سیستم تولید سلولی؛ اجزا و ویژگی‌ها، مزایا و محدودیت‌ها

سیستم تولید سلولی چیست؟

سیستم تولید سلولی تعریف ساده و در عین حال جالبی دارد؛ مزایای دو روش تولید پیوسته و گسسته را بردارید و معایب آن‌ها را حذف کنید، به همین سادگی شما به تعریف تولید سلولی رسیدید. در تولید سلولی، دستگاه‌‌ها، ابزارها و کارکنانی که وظیفه تولید محصولی خاص را دارند، کنار یک‌دیگر قرار می‌گیرند. به این شکل که در یک خط تولید سلولی مجموعه‌ای از قطعات و محصولات در یک ایستگاه کاری ساخته و آماده می‌شود و به ایستگاه بعدی می‌رود. در واقع می‌توان گفت هر ایستگاه کاری از قواعد تولید پیوسته پیروی می‌کند و ارتباط بین ایستگاه‌های کاری از قواعد تولید گسسته.

سیستم‌ تولید سلولی کارایی و بهره‌وری بسیار بالاتری نسبت به روش‌های پیشین خود دارد. همچنین انعطاف‌پذیری و چابکی این روش‌ نیز به مراتب بالاتر از سایر روش‌های تولید بالاتر است. تولید و مدیریت ضایعات نیز در این روش در بهینه‌ترین حالت ممکن است. پیشرفت این روش در صنایع مختلف در سال‌های اخیر با سرعت بالایی همراه بوده است.

کارخانه‌‌های قطعه‌سازی، خودروسازی، لوازم خانگی و صنایع مشابه استفاده از این روش را به جای روش‌های سنتی، به‌خصوص تولید دسته ای، در اولویت گذاشته‌اند. در سیستم تولید سلولی، برخلاف تولید دسته‌ای، ایستگاه‌های کاری به جای کامل‌کردن یک بَچ تولید و فرستادن آن به ایستگاه بعدی، در هر مرحله از تولید فقط و فقط به کامل کردن یک بخش یا یک قطعه از محصول نهایی می‌پردازند و آن را، آماده، به ایستگاه بعدی می‌فرستند. ایستگاه بعدی نیز فقط بخش خودش را تکمیل کرده و این جریان به همین شکل تا کامل شدن محصول نهایی ادامه دارد.

یکی از مزایای اصلی این روش، که در ادامه آن را بیشتر بررسی می‌کنیم، بالا رفتن ظرفیت تولید است. به‌شکلی که یک سازمان تولیدی می‌تواند با استفاده از این روش تنوع محصولات و سرعت ارایه آن به بازار را بالا ببرد. در این روش، وظایف هر سلول، یا همان ایستگاه کاری، به دقت مشخص شده است. همچنین هر سلول در عین این‌که با سلول‌های قبلی و بعدی در ارتباط کامل است، خودش نیز استقلال تمام و کمال دارد. به این معنی که یک سلول می‌تواند به دو صورت کار خود را انجام دهد: یا صفر تا صد محصول را خودش تولید کند، یا در یک خط تولید و در ارتباط با سایر ایستگاه‌ها به کامل کردن محصول بپردازد.

مدیریت کارکنان در این روش نسبت به سایر روش‌ها کاملا متفاوت است. استفاده از یک کارگر در چند ایستگاه‌ کاری یا استفاده تخصصی از آن‌ها فقط در یک ایستگاه باعث شده تا مدیریت این سیستم تولید کاملا منعطف و منطبق با نیازهای تولید باشد.

سیستم تولید سلولی؛ یک تاریخچه مختصر و مفید

ریشه‌های سیستم تولید سلولی به اواسط دهه ۲۰ میلادی باز می‌گردد. در ۱۹۲۵ «رالف فلاندرز»، که یک مهندس مکانیک آمریکایی بود، این ایده را برای اولین‌بار مطرح کرد. بعدتر و در دهه ۳۰، صنایع روسی با پیروی از نظریه فلاندرز و کامل‌تر شدن آن توسط «سرگئی میترووانف»، که یک مهندس مکانیک روس بود، این ایده را به مرحله اجرا درآوردند. چهل سال بعد و در دهه ۷۰ میلادی، تولید سلولی تبدیل به بخشی جدایی‌ناپذیر از سیستم‌های تولید ژاپنی، مثل تولید ناب و به‌هنگام، شد. از آن‌جایی‌که مدیریت ضایعات و تولید براساس نیازهای بازار برای ژاپنی‌ها و سیستم‌های ابداعی آن‌ها مهم تلقی می‌شد، به‌کارگیری این روش برای مدیریت و کاهش ضایعات و بالا بردن توان پاسخگویی به نیازهای بازار، بسیار مهم و حتی حیاتی بود.

