نظام آلي لمراقبة الانتاج في مصانع الملابس الجاهزة

1.مقدمة:

في ظل المتغيرات التنافسية العالمية الراهنة تحتاج صناعة الملابس الجاهزة الى توجيه العلم والتکنولوجيا للنهوض بها حيث انهما يلعبان دوراً اساسياً في تقدم النمو الاقتصادي والاجتماعي والحضاري لمختلف الدول، فمن اهم المتطلبات الاساسية الضرورية التي تتطلبها مرحلة إعداد الطرق التکنولوجية للإنتاج اختيار الاساليب التکنولوجية المتقدمة والتي تحقق اعلى مستوى ممکن من الانتاجية وأقل معدل استهلاک للمواد الاولية والمساعدة لتحقيق الجودة العالمية للمنتجات والتقليل قدر الامکان من التالف والمعيب، وتعرف الانتاجية على انها النسبة بين ما تحقق من الناتج النهائي والعناصر المستخدمة في تحقيق هذا الناتج خلال فترة زمنية محددة (سوسن رزق – 2002).

وتعتبر صناعة الملابس الجاهزة من الصناعات التي تحتاج الى تطوير متلاحق لمسايرة التطورات العالمية المستمرة، لذا کان هناک محاولات عديدة لاستخدام تکنولوجيا الحاسب وبرامجها الجاهزة التطبيقية في جميع مراحل الانتاج وايضا ادارة بيانات المنتج حيث اظهرت الدقة في الاداء وتوفير الوقت والجهد وکذلک اختزال بعض الاساليب اليدوية في اعداد اوراق العمل او اصدار اوامر التشغيل لمراحل الانتاج المختلفة (سوسن رزق - 2009).

ومن الجدير بالذکر أنه قد اتجه المتخصصون عالمياً الى رفع الکفاءة وتحسين الانتاجية من خلال تحقيق نظم التخطيط الاستراتيجي الذى يضمن تحسين الاداء (من خلال تقليل معدلات الوقت المفقود) داخل المنشآت النسجية، لکى تستطيع ان تساير التطورات العالمية المستمرة ولتتمکن من تقديم منتج متطور يرضى ذوق شريحه کبيرة من العملاء. (زينب عبدالمجيد -2013 )

ولدراسة الزمن أهمية کبيرة ودور مؤثر في دراسة العمل بمصانع الملابس الجاهزة، وتساعد في تحديد مستوي الطاقة الإنتاجية للمصنع، کما تساهم بشکل فعال في وضع الخطط المستقبلية للوصول إلى إنتاج مستهدف مناسب، ونمط ملائم من تقسيمات العمل وبالتالي إلى إنتاج أمثل. (حسام هيکل – 2010)

من أهم قيود الکفاءة الانتاجية التى تواجه الوحدات الانتاجية بوجه عام هو الافتقار الى تنفيذ اساليب الادارة الحديثة مما يؤدى الى انخفاض الجودة والانتاجية وتمثل موطن الضعف فى تطبيق الادارة العلمية فى اختيار القادة، وسياسة الاجور والافتقار الى تطبيق نظم التدريب الحديثة وتطبيق نظم المعلومات وضعف آليات التطوير وزيادة العمالة المفروضة من النسب العلمية وارتفاع العوادم وانخفاض کفاءة خطوط الانتاج. هذا بالإضافة الى عدم القدرة على اتخاذ القرار المناسب في الوقت المناسب وبالسرعة المناسبة. (حسام هيکل - 2005)

انتاج العامل هي احدى المقاييس التي تتبعها العديد من المنشآت لمعرفة مدى استخدام طاقات وقدرات العمال لديها لتقييم الکفاءة خلال المراحل المختلفة للإنتاج لتحقيق اعلى معدلات للأداء، وذلک من خلال تکنولوجيا المعلومات التي تعتمد على تجميع وتصنيف ومعالجة ونقل البيانات التيساهمت بشکل فعال في تغير الطرق والاساليب التي تتعامل بها تلک المنظمات. (سوسن رزق - 2009)

ويعد أداء العامل من اکثر العوامل تعقيداً وتأثيراً على الانتاجية. فقد أکدت العديد من الدراسات أن الفرد بما يملکه من مهارات وقدرات وما يتمتع به من دوافع للعمل هو العنصر الاساسي في تحقيق أعلى معدلات للإنتاج، وإن الآلات والمعدات والعناصر المادية الاخرى هي في الحقيقة عوامل مساعدة للفرد. أي أن العنصر البشرى يعد من أهم مدخلات الانتاج، کما يعد بمثابة المحرک الاساسي والفعال لعناصر الانتاج الاخرى. (يسرية فراج- 2002)

