فصل دوم- ادبیات موضوع
۲٫۱ مقدمه
هدف از این فصل آشنایی با مفاهیم اصلی که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته، میباشد. در ابتدا مفهوم سیستمهای اجرایی تولید و تولید توزیعشده معرفی و مورد بحث قرار میگیرد. سپس سیستمهای اجرایی تولید توزیعشده عنوان می شود ودرنهایت رویکرد محاسبات ابری و ویژگیهای آن به عنوان ابزاری جهت توانمند ساختن سیستمهای اجرایی تولید توزیعشده شرح داده می شود.
۲٫۲ سیستمهای اجرایی تولید
منشاء مفهوم سیستم اجرایی تولید[۲] را میتوان در سیستم جمعآوری داده ها، در اوایل دهه ۸۰ یافت، زمانیکه سازمانهای مختلف هریک برای خود قوانین ونظمهای متفاوت، نظیر طراحی تولید، مدیریت پرسنل تولید داشتند. به تدریج با ظهورCIM[3] معیاری برای تفکیک این وظایف عنوان شد ودر اواسط دهه ۹۰، سیستمهای جمعآوری داده های تولید، خودرا به نحوی ارتقا دادند تا به سمت سیستمهای یکپارچه پیش روند.
با به کارگیری روزافزون فناوریاطلاعات برای بهبود عمل تولید، در اواخر دهه ۹۰ نیاز به تعریف مدونی برای سیستمهای اجرایی تولید احساس شد. لذا [۴]MESAدر سال ۲۰۰۰ نمونههایی ازتعریف اجرا برای تولید عنوان کرد. از دید این انجمن اجرا به معنای ایجاد محصول، ایجاد و اندازه گیری قطعات، انتقال لیست اقلام موجود به و یا از ایستگاههای کاری، تغییر اولویت سفارشات، انتساب مجدد پرسنل و اقلام موجود و همچنین زمانبندی مجدد است. تمامی واژه هایی که توسط MESA تحت عنوان اجرا مطرح شدهاست بیانگر نوعی پویاییست که مستلزم کنترل، زمانبندی و پیگیری پویا برسیستم اطلاعاتی تولید است.
۲٫۱٫۱ توابع اصلی سیستمهای اجرایی تولید
MESA 7 تابع اصلی را برای سیستمهای اجرایی تولید تعریف کردهاست که بیشتر کارکردهای اصلی این سیستم را تحت پوشش قرار میدهد. این توابع عبارتند از:
واسط سیستمهای برنامه ریزی: سیستمهای اجرایی تولید بایستی به طور مستقیم با سیستمهای برنامه ریزی همراه شود تا در یک ارتباط دوطرفه سفارشهای کاری وسایر ورودی ها رادریافت کرده و برای لایه های پایین ترجمه کند و گزارشها و اطلاعات کنترلی رابه لایه های بالای سازمان منتقل کند[۱].
سفارش کاری: سیستماجرایی تولید، سفارشهای کاری را دریافت کرده، تغییرات را بر روی سفارشها مدیریت می کند و لیستی متوالی و اولویتدهی شده را ایجاد، تغییر، برنامه ریزی و نگهداری می کند. در این لیست تغییرات و زمانبندی ذخایر مواد اولیه خاص و تجزیه وترکیب سفارشات مشهود است[۱].
ایستگاههای کاری: این بخش از سیستمهای اجرایی تولید، مسئول پاسخگویی در قبال پیادهسازی برنامه و سفارشها و پیکربندی منطقی ایستگاههای کاری است[۱].
پیگیری ومدیریت لیست کالاها: این بخش ازسیستمهای اجرایی تولید، نقشه به روزی از تمامی لیستکالاها و محل ذخیرهها وکارهای در حال جریان نگهداری می کند[۱].
جا به جایی مواد اولیه: هدف از این بخش کنترل جا به جایی مواد اولیه به ایستگاههای کاری است[۱].
جمعآوری داده ها: این بخش از سیستمهای اجرایی تولید در حقیقت چشمها وگوشهای مدیریت اطلاعات در تولید هستند واطلاعات را جمعآوری می کنند و در نتیجه سیستم می تواند به روز باقی بماند[۱].
مدیریت استثناها: یک بخش ضروری سیستمهای اجرایی تولید این است که چگونه یک سازمان تولیدی در قبال رویدادها و استثناها واکنش نشان میدهد واینکه بتواند تغییرات را کنترل کرده و عملیات جایگزین را انجام دهد[۱].
شکل۲٫۱ توابع اصلی سیستمهای اجرایی تولید ]۱[
۲٫۲٫۲ توابع پشتیبان سیستمهای اجرایی تولید
علاوه بر۷ تابع اصلی سیستمهای اجرایی تولید، ۹ تابع پشتیبان نیز عنوان شده است که درسطح پایینتری ازاهمیت قرار میگیرند. این توابع عبارتنداز:
کنترل فرآیندآماری
مدیریت نگهداری
کنترل حضور وغیاب
مدیریت داده های تولید
پردازش وارزیابی کارایی
مدیریت تامین کننده
پیگیری رد و اثرمحصولات
مدیریت اطلاعات کارگاه
تعیین کیفیت[۱]
باوجود این توابع اصلی وپشتیبان، باز ضرورت وجود استانداردی جزئیتر برای سیستمهای اجرایی تولید احساس میشد که در ادامه به شرح آن خواهیم پرداخت.
۲٫۲٫۳ استاندارد ANSI/ISA95
این استاندارد دیدلایهای وسلسلهمراتبی به سیستمهای اجرایی تولیددارد وعلاوه بر MESA، مدل [۵]PRM را نیز به عنوان مبنایی برای بسط خود در نظر گرفته است. این استاندارد متشکل از ۵ بخش است که بخش اول برمدلها و واژهشناسیها تمرکزدارد، بخش دوم شامل صفات مدل اشیا است و بخش سوم برمدل مدیریت عملیات تولید که خود شامل سیستمهای اجرایی تولید می شود. بخش چهارم برارتباط لایه سیستم اجرایی تولید با لایه های بالاتر سازمانی تمرکز دارد و بخش پنجم به ارتباط سیستم اجرایی تولید بالایههای پایینی تولید تمرکز دارد[۲]. لذا بخش سوم این استاندارد مورد بحث واقع شدهاست.
شکل۲٫۲ مدل لایهای سیستمهای اجرایی تولید
قبل از شرح سیستمهای اجرایی تولید مروری برمدیریت عملیات تولید خواهیم داشت که خود ۴بخشPOM[6] و [۷]IOMو[۸] QOMو[۹] MOM تقسیم بندی می شود که توابع اصلی مسا (MESA)که در بخش قبل شرح دادهشد با حداقل یکی از این بخشها مرتبط است.
ISA 95 یک مدل فعالیت عام برای سیستمهای اجرایی تولید تعریف می کند که شامل مدیریت، تعریف محصول، مدیریت منابع، زمانبندیجزئی شده، توزیع کار، مدیریت استثنا، پیگیری، جمعآوری داده ها و تحلیل است[۳].
شکل۲٫۳ مدل عام سیستمهای اجرایی تولید در استاندارد ANSI/ISA95
ISA95 تمامی عناصر مدل عام که در بالا عنوان شد را به تک تک عناصراصلی POM و IOM و QOMو MOM نگاشت میدهد. نتیجه نهایی این نگاشت یک سری وظایف مشخص شده و یک مدل فعالیت برای هر کدام از این نگاشتهاست.
۲٫۳ تولید توزیعشده
حضور همزمان در بازارهای منطقهای مختلف، هم برای تامینکننده وهم برای تولیدکننده امری اجتنابناپذیر است. این پیکربندی به دلیل رقابت شدید، با خلاقیت بالا و به منظور حصول نتایج با کارایی مطلوب، مطرح شدهاست. محیط رقابتی جهانی، نیاز ممتد برای شناسایی و به کارگیری چشماندازهای جدید تولید، متدهای سازگارشده وتکنولوژیهای به روز را تحمیل می کند. مهمترین چشمانداز در چنین محیطی بهره گیری از ساختارهای توزیعشده است. قدرت رقابتی ساختارهای توزیعشده در این قابلیت آنها نهفته است که میتوانند عناصر تشکیلدهنده را به صورت شبکه ای همروند، مشتریمدار و با ساختار و فرایند جدید شکلدهند. کار در محیطهای توزیعشده سازگاریپذیراست ضمن اینکه سیستمها وتجهیزاتی یکپارچه وجود دارند که به خوبی مجدداً پیکربندی میشوند و تکنولوژیهایی که میتوانند اطلاعات را به دانش تبدیل کنند، تا بتوان تصمیم گیری بهتری داشت. تمامی این مزایا روند حرکت به سمت تولید توزیعشده را پرشتابتر کردهاست[۴].
۲٫۳٫۱چشماندازها ومفاهیم تولید توزیعشده
درطول مسیری که به سمت تولید توزیعشده طی شدهاست، اصول ومفاهیم پیشرفتهای از تولید ومدیریت ارائه شدندکه به مرور زمان با پیشرفت فناوری رشد مطلوبی داشته اند. مهمترین این اصول، تولید باریک[۱۰] در سال ۱۹۸۸، تولید چابک [۱۱]در سال ۱۹۹۴، کارخانههای فرکتال[۱۲] در سال ۱۹۹۵، تولید هولونی [۱۳] در سال ۱۹۹۸ بوده است. در حال حاضر نیز سیستمهای چند عاملی[۱۴] به عنوان پلتفرمی پیشتاز در تولید توزیعشده مطرح شدهاست[۴].
تولید باریک
تولید باریک ویا سازمانهای باریک که به طورخلاصه باریک نامیده میشوند یک فعالیت تولیدی است که تمامی هزینه های منابع را برای هدفی به کار گیرد که برای مشتری ارزشآفرین باشد و هر فعالیت غیر ارزشزا را حذف می کند. از دیدگاه مشتری، یعنی کسی که محصول یا سرویسی را مصرف می کند، ارزش به فعالیت یا فرآیندی اطلاق می شود که وی حاضر است برای آن هزینه پرداخت کند.
تولید باریک، مخصوصاً، بر این ایده تمرکز داردتا ارزش را با کار کمتر فراهم آورد. این ایده نخستین بار توسط سیستم تولید تویوتا مورد استفاده قرار گرفت. از این رو گاهی تحت عنوان تویوتیسم معرفی می شود.
برای بسیاری از افراد، این دیدگاه مجموعه ای از ابزار است که به تعریف و حذف ضایعات تمرکز داردو تمرکز اصلی بر بهبود جریان و هموار کردن کاراست. در نتیجه حذف ممتد ضایعات از سیستم مدنظر است نه ضایعات برای هر تولید جداگانه.
ایده تولید باریک، همچنین به صورت مجموعه ای از مفاهیم که اتصال سستی دارند و با هدف کاهش هزینهها با هم همکاری کرده اند، نیز تعریف می شود. این اصول شامل پردازش کشش، کیفیت عالی برای نخستین بار، کاهش ضایعات، بهبود مستمر، انعطاف پذیری، حفظ ارتباط طولانیمدت با تامین کننده، خودمختاری، تراز کردن بار و کنترل بصری جریان کار است[۵].
تولید چابک
تولید چابک، واژهای است که برای سازمانی به کار میرود که از فرایندها، ابزارها و آموزش، به نحوی استفاده می کند تا بتواند به سرعت به نیازهای مشتری و تغییرات پاسخدهد. حال آنکه هزینهها و کیفیت را حفظ کردهاست.
فاکتور توانمند ساز برای تولید چابک استفاده از یک پایگاه داده مشترک برای قطعات و تولید است.
تولید چابک، به عنوان گام بعدی تولید باریک در تکامل تولید در نظر گرفته می شود. تفاوت بارز این دو رویکرد مشابه تفاوت یک انسان لاغر با یک انسان ورزشکار است[۶].
کارخانههای فرکتال
مهمترین ویژگی کارخانههای فرکتال، خودتشابهی و الگو داخل الگو بودن آنها است. ایده کارخانههای فرکتال بر این ویژگیآنها تاکید داد و کارخانههای تولیدی را پیشنهاد میدهد که متشکل از اجزا کوچک است- یک موجودیت فرکتال . اولین ویژگی آنها خودسازماندهی شدن آنها است . آنها از متدهای حل مشکل خودشان و راه حلهای بهینه خودشان برای بهبود فرآیندهایشان استفاده می کنند. دومین ویژگی آنها پویایی آنهاست به نحوی که میتواننداطلاعات را از محیط دریافت کرده و خود را سازگار کنند و ویژگی خودتشابهی کارخانههای فرکتال به معنی آن است که اهداف تک تک آنها در اهداف واحدشان نیز نمود پیدا می کند[۷].