زیادی در زمینه به کارگیری روال شبیه سازی جهت اعمال فرآیند برش فلزات انجام شده است، اما اغلب آنها، بجای بررسی عملیات کلی مربوط به خط تولید، بر روی فرآیندهای برش یا ریخته گری تمرکز داشته اند. با این وجود، مقاله‌های انتشار یافته اندکی وجود دارند که در آنها مسایل مربوط به بهره وری مضامین کلی خط تولید مورد بررسی قرار گرفته‌اند. مامولیز و همکاران (۱۹۹۰)، بطور مثال، از روال شبیه سازی جهت بررسی تأثیر حداقل مقدار محتمل برای تولید استفاده نموده و از قابلیت پالت‌ها در زمینه بهره‌گیری از ادوات ماشینی و در خلال زمانهای سفارش استفاده نمودند. تاپلین و همکاران (۲۰۰۴) تمرکز خود را بر روی مواد قراضه، سرباره و مسئله انتشار دی اکسید کربن بواسطه مصرف انرژی و حمل و نقل جلب نموده و علاوه بر این مسایلی چون بهره بری و هزینه ها در طی سیکل مواد فلزی را مورد کنکاش قرار دادند. با این وجود، این مطالعات به طور کلی عملیات یک واحد تولیدی انحصاری را مورد بررسی قرار می‌دهند.

در این مقاله احتمالات و مزیت های تمرکز یابی مورد بررسی قرار می‌گیرد. این بررسی به دو بخش تقسیم می‌شود. در ابتدا تأثیرات متمرکز شدگی مورد بررسی قرار می‌گیرند. هدف اصلی این فاز، یافتن این موضوع می‌باشد که تمرکز یابی به چه میزان باعث افزایش سود مندی واحد تولیدی خاص شده و آیا به طور کلی این نکته امکان پذیر خواهد بود تا خط تولید را به سمت یک واحد تولیدی خاص سوق داد یا خیر. فاز دوم این مبحث بر روی یافتن این موضوع متمرکز خواهد شد که آیا چنین دیدگاهی به طور حقیقی قابلیت ارتقای عملیات از نقطه نظر نگرش کلی شرکتی را خواهد داشت و یا خیر و در صورتی که جواب مثبت باشد معیارها و مقیاس های مربوطه کدام خواهند بود.

ارتقای فرآیند صنعت فلزات

۲- فرآیند برش فلزات

فرآیند برش صفحات فلزی شامل ۴ فاز مختلف می‌باشد. این فازها عبارتند از:

• برنامه ریزی

• تهیه و قراردهی ورق فلزی

• برش

• حمل و نقل محصول نهایی به انبار

این فرآیند با برنامه ریزی آغاز می‌شود. هر سفارشی به صورت منحصر بفرد بوده و ماشین برش را می‌بایست به منظور بریدن شکل های مورد نیاز و مطلوب تحت برنامه نویسی قرار داد. پس از فاز برنامه‌ریزی، ورقه فلزی از محل ذخیره به داخل ماشین قرار می‌گیرد.

ارتقای فرآیند صنعت فلزات

۳- بررسی تأثیرات تمرکزیابی از طریق استفاده از شبیه سازی

شبیه سازی به عنوان یک انتخاب طبیعی برای روش تحقیقاتی مطرح می‌باشد و علت آن نیز قابلیت چنین روشی جهت ارائه اطلاعات عددی در زمینه عملیاتی بوده و بعلاوه این مقوله می‌تواند تأثیرات سناریوهای جایگزین را بدون پیاده سازی اولیه آنها مشخص سازد. در این حالت، تمرکز اصلی بر روی داشتن یک روال تمرکزی خاص در رویه تولید فلزات می‌باشد و علاوه بر این ۵ نوع فلز خاص معمولی نیز تحت بررسی دقیق قرار گرفتند. در ساخت چنین مدلی رویه تولید تمامی ‌۹ کارخانه به صورت ترکیبی ارائه شد.

۱-۳ تعاریف ساختاری مدل شبیه سازی

این مدل با استفاده از نرم افزار شبیه سازی مدل سرویس، توسعه یافت. این مدل توسعه، از طریق تعاریف ساختاری کار خود را آغاز می‌نماید. تعاریف ساختاری شامل چهار فاز مختلف می‌باشد که با تعاریف موقعیت یابی آغاز می‌گردند. کلیه نواحی عملیاتی در این مدل با استفاده از عناصر گرافیکی نرم افزار مدل سرویس مشخص گردیدند. پس از بوجود آوردن نواحی عملیاتی، مسیرهای هویت های مشخص شده در مدل ساخته شد.