ولذلک کانت هناک أهمية لخلق اسلوب جديد لمراقبة الانتاج بمصانع الملابس الجاهزة باستخدام التکنولوجيا الحديثة، والاستفادة منها بفعالية لإدارة خطوط الإنتاج ومراقبة العمليات والتنسيق مع الإدارات الأخرى لحل مشاکل الإنتاج والسماح للإدارة باتخاذ قرارات الصحيحة في الوقت المناسب.

يوجد بعض الأنظمة لمراقبة الإنتاج بمصانع الملابس الجاهزة مثل نظام المصنع الرقمي في الوقت الحقيقي لتدفق الإنتاج PGM DFSوالذي يستخدم تقنية RFID (Radio frequency Identification):تحديد الهويه باستخدام موجات الراديو. لتحل محل اوراق العمل التقليدية لجمع بيانات الانتاج مما يساعد على مراقبة عمليات الإنتاج، وأداء العمال، وکلا من وقت ونوعية العملية. يؤدي جمع وتحليل هذه البيانات لإعادة الجدولة الفورية، واتزان خطوط الانتاج وزيادة الکفاءة الإنتاجية من خلال تحديد اختناقات الإنتاج. أيضأً يساعد هذ النظام على بناء نمط للإدارة الحديثة وبيئة الإنتاج الرقمي بشفافية عالية، وفي الوقت الحقيقي عن طريق التفاعل التام والتنسيق الفعال.

کما يوجد نظام MSC RFID WIP، الذي يقوم بفهم معلومات الأعمال الخاصة بمؤسسة على نحو أفضل، مع القدرة على تقديم التقارير في الوقت الحقيقي وأدوات تحليل البيانات.  ويستخدم هذا النظام شکل (1) تکنولوجيا RFIDفي عملية تصنيع الملابس، فهو قادر على تقديم بيانات سير الانتاج بشکل جيد واظهار ذلک فى صورة رقمية، بهذة الطريقة فان مشاکل الانتاج ستکون اکثر وضوحاً. ومع مراقبة الانتاج على شاشات الکمبيوتر ستمکن موظفى الادارى لابقاء اعينهم على کل شئ. وهذا يختلف عن الوسائل الطبيعية لإدارة خطوط الإنتاج. فإن هذا النظام لن يکون خاضع لعائق في التتبع بيانات الإنتاج "في الوقت الحقيقي".

http://www.zymmetry.com/news/tc/18-1/rfid

شکل (1) نظامMSC  لمتابعه العمليات الانتاجية وتحليل البيانات

هذا النظام لا تحتاج مساعدة من أي شخص لتحديد الوقت الحقيقي للبيانات. يمکن لبطاقة RFIDقراءة البيانات الخاصة بها (بخصوص بطاقات الموظفين وبطاقات العمل) الواردة في البطاقات الذکية من علامات التردد اللاسلکي مباشرة.والمعلومات المتعلقة  بمهام سير العمل ويتم تخزينها حيث ان المعلومات تسير في النظام بأکمله بهذه الطريقة.يجب توفير الوقت الحقيقي بدقة للإدارة فالقدرة على تبادل المعلومات، وتزامن الخطط واستخدام سير العمليات المنسقة تنسيقا جيدا.

معظم المصانع في مصر تعتمد على التسجيل اليدوي (ساعة إيقاف) لمتابعة الانتاج وتقييم کفاءة العمال.عدم توافر نظام للمراقبة الآنية لعمليات تشغيل الماکينات يؤدي إلى صعوبة مراقبة خطوط الانتاج خاصة اثناء وجود مشاکل مثل حدوث اختناقات في خطوط الإنتاج. ومن ثم يأتي التساؤل عن مدى إمکانية عمل نظام آلي لمراقبة الإنتاج يتميز عن النظام التقليدي بعدم الاعتماد على العامل البشري ودقة البيانات وإدخالها آنياً في معادلات حسابية لحسابات الإنتاج والکفاءة ومن ثم أنية واستمرارية التشغيل وتوفير المعلومات لاتخاذ القرار.

 ولتحقيق ذلک تم تقسيم العمل في هذا البحث على المحاور الثلاث التالية:

1- وصف وتحليل أساليب ونظم متابعة الانتاج بمصانع الملابس الجاهزة.

2- تقديم نظام جديد يعتمد على الحاسب الآلي لمراقبة تشغيل الماکينات وأداء العمال في مصانع الملابس الجاهزة وتطبيقه على المستوى التجريبي.

3- المقارنة بين النظام القائم والنظام المقترح.

2. الدراسة العملية:

تم مراقبة العمليات على منتج (رومبر اطفال) کما يظهر بالشکل (2) بأحد مصانع
الملابس الجاهزة.

شکل (2) صورة الموديل محل الدراسة(رومبر اطفال).

يوضح شکل (3) عمليات الموديل محل الدراسة (رومبر اطفال)، الذي يتکون من 14 عملية.

شکل (3) عمليات الموديل محل الدراسة.

نظام مراقبة عمليات التشغيل المقترح:

فکرة هذا النظام مطبقة بالفعل على المستوى التجاري (على سبيل المثل PGM DFS)، ويتم في هذا البحث تحليل الفکرة وإعادة تطبيقها على المستوى البحثي وفق المتغيرات المتوفرة في حدود البحث.

تقوم فکرة نظام مراقبة الإنتاج على مراقبة توقفات الماکينة عن طريق جهاز آردوينو(Arduino) وهو عبارة عن لوحه إلکترونية (شکل4) مکونة من دائرة إلکترونية مفتوحه المصدر مع متحکم دقيق على لوحة واحدة يتم ببرمجتها عن طريق الکمبيوتر. يتم نقل الاشارات (التشغيل والايقاف) التي تأتى من الماکينات عن طريق مفتاح يتصل بکل ماکينة. يتصل بکل ماکينة مفتاح (MICROSWITCH) يتم ترکيبه اسفل (القدم) المتصلة بموتور الماکينة کما هو مبين بشکل (5) وهذا افضل مکان يمکن وضع المفتاح فيه حتى يسهل استقبال اشارة (التشغيل والايقاف) الخاصة بالماکينة، فعند الضغط بالقدم اثناء العمل على الماکينة، يتم ترجمة هذا على البرنامج بإشارة التشغيل (ON)، وعند ترک القدم من على الماکينة، يتم ترجمة هذا على البرنامج بإشارة الإيقاف (OFF). يوضح الشکل (5) رسماً تخطيطياً لفکرة النظام المقترح حيث تتم عملية تسجيل أوقات إيقاف الماکينة وتشغيلها عن طريق المفتاح أسفل الدواسة ويتم ترجمة تلک الإشارات من خلال جهاز الآردوينو والمتصل بجهاز حاسب آلي يستقبل البيانات ويقوم بتحليلها عن طريق برنامج تم إنشاؤه في هذه الدراسة. يقوم البرنامج بحساب ببيانات کاملة عن حالة کل ماکينة (عدد القطع التي تم تنفيذها، وقت التشغيل الکلى للماکينة، وقت الايقاف الکلى للماکينة، وقت العمل الکلي، متوسط زمن التشغيل للقطع، عدد مرات خروج الماکينة من التشغيل، عدد مرات التنبيه بأن هناک توقف کبير حدث، عدد مرات الخطأ إذا حدث، کفاءة الماکينة، ومعامل اداء العامل)ويقوم أيضاُ بإظهار هذا في صورة ملف (Word) به التقرير حتى يمکن حفظة وطباعته)

شکل (4) جهاز الاوردوينو والمفتاح الذى ينقل الاشارات من الماکينه.

شکل (5) طريقة وضع المفتاح (MICROSWITCH) بالماکينة.

شکل (6) رسم تخطيطي للنظام المقترح لمراقبة عمليات التشغيل.

