اساسی ترین وظیفه فرايند برنامه ریزی تولید، ارائه راهکارهای منطقی و قابل اجرا، با توجه به نقاط قوت و ضعف سازمان و همچنین فرصت ها و تهدیدات محیطی است که امکان دستیابی به مزیت نسبی را در صنعتی خاص برای سیستم تولیدی فراهم آورد لذا بکارگیری مدل های تحقیق درعملیات (Operation Rsearch)، ضمن ایجاد شرایط برخورد منطقی با محدویت های سازمان، امکان تحقق اهداف را تا سرحدات بهینگی فراهم خواهد ساخت. اصولا برنامه ريزي کلي توليد، يک برنامه جامع برای پاسخگوئي به تقاضای پيش بينی شده در يک دوره زمانی مشخص است. به کمک برنامه ريزي کلي، امکان اخذ تصميمات مديريتی بدون درگيرشدن مديران ارشد در مفاهیم تخصصي برنامه ریزی وجود دارد، برنامه ریزی کلي امکان بررسی تأثير تغییرات زمان بندی تولید را بر ارضاء تقاضا و در نتیجه سودآوری سازمان فراهم می کند، لذا AP ارتباط نزدیکی با بودجه بندی، سازمان دهی و بازاریابی سیستم های تولیدی خواهد داشت .

در این روش، میزان تقاضای محصول برای دوره معین برآورد می شود، آنگاه برنامه تولید با توجه به محدویت های منابع، ابزار و تجهیزات تولیدی تدوین می گردد، به نحوی که اولاً برنامه تولید بتواند جوابگوی تقاضای بازار محصول باشد و ثانیاً مهم ترین هزینه های تولید را نیز مدنظر قرار داده باشد.

لازم بذکر است، برخی از فاکتورهاي موثر در مدل که در کوتاه مدت قابليت تغییر دارند، مانند تعداد نیروی انسانی ولی بخشی دیگر از منابع همچون ماشین آلات و امکانات تولیدی بسادگی قابل تغییر نیستند که توجه به این نکته در تدوین برنامه AP الزامی است.

در تدوین مدل های AP تکنیک های مختلفی بکار برده می شود که از آن جمله می توان به روش های ذیل اشاره نمود:

• برنامه ریزی آرمانی (GP = goal programming)

• برنامه ریزی حمل و نقل (Transportation planning)

• تصمیم گیری خطی (Linear decision rule)

• برنامه ریزی پارمتریک (parametric planning)

• شبیه سازی (Simulation)

بطور معمول ترکیبی از تکنيک های تصمیم گیری چند معیاره (مانند جمله Topsis)، تکنیک برنامه ریزی آرمانی و تکنیک بردار ویژه به منظور توسعه مدلي کارا در برنامه ریزی ترکیب تولید مورد استفاده قرار می گیرد. یعنی برای مدل سازی ترکیب تولید از روش GP و برای تعیین اولویت اهداف آرمانی از روشTopsis و همچنین از روش بردار ویژه نیز در جهت محاسبه مقادیر اوزان شاخص های مورد استفاده در محاسبات Topsis و اوزان گزینه های مدل ترکیب تولید بهره گرفته می شود که در ادامه به اختصار بیان شده است.

2-1- مدل سازي برنامه ريزي ترکیب تولید

هدف از بکارگیری تکنیک Goal Programining در حل مدل های برنامه ریزی تولید، بهره گیری از امکان دستیابی به چندین هدف بعضاً متضاد (در حد امکان) می باشد به نحوی که منافع سازمان تولیدی را تا مرزهای بهینگی تامین نماید. اگر سازمان های تولیدی می توانستند از بخشی از اهداف خود صرف نظر کنند و یا مدل برنامه ریزی تولید را در قالب صرفاً مدل برنامه ریزی سود یا تنها مدل برنامه ریزی عملیاتی تدوین نمایند، فرآیند مدل سازی از پیچیدگی کمتری برخوردار بود لیکن چون نادیده گرفتن هر هدف، سبب بروز لطماتی به فرآیند برنامه ریزی می گردد لذا بکارگیری مدل های چند هدفه (Multy Objective) از الزامات روش های نوین برنامه ریزی قلمداد می شود بنابراین بدلیل اینکه مدل های کاربردی ریاضی بایستی توانائی درک الزامات واقعی سازمان و محدودیت ها را داشته باشند لذا بکارگیری همزمان ابعاد مثبت هر یک از این روش ها در قالب مدلی آرمانی، امکان پیاده سازی مدل را در محیط واقعی فراهم می نماید. مهم ترین روش های برنامه ریزی آرمانی عبارتنداز :