۲-۳ تعاریف عملیاتی مدل شبیه سازی

پس از تعاریف ساختاری، نوبت به تعریف لاجیک یا منطق مدل و رفتار آن می‌باشد، یا به عبارت دیگر لازم است تا نسبت به تعریف مقوله های مربوط به عملیات اقدام شود. تعریف عملیاتی از طریق تعریف روزهای تولید در یک مدل آغاز می‌گردد. دوره زمانی تحت بررسی ۱/۱/۲۰۰۶-۱/۱۲/۲۰۰۷ بود. کلیه روزهای تولید که در این مدل تعریف گردیدند، در خلال این دوره زمانی و بر مبنای مقادیر واقعی استوار بوده و خود از داده های حقیقی استخراج شده بودند.

تعاریف زمانی به شرح ذیل می‌باشند:

• برنامه ریزی: ارزش تخمینی ۱۵ دقیقه

• قراردهی ورق فلزی : ۵ الی ۱۰ دقیقه. بواسطه آنکه هر مقدار بین حداقل و حداکثر مقادیر به صورت مساوی ممکن خواهد بود، و بر این اساس توزیع یکپارچه u(7.5,2.5)، مورد استفاده قرار گرفت.

• برش: مدت عملیات بر مبنای حداکثر سرعت برش ماشین برشکاری تعیین شد. این ارزیابی برای حداکثر ظرفیت برش به میزان ۶۰۰۰ کیلوگرم در هر ۲۴ ساعت، ۲۵۰ کیلوگرم در هر ساعت مشخص شد. این بدان معناست که اندازه ورق فلزی معرف زمان عملیاتی دقیق در این فاز فرآیند می‌باشد.

• انتقال محصول نهایی شده با این حالت تناسبی نداشته، بنابراین هرگونه تعاریفی که در رابطه با حمل و نقل می‌باشد لحاظ نشده است.

تعاریف عمیاتی نهایی که قبل از آنکه این مدل برای کار آماده شود باید آنها را در نظر داشت و همچنین روال های عملکردی کامل به صورت تعاریف ویژه خواهند بود.

۳-۳٫ اجرای شبیه‌سازی و نتایج

قبل از انجام شبیه‌سازی واقعی تعاریف پارامتری ذیل اعمال گردید:

• زمان شبیه‌سازی: ۱/۱/۲۰۰۶-۱/۱۲-۲۰۰۷

• زمان عملیاتی کارخانه ۲۴ ساعت در روز، به جز آخر هفته که کلیه کارخانجات تعطیل بودند.

• تعداد تکرارها: ۱۰

با توجه بدان که قابلیت / سرعت برش به میزان ۶ هزار کیلوگرم در ساعت می‌باشد و مجموع کلی مقدار فلزات نیز ۹۷۶۰۱ کیلوگرم است، میزان ۲۴ ساعت بعنوان روزهای تولید تقریبا با توجه به تولید ۲۴ ساعته روزهای تولید تقریبا ۱۶ روز برآورد شده است.

ارتقای فرآیند صنعت فلزات

۴- بررسی مزیت‌های تمرکز یابی

مزیتهای تمرکز یابی از طریق آنالیز تاثیرات سفارشات ترکیبی از واحدهای مختلف به یک سفارش خاص مورد بررسی قرار گرفت. ایده‌ کلیدی در این خصوص بدین صورت مطرح می‌شود که یک سفارش به ندرت از کلیه موادی که به دستگاه برش تغذیه می‌شوند استفاده می‌کند.

۱-۴٫ ساخت مدل شبیه‌سازی

مدل شبیه‌سازی برای انجام این بررسی از طریق استفاده از نرم‌افزار میکروسافت اکسل و اسکریپت‌های زبان ویژوال بیسیک ساخته شد. متغیر تصمیم‌گیری پنجره سفارش بوده است. نقاط کلیدی و قواعد این مدل به شرح ذیل می‌باشد:

• کلیه سفارشات که نیازمند فلزات خاص می‌باشند در یک کارخانه تولیدی خاص تولید شدند.