سیستم تولید سلولی؛ کمی جزئی‌تر

یکی از اقدامات حیاتی در زمان پیاده‌سازی سیستم تولید سلولی، جانمایی دستگاه‌ها در هر ایستگاه تولید است. این موضوع به‌خصوص زمانی چالش‌برانگیزتر می‌شود که چند ایستگاه کاری به یک دستگاه به‌خصوص نیاز داشته باشند، این‌جا بحث تحمیل هزینه‌های اضافی به سازمان مطرح می‌شود. با این‌حال مزایای این روش مثل بالا رفتن بهره‌وری، انعطاف‌پذیری تولید، چابکی در پاسخگویی به نیازهای بازار و تولید محصولات سفارشی در حجم اندک باعث می‌شود خیلی از کسب‌وکارها پرداخت این هزینه‌ها را بپذیرند.

گاه ممکن است این برداشت اشتباه رخ دهد که تمرکز سیستم تولید سلولی صرفا بر کنار هم گذاشتن دستگاه‌های تولید است. اما این همه ماجرا نیست. تولید سلولی بر کنار هم گذاشتن ترکیب درست دستگاه‌ها، نیروهای کار و منابع مورد نیاز تولید اشاره دارد. موضوعی که در برنامه‌ریزی‌های تولید باید در نظر گرفته شود. استقرار سیستم تولید سلولی در سازمان باعث کاهش هزینه‌ها و بهینه‌ شدن زمان تولید محصولات می‌شود. سلول‌ها در این روش کاملا هدفمند به انجام کارها و تکمیل وظایف مشغو‌لند، موضوعی که کاهش شدید ضایعات در فرایندهای تولید را باعث می‌شود.

انواع روش‌های پیاده‌سازی سیستم تولید سلولی

سیستم‌ تولید که امروزه در کسب‌وکارهای تولیدی پیاده‌سازی می‌شوند به‌خوبی توسعه یافته‌ و بسیار شفاف هستند. برای مثال در طراحی خط تولید سلولی، جایگاه هر سلول (ایستگاه کاری) در خط تولید مشخص است، جای دقیق ابزار و دستگاه‌ها معلوم است، تعداد نفرات مورد نیاز برای تکمیل کارها واضح است و تعداد وظایف برای تکمیل هر سفارش کاملا شفاف و در دسترس است.  همچنین طراحی این روش تولید به‌صورت ماژولار است. یعنی هر ایستگاه تولید می‌تواند در خط تولید حضور داشته باشد و با بقیه ایستگاه‌ها در ارتباط باشد، یا در ارتباط با آن‌ها نباشد و به‌صورت مستقل کار کند.

برای طراحی خط سیستم تولید سلولی باید چند مورد را در نظر داشت، از جمله:

1.محصول :

محصولی که قرار است تولید شود باید کاملا با روش سیستم تولید سلولی منطبق باشد. طراحان باید مطمئن باشند که محصول تولیدی در یک ایستگاه کامل می‌شود یا نیاز به گردش بین چند ایستگاه دارد. اگر محصول تولیدی از روش دوم پیروی کند طراحی خط تولید باید به‌شکلی باشد که جریان تولید متوقف نشود.

سرعت تولید هر واحد از محصول هم موضوع مهم دیگری است که باید در نظر گرفته شود. اگر فرایندهای تولید محصول به زمان کمی نیاز دارند، باید محل انبار آن‌ها مناسب با سرعت تولید در نظر گرفته شود. برعکس اگر برای تولید هر واحد زمان زیادی صرف می‌شود نیاز به اختصاص انبار ویژه ندارند.

