در این مقاله تاریخچه شکل‌گیری و تکامل مهندسی صنایع و تغییر آن از مهندسی صنایع سنتی به مهندسی صنایع و سیستمها شرح داده می‌شود. مهندسی صنایع و سیستمها، تعریف و جایگاه آن در سازمان بررسی می‌شود. در پایان به برخی از فعالیت‌های مهندسی صنایع و سیستمها اشاره می‌شود. تاریخچه مهندسی صنایع، سیر شکل‌گیری مهندسی صنایع تا جنگ جهانی دوم، تکامل مهندسی صنایع بعد از جنگ جهانی دوم، ارتباط مهندسی صنایع با مدیریت، تحقیق در عملیات، مهندسی سیستم، علوم کامپیوتر، علم آمار، علم مدیریت، مهندسی فاکتورهای انسانی، رشته مهندسی صنایع و سیستمها، تعریف مهندسی صنایع، نقش مهندسی صنایع و سیستمها در سازمان، حوزه‌های فعالیت مهندسی صنایع و سیستمها شامل مطالعات امکانپذیری، استقرار کارخانه یا سازمان، طرح‌ریزی واحدهای صنعتی و خدماتی، برنامه‌ریزی حمل و نقل، جانمایی بخش‌ها، ارزیابی کار و زمان، کنترل موجودی، برنامه‌ریزی تولید، سیستم‌های برنامه‌ریزی مواد موردنیاز، برنامه‌ریزی نگهداری و تعمیرات، کنترل کیفیت، مدیریت و کنترل پروژه، برنامه‌ریزی نیروی انسانی و سیستم‌های حقوق و دستمزد، مهندسی فاکتورهای انسانی و سیستم‌های اطلاعات از جمله مباحث این مقاله هستند
تاریخچه مهندسی صنایع
اولین فعالیت‌های مهندسی صنایع مربوط به اقتصاددانهای کاربردی و صنعتگرها است که در حدود سالهای ۱۸۰۰ در انگلستان شکل گرفت. آدام اسمیت۱ ، اقتصاددان معرف اسکاتلندی، در سال ۱۷۷۶ در کتاب ثروت ملل ایده تقسیم کار را برای بهبود بهره‌وری مطرح کرد. پیاده‌سازی این ایده روی فعالیت سوزن سازی در یک کارگاه نشان داد که با تقسیم فعالیت به چهار عملیات جداگانه، خروجی ۵ برابر افزایش یافت. وقتی که یک کارگر تمام فعالیت را انجام می‌داد در هر روز ۱۰۰۰ سوزن تولید می‌کرد ولی وقتی ۱۰ کارگر به چهار فعالیت تخصصی و جداگانه گمارده شدند می‌توانستند ۴۸۰۰۰ سوزن تولید کنند. علاوه بر اینکه ظرفیت تولید افزایش یافت، اسمیت نشان داد که با این ایده هزینه ساخت نیز کاهش می‌یابد. اسمیت علت کاهش هزینه ساخت را چنین بیان کرد:
چارلز ببج۲ در تکمیل ایده اسمیت بیان کرد که با گماردن هر کارگر به یک کار خاص، دیگر به مهارت و تجربه زیاد در کار ساخت و تولید نیاز نبوده و نرخ پرداخت به کارگران نیز می‌تواند کمتر باشد و بدین شکل هزینه تولید کاهش می‌یابد. وی نتیجه یافته‌های خود را در سال ۱۸۳۵ با عنوان «اقتصاد ماشین‌آلات و سازندگان۳ » ارائه نمود.
در تولید ماشین بخار توسط ماتئو بولتون۴ و جیمز وات۵ ، استفاده از سیستم‌های مدیریت شامل استانداردها، روشهای پیش‌بینی، استقرار کارخانه، طراحی کارخانه و سیاست‌های حقوق و پاداش در شکل ابتدایی خود برای کمک در هدایت، مدیریت و کنترل کارخانه آغاز شد.