• برنامه ریزی آرمانی وزنی (WGP)

• برنامه ریزی آرمانی کلسیکوگراف (LGP)

• برنامه ریزی آرمانی ماکس (Minmax GP)

• برنامه ریزی چند هدفی (MOP)

مدل های آرمانی بطورکلی از سه جزء اصلی شامل محدودیت های مدل، اوزان گزینه ها و اولویت گزینه ها بشرح ادامه تشکیل می گردند.

1-2-1- تعریف محدودیت های مدل

به عنوان مثال محدودیت هائی که در مدل های برنامه ریزی کلی در نظر گرفته می شوند می توانند مشابه عبارات ذیل باشند:

1. محدودیت ارضاء قیمت تمام شده محصولات

2. محدودیت ارضاء نیاز فروش هرمحصول

3. محدودیت ارضاء سفارش قابل پذیرش از هر محصول

4. محدودیت رعایت زمان در دسترس در کارکرد عادی

5. محدودیت رعایت زمان در دسترس در اضافه کاری

6. محدودیت رعایت حداکثر سفارش مشتریان

7. محدودیت رعایت حداقل مقدار اقتصادی تولید هر محصول

2-2-1- تعریف پارامترهای مدل

S = قیمت فروش هر دستگاه محصول i ( ريال )

e = قیمت تمام شده هر دستگاه محصول i ( ريال )

X = زمان اختصاص یافته برای تولید هر دستگاه محصول i ( ريال )

D = نیاز فروش هر نوع محصول طی دوره برنامه ریزی

L = حداقل سطح سفارش قابل پذیرش از هر محصول

TN = زمان دردسترس در دوره برنامه ریزی (Min) برای کل فرآیند در ازاء هر محصول (کارکرد عادی)

TC = حداکثر سفارش مشتریان

E = حداقل مقدار اقتصادی تولید

d = متغیر انحراف

Z = ارزش محاسبه شده برای تابع هدف

P = اولویت

W = اوزان

3-2-1- تعریف مدل ریاضی

تابع هدف مدل آرماني

محدوديت ارضا قيمت تمام شده کليه محصولات

محدوديت نياز فروش هر محصول

محدوديت حداقل سفارش قابل پذيرش از هر محصول

محدوديت زمان در دسترس (کارکرد عادی)

محدوديت زمان در دسترس (اضافه کار)

محدوديت حداکثر سفارش مشتريان

محدوديت حداقل مقدار اقتصادی توليد هر محصول

نظر به تعدد اهداف و محدودیت های مدل آرماني مذکور و در نتیجه پيچيدگي حل این گونه مدل ها، از تکنیک های مختلفی برای حل مسئله استفاده می گردد که از جمله می توان به الگوريتم انتقالات متوالي و یا در شرائطی خاص، به روش های متاهیوریستیک از جمله Genetic Algorithmsاشاره نمود.

4-2-1- اوزان (بردار W)

دومین جزء موثر در مدل ریاضی ترکیب تولید، اوزان گزینه ها و شاخص ها (بردار W) است. در مدل مورد بحث دانستن مقدار نرمالیزه شده اوزان به عنوان معیاری جهت تعیین اهمیت و میزان تأثیر گذاری هر یک از گزینه ها و شاخص ها ضروری است و این ضریب مقدار تأثیر هر گزینه و هر شاخص را نسبت به ساير شاخص های مدل نمایش می دهد .