• ظرفیت تولید روزانه به میزان ۵ هزار کیلوگرم تعیین شد.

• پنجره سفارش بعنوان یک متغیر در حال تغییر مدنظر می‌باشد (سنجش بصورت روزانه، مقادیر ۱۴-۴).

  • در صورتی که پنجره سفارش منقضی شده باشد یا سفارش بعدی بسیار بزرگ باشد، سفارش ترکیبی به کارخانه تولیدی ارجاع داده شده و سفارش جدید باز می‌شود.

  • در غیر اینصورت سفارشات نگه داشته شده و بصورت اصلی تکمیل می‌گردند.

متاسفانه برآوردهای دقیق (بلندی، پهنا) هر سفارش موجود نبوده، بنابراین اینگونه تصور نمودیم که هر سفارش را می‌توان تا زمانی که وزن مجموع کمتر از ظرفیت تولید روزانه ۵ هزار کیلوگرم باشند، را می‌توان با یکدیگر ترکیب نمود.

۲-۴٫ نتایج انجام شبیه‌سازی

نکته کلیدی مشخص شده آن است که هر چه یک پنجره سفارش بیشتر باز شده باشد میانگین سفارش نیز بیشتر خواهد بود. و در حالتی که انواع فلزاتی که به ندرت استفاده شده‌اند نظیر Raex B24 ، تعداد سفارشات بسیار کوچک بوده و یا آنکه بسیار پراکنده می‌باشند و بدین صورت منفعتی برای عملیات حتی برای مواردی که به مدت ۱۴ روز طول می‌کشند وجود نخواهد داشت، اما در حالتی که از فلزاتی استفاده شود که غالبا بکار گرفته می‌شوند، نظیر ۱٫۴۴۰۴ ۱D و AW 5774 ، میزان سودمندی زیاد خواهد بود.

ارتقای فرآیند صنعت فلزات

۵- مباحث و تحقیقات آتی

هدف اصلی این مطالعه یافتن تاثیرات تمرکز یافتگی تولید فلزات خاص در یک کارخانه واحد بجای ۹ کارخانه می‌باشد و علاوه بر این، تعیین مزیت استفاده از این راهکار برای کل کارخانه نیز مدنظر خواهد بود.

به منظور یافتن پاسخهای مربوطه، دو مدل شبیه سازی مختلف بوجود آمد. اولین روش شبیه‌سازی بر روی این مقوله متمرکز شده بود که آیا امکان ایجاد تمرکز تولید می‌تواند وجود داشته باشد یا خیر و همچنین تاثیرات این امر برای واحد تولیدی خاص نیز مورد توجه قرار گرفته است. نتایج این شبیه‌سازی نشان دهنده آن است که تولید فلزات خاص را می‌توان تا زمانی که نرخ سودمندی (تولید فلزات دیگر) واحد تولیدی خاص در حال حاضر کمتر از ۹۶، ۸۸% باشد بصورت متمرکز انجام داد.

…

متاسفانه، بواسطه داده‌های عرضه شده امکان محاسبه میزان دستاوردهای دقیق مالی که بواسطه تمرکز یابی حاصل شده‌اند وجود ندارد. با وجود آنکه سطح دارای جزئیات داده‌ها نسبتا اندک می‌باشد، می‌توان نشان داد که تمرکز بر روی سفارشات فلزی خاص در یک شرکت تولیدی بعنوان یک ایده منطقی مورد توجه خواهد بود.

با وجود آنکه ما نتایج خوبی را حاصل نمودیم و روال تمرکز یابی به نظر باعث ارتقای عملیات کل کارخانه گردیده است، هنوز نیز تحقیقات آتی بسیاری را باید انجام داد، قبل از آنکه بتوان اینگونه اذعان داشت که میزان ارتقای حاصل شده چقدر است و کدامیک از واحدها را باید بعنوان واحد تولیدی برای کلیه فلزات خاص مدنظر قرار داد. به منظور بدست آوردن محاسبات دقیق مرتبط با تاثیرات تمرکز یابی، استفاده از سیکل‌های بازیافت مواد و فلزات را باید تحت بررسی دقیق‌تر در آینده قرار داد. این امر بدان معنا است که روال بکارگیری یک ورق فلزی واحد قبل و بعد از فاز برش را باید تحت بهینه‌سازی قرار داد.