توسعه مهندسی صنایع در آمریکا در سالهای اول ۱۹۰۰ توسط فردریک تیلور۶ ، پدر مهندسی صنایع، آغاز شد. بر خلاف آدام اسمیت و چارلز ببج که نظریه‌پرداز و نویسنده بودند، تیلور کسی بود که از طریق انجام فعالیت‌های صنعتی و بر اساس آزمایش به توسعه اصول و مفاهیم پرداخت و توجه خود را روی روشهای علمی انجام کار و مدیریت یک واحد تولیدی متمرکز ساخت. تا قبل از تیلور کارها بر اساس حسابهای سرانگشتی انجام می‌شد و از استانداردهای علمی، برنامه‌ریزی مدیریتی و رویه‌های تحلیل خبری نبود. هدف تیلور تغییر این وضعیت به شرایطی بود که نشان دهد مدیریت یک فعالیت علمی است و نه یک فعالیت اتفاقی و باری به هر جهت. وی چهار خط‌مشی زیر را مورد توجه قرار داد:
در راستای هدف تیلور (یعنی مدیریت علمی) افراد دیگری از جمله گیلبرت۷ و گانت۸ به توسعه روشهای علمی و سیستماتیک برای مطالعه و اندازه‌گیری کار، برنامه ریزی و زمانبندی تولید پرداختند. تا پیش از سال ۱۹۳۰ رشد چشمگیری در توسعه مهندسی صنایع ایجاد شد و حوزه‌هایی تحت عناوین زیر شکل گرفت:
تا اواخر سالهای ۱۹۴۰، توسعه مهندسی صنایع بر اساس روشهای سنتی که توسط تیلور، گانت و گیلبرت پایه‌گذاری شده بود ادامه یافت. فلسفه وجودی مهندسی صنایع با توجه به نگرش و هدف به وجود‌آورندگان آن، ارائه راه‌حل‌های مؤثر و کارا برای مسائل مربوط به طراحی، تحلیل و ارزیابی بود.
شکل‌گیری مهندسی صنایع به همراه تدوین فلسفه وجودی، مفاهیم، اهداف و مشخص شدن حوزه‌های کاربرد از یک طرف و از طرف دیگر ظهور حوزه‌های جدید قابل کاربرد در مهندسی صنایع طی سالهای جنگ جهانی دوم و بعد از آن، مهندسی صنایع را به حوزه‌ای تبدیل نمود که دارای معانی متفاوت نزد افراد مختلف بود. بهترین روش درک مهندسی صنایع جدید، درک چگونگی ارتباط آن با دیگر حوزه‌هاست. معمول‌ترین حوزه‌های مرتبط با مهندسی صنایع عبارتند از: مدیریت، علوم کامپیوتر، علم آمار، تحقیق در عملیات، علوم مدیریت۹ ، مهندسی فاکتورهای انسانی و مهندسی سیستمها. در ادامه هر یک از حوزه‌های اشاره شده، شرح داده شده و با مهندسی صنایع مقایسه می‌شوند.
بین همه حوزه‌های اشاره شده، مدیریت قدیمی‌ترین در تاریخ بشری است. بیشتر کتابهای مدیریت، توسعه مدیریت را با بحث روی مفاهیم علمی تیلور آغاز می‌کنند و خیلی از نویسندگان آن کتابها، تیلور را «پدر مدیریت علمی» می‌نامند همانگونه که مهندسین صنایع وی را «پدر مهندسی صنایع» می‌نامند. در اینجا این پرسش مطرح می‌شود که آیا مفاهیم مدیریت علمی تیلور تعمیمی دانشگاهی از مهندسی است یا مدیریت. بخشی از مدیریت با نام مدیریت تولید دارای وجه مشترکی با مهندسی صنایع است. در اینجا نیز از دید مدیریت، مدیریت تولید به جنبه هدایت منابع انسانی تولید توجه دارد در صورتی که مهندسی صنایع به تحلیل، طراحی و کنترل سیستم‌های بهره‌ور می‌پردازد. منظور از سیستم بهره‌ور سیستمی است که محصول یا خدمت تولید می‌کند. به عبارتی می‌توان گفت متخصصان مدیریت مجری سیستم‌هایی هستند که توسط مهندسین صنایع تحلیل، طراحی و ارزیابی شده‌اند.
در جنگ جهانی دوم، نیروی نظامی انگلیس و آمریکا تیم‌هایی مرکب از ریاضیدانان، آماردان‌ها، دانشمندان فیزیک، مهندسین، بیولوژیست‌ها و روانشناس‌ها تشکیل دادند تا مسائل مختلف عملیاتی نظامی را مورد تحلیل قرار دهند. به عنوان مثال نیروی دریایی آمریکا ۷۰ تحلیل‌گر از علوم مختلف را به کار گرفت. از آنجایی که این تیم‌ها برای تحقیق روی فعالیت ها و عملیات نظامی تشکیل شده بودند، چنین تحقیق، تحلیل و بررسی را «تحقیق در عملیات۱۰ » نامیدند. تیم‌های تحقیق در عملیات به مسائلی از جمله مسائل زیر پاسخ دادند:
همانطور که گفنه شد تا اواخر سالهای ۱۹۴۰ توسعه مهندسی صنایع مبتنی بر روشهای سنتی تیلور، گانت و گیلبرت بود. بعد از جنگ جهانی دوم و در اواخر سالهای ۱۹۴۰ و اوایل ۱۹۵۰، تحقیق در عملیات به واسطه موفقیت‌های به دست آمده در جنگ، جای خود را در فعالیت‌های صنعتی، بخش‌های خدماتی و سازمانهای دولتی و خصوصی باز کرد. مفاهیمی که توسط تیلور، گانت، گیلبرت و دیگران توسعه داده شده بودند نیازمند تحلیل کمی دقیق‌تر و روشهای سیستم‌گرا بودند که تا آن زمان به صورت سنتی به کار گرفته می‌شدند. ظهور تحقیق در عملیات، نقطه عطفی در تحول روشهای مهندسی صنایع بود که نتیجه آن توسعه روشهای کمی، الگوریتم‌های ریاضی و . . . بود که در بکارگیری مؤثر مفاهیم توسعه یافته توسط تیلور و دیگران استفاده شدند. ممکن است این پرسش مطرح شود که آیا مهندسی صنایع و تحقیق در عملیات یک نظام واحد هستند یا دو نظام جدا از هم؟ همانطور که دیده شد تاریخ مهندسی صنایع و تحقیق در عملیات جدای از هم است اما فلسفه وجودی هر دو یکی است یعنی ارائه راه‌حل‌های موثر و کارا برای مسائل مربوط به طراحی، تحلیل و ارزیابی.
تحقیق در عملیات یک روش عملی برای حل مسائل مدیریت است. این نظام شامل ساخت توصیف‌ها یا مدل‌های ریاضی، اقتصادی و آماری از مسائل تصمیم‌گیری برای بررسی شرایط پیچیدگی و نااطمینانی است. هم‌چنین تحلیل روابط تعیین‌کننده پیامدهای محتمل تصمیمات اتخاذ شده و ارائه شاخص‌های مناسب اثربخشی برای ارزیابی اهمیت نسبی گزینه‌های موجود از دیگر اهداف این نظام است.
تفاوت اصلی دو نظام مهندسی صنایع و تحقیق در عملیات در حوزه تحلیل و نوع مدل‌ها و متدولوژی است که هریک استفاده می‌کنند. توسعه‌های اولیه مهندسی صنایع در ارتباط با کارگاه‌های ساخت و به شدت مبتنی بر استفاده از روشهای سیستماتیک ذهنی به جای استفاده از روشهای ریاضی بوده است. بعضی از این روش‌ها شامل برنامه‌ریزی فرایند، بهبود روش‌ها، استانداردسازی زمان انجام کار و ارزیابی کار می‌باشند که از جمله روشهای سنتی مهندسی صنایع به شمار می‌آیند. اما در سی سال اخیر، بخش اعظم فعالیت‌های مهندسی صنایع از طریق تکنیکهای تحلیلی مبتنی بر مفاهیم ریاضی کاربردی صورت گرفته است.
تحقیق در عملیات معمولاً با عملیات یک سیستم موجود شامل انسان و ماشین سر و کار دارد. این رشته می‌تواند در سیستم‌های مختلف از جمله سیستم‌های نظامی، فروشگاه‌ها، کارخانه‌ها، مزارع، مراکز خدماتی و غیره برای کنترل موجودی، توزیع مواد خام و ساخته شده، بررسی خطوط انتظار، تبلیغات، بهینه‌سازی حمل و نقل و تصمیم‌گیری به کار رود. معمولاً هدف، بهینه‌سازی یا استفاده بهتر از مواد، انرژی، انسان و ماشین‌آلاتی است که در سیستم موجود است.
در حالی که تحقیق در عملیات با توجه به منابع فعلی سیستم به حل مسئله و ارائه راه حل می‌پردازد مهندسی سیستمها بر طراحی و برنامه‌ریزی سیستم‌های جدید برای انجام بهتر عملیات فعلی یا اجرای عملیات، وظایف یا خدماتی که تا به حال به کار گرفته نشده‌اند تأکید می‌کند. به عبارت دیگر تحقیق در عملیات تغییر رویه‌های سیستم را پیشنهاد می‌کند در حالی که مهندسی سیستمها تغییر کل یا بخشی از یک سیستم و جایگزین نمودن سیستم جدید را پیشنهاد می‌کند.
با این توضیح مشخص می‌گردد که فلسفه وجودی مهندسی سیستمها نیز همانند مهندسی صنایع سنتی و تحقیق در عملیات ارائه راه‌حل‌های مؤثر و کارا برای مسائل مربوط به طراحی، تحلیل و ارزیابی است اما با نگرشی متفاوت از آنها. مهندسی سیستمها نیز مانند تحقیق در عملیات با ظهور خود و ارائه تکنیکهای مؤثر در طراحی و تحلیل، مهندسی صنایع سنتی را تحت تأثیر قرار داد.
نقش و تأثیر کامپیوتر بر رشته‌های مختلف علمی بر کسی پوشیده نیست. مهندسی صنایع نیز به عنوان حوزه‌ای که با حجم زیاد اطلاعات از یک طرف و محاسبات تکراری و طولانی از طرف دیگر سر و کار دارد تأثیر قابل ملاحظه‌ای از فناوری کامپیوتر دریافت نموده است. فناوری کامپیوتر موجب به وجود آمدن الگوریتم‌های جدید طراحی و تحلیل، نرم‌افزارهای مختلف موردنیاز در مهندسی صنایع، فرایندهای جدید ساخت و تولید مانند طراحی و تولید به وسیله کامپیوتر۱۱ ، سیستم‌های تولیدی انعطاف‌پذیر۱۲ و سیستم‌های تولید یکپارچه کامپیوتری۱۳ شده است. این دگرگونی مهندسی صنایع سنتی را تحت تأثیر قرار داده و مباحث جدیدی را در این حوزه مطرح نموده است.
بیشتر پدیده‌های مورد بررسی در مهندسی صنایع به جای جنبه قطعی۱۴ ، جنبه تصادفی۱۵ دارند. به عنوان مثال خرابی تجهیزات بر اساس قاعده معینی رخ نمی‌دهد بلکه به صورت اتفاقی و تصادفی خراب می‌شوند. پارامترهای تعیین‌کننده در فرایندهای تولید معمولاً در یک مقدار مشخص غیرقابل کنترل هستند و دامنه‌ای برای آن تعریف می‌شود و تغییر پارامتر در این دامنه به صورت احتمالی خواهد بود. مدت زمان ساخت و تولید یا ارائه خدمات در بیشتر موارد دارای توزیعی احتمالی است. شرایط فوق و بسیاری از شرایط احتمالی دیگر باعث می‌شوند که تحلیل، طراحی و ارزیابی‌های موردنیاز مهندسی صنایع توأم با شرایط احتمالی و نااطمینانی باشد. بنابراین بکارگیری علم آمار گریزناپذیر خواهد بود. دخالت علم آمار در ابعاد مختلف موردنیاز، مهندسی صنایع سنتی را تحت تأثیر قرار داده است.
علم مدیریت رشته‌ای است که در ارتباط تنگاتنگ با تحقیق در عملیات در دهه ۱۹۶۰ توسعه یافته است. تکنیکهای مورد استفاده در این رشته همان تکنیکهای تحقیق در عملیات هستند اما تفاوت آن با تحقیق در عملیات در حوزه کاربرد آن است که بیشتر در امور اداری، بازرگانی و مدیریت صنعتی مطرح می‌گردند. امروزه تفاوتی بین این دو قائل نمی‌شوند و معمولاً با هم و به شکل OR/MS مطرح می‌گردند.
سیستم‌های مهندسی صنایع بر خلاف سیستم‌های سخت‌افزاری، مانند مهندسی الکترونیک اغلب ترکیبی از انسان و ماشین هستند و طراحی سیستم‌های انسان- ماشین نیازمند تعیین بهترین ترکیب از عناصر انسانی و ماشینی است. این نیازمندی ضرورت آگاهی مهندسین صنایع از روانشناسی صنعتی و مهندسی فاکتورهای انسانی را توجیه می‌نماید.
شکل‌گیری و تکامل مهندسی صنایع و تعامل آن با حوزه‌های مرتبط طی سالهای ۱۸۰۰ تا ۱۹۷۰ باعث تدوین حوزه یا رشته‌ای به نام مهندسی صنایع و سیستمها شده است. نمودار زیر این روند تکاملی را بیشتر روشن می‌سازد.
تعریف رسمی زیر توسط IIE۱۶ برای مهندسی صنایع ارائه شده است که بدون هیچ تغییری قابل کاربرد برای مهندسی صنایع و سیستم‌هاست:
«مهندسی صنایع عبارتست از طراحی، بهبود و استقرار سیستم‌های مرکب از انسان، مواد، اطلاعات، تجهیزات و انرژی. مهندسی صنایع با دستیابی به دانش و مهارت تخصصی در علوم ریاضی، فیزیکی و اجتماعی به همراه اصول و روشهای تحلیل و طراحی مهندسی نتایج و خروجی‌های مورد انتظار چنین سیستم‌هایی را تعیین، پیش‌گویی و ارزیابی می‌کند».
اگر چه واژه صنایع معمولاً برای سازمانهای تولیدی بکار می‌رود اما قابل کاربرد برای هر گونه سازمان است.
با توجه به تعریف ارائه شده از مهندسی صنایع و سیستمها، چنین می‌توان نتیجه گرفت که در هر سازمان، مهندسی صنایع و سیستمها به عنوان مرکز هماهنگ‌کننده بین تمام عناصر سازمان عمل می‌کند. این نقش می‌تواند در قالب ابزار پشتیبان مدیریت ظاهر شود. همانطور که قبلاً نیز اشاره شد مهندسین صنایع و سیستمها نقش طراح، تحلیل‌گر و برنامه‌ریز را به عهده دارند و مدیریت سازمان مجری طرح‌ها و برنامه‌های ارائه شده خواهد بود. اگر چه مهندسین صنایع و سیستمها می‌توانند در قالب مدیرانی کارآمد نقش ایفا کنند اما با درگیر شدن در مشکلات اجرایی، از نقش اصلی خود باز می‌مانند. نمودار زیر نقش هماهنگ‌کنندگی مهندسی صنایع و سیستمها را نمایش می‌دهد.
بسته به حجم فعالیت و اندازه سازمان، واحد مهندسی صنایع و سیستمها می‌تواند در سطح مدیریت یا زیرمجموعه یکی از مدیریت‌ها مطرح گردد. ساختار سازمانی داخلی یک واحد مهندسی صنایع و سیستمها باید بر اساس اصول طراحی سازمانی و شرایط خاص سازمان مورد نظر طراحی گردد. هم‌چنین باید حیطه فعالیت موردنیاز برای عملی ساختن مأموریت محول شده به این واحد تحلیل شده و در قالب گروه‌های منطقی از وظایف و فعالیت‌ها شکل داده شود. این گروه‌ها می‌توانند به عنوان بخش‌های مختلف این واحد در نظر گرفته شوند.
در این بخش فعالیت‌های مختلف مهندسی صنایع در قالب نمونه‌های عملی و پرسش معرفی شده و شرح مختصری از هر یک از فعالیت‌ها ارائه می‌شود. لازم به ذکر است که نمونه‌های اشاره شده واقعی نبوده و فقط برای استفاده در معرفی فعالیت‌ها بیان شده‌اند. هم‌چنین توضیحات ارائه شده به شکل عمومی بوده و با هدف معرفی مهندسی صنایع و سیستمها به صورت کلی تهیه شده و معطوف به یک سازمان خاص نیستند. نمی‌توان گفت که توضیحات ارائه شده به تمام فعالیت‌های مهندسی صنایع و سیستمها اشاره می‌کند ولی بخش اعظم فعالیت‌های این رشته را پوشش می‌دهد. توضیحات مختصر بوده و به جزئیات تکنیک‌ها و روش‌ها اشاره‌ای نشده است.
در چند سال گذشته تعدادی کارخانه تولیدکننده فرش ماشینی در سطح کشور احداث شده است. گفته می‌شود مجموع ظرفیت تولید این کارخانه‌ها بیش از نیاز داخلی بوده و در این شرایط به دلیل کیفیت پایین تولیدات و ناتوانی در رقابت با کشورهایی چون آلمان، توانایی جذب بازارهای خارجی را ندارند. در احداث این کارخانه‌ها چه ملاحظاتی باید در نظر گرفته می‌شد تا وضعیت فعلی پیش نیاید؟
قبل از احداث هر واحد تولیدی یا خدماتی باید مطالعه و بررسی بازار، پیش‌بینی میزان فروش، اقتصادی بودن و . . . تحت مطالعات امکانپذیری و در سه دسته امکانپذیری اقتصادی، فنی و مالی مد نظر قرار گیرند. اقتصاد مهندسی و تکنیکهای تحلیل هزینه و سود از جمله ابزاری هستند که در این راستا بکار گرفته می‌شوند.
امکانپذیری اقتصادی: آیا تولید مقرون به صرفه خواهد بود؟ از لحاظ هزینه آیا قابل رقابت با سایر تولیدکنندگان می‌باشد؟
امکانپذیری فنی: آیا فناوری موجود پاسخگوی نیاز است؟ تخصص لازم در کشور وجود دارد؟ خرید ماشین‌آلات امکانپذیر است؟ آیا مشکل لوازم یدکی، نگهداری و تعمیرات و . . . وجود ندارد؟
امکانپذیری مالی: با فرض امکانپذیری اقتصادی و فنی، آیا بازار مصرف پذیرای محصول تولید شده خواهد بود؟ آیا سود معقول بدست می‌آید؟ نقطه سربسر هزینه و سود کجاست؟
گفته می‌شود مکان فعلی استقرار بعضی از سازمانهای تولیدی و خدماتی مناسب نیست و به همین دلیل هزینه