یکی از روش های محاسبه اوزان در شرایط عدم وجود ثبات کامل برای ماتریس تصمیم، روش بردار ویژه است. در این روش برای محاسبه مقادیر wi در ماتریس تصمیم گیری (DM)، ضمن نرمالیزه کردن نتایج حاصله به این صورت عمل می نمائیم که در اولین گام اقدام به تهیه و تکمیل دو ماتریس DM، یکی برای تعیین اوزان گزینه ها (به عنوان ورودی مستقیم در مدل آرمانی) و دیگری جهت محاسبه اوزان شاخص ها (به عنوان ورودی تکنیک Topsis) می نمائیم (مطابق مثال ذیل). در ماتریس های ذیل، حروف E نشان دهنده شاخص ها و حروف F بعنوان گزینه های مدل و حروف f , e نیز بیانگر عناصر ماتریس هستند. لازم بذکر است که امتیاز دهی ماتریس مورد بحث براساس روش امتیاز دهی فاصله ای و مطابق جدول ذیل صورت می پذیرد:

بدلیل حجم بالای محاسبات تعیین وزن، استفاده از سیستم های نرم افزاری از جمله نرم افزار اکسل برای تعیین مقادیر بردار w (به تفکیک گزینه ها و شاخص ها) ضروری می باشد و در این محاسبات ایجاد ماتریس های بعدی تا جائی ادامه خواهد یافت که اوزان محاسبه شده برای هر گزینه و يا هرشاخص، در دو گام متوالی مساوی یکدیگر شوند.

5-2-1-اولویت ها

مبحث تصمیم گیری چند معیاره (Multy Criteria Decision Making=MCDM) شامل مجموعه روش هائی است که امکان تصمیم سازی در فضائی با چندین معیار اثرگذار بر اهداف را فراهم می نماید و این مسئله موجب دستیابی به بهترین پاسخ در مواجه با شرایط و اهداف بعضاً متضاد سازمان خواهد شد.

اولویت گزینه ها در مدل آرمانی، معیاری است جهت تعیین اهمیت گزینه ها نسبت به یکدیگر. تکنیک Topsis که از زیر گروه های مدل های جبرانی در مبحث MADM می باشد (در این گروه اجازه مبادله بین شاخص ها وجود دارد)، اولویت اهداف (گزینه ها) را محاسبه می نماید.

اصولاً در مدل های جبرانی، ضعف در یک شاخص می تواند از طریق امتیاز شاخص دیگر جبران شود که این ویژگی سبب واقع گرایانه شدن مدل خواهد بود. در روشTopsis علاوه بر توجه به فاصله گزینه از نقطه مطلوب، فاصله آن از نقطه مطلوب منفی (نامطلوب) نیز مد نظر قرار می گیرد و این بدان معنی است که گزینه انتخابی باید دارای کمترین فاصله از گزینه مطلوب و بیشترین فاصله از نقطه نامطلوب باشد. برای اجرای تکنیک Topsis ، ضمن تدوین یک پرسشنامه (که از طریق روش امتیازدهی فاصله ای، امکان تعیین امتیاز تعلق گرفته در زمینه ارتباط هر یک از گزینه ها با هر یک از شاخص ها را فراهم آورد) به ایجاد ماتریس تصمیم اقدام کرده و سپس براساس گام های تکنیک Topsis، اولویت های اهداف محاسبه خواهند شد.

روشن است که در طی مراحل حل مدل GP، بایستی اولویت های بالاتر، به میزان بیشتری نسبت به اولویت های پائین تر ارضاء شوند لذا در مدل سازی به روش GP دقت در محاسبه اولویت اهداف از ضروریات دستیابی به پاسخ مناسب می باشد.

در محاسبه اولويت اهداف مدل آرمانی، در اولين گام به کمک پرسشنامه، اطلاعات ماتريس DM، مربوط به اوزان شاخص های مدل تهيه می شود و سپس ميانگين هندسی امتيازات هر پرسش، دراولین ماتريس محاسباتTopsis درج می گردد و مندرجات ماتريس مذکور در مراحل محاسباتی بکار گرفته می شوند. خلاصه مراحل اجرای تکنیک Topsis بشرح ذیل می باشد:

مرحله اول: تشکیل ماتریس داده ها بر اساسn آلترناتیو وk شاخص.

مرحله دوم: استاندارد نمودن داده ها و تشکیل ماتریس استاندارد

مرحله سوم: تعیین وزن شاخص ها (Wi) که در این مرحله شاخص های دارای اهمیت بیشتر از وزن بالاتری نیز برخوردارند.

مرحله چهارم: تعیین فاصلهi امین آلترناتیو از آلترناتیو ایده آل (بالاترین عملکرد هر شاخص) که آن را با A* نشان می دهند.

