تهیه مدل ریاضی نت با استفاده از سوابق تعمیرات

چکیده:

استراتژی فرآیندهای نگهداری و تعمیرات در یک سازمان می تواند بر اساس اهداف مختلفی اتخاذ گردند. ممکن است کاهش هزینه ها یا افزایش کارایی دستگاه ها و یا هر دو مورد مد نظر مدیریت قرار داشته باشند. در این مقاله با استفاده از سوابق نگهداری و تعمیرات موجود در یک سازمان به ارائه مدلی با هدف تعیین میزان بهینه اعمال سرویسهای پیشگیرانه در راستای کاهش مجموع هزینه های نگهداری و تعمیرات پرداخته شده است. این میزان اعمال تعمیرات پیشگیرانه بر اساس کارکرد یک قالب یا یک دستگاه که توسط این مدل تعیین می گردد، می تواند در سازمان برای برنامه ریزی نگهداری و تعمیرات دوره های آتی مورد استفاده قرار گیرد.

مقدمه:
امروزه کمتر مدیر و کارشناسی یافت می شود که از مزایای سیستمهای نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه مطلع نباشد، لیکن اینکه برای کاستن از هزینه خرابی های اتفاقی به چه میزان باید برای نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه هزینه کنیم، می تواند مورد سوال و بررسی قرار گیرد.
فرض می شود که در یک سیستم، میزان انجام سرویسها و تعمیرات پیشگیرانه صفر در نظر گرفته شود، در اینصورت مسلّم است که هزینه های ناشی از توقفات و خرابی های اتفاقی بسیار زیاد می باشد.

در نمودار شماره 1 ، درصورتیکه یک سازمان میزان اجرای سرویسهای پیشگیرانه را افزایش دهد در نتیجه شاهد کاهش خرابی های اتفاقی خواهد بود. به تبع هزینه های پیشگیرانه افزایش و هزینه های اتفاقی کاهش می یابد.

همچنین کارایی سیستم که با تعریف " نسبت زمان آماده به کار به زمان برنامه ریزی شده برای کار " معرفی می شود در اثر اعمال تعمیرات پیشگیرانه و وقوع خرابی های اتفاقی تحت تاثیر قرار می گیرد. باید توجه داشت که همانطور که وقوع خرابی های اتفاقی باعث کاهش کارایی دستگاه می گردد، اعمال زیاد تعمیرات پیشگیرانه نیز باعث کاهش کارایی دستگاه خواهد شد. لذا تعیین فاصله زمانی بین دو تعمیر پیشگیرانه در بهینه سازی کارایی دستگاه موثر می باشد.
در این مقاله از بهینه سازی کارایی صرف نظر گردیده و مدل ارائه شده جهت تعیین فاصله بین دو تعمیر پیشگیرانه فقط بر مبنای هزینه ها می باشد.
 
قبل از تشریح گام های تعیین مدل بهینه نگهداری و تعمیرات آماری بر اساس کارکرد باید این نکته یاد آوری گردد که نرم افزار های متعددی برای این منظور طراحی شده اند که دارای دامنه و کاربرد وسیعی در زمینه مدیریت فنی نگهداری و تعمیرات می باشند. ولی امکان استفاده از این نرم افزار ها به دلیل در دسترس نبودن و همچنین قیمت بالای آنها برای کارگاه های کوچک و متوسط مقرون به صرفه نمی باشد. این روش، کمک شایانی جهت تعیین میزان بهینه تمرکز بر فعالیتهای پیشگیرانه در برنامه های نت برای مدیران می باشد. از نکات مهم این روش، استفاده از سوابق موجود در سیستم و تجزیه و تحلیل آماری اطلاعات می باشد.
 
در ادامه با پیاده سازی مدل بر روی یک مورد سازمان کوچک صنعتی، ضمن انجام مراحل کار به تشریح مراحل مدل پرداخته شده است.
 

تشریح روش و گام های اجرای تکنیک:

در سازمانهای نحوه ثبت اطلاعات مربوط به نگهداری و تعمیرات متفاوت بوده ودلیل آن نیز می تواند این نکته باشد که سیاست های اتخاذ شده از سوی مدیریت سازمان مبنی بر بهبود و یا کاهش هزینه های نگهداری و تعمیرات می تواند دارای ابعاد  و دامنه گسترده تری باشد. ولی به هر حال برای بدست آوردن مدل واحد نت در سازمان ، نیاز به اطلاعاتی داریم که این اطلاعات بتواند در دوره های مختلف ثبت و به هنگام استفاده جمع آوری گردد.
قبل از تشریح گام های رسیدن به مدل نگهداری و تعمیرات آماری بر اساس ضرب قالب باید به این نکته یاد آور شوم که نرم افزار های متعددی برای این منظور طراحی شده اند که دارای دامنه وسیعی در زمینه مدیریت فنی نگهداری و تعمیرات می باشند. ولی امکان استفاده از این نرم افزار ها به دلیل در دسترس نبودن و همچنین قیمت بالای آنها برای کارگاه های کوچک و متوسط آسان نبوده و این روش راه حلی برای ایجاد بر نامه تعمیرات پیشگیرانه نت بر اساس مدل آماری می باشد. از جمله موارد مهم اجرای این مدل نیزمی تواند همگام شدن پرسنل و مدیران نت با تجزیه و تحلیل اطلاعات و استفاده کاربردی از سوابق می باشد.
گام اول: در گام اول برای شروع تعریف این برنامه باید داده های مورد نیاز را برای بدست آوردن مدل ریاضی تهیه کرده و در مراحل اجراء از آنها استفاده کنیم. داده های متفاوت و متنوعی را می توان از سوابق تعمیرات انجام شده دوره های قبل بدست آورد. ولی قبل از شروع باید داده های مورد نیاز را که مورد استفاده قرار میگیرند را لیست کرده و سپس به جمع آوری آنها بپردازیم. در این مثال هدف را این در نظر می گیریم که سازمان با داشتن تعداد تعمیرات پیشگیرانه و مقدار هزینه کل نگهداری و تعمیرات، مینیمم هزینه کل و تعداد تعمیرات پیشگیرانه  را بدست آورده و سپس برای تعریف برنامه تعمیرات در آینده از این اطلاعات استفاده کرده و در پایان با به دست آمدن تعداد تعمیرات پیشگیرانه مورد، تعداد ضرب هر قالب را برای تعریف برنامه نت پیشگیرانه به دست می آوریم. 

اطلاعات مورد نیاز در این مثال به شرح زیر می باشد:

1. تعداد تعمیرات پیشگیرانه در دوره
2. تعداد تعمیرات اتفاقی در دوره
3. تعداد تعمیرات پیشگویانه در دوره
4. لیست کل قالب های فعال
5. میانگین تولید هر قالب در دوره

1. MTBF قالب در دوره
2. تعداد کل ضرب قالب ها در دوره
3. هزینه تعمیرات اتفاقی در دوره
4. هزینه تعمیرات پیشگویانه در دوره
5. هزینه کل تعمیرات در دوره

دوره تحلیل اطلاعات را می توان تعداد سالهای انجام شده برنامه تعمیرات در سازمان در نظر گرفت.ما دراین مثال اطلاعات 4 سال اخیر را برای سازمان مورد تجزیه و تحلیل خواهیم کرد.


 
گام دوم: در گام دوم باید بتوانیم با استفاده از اطلاعات به دست آمده معادله خط تعمیرات پیشگیرانه را بر اساس هزینه کل بدست آوریم. برای این کار ما می توانیم هر سال را به دوره های کوچکتر تبدیل کرده و (به عنوان مثال هر 3 ماه)و اطلاعات تکمیلی را با ذکر دوره در یک جدول ثبت و  سپس پس از به دست آمدن اطلاعات جدول شماره 1 معادله درجه 2  خط تابع را به دست می آوریم. برای انجام این کار باید تعداد تعمیرات پیشگیرانه را به ترتیب تعداد در دوره (از کم به زیاد) ردیف کنید و سپس اطلاعات فوق را وارد نرم افزار MINI TAB  کرده و با استفاده از این نرم افزار معادله درجه 2  خط تابع را برای مدل سازمان خود به دست آورید. معادله خط تابع بدست آمده از نرم افزارطبق شکل شماره یک  می باشد . حال با داشتن این معادله خط می توانید تعداد تعمیرات پیشگیرانه  (X) مورد نیاز را در نقطه مینیمم هزینه کل به دست آورد. برای انجام این کار باید نقطه عطف معادله خط را بدست آوریم و سپس مقدار X را در آن نقطه تعیین کنیم و با قرار دادن مقدار Xدر معادله خط تابع مقدار Y را که همان مقدار هزینه کل می باشد را به دست آوریم.
   
 
 
  برای تعیین علامت تابع و بررسی صحت محاسبات می توان روند صعودی و نزولی بودن و نقطه عطف تابع را مشخص کنیم. طبق شکل شماره 2 برایX های کوچکتر از 27.9 مقدار تابع منفی و برای X های بزرگتر مقدار مثبت می باشد.
تا اینجا نتایج حاصل از ثبت سوابق نگهداری و تعمیرات این را به ما بازگو می کند که برای تعداد تعمیرات پیشگیرانه 27.9 درهر دوره می توان کمترین مقدار هزینه تعمیرات کل را در سازمان در نظر گرفت. حالا می توان با داشتن معادله خط سیاست های آینده نت را نیز برای سازمان خود در نظر بگیریم.اگر هدف افزایش تعداد دفعات تعمیرات پیشگیرانه باشد می توان با تعیین عدد مورد نظر مقدار هزینه مورد نیاز را (مقدار Y) تعیین کرد.هر چند افزایش تعداد دفعات تعمیرات پیشگیرانه موجب افزایش هزینه  خواهد شد ولی باید این را در نظر بگیریم که تعمیرات پیشگیرانه قالب ها موجب افزایش عمر مفید قالب و کاهش فرسودگی قطعات قالب و نیز همیشه در دسترس بودن قالب می شود و مهمترین عامل اینکه موجب کاهش تعداد دفعات تعمیرات اتفاقی در سازمان می گردد.
گام سوم: در این گام با توجه به تعیین تعداد دفعات تعمیرات پیشگیرانه باید روشی را تعیین کنیم تا بتوانیم به تعداد ضرب مورد نیاز برای هر قالب دست پیدا کنیم. انجام این کار ساده نمی باشد ولی با به دست آوردن ضریب MTBF هر قالب و گرفتن میانگین ضرایب  قالبهاو در نهایت محاسبه ضریب موثر به تعداد ضرب مورد نیاز برای تعمیرات پیشگیرانه هرقالب دست پیدا کنیم.برای سهولت در نشان دادن مراحل به جدول زیر دقت کنید:
 
   

1. در ستون کد قالب شما باید لیست قالب های فعال را بنویسید.این لیست شامل قالب های در حال ساخت و یا قالب های غیر فعال نمی باشد.
2. در ستون A باید مقدار ضرب هر قالب را در دوره مورد نظر به دست آورده و در این ستون ثبت کنیم.
3. در ستون B باید تعداد کل تعمیرات انجام شده را برای هر قالب در دوره مورد نظر به دست آورده و ثبت کنیم.
4. در ستون C باید مقدار MTBF(MEAN TIME BETWEEN FAILURES) را برای هر قالب به دست آوریم.برای انجام این کار تعداد تولید هر قالب را بر تعداد دفعات تعمیرات تقسیم کرده و شاخص MTBF هر قالب بر اساس ضرب در این ستون به دست می آید.
5. در ستون D ما باید برای به کار گرفتن مقدار شاخص MTBF در برنامه آن را به ضریب تبدیل کنیم و جمع کل ضرایب قالب ها نیز باید مقدار عدد یک را به ما نشان دهد تا بتوانیم ازاین ضرایب در برنامه استفاده کنیم. برای انجام این کار باید مقدار کل MTBF را به دست آورده که در جدول شماره 3 عدد  6589153 به دست آمده است . برای به دست آمدن ضریب MTBF هر قالب ، باید به ترتیب مقدار MTBF هر قالب را تقسیم بر مقدار عددی کل MTBF کنیم.
6. در ستون E باید مقدار تعمیرات پیشگیرانه را بر اساس مقدار عدد به دست آمده از تابع (عدد 111.6)به دست آوریم. برای انجام این کار باید مقدار ضریب MTBF هر قالب را در عدد 111.6 ضرب کرده تا مقدار عددی ستون E را به دست آوریم. حال برای به دست آوردن ضریبی ثابت که بتواند تعداد ضرب قالب را تا تعمیرات پیشگیرانه تعیین کند باید با استفاده از تابع توانی (شکل 3) با قرار دادن مقدار ستونC   MTBF) )در محورY و ستون E روی محور X ، مقدار ضریب X (عدد 55758) را به دست آوریم. پس از به دست آمدن عدد ثابت و ضرب تمام سطرهای ستون E در آن عدد ،خواهید دید که مقدارMTBF به دست آمده از این روش(ستون G)با سطر های ستون C برابر خواهد بود. هدف از اجرای این پروژه را نباید فراموش کرد که امکان به کارگیری سیاستهای برنامه ریزی نت برای آینده می باشد. لذا در این مرحله باید بتوانیم با داشتن مقدار تعمیرات پیشگیرانه مورد نظر تعداد ضرب مورد نیاز تا تعمیرات پیشگیرانه را به دست آوریم.
7. ما تعداد تعمیرات پیشگیرانه را برای آینده (طبق جدول 3) 125 بار در نظر می گیریم و مجددا مقدار ستون D را که ضریب MTBF قالب می باشد را برای تعداد تعمیرات 125 بار در سال به دست می آوریم که همان مقدار عددی ستون F می باشد.

جدول شماره 3


   8. در گام بعد باید میزان ضرب هر قالب را تا تعمیرات پیشگیرانه بر اساس تعداد تعمیرات 125 بار در سال به دست آوریم. برای انجام این کار باید طبق گام 6 مجددا با استفاده از تابع توانی مقدار ضریب X را به دست آوریم. طبق شکل شماره 3 عدد به دست آمده از نمودار 44606 می باشد. حال با ضرب این عدد در سطر های ستون E مقدار تعداد ضرب تا تعمیرات پیشگیرانه را برای قالب های فعال که همان ستون H  می باشد به دست می آوریم. این مقدار همان تعداد ضرب قالب ها تا تعمیرات پیشگیرانه می باشد که بر اساس تعداد تعیین شده تعمیرات پیشگیرانه برای آینده سیستم نت می باشد.


منابع:

1. برنامه ریزی نگهداری و تعمیرات "مدیریت فنی در صنایع" /مولف دکتر علی حاج شیر محمدی
2. آمارو احتمال در مهند سی صنایع ازجان فروند/ مترجمان:آقایان عمیدی و وحیدی اصل
3. مدیریت کیفیت و بهره وری / مولف دکتر پرویز فتاحی
4. ^{مبانی علم اقتصاد / مولف دکتر یگانه موسوی جهرمی}

نویسندگان:
سید محمد هاشمی دولابی   کارشناس مهندسی صنایع و کارشناس ارشد مدیریت اجرایی
ٍٍEmail: hashemi79@gmail.com
مهدی جوادیان کوتنایی   کارشناس مهندسی صنایع
Email: Mehdijavadyan@gmail.com