يتم تشغيل البرنامج وعمل الحسابات وفقا لما يلي:

• ·   يتم من خلال قائمة ضبط البرنامج إدخال X1، X2، X3، X4، وX5
• ·   تشغيل البرنامج ونقل اشارتى (التشغيل والايقاف) الخاصة بالماکينة الى البرنامج
• ·   إظهار کل من وقت التشغيل اللحظى، وقت الايقاف اللحظى.
• ·   عندما يکون X1≤وقت الايقاف اللحظى≥X2 – يقوم العداد بعد قطعة جديدة
• ·   عندما يکون X3≤وقت الايقاف اللحظى≥X4 - يقوم البرنامج بالتنبيه بأن هناک توقف کبير.
• ·   عندما يکون وقت الايقاف اللحظى ≥X5 - يقوم البرنامج بإظهار ان هناک خطأ ما حدث
• ·   مجموع وقت التشغيل اللحظي = وقت التشغيل الکلى
• ·   مجموع وقت الإيقاف اللحظي = وقت الإيقاف الکلى
• ·   وقت التشغيل الکلى +وقت الايقاف الکلى = وقت العمل الکلى

3. النتائج ومناقشاتها:

3-1 البرنامج المقترح (OMS) online monitoring system:

تم استخدام نظام مقترح لمراقبة الانتاج (OMS) والذى يوضح بصورة تفصيلية مراقبة عمليات التشغيل في وقت تنفيذها عن طريق الحاسب الآلي، کما يقوم بعمل تقرير يعطى معلومات تفصيلية عن حالة التشغيل لکل عملية، وفيما يلي عرض لمحتويات شاشة البرنامج (شکل 7)
وشکل التقرير:

شکل (7) شاشة البرنامج المقترح (OMS)

شاشة البرنامج تم تقسيمها الى عده مناطق:

• ·    المنطقة "A": وهذه المنطقة المسئولة عن تشغيل البرنامج واعدادات جهاز الاوردوينو،
  وتحتوى  على:

1-      منطقة التشغيل والايقاف للبرنامج.

2-      المنطقة التى تحتوى على اسم البرنامج.

3-      المنطقة الخاصة باعدادات جهاز الاوردوينو من حيث مکان توصيلة بالحاسب ونوع الاوردوينو، ومکان توصيل المفاتيح عليه.

• ·      المنطقة "B":

وهذه المنطقة المسئولة عن اعدادات الادخال الخاصة بالبرنامج، وتحتوى على:

1-      المفتاح الخاص باعدادات البرنامج.

2-      المفتاح الخاص بإظهار أو إخفاء بيانات الماکينة.

3-      المنطقة الخاصة بإظهار الحاله (العمل او النتبية او التحذير).

4-       المنطقة الخاصة بإظهار کلاً من (اسم العامل، اسم العملية، ونوع الماکينة).

• ·      المنطقة "C":

وهذه المنطقة المسئولة عن عملية الاخراج الخاصة بالبرنامج، وتحتوى  على:

• المنطقة "D":

وهذه المنطقة بها رسم بياني يوضح إشارة التشغيل والايقاف اللحظية والخاصة بالماکينة، وبها أيضاً المفتاح الخاص بالتقرير الذى يوضح شغل الماکينة، فعند الضغط علية يظهر ملف (Word) به التقرير حتى يمکن حفظة وطباعته.

3- 2نتائج مراقبة بعض عمليات التشغيل بالطريقتين:

3-2-1عملية سد الکتفين بشريط:

شکل (8) عملية سد الکتفين بشريط

• ·   الطريقة التقليدية: باستخدام الطريقة التقليدية تم رصد زمن تشغيل عدد (28 قطعة) لعملية سد کتفين بشريط بمقدار(680.3ثانية) وکان متوسط زمن التشغيل للقطع (24.3ثانية) کما هو مبين في جدول (1).

جدول(1) نتائج مراقبة عملية سد کتفين بشريطبالطريقة التقليدية.

• الطريقة المقترحة: باستخدام نظام المراقبة الآلي تم رصد زمن تشغيل عدد (18) قطعة لعملية ترکيب تيکيت وعراقة بمقدار (428.973مللى ثانية) کما اظهر النظام نتائج کلا من (وقت التشغيل الکلى وکان (56.143مللى ثانية)، ووقت الايقاف الکلى وکان (372.830 مللى ثانية)، ومتوسط زمن تشغيل القطعة بمقدار (23.832 مللى ثانية)،وکفاءة الماکينة وکان(%13.09)، وکان معامل أداء العامل (1)) کما هو مبين في جدول (2).

جدول(2) نتائج مراقبة عملية سد کتفين بشريط بالطريقة المقترحة(OMS).

3-2-2 عملية ترکيب 2 ابرة لانفورم الکم:

شکل (9) عملية ترکيب 2 ابرة لانفورم الکم

• ·   الطريقة التقليدية: باستخدام ساعة الايقاف تم رصد زمن تشغيل عدد (41 قطعة) لعملية ترکيب 2 ابرة لانفورم الکم بمقدار(731.4ثانية) وکان متوسط زمن التشغيل للقطع (17.8ثانية) کما هو مبين في جدول (3).

