شکل ۴٫۷ توزیع
۱۳۴
شکل۴٫۸ شاخص OEE و سیستم اجرایی تولید ابری
مقدمه
در این بخش به شرح کلیات تحقیق پرداخته می شود تا ایجاد ذهنیتی درست از موضوع تحقیق و چارچوب مورد نظر، اهمیت آن و روش تحقیق ایجاد شود. از این رو در ادامه، ابتدا به بیان مسئله تحقیق میپردازیم و اهداف پیش رو را مشخص خواهیم کرد. سپس به توجیه ضرورت انجام طرح و سابقه تحقیق خواهیم پرداخت. معرفی روش پژوهش و تکنیکهای اجرایی بخش بعدی این فصل خواهد بود و نهایتاَ به شرح مراحلی که در فصول آتی طی خواهیم کرد میپردازیم.
۱٫۲ بیان مسئله
سیستم های اجرایی تولید ، سیستم های مبتنی بر فناوری اطلاعات هستند که عملیات تولید را در کارخانه ها مدیریت می کنند. در طول سالها استانداردها ومدلهای بسیاری برای چنین سیستمهایی پیشنهاد شده است که محدوده آن را مشخص می کنند. فعالیتهای کلیدی این سیستمها عبارتند از:
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
مدیریت تعریف محصول. این کار شامل ذخیره سازی، کنترل ورژن، تبادل با سایرسیستمها که حاوی داده های اصلی هستند، نظیرقوانین تولید، ، لیست منابع و همه داده هایی که حول محور اینکه یک محصول چگونه تولید می شود. مدیریت تعریف محصول به عبارتی بخشی از مدیریت چرخه حیات محصول است.
مدیریت منابع. مدیریت منابع شامل ثبت، تبادل، و تحلیل اطلاعات منابع است . هدف این کار آماده سازی و اجرای سفارشات تولید با منابع درست است.
زمانبندی فرایند تولید. این فعالیت شامل زمانبندی تولید به عنوان مجموعه ای از سفارشات کاری است که بتوان نیازمندیهای محصول را پوشش داد. که اینها معمولاً ازبرنامه ریزی منابع سازمان و یا سیستمهای پیشرفته برنامه ریزی و زمانبندی نشات می گیرند تا بتوان استفاده بهینه از منابع محلی داشت.
توزیع سفارشات محصول. براساس نوع فرایند تولید این کار ممکن است شامل توزیع بسته های کاری بیشتر، ارسال آنها به مراکز کاری و انجام تنظیمات برای شرایط از پیش تعیین شده باشد.
اجرای سفارشات محصول. اگرچه اجرای واقعی توسط سیستم های کنترل فرایند انجام می شود سیستم مدیریت اجرایی تولید بازرسی هایی بر منابع و سایر سیستم ها برای پیگیری فرایند تولید دارد.
جمع آوری داده های محصول. این کارشامل ذخیره سازی و تبادل داده ها، وضعیت تجهیزات، اطلاعات منابع، گزارش گیری از محصولات به صورت داده های تاریخی و یا پایگاه داده های رابطه ای است.
تحلیل کارایی محصول. تهیه داده های مفید از داده های خام جمع آوری شده درباره وضعیت فعلی محصول، مرورکارهای در حال اجرا و ارزیابی کارایی محصول در برهه زمانی گذشته.
دنبال کردن و پی گیری محصول. ثبت و احیای داده های مرتبط برای نمایش تاریخچه کاملی از لیست منابع، سفارشات و تجهیزات.
در سالهای اخیر در کنار مفهوم سیستمهای اجرایی تولید، مفهوم سازمانهای شبکه ای مطرح شده است، اجزای این سازمانها موقتاً کنار هم جمع شده تا بتوانند مهارت ها و منابع را با یکدیگر به اشتراک بگذارند. درسیستم های تولیدی چنین سازمانهایی با رویکرد توزیعشده روبرو هستیم، چیزی که به معنی تولید محصول درست، در مکان درست،هزینه درست، زمان درست، شرایط درست می باشد. زنجیره تامین از تامین مواد خام تا تولید و توزیع و حمل و نقل و انبارداری و فروش محصولات به صورت پراکنده و در نقاط جغرافیایی مختلف صورت می گیرد. ازآنجا که مسئولیت به سازمانهای مختلف سپرده می شود در نتیجه کنترل مداوم و هماهنگی برای چنین چرخه حیاتی بسیار پیچیده می شود.کارهای صورت گرفته اغلب به صورت کنترل متمرکز بوده و کمتر کنترل به صورت غیرمتمرکز و توزیع شده صورت گرفته است.