مرحله پنجم: تعیین فاصله i امین آلترناتیو حداقل (پایین ترین عملکرد هر شاخص) که آن را با A- نشان می-دهند.

مرحله ششم: تعیین معیار فاصله ای برای آلترناتیو ایده آل(*Si) و آلترناتیو حداقل(Si-) .

مرحله هفتم: تعیین ضریبی که برابر است با فاصله آلترناتیو حداقل(Si-) تقسیم بر مجموعه فاصله آلترناتیو حداقل (Si-) و فاصله آلترناتیو ایده آل (*Si) که آن را با(Ci*) نشان داده و از رابطه زیر محاسبه می شود:

مرحله هشتم: رتبه¬بندی آلترناتیوها براساس میزان. Ci* میزان فوق بین صفر و یک (1≥ Ci* ≥0) در نوسان است لذا :

نشان دهنده بالاترین رتبه است = Ci*1

نشان دهنده کمترین رتبه است = Ci*0

ذیلاً نمونه ماتریس اولیه و نهائی حاصل از گام های تکنیک Topsis ارائه شده است:

برنامه های بودجه بعنوان نگرشی بلند مدت (سالانه یا شش ماهه) به فرایند برنامه ریزی تلقی می گردد و یکی از مهم ترین مزایای طراحی برنامه بودجه، ایجاد مبنائی برای فروش و درنتیجه سود قابل تحقق ناشی از تولید مطابق با بودجه می باشد، لذا از بودجه ریزی بعنوان شاخص گذاری فرایندهای سازمان نیز نامبرده می شود و برهمین اساس، امکان تدوین طیف گسترده ای از بودجه های مورد نیاز از جمله بودجه تولید، بودجه مواد، بودجه ضایعات و بودجه مالی و ........ وجود خواهد داشت.

توجه به داشته های اطلاعاتی قبلی سازمان ها، قراردادهای منعقده و تفاهم نامه های فروش ادواری محصولات، پیش بینی فروش محصول براساس فروش سنوات گذشته، ظرفیت های تولیدی در دسترس سازمان، نتائج برنامه ریزی کلی تولید و ظرفیت های ارضاء نشده بازار، از مهم ترین اطلاعات مورد نیاز جهت تدوین برنامه بودجه سال می باشند. لازم بذکر است که برنامه بودجه اولین گام پس از برنامه ریزی کلی تولید است که در آن به سهم قابل اختصاص از برنامه کلی تولید به مدت زمان تولید (طول مدت تولید) و هزینه آن، بدون تعیین بازه زمانی دقیق (موعد شروع و پایان تولید) اشاره می گردد.

باعنایت به فلوچارت ذیل،آمیخته اطلاعاتی موردنیاز برای تدوین برنامه بودجه بشرح ذیل می باشد:

سربرنامه تولید بیانی است از آنچه که شرکت قصد دارد تولید کند به عبارتی دیگر MPS یک برنامه زمان بندی شده بر حسب مقدار و موعد تحویل برای اقلام سطح بالای تولید است (براساس تعیین موعد تولید برای هر سربرنامه منتج از برناهه های کلی تولید و برنامه بودجه). در تدوین MPS علاوه بر پیش بینی فروش، از اطلاعات موجود در زمینه سفارشات عقب افتاده، در دسترس بودن مواد، ظرفیت ها، خط مشی مدیریت، اهداف شرکت و ... استفاده می شود. لازم به یادآوری است کهMPS یک ورودی کلیدی برای برنامه ریزی مواد است به نحوی که بروز خطا درMPS از جمله پیش بینی ضعیف و ....، اشتباهات جبران ناپذیری در فرآیند برنامه ریزی عملیاتی تولید بوجود می آورد. MPS بایستی با نگرش واقع بینانه تدوین شود و لذا ایجاد فهرستی آرمانی از سطوح مطلوب تولید، سبب ایجاد برآوردهای غیرواقعی از نتایج عملکرد سازمان خواهد شد. در تدوینMPS باید واحد سنجش قابل درک برای کلیه بخش های سازمان تعیین شود و گروه بندی (دسته بندی) محصولات نیز تا حد امکان محدود گردد. در تدوین MPS با هر سفارش محصول، بعنوان یک سفارش تثبیت شده برخورد می شود و با توجه به سفارشات تثبیت شده و موجودی جاری محصول، عملیات خالص سازی سفارش صورت می پذیرد. در تدوین مقادیر سفارشات محصول، در جدول MPS، درصورت فزونی سفارشات واقعی نسبت به پیش بینی سفارشات، مقادیر آن در جدول و در سطر تقاضای کل قرار می گیرد ولی درغیراینصورت از همان مقادیر پیش بینی شده استفاده خواهد شد.