جدول(3) نتائج مراقبة عملية ترکيب 2 ابرة لانفورم الکم  بالطريقة التقليدية.

• الطريقة المقترحة: باستخدام نظام المراقبة الالى (OMS) تم رصد زمن تشغيل عدد (20) قطعة لعملية ترکيب 2 ابرة لانفورم الکم بمقدار (179.175مللى ثانية) کما اظهر النظام نتائج کلا من (وقت التشغيل الکلى وکان (30.571مللى ثانية)، ووقت الايقاف الکلى وکان (424.482مللى ثانية)، ومتوسط زمن تشغيل القطعه بمقدار  (148.604مللى ثانية)، وکفاءة الماکينة وکان (%17.06)، وکان معامل أداء العامل (1)) کما هو مبين في جدول (4).

جدول (4) نتائج مراقبة عملية ترکيب 2 ابرة لانفورم الکم بالطريقة المقترحة (OMS).

وبالمثل تم قياس باقي العمليات

3-3 مقارنة قياسات متوسط زمن عملليات التشغيل للطريقتين:

يتضح من شکل (10) ان عملية (ترکيب تيکيت وعراقة) حققت اعلى متوسط زمن تشغيلى مقداره (43.2ثانية) بالطريقة التقليدية، و(43.086مللى ثانية) بالطريقة المقترحة، تليها عملية(ترکيب الکولة مع الارومبر) حيث حققت متوسط زمن تشغيلى مقداره (33.3ثانية) بالطريقة التقليدية، و(34.209مللى ثانية)بالطريقة المقترحة،ان عملية (2- ابرة لانفورم الکم) حققت أقل متوسط زمن تشغيلى مقداره (8.2ثانية) بالطريقة التقليدية، و(8.959 مللى ثانية) بالطريقة المقترحة.

شکل  (10) مقارنة قياسات متوسط زمن عملليات التشغيل للطريقتين

شکل رقم (11) يوضح العلاقة بين نتائج القياسات بالطريقتين، وقد اشارت متوسطات نتائج قياسات أزمنة التشغيل فى العملليات الـ (14) الى ان العلاقة بين الطريقة التقليدية والطريقة المقترحة تتبع المعادلة

(y = 1.0013x + 0.5799) وذلک بمعامل ارتباط مقداره (0.994)، وهذا يؤکد وجود علاقة ارتباط طردية قوية بين الطريقتين.

شکل  (11) الارتباط بين متوسط زمن عملليات التشغيل بالطريقتين

4. الخلاصة والتوصيات:

من النتائج التى تم التوصل اليها والتى أظهرت ان هناک علاقة ارتباط طردية قوية بين النظام التقليدية لمراقبة الانتاج والنظام المقترح، الا ان النظام المقترح يعتبر افضل من النظام التقليدي وذلک للاعتبارات التالية:

- النظام المقترح يعمل بشکل آلي ولا يعتمدعلى العامل البشرى في مراقبة تشغيل الماکينات.

- النظام المقترح يتميز بالآنية والاستمرارية في التشغيل.

- النظام المقترح يتميز بسهولة في تتبع سير العملليات، وإظهار حاله کل ماکينة اثناء العمل.

- النظام المقترح يمد الادارة ببيانات کاملة عن حالة کل ماکينة (عدد القطع التي تم تنفيذها، وقت التشغيل الکلى للماکينة، وقت الايقاف الکلى للماکينة، وقت العمل الکلي، متوسط زمن التشغيل للقطع، عدد مرات خروج الماکينة من التشغيل، عدد مرات التنبيه بأن هناک توقف کبير حدث، عدد مرات الخطأ إذا حدث، کفاءة الماکينة، ومعامل اداء العامل) ويقوم أيضاُ بإظهار هذا في صورة ملف (Word) به التقرير حتى يمکن حفظة وطباعته)

- وتوصي الدراسة بتطبيق النظام المقترح لمراقبة عملليات التشغيل في مصانع الملابس الجاهزة، وتطوير هذا النظام لتقديم مراقبة آنية لخطوط إنتاج اکثر تعقيداً واکثر من حيث  عدد الماکينات وتنوع العملليات بشکل مستمر ومتوازن.