2.فرایند :

مهندسان معمولا قبل از پیاده‌سازی خط تولید سلولی به فرایندهای مورد نیاز برای تکمیل محصول نگاه می‌کنند. این فرایند به نقشه‌برداری شبیه است. با دیدن فرایندها متخصصان متوجه شکل و نوع کار ایستگاه‌ها می‌شوند. با دانستن این اطلاعات، طراحی خط تولید بهتر انجام می‌شود و کم‌ترین خللی در روند کاری آن‌ها ایجاد نمی‌شود.

3.لجستیک :

ایجاد یک ساختار کارآمد برای جریان‌دار بودن ورود و خروج مواد اولیه و محصولات یکی از مهم‌ترین بخش‌های طراحی خط تولید سلولی است. این‌که مواد اولیه از چه نقطه‌ای وارد شوند، بنا به نوع محصول به کدام سلول‌ها بروند و محصول تولید شده در کدام انبار ذخیره شود همگی در این بخش دیده می‌شوند.

4.طراحی :

با در نظر گرفتن موارد بالا باید طرح نهایی خط تولید سلولی ایجاد شود. طرح‌های خط تولید سلولی انواع مختلف و استانداردی دارند که هر سازمان با توجه به نوع محصول و نیازهایش یکی از آن‌ها را پیاده‌سازی می‌کند.

طرح‌های خط تولید سیستم سلولی

طرح‌های مختلف پیاده‌سازی سیستم تولید سلولی در خط تولید متنوع است. آن‌ها را در ادامه بررسی می‌کنیم.

1.خطی یا Linear

سیستم تولید سلولی خطی با نام سلول‌های «i» نیز شناخته می‌شوند. این شکل طراحی بیشتر برای خطوط مونتاژ کوچک کاربرد دارد. در این روش طراحی، کار‌ها بعد از تکمیل در یک ایستگاه به ایستگاه بعدی منتقل می‌شوند. در این روش تا زمانی‌که کار در یک سلول کامل نشده، محصول به سلول بعدی نمی‌رود.

2. قفس یا Cage

در این روش، سلول‌های تولید معمولا به شکل دایره یا مربع کنار هم قرار می‌گیرند. معمولا هم یک اپراتور در وسط این قفس قرار دارد. این روش مناسب محصولاتی است که برای تولید نیاز دارند چندبار به یک سلول بروند، برخلاف روش خطی که هر محصول فقط یکبار در یک سلول قرار می‌گرفت. در این روش پیاده‌سازی سیستم تولید سلولی ممکن است کاربری دستگاه‌ها در کم‌ترین حد خود باشد. البته این مورد بستگی به محصولی که در حال تولید است دارد.

3.طراحی U شکل

این روش طراحی رایج‌ترین روش است. در این روش تمام دستگاه‌ها و منابع مورد نیاز تولید داخل یک منحنی به شکل U قرار می‌گیرند. کاهش زمان تولید و بهینه‌شدن کار کارکنان از جمله مزایای این روش است. همچنین روش U ارتباط بین سلول‌ها را بهتر می‌کند.

4. طراحی T شکل

روش طراحی T در سیستم تولید سلولی زمانی پیاده‌سازی می‌شود که برای تولید محصول به چند منبع مواد اولیه نیاز داشته باشیم. معمولا در این روش طراحی، کارهای مونتاژی فرعی در دوبال بالایی T انجام می‌شود و برای مونتاژ و تولید نهایی به قسمت پایین خط تولید می‌رود. این روش برای تولید محصولات نیمه‌آماده یا محصولاتی که در روش‌های دیگر تا نیمه راه آماده شده‌اند مناسب است.

5. طراحی به شکل S یا Z

از روش طراحی S یا Z زمانی استفاده می‌شود که در مسیر خط تولید با مانع روبه‌رو باشیم. این موانع می‌توانند هرچیزی باشند. یک دستگاه سنگین غیرقابل حمل یا مدارهای الکتریکی حساس یا هرچیز دیگری. این روش طراحی معمولا فرایندهای تولید در اطراف دستگاه یا مانع مرکزی پخش می‌کند تا نقش تمام منابع تولید بهینه شود.

مزایای سیستم تولید سلولی

سیستم تولید سلولی به شرط پیاده‌سازی متناسب با نیازهای خط تولید و انتخاب شکل مناسب خط تولید می‌تواند مزایای بسیار زیادی داشته باشد. یک سلول تولید که با شرایط مناسب پیاده‌سازی شده است مزایای زیادی دارد، از جمله:

• بهبود ارتباط بین کارکنان؛
• کاهش زمان ساخت؛
• کاهش محسوس موجودی انبار پای کار؛
• کاهش نیاز به فضا و زمان تولید؛
• کاهش شدید تولید ضایعات؛
• شناسایی سریع‌تر نقص‌ها و کنترل کیفیت دقیق‌تر.

محدودیت‌های سیستم تولید سلولی

سیستم تولید سلولی مزایای زیادی برای سازمان‌ها دارد. به‌خصوص تولیدکنندگانی که حجم تولید محصولاتشان پایین است یا تنوع بالایی در تولید ندارد. با این‌حال این روش یک‌سری محدودیت‌ها هم دارد. در ادامه آن‌ها را بررسی می‌کنیم:

• کارایی تجهیزات؛ در فرایند تولید سلولی، سرعت‌ بالای خودکارسازی فرایندهای تولید می‌تواند باعث ناقص شدن فرایندها شود. به‌خصوص فرایندهایی که نیاز به دقت بالا دارند. در سیستم تولید سلولی دستگاه‌ها معمولا در پایین‌تر حد کارایی خود قرار دارند. موضوعی که باعث می‌شود نرخ بازگشت سرمایه بالاتر برود.
• گلوگاه نگهداری و تعمیرات؛ در ایستگاه‌های کاری تولید سلولی وجود یک دستگاه برای انجام یک کار خاص عادی است. این موضوع خود باعث ایجاد گلوگاه می‌شود. به‌خصوص زمانی که این دستگاه نیاز تعمیرات داشته باشد یا به کلی خراب شود.
• چالش‌های مدیریتی؛ برنامه‌ریزی برای خرید و تولید در سیستم تولید سلولی بسیار پیچیده است. برخلاف سیستم تولید دسته‌ای که در آن میزان و کیفیت مواد و قطعات اولیه تولید مشخص است؛ در تولید سلولی برنامه‌ریزی و خرید مواد اولیه با توجه به نیازهای هر ایستگاه کاری (سلول) متفاوت است. در این شرایط کسب‌وکارها برای انجام یک برنامه‌ریزی دقیق و کاربردی به استفاده از نرم‌افزارها روی می‌آورند. مانند نرم افزار تولید، نرم افزار برنامه ریزی تولید، نرم افزار برنامه ریزی منابع تولید و... . در این خصوص مهم است تا در زمان خرید نرم افزار تولید به این نکته توجه شود که اگر در خط تولید از روش‌های ترکیبی استفاده می‌شود، نرم افزار انتخابی باید قابلیت انطباق با آن‌ها را داشته باشد.
• چالش‌های هر سلول؛ در سیستم تولید سلولی از قطعات مشابه در سلول‌های مختلف استفاده می‌شود. موضوعی که باعث می‌شود از قطعات موجود در یک سلول در سایر سلول‌ها نیز استفاده شود. بروز این اتفاق در خط تولید سلولی امری شایع است. موضوعی که باعث می‌شود گلوگاه‌های زیادی در مسیر تولید ایجاد شود.
• طراحی بد سلول‌های تولید؛ طراحی ضعیف و بدون دانش خط تولید سلولی باعث می‌شود کارایی و بهره‌وری این سیستم به‌شدت افت کند. در واقع تکیه بیش از حد سیستم تولید سلولی به چینش درست و اصولی خط تولید باعث می‌شود کوچک‌ترین خطا و اشتباه در طراحی خط تولید، آن را دچار مشکلات اساسی کند.

سیستم تولید سلولی؛ یک نگاه کوتاه

در سیستم تولید سلولی، به هر ایستگاه تولید یک سلول گفته می‌شود. داخل این سلول، دستگاه‌ها، ابزارها، نفرات و به‌طورکلی هر چیزی که برای انجام کار و تکمیل سفارش لازم است در کنار هم جمع می‌شوند. سیستم تولید سلولی ترکیبی از سیستم‌های تولید پیوسته و گسسته است: داخل سلول، فرایندها شبیه به تولید پیوسته (تولید پیاپی یک محصول) و بین سلول‌ها، فرایندها شبیه به تولید گسسته است (در تولید سلولی گاهی صفرتاصد کار یک محصول در یک سلول انجام می‌شود).

• در این روش، وظایف هر سلول به‌طور کاملا واضح در اختیار کارگران خط قرار می‌گیرد. یک سلول تولید، در عین این‌که می‌تواند با دیگر سلول‌ها در ارتباط کامل باشد، می‌تواند کاملا مستقل از آن‌ها هم عمل کند.
• برای طراحی یک خط تولید سیستم سلولی باید به سه مورد اصلی توجه کرد: محصول، فرایندها و لجستیک. یک مورد فرعی اما مهم دیگر هست که نیاز به دقت دارد و آن هم فضای فیزیکی موجود برای پیاده‌سازی خط تولید سلولی است.
• معروف‌ترین طرح‌های پیاده‌سازی سیستم تولید سلولی در کارخانه شامل این موارد است: طراحی خطی، طراحی بسته (قفس)، طراحی U، طراحی T و طراحی S یا Z.
• پیاده‌سازی روش تولید سلولی در خط تولید نیازمند سه مرحله است: برنامه‌ریزی، گروه‌بندی محصولات و بهینه‌سازی دائم فرایندهای موجود.
• درصورتی‌که برنامه‌ها و اجرای مراحل پیاده‌سازی به‌درستی انجام شود، سیستم تولید سلولی می‌تواند باعث بالا رفتن سطح همکاری‌های بین فردی، کاهش زمان تولید، افزایش بهره‌وری، کاهش موجودی انبار پای‌کار، کاهش ضایعات و افزایش کیفیت نهایی محصول شود.

«ثمر»، راهکار تولید هوشمند

یکی از مهم ترین اجزای هر روش و سیستم تولیدی، ورای سیستم تولید سلولی، برنامه‌ریزی است. در فرایندهای تولید، برنامه‌ریزی انواع مختلفی دارد. سربرنامه تولید یا زمان‌بندی اصلی تولید، برنامه‌ریزی مواد مورد نیاز تولید، برنامه‌ریزی منابع تولید، برنامه‌ریزی کارکنان، برنامه‌ریزی فرایندهای تولید و... . استفاده از ابزارها و نرم‌افزارهای مختلف برای مدیریت این برنامه‌ریزی‌ها و نظارت‌ بر آن‌ها می‌تواند راه پرپیچ‌وخم و ناهموار تولید را آسان کند.

ثمر، نرم افزار تولید تیم‌یار ابزاری کاربردی برای مدیران تولید و صاحبان کسب‌وکار است. این نرم‌افزار قابلیت‌ها و امکاناتی کاربردی در اختیار برنامه‌ریزان و تصمیم‌گیران سازمان می‌گذارد. قابلیت‌هایی مثل:

• تعریف تعداد نامحدود مرکزهای کاری و عملیات کاری واحد صنعتی؛
• تعریف تعداد نامحدودی خط تولید و نمودار فرایند عملیات (OPC) ؛
• برآورد مکانیزه تولید و سربرنامه تولید (MPS)  واحد صنعتی؛
• برنامه‌ریزی عاری از خطای مواد مورد نیاز (MRP)  فرایند تولید؛
• برنامه‌ریزی دقیق و منعطف برای خطوط تولید؛
• تجمیع خودکار اطلاعات OPCها، MPSها و MRPها در لحظه و صدور دستور تولید؛
• ثبت عملکرد تولید به‌شکلی دقیق و چابک؛
• تعریف تعداد نامحدودی بازه زمانی گزارش‌گیری برای فرایندهای مختلف تولید؛
• و... .

ثمر به‌عنوان یک راهکار یکپارچه با نرم‌افزار ERP در اختیار سازمان‌های صنعتی و تولیدی قرار می‌گیرد. این یعنی نرم‌افزار تولید شما با تمام سیستم‌های مورد نیاز و اصلی خود در ارتباط مستقیم است. سیستم‌هایی مثل:

• سیستم حسابداری تولید
• سیستم مدیریت انبار و کنترل موجودی
• سیستم مدیریت منابع انسانی
• سیستم مدیریت اموال و دارایی ثابت
• سیستم مدیریت کیفیت (QC)
• و... .

برای آشنایی بیشتر با این راهکار قدرتمند روی دکمه زیر کلیک کنید:

قیمت نرم افزار تولید