پس از برآورد احتیاجات ناخالص (مطابق جدول فوق) ، نوبت به تدوین جدول اصلی MPS مي رسد، عناوین مندرج در جدول مذکور به شرح ذیل خواهند بود:

• احتیاجات ناخالص (Gross Requirements)

• موجودی در دست (On Hand)

• احتیاجات خالص (Net Requirements)

• دریافت سفارش برنامه ریزی شده (Planned Order Receipt)

• ترخیص سفارش برنامه ریزی شده (Planned Order Release)

سطر احتیاجات ناخالص برای ثبت مقادیر مورد نیاز در طول پریود بکار می رود. این مقادیر براساس مندرجات جدول فوق در سطر تقاضای کل بدست می آید لذا احتیاجات ناخالص دوره برنامه ریزی، معادل جمع سطری محصول مورد نظر خواهد بود.

سطر موجودی دردسترس، مقدار موجودی را در ابتدای پریودهای برنامه ریزی شده مشخص می کند. سطر احتیاجات خالص نشان می دهد که چه تعداد کالا جهت برآورده شدن تقاضا مورد نیاز است، ضمناً اگر از موجودی اطمینان برای کالائی استفاده می شود آنگاه احتیاجات خالص شامل مقدار مورد نیاز برای نگه داشتن حداقل سطح موجودی اطمینان است .

لازم بذکر است در بعضی مواقع بیش از آنچه موردنیاز است تولید می کنیم تا هزینه های راه اندازی (یا سفارش دهی) را با هزینه نگهداری موجودی بالانس کنیم. وقتی که فقط برای تولید آنچه که مورد نیاز است برنامه ریزی کنیم، سطر دریافت سفارش برنامه ریزی شده با سطر احتیاجات خالص مطابقت خواهد یافت و وقتی تولید در انباشته های بزرگ صورت گیرد، دریافت سفارش برنامه ریزی شده از احتیاجات خالص بیشتر خواهد بود. اصولاً دریافت سفارش برنامه ریزی شده هرگز نباید کمتر از احتیاجات خالص باشد. ضمناً سطر ترخیص سفارش برنامه ریزی شده، دریافت سفارش برنامه ریزی شده را با در نظر گرفتن زمان تدارک (Lead time) دنبال می کند.

تحقق وظیفه تدارک به موقع منابع موردنیاز فریند برنامه ریزی تولید، در قالب برنامه ریزی نیازمندی های مواد صورت می پذیرد. برنامه ریزی نیازمندی ها، شامل روش هائی است که با توجه به تعداد اقلام سازنده یک تجهیز و زمان های مورد نیاز برای تامین هرقطعه، اقدام به تهیه لیست سفارش می نماید که نتیجه این فرآیند، متضمن تأمین اقلام موردنیاز خط تولید خواهد بود. دیدگاه های مطرح در برنامه ریزی نیازمندی مواد عبارتنداز:

• تقاضا برای قطعات و زیر مونتاژها به میزان تقاضای محصول نهائی وابسته است (که از مونتاژ قطعات مزبور حاصل می شوند).

• هنگامی که یک MPS تهیه می شود بدین معنی است که احتیاجات تمامی قطعات و زیر مونتاژهائی که از نظر زمانی به محصولات مزبور وابسته هستند نیز مطابق آن، زمانبندی و محاسبه می گردند.

اصولاً برنامه ریزی مواد، یک سیستم کنترل جریان است که تنها قطعات مورد نیاز برای حفظ و تداوم جریان مواد در کارخانه را سفارش می دهد که این قطعات می توانند هم جزو قطعات خریدنی و هم جزو قطعات ساختنی باشند. برنامه ریزی تعیین می کند که برای اجرای سربرنامه تولید چه کاری باید انجام شود. لذا اولین گام برای برنامه ریزی مواد، تهیه لیست مواد (BOM) است که روابط والد فرزندی در ان لحاظ شده باشد، همچنین بکارگیری سیستم کدینگ مواد و قطعات انبار نیز موجب سهولت در شناسائی و تمایز قطعات می گردد. در این روش تقاضای اقلام و قطعات براساس تقاضای اقلام والد محاسبه می شود لذا برنامه ریزی مواد را می توان تکنیکی برای مدیریت تقاضای اقلام وابسته قلمداد کرد. لازم بذکر است سربرنامه مذکور از ارزیابی پیش بینی ها، سفارشات مشتری و نیازمندی های مراکز توزیع حاصل می شود بنابراین برنامه ریزی مواد از اطلاعات ساختار محصول (براساس لیست مواد)، وضعیت فعلی موجودی (براساس پرونده موجودی) و داده های مربوط به زمان نیاز قطعات، استفاده می کند و یک لیست مرحله بندی برای بجریان انداختن سفارشات ایجاد می نماید.

اجزا تشکیل دهنده سیستم برنامه ریزی مواد عبارتنداز:

• لیست تقویمی تولید یا سربرنامه : طراحی مدل برنامه ریزی مواد مبتنی بر لیست تقویمی تولید است. درا ین لیست، نوع محصول، میزان محصول و زمان تقویمی تولید مشخص است. سیستم برنامه ریزی مواد به تعیین زمان نیازمندی به هر یک از اقلام مورد استفاده در تولید محصولی خاص می پردازد.

• لیست تفضیلی مواد و قطعات (BOM) : لیست تفضیلی مواد و قطعات نشان میدهد که اجزا تشکیل دهنده محصول چیست و ترتیب ساختن آن چگونه است. این لیست شامل اجزا محصول، کد شناسائی آن در انبار قطعات، ترتیب ساخت آن و تعداد هریک از اجزا و قطعات برای ساخت یک واحد محصول است. برای تهیه لیست محصولات توجه به ساختار درختی محصول و قطعات سازنده و همچنین انتقال قطعات مشابه به پائین ترین سطح ضروری است.

• لیست موجودی انبار مواد و قطعات : لازمه اجرای سیستم برنامه ریزی مواد، داشتن اطلاعات دقیق از وضعیت موجودی کالا و قطعات مورد نیاز در انبار است که اطلاعات موردنظر بعنوان خروجی سیستم نرم افزاری انبار، قابل استحصال می باشد.

اجرای رويه فوق، منتهي به برآورد نيازمندي قطعات، برای بجريان انداختن فرايند تامین و تدارک و درنتیجه حفظ پیوستگی توليد و حصول اطمينان از عدم مواجه با کسری قطعات در طول دوره برنامه ريزي خواهد شد.

هدف از فرایند برنامه ریزی عملیاتی، حرکت به سمت بکارگیری مقادیر و کمیت های واقعی و قطعی شده تولید است. همانطورکه در بخش های پیشین ملاحظه شد، در تدوین MPS، به استناد قراردادها و پیش بینی های انجام شده، جدولی از نیازمندی های تولید، تدوین گردید که این جدول نگرش کلی به تولیدات زمانبندی شده است. در دومین سطح یعنی برنامه ریزی میان مدت، براساس مندرجات جدول MPS و منابع مستقیم تولیدی یعنی ظرفیت ماشین آلات، زمان های دردسترس، شیفت های کاری و ....، اقدام به تعیین شیوه تولید در راستای تحقق اهدافی از جمله بیشینگی سود، بیشینگی بهره برداری از منابع، تحقق حداکثر نیاز فروش و .... می گردد. لذا سطح فراگیری برنامه ریزی عملیاتی، مربوط به عملیات دوره های زمانی کوتاه مدت خواهد بود. لازم بذکر است که نتایج برنامه ریزی عملیاتی تولید به عنوان پیشنهادی به مدیریت ارشد بوده و احتمال وقوع تغییراتی در آن، پس از بررسی و اعلام نظر مدیریت ارشد سازمان وجود دارد. در ادامه نمونه ای از مدل برنامه ریزی عملیاتی تولید ارائه شده است: