8 ــ 5 تطور تقنيات (تكنولوجيا) الإنتاج * Development Of Production Technology

حاول المنتجون ومنذ بداية الثورة الصناعية إحلال الآلة محل القوة العاملة البشرية. وقد أدى ذلك إلى إستخدام الآلات الميكانيكية والتي حلت محلها فيما بعد النظم أو التقنية الذاتية. وعلى هذا الأساس فإن تقنية الإنتاج قد إنتقلت من يدوية Manual إلى ميكانيكية Mechanized ثم إلى آلية ذاتية Automated وفيما يلي تلقي الضوء على هذه التقنيات.

1 - 8 - 5 التقنية التكنولوجيا اليدوية Manual Technology

لقد إستخدمت التقنية اليدوية (تكنولوجيا الإنتاج اليدوية) كمقياس للإنتاجية وكان التقدم الإقتصادي للشركة ولا يزال يُحسب كنسبة مخرجات الشركة إلى ساعة العامل الواحدة، وعلى الرغم من التقدم الصناعي الذي يشهده العصر الحاضر فإن التقنية اليدوية يُمكن أن تكون ملائمة إذا كانت تحقق إنخفاض التكاليف وتضمن الجودة ويُمكن أن تكون التقنية اليدوية ذات أغراض عامة أو ذات أعراض خاصة. وتُعد الكلفة والمرونة العنصرين الحاسمين في هذا الإختيار، فلو كان الخيار التسويقي للشركة يتطلب مثلاً مرونة التصميم للمنتوج، فالشركة ستحتاج حتماً إلى تقنية يدوية ذات أغراض عامة أو أغراض متعددة (تقنية مرنة). أما إذا كانت الكلفة هي المطلب الحاسم وتصميمات المنتوج مستقرة، فإن الشركة ستختار تقنية يدوية ذات أغراض خاصة. ومهما كان خيار الشركة فإن الجودة والكلفة أمران لا ينبغي الإستهانة بهما. 

2 - 8 - 5 التكنولوجيا التقنية الميكانيكية (الالية) Mechanical Technology

كانت التقنية الميكانيكية (تكنولوجيا الإنتاج الميكانيكية) منذ بداية الثورة الصناعية ولحد الأن تمثل الخيار التقني البديل للقوة العاملة البشرية، وكانت الشركات قبل دخول التقنية الميكانيكية، تزيد من طاقتها الإنتاجية عن طريق استخدام قوة عاملة إضافية أو عن طريق تشغيل القوة العاملة (ضمن بدائل أخرى) وجبات عمل إضافية. ومع التقدم العلمي ظهرت تقنيات (تكنولوجيا متخصصة) ذات أغراض خاصة Specialized Equipment لإنتاج منتجات نمطية كما هو الحال في الصناعات البتروكيمياوية (النفط) وتقنيات او تكنولوجيا ذات اغراض عامة General - Purpose Equipment تُستخدم في اعمال مختلفة كالآت التفريز والمخارط .

3 - 8 - 5 التكنولوجيا التقنية الآلية الذاتية (الأتمتة) Automated Technology

يمكن القول بأن التقنية الآلية الذاتية (التكنولوجيا المؤتمتة أو ذات التوجيه الذاتي) ليست جديدة، فنحن نستخدم الآلية الذاتية منذ عدة سنوات. فمثلاً ثرموستات الثلاجة يقوم بتنظيم درجة البرودة داخل الثلاجة تلقائياً، والصمامات العائمة في خزانات الماء تقوم بتنظيم مستوى الماء داخل الخزان، وجهاز التوليف الذاتي في التلفزيون يحافظ على ثبات جودة الصورة على الشاشة. كما تستخدم الشركات الكيمياوية التقنية الذاتية للسيطرة على التفاعلات الكيمياوية. وفيما بعد ظهرت تقنية الآلية الذاتية متمثلة بالأنواع التالية : 

• الإنسان الآلي  The Robot . 

• الآت التحكم العددي بوساطة الحاسوب (Computerized Numerical Control ( (CNC .

• نظام مناولة المواد الذاتية Automated Material Handling System ( AMH) .

• نظام التصنيع المرن Flexible Manufacturing System ( FMS) .

• نظام التصميم بمساعدة الحاسوب(CAD)    Computer - Aided Design  .         

• نظام التصنيع بمساعدة الحاسوب CAM)) Computer - Aided Manufacturing  .

• نظام التصنيع المتكامل بالحاسوب Computerized Integrated Manufacturing (CIM) وهو يمثل إتحاداً أو تكاملاً بين نوعين من التكنولوجيا (التقنية): تكنولوجيا الإنتاج ، وتكنولوجيا المعلومات .

لقد أحدثت التقنية الآلية الذاتية تطورات كبيرة في الصناعة خلال العقود الثلاث الماضية. وللحديث عن هذه التقنيات يمكن أن نقسمها على قسمين : تقنية النظم الثابتة Hardware Systems وتمثل تكنولوجيا الإنتاج (Production Technology)، وتقنية البرامجيات Software Systems وتمثل تكنولوجيا المعلومات (Information Technology) .

1 - 3 - 8 - 5 تقنية النظم الثابتة Hardware Systems

ويضم هذا النوع ما يلي : 

أ ـ آلات التحكم العددي بوساطة الحاسوب (CNC) وتتكون من (1) ماكنة دحرجة وخراطة متعددة الأغراض، (2) حاسوب ألكتروني للتحكم بتابع العمليات التي تمارسها الآلة. لقد إستخدمت آلات التحكم العددي لأول مرة من قبل الجيش الأمريكي في عام 1960 في برامج الفضاء ثم إنتقلت إستخداماتها تدريجياً إلى التطبيقات الصناعية المدنية، ويوجد في آلات التحكم العددي الحديثة حلقات تغذية عكسية لتحدد العمليات التي تقوم بها الآلة وتُقارن ذلك مع العمليات المُبرمجة وتتخذ الآلة إجراءات تصحيحية بذاتها اذا لزم الأمر ، والشكل (13-5) يوضح صورة لآلة تحكم العددي . 

ب. الروبوت الصناعي Industrial Robot

الروبوت الصناعي أو الإنسان الآلي عبارة عن آلة مبرمجة، قادرة على إنجاز وظائف متعددة، ومزود بذراع قادر على إلتقاط الأشياء أو طلاء الأسطح أو لحام القطع الحديدية مع بعضها. ويستخدم الإنسان الآلي بدل القوة العاملة في العديد من الأعمال التي تكون خطرة على الإنسان، أو قذرة، أو مملة جدا. لقد تطورت الروبوتات الصناعية في الوقت الحاضر بحيث أصبح الروبوت بذراعين وقادراً على رؤية الأشياء والتحسس وشم الروائح . ويستطيع الروبوت الآن تقليد جميع الحركات التي يمارسها الإنسان. وتتمكن بعض الروبوتات الحديثة متابعة حركة العامل وخزنها في ذاكرتها وإعادة تنفيذها بالضبط ، لقد اصبح الروبوت الصناعي بحق مبرراً اقتصادياً نظراً لما يحققه من وفورات اقتصادية ، والمثال التالي يوضح قاعدة فترة الإسترداد المُعدلة والتي يستخدمها العديد من الشركات لإتخاذ قرار شراء الروبوت الصناعي.

 مثال (5-4) :

ترغب إحدى الشركات إحلال الإنسان الى محل عاملين يمارسان مجموعة من النشاطات، وقد توفرت البيانات التالية : كلفة شراء الروبوت الصناعي (I) تبلغ 200000 دولار، أجرة العاملين السنوية (L) تبلغ 120000 دولار، الصيانة السنوية (E) تبلغ 9600 دولار، مقدار الزيادة في الإنتاج مقارنة بما ينتجه العاملين (Q) تبلغ 1.5 وحدة، الإندثار السنوي (Z) يبلغ 10000 دولار.

وبتعويض هذه المعطيات في قاعدة (5-2) نحصل على فترة الإسترداد (P) كما يلي :  

لذلك يفضل شراء الروبوت لأن كلفته تُسترَد بأقل من سنة. 

ج. نظم مناولة المواد الذاتية (AMH) وهي عبارة عن تقنية ذاتية تختص بنقل ومناولة المواد، وتتمكن هذه التقنية من زيادة كفاءة الخزن والإسترجاع وحركة المواد داخل المعمل. ومن الأمثلة على هذه التقنية : الأحزمة الناقلة المبرمجة ونظم الخزن والاسترجاع الذاتي Automated Storage And Retrieval System (ASRS) , وكذلك المركبات الموجهة ذاتياً Automated Guided Vehicles (AGV) وهي عبارة عن وسائط نقل بدون سائق تتغذى بالكهرباء من أرضية العمل (بموجب شبكة خاصة) وتُوجّه بموجب برامج خاصة إلى مواقع مختلفة في المعمل، إن الفوائد المتحققة من نظم ((AMH تتمثل في: السرعة في نقل المواد، تقليل الخزين وتقليل الحاجة إلى مساحات خزن، تقليل التلف في المواد المنقولة، وزيادة الطاقة الإنتاجية .

د . نظام التصنيع المرن (FMS) : يُعرف نظام التصنيع المرن على انه نظام تصنيع ذاتي مائة في المائة (100%) ، ويتكون من مراكز الآلات Machining Center مزودة بأجهزة تحميل وتفريغ ذاتية، ومركبات موجهة ذاتياً (AGV) لتحريك المواد بين الآلات، وعناصر أخرى تتيح تشغيل النظام والسيطرة عليه بواسطة نظام مُحوسَب شامل ، يتكون نظام التصنيع المـرن من الأجزاء الأتية : 

• حاسوب مركزي لجدولة العمليات التشغيلية وتحديد مساراتها وتحميلها والسيطرة عليها .

• عدد من مكائن CNC وفي كل منها Micro Processer مع أو بدون رجل آلي للقيام بسلسلة من العمليات التشغيلية، وكلها ترتبط بالحاسوب المركزي للعمل تحت سيطرته.

• نظام مناولة آلي مُسيطر عليه بالحاسوب لنقل وتحريك المواد بين الالات ومكائن الإنتاج.

• محطات تحميل وتفريغ المكائن والآلات عن طريق التحكم بوساطة الحاسوب.

2 - 3 - 8 - 5 تقنية البرامجيات Software Technology

وتضم نوعين من التقنيات البرمجيات (غُطيت ايضا ضمن الفقرة 4-8 من الفصل الرابع) هي:                 

 أ. التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) ويمثل التقنية لتصميم المنتوج والعملية وذلك باستخدام قدرات الحاسوب، ويرجع الفضل في تطوير تقنية CAD إلى مهندسي شركة IBM الذين عملوا مع خبراء من شركة GM لتطوير نظام التصميم باستخدام الحاسوب. وكان من أكثر النتائج الهامة لنظام CAD هو تطبيق المفاهيم الواسعة للتصميم باستخدام الحاسوب وربطها بالتصنيع وإستخدام الحاسب الآلي لذلك، ويشتمل CAD على تقنيات ذاتية عديدة مثل: مخططات الحاسوب Computer Graphics التي تستخدم لفحص الخصائص المرئية للمنتوج، والهندسة بمساعدة الحاسوب    (Computer - Aided Engineering ( CAE والذي يستخدم لتقويم خصائص المنتوج، ويستخدم CAD في الوقت الحاضر لتصميم منتجات عديدة تتراوح بين المركبات الفضائية ورقائق البطاطا .

 ب. التصنيع باستخدام الحاسوب CAM وهو تقنية تتيح إصدار تعليمات التصنيع لآلة التحكم العددي NC كترجمة مباشرة لتصميم المنتوج الذي يُنجز بإستخدام تقنية CAD أي ربط تعليمات تصميم المنتوج والتعليمات اللازمة لصناعته بمساعدة الحاسوب.

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

* سيقدم هذا المبحث مفاهيم عامة دون الدخول في التفاصيل التقنية .