هدف اصلی در چنین تولیدی کاهش هزینه ها ، کاهش زمان مدیریت، هرچه ساده تر شدن و یکپارچگی فرآیندها و زیرسیستمها، تکنولوژیهای جدید و به روز رسانیها است. ضمناً کاهش اتلاف در تولید، سرعت در قابلیت پیکربندی مجدد در قبال رخدادهای منتظره و غیرمنتظره از دیگراهداف تولید توزیع شده محسوب می شود.
حال برای تحقق واقعی و بهینه چنین سیستمهای تولید توزیع شده ایی، نیازمند به کارگیری فناوری اطلاعات و پردازش توزیع شده هستیم چیزی که امروزه تحت عنوان پردازش ابری با ان آشنا هستیم. پردازش ابری به سرعت در حال تغییرصنایع و سازمانها برای تحقق اهدافشان می باشد. صنایع تولیدی توسط فناوری اطلاعات و تکنولوژی های هوشمند در حال توانمند شدن هستند. قدرت اصلی پردازش ابری در فراهم آوردن سرویس محاسبات در لحظه با قابلیت اعتماد بالا، مقیاس پذیری و قابل دسترس بودن در محیطهای توزیع شده است.
درپردازش ابری همه چیزتحت عنوان سرویس در نظرگرفته می شود به عبارتی (Xaas) مانند نرمافزاربه عنوان سرویس، پلتفرم به عنوان سرویس، زیرساختاربه عنوان سرویس که این سرویسها ساختارلایه ای را برای پردازش ابری فراهم میآورند. با توجه به فلسفه طراحی در همه جا تولید در همه جا، نیازمند تبادل اطلاعات در بین سایتهای مختلف تولید هستیم لذا پردازش ابری نقش کلیدی در تحقق این فلسفه دارد .
به طور کلی دو نوع اتخاذ پردازش ابری در محیطهای تولیدی وجود دارد. یکی اتخاذ مستقیم تکنولوژیهای پردازش ابری و دیگری تولید ابری که همان ورژن تولیدی پردازش ابری است. در اکثر روش های پیشنهادی در اتخاذ پردازش ابری مدیریت به صورت متمرکزصورت گرفته است. لذا هدف غیرمتمرکز و توزیع شدگی مدیریت این سیستمهای تولیدی است.
در این پایان نامه هدف ارائه چارچوبی کلان برای مدیریت سیستمهای تولیدی است در این چارچوب به ارائه مدل لایهای با توجه به لایه های مدل پردازش ابری پرداختهایم. در این مدل سعی می شود ماژولهای اصلی سیستمهای تولیدی اجرایی استخراج شده و با تطابق این ماژولها با معماری سرویسگرا چارچوبی یکپارچه ارائه شود. این چارچوب به نحوی است که فرآیندها و رویههای انجام کار را با الهام از مدل پردازش ابری گردآوری می کند و در محیطهای توزیعشده ابری راهحلی برای مدیریت سیستمهای تولیدی اجرایی در حین عدم تمرکز ارائه می دهد.
هدف از اجرا
پردازش ابری محیطی کاملاًمتفاوت به صورت مجازی و مقیاس پذیرتر برای سازمانها به وجود آورده است،مزایای این محیط ازطریق سرویس و از راه اینترنت در اختیار کاربران قرارمیگیرد. مصرف کنندگان ازابربه عنوان پلتفرم استفاده می کنند، پشتیبانی کنندگان ابر پردازش ابری را به عنوان یکی ازتوانمندسازهای صنایع تولیدی درنظرمی گیرند لذا هدف تعمیم این ایده به محیطهای تولیدی میباشد تا با خلاقیت ایجاد شده توسط ابر بتوان استراتژی های کسب و کاررا جهت دهی کرد.
هدف در تولید ابری هرچه توانمندترکردن تولید، ایجاد کارخانههای کارا که همکاری موثر با یکدیگر دارند می باشد و اشتراک منابع با به کارگیری محیط ابرتسهیل و تسریع شود. یکپارچه تر کردن محیطهای تولید توزیع شده هدف دیگر تولید ابری است که با مقیاس پذیرشدن منابع و مدلهای جدید کسب و کار پیشنهاد شده با ابر، محقق می شود. .
۱٫۴ توجیه ضرورت انجام طرح
با توجه به تلاش سازمانها برای کوچکتر شدن و به کارگیری ساختارهای شبکه ای، همواره این سوال مطرح می شود که چگونه سیستمهای اطلاعاتی تولیدی این شرکتها در محیطهای توزیعشده مدیریت میشوند تا کارایی در چنین شرکتهایی به حداکثر برسد، لذا بر آن شدیم تا با ارائه چارچوبی کلان برای سیستمهای تولیدی توزیعشده با بهره گرفتن از مدل محاسبات ابری به مدلسازی این مفهوم بپردازیم. مدلی که ماهیت آن ظهورنوآوری در مدیریت بوده و مدیریت محیطهای توزیع شده تولیدی را تسهیل می کند.
سابقه تحقیق
بروچر و سایرین در مطالعه خود به این نتیجه رسیدند که در یک محیط تولیدی با اطلاعات بسیارزیاد ، برنامه های کاربردی می توانند سرویس گرا باشند. آن ها یک پلتفرم مبتنی بر ماژول و قابل پیکربندی برای تولید ارائه کردند. هدف تقابل با مشکل یکنواختی برنامه های کاربردی موجود در زنجیره تامین کد-کم-سی ان سی است. رویکرد پیشنهادی تحت عنوان تولید مبتنی بر کامپیوترآزاد یا اوپن سی بی ام( open CBM )مطرح شد تا بتوان با آن تولید مشارکتی را تقویت کرد. ایده پیشنهادی مشابه یاس( Aaas) است در حالیکه در اینجا برنامه های کاربردی تحت عنوان برنامه های کاربردی یکپارچه در نظر گرفته نمی شوند ولی به صورت مجموعه ای از سرویس ها که ارتباط سستی با یکدیگر دارند و ماژولاریتی و قابلیت استفاده مجدد از یک سیستم را تضمین می کنند، لحاظ میگردند.
برای افزایش سرویس گرایی و کاهش پیوستگی وان در ولد یک چارچوب نصب و اجرا (pug and play) برای ایجاد نرم افزار شبیه سازی ماژولار عنوان کرد. در این چارچوب کاربر در لایه برنامه کاربردی در سیستم تولید ابری این امکان را دارد تا هدف شبیه سازی را انتخاب کند و اجرای شبیه سازی را تحت عنوان مولفه (کامپوننت) انتساب دهد. این مولفه ها در عمل موجودیت های نرم افزاری هستند ( و اینکه تحت عنوان ساس-Saas -در تولید ابری و محاسبات ابری شناخته می شوند) وماژولهای خودشمولی می شوند که قابل جابه جایی و پلاگ شدن بعد از شبیه سازی را داشته و خروجی از طریق کامپوننت ها پس پردازش می شوند. در چنین معماری، ماژول های نرم افزاری شناسایی و بارگیری شده و در حین اجرای چارچوب مورد استفاده قرار می گیرند.
با کاهش پیوستگی مشکل عدم سازگاری بروزمی کند.ناش چارچوبی برای حل مشکل عدم سازگاری سیستم های سی آ ( CA )مطرح کرد. این چارچوب بسیارشبیه یک سیستم یاس( Iaas ) است. پلتفرم اینترفیس های منحصر به فرد برای سیستم های متفاوت کد-کم-سی ان سی(cad-cam-cnc) فراهم می کند. یک انبار داده بسیار پیچیده تجهیز شده است تا اطلاعات تولید را به عنوان پایه ای برای نشان دادن دانش تولید که با بهره گرفتن از شمای XML افزوده شده است، تجهیز کند. سیستم متشکل از انبار داد ه های تولیدی، دانش تولیدی، باس تبادل اطلاعات و اینترفیس های مختلف است که به عنوان ساختار اصلی عامل (agent) به کاررفته است تا باس تبادل داده ها و اینترفیس ها را پشتیبانی کند. در این سیستم کامپوننت های مختلفی اززنجیره کد-کم-سی ان سی(cad-cam-cnc) می تواند اطلاعات را تبادل کند
در همین راستااخیراً مختار و هوشمند پلتفرمی را ارائه داده اند که تئوری طراحی بدیهی را برای پی بردن به قابلیت کار کردن بین زنجیره سی آ (CA) نشان می دهد. متدولوژی طراحی بدیهی با این هدف مطرح شده است که یک نقشه راه سیستماتیک از ترکیب بهینه تبادل داده ها از طریق راه حل های مستقیم و غیر مستقیم در محیط CA پیشنهاد می کند. این رویکرد به اینکه چگونه یک منبع، طراحی ،تولید و کپسوله می شود و اینکه چگونه لایه سرویس جهانی ایجاد می شود فراهم می آورد، پرداخته است .
وانگ و زو یک پلتفرم توزیع شده تولیدی دیمپ (DIMP) را پیشنهاد کردند. این پلتفرم یک محیط یکپارچه بین برنامه های کاربردی کد-کم-سی ان سی( cad-cam-cnc ) فراهم می سازد. این یک ساختار مبتنی بر ماژول است که برای یکپارچه کردن پلتفرم از همان معماری سرویس گرا استفاده کرده است. در این پلتفرم درخواست-های کاربران جمع آوری شده و به صورت الگویی از سرویس های نرم افزاری سازمان دهی شده است. در دیدگاه سرویس گرا، ابزارهای نرم افزاری متجانس به صورت ترکیب کننده های سرویس مجازی یکپارچه می شوند و برای کاربر فراهم می شوند، در این روش، نرم افزارها در فرآیندهای عملیاتی جایگذاری می شوند.
با توجه به شکاف موجود در ادبیات هدف این تحقیق ارائه چارچوبی کلان برای مدیریت سیستم های تولیدی است. این چارچوب به ارائه مدل لایه ای با توجه به لایه های مدل پردازش ابری می پردازد. و به نحوی سازماندهی خواهد شد که فرآیندها و رویه های انجام کار را با الهام از مدل پردازش ابری گردآوری کند و در محیط های توزیع شده ابری راه حلی برای مدیریت سیستم های تولیدی اجرایی در حین عدم تمرکز ارائه دهد.
۱٫۶روش پژوهش و تکنیکهای اجرایی
یک روش پژوهش راهبردی صورت خواهد گرفت . طی مطالعات کتابخانه ای و مطالعه مقالات به مضمون ارائه شده میپردازیم.
گردآوری اطلاعات با مطالعه اسناد و مدارک در دسترس (کتب ، مقالات ، گزارشات)
جمع آوری و دسته بندی داده ها با مطالعه مدل ها و چارچوب های موجود در زمینه سیستمهای توزیع شده اجرایی تولید
تحلیل داده های جمع آوری شده و ارزیابی تطبیقی مدل های همتراز با کمک مدل محاسبات ابری
ارائه چارچوبی راهبردی برای سیستمهای توزیع شده اجرایی تولید با بهره گرفتن از مدل محاسبات ابری
۱٫۷استفاده کنندگان از نتایج تحقیق
نتایج حاصل از این تحقیق در حقیقت چارچوبی است که حاوی ماژولهای مختلف بخش تولید است، هرسازمان تولیدی برحسب شرایط ممکن است در یکی از این بخشها قوی و یا ضعیف باشد. این ماژولهای توزیعشده در ابر و مدل اقتصادی آن می تواند راهحلی مناسب برای هر یک از این شرکتها باشد.
۱.۸ ساختار فصول
در ابتدا به بررسی ادبیات موضوع در چند حوزه مفاهیم اولیه سیستمهای اجرایی تولید، تولید توزیعشده، سرویسگرایی و مدل محاسبات ابری پرداخته شد. در خلال این بخش توابع اصلی سیستمهای اجرایی تولید بر اساس استانداردهای مختلف مطرح شد. استانداردهای اصلی استاندارد MESA بوده و استاندارد بعدی که جامعتر بوده،ANSI/ISA 95 میباشد که MESA نیزمبنای آن بوده است. متعاقباً بحث تولید توزیعشده مطرح شد و چشماندازها و مفاهیم تولید توزیعشده نیز مرور می شود. مفاهیمی نظیر تولید هولونی و عاملگرا، سپس نقش فناوری اطلاعات در تولید توزیعشده و انواع سبکهای به کارگیری مطرح می شود. در ادامه مدل محاسبات ابری و ویژگیها و پتانسیلهای آن، نقاط قوت و ضعف آن، فرصتها و تهدیدهای آن و ویژگیهایی نظیر مجازیسازی و خاصیت الاستیکی ابر و … بحث می شود. سپس بحث سرویسگرایی و شناسایی سرویسها که مبنای مدل محاسبات ابری در این تحقیق است به صورت مفصل مورد بررسی قرار میگیرد.
در فصول آتی رویکرد مورد استفاده در ادامه تحقیق مطرح می شود، در حین به کارگیری رویکرد نیازمند به کارگیری متدولوژی مناسب برای شناسایی سرویسهای مورد نظر در سیستم مورد بررسی هستیم، نهایتاً در متدولوژی SOMA ، راه حل ESB برای ماژول اصلی این سیستم یعنی مدیریت سفارش انتخاب می شود. درطی مراحل شناسایی سرویسها، در این متدولوژی مدلسازی سرویس-هدف و تجزیه دامنه صورت میگیرد. ماژولهای اصلی سیستم اجرایی تولید توزیع شده، مدیریت سفارشها، مدیریت منابع، زمانبندی، پیگیری، بازرسی، مدیریت تعاریف است، برای به کارگیری تمامی این ماژولها نیازمند آن هستیم تا با نمودارهای فعالیت، نحوه تعامل آنها را با یکدیگر نشان دهیم.
نهایتاً چارچوب پیشنهادی در قالب یک مطالعه موردی به بحث و بررسی گذاشته شده واز دیدگاه های مناسب ارزیابی شده است. در ادامه با توجه به شرکتهایی که پیشرو در طراحی سیستمهای اجرایی تولید هستند، نتایج پیادهسازی عملی نشان داده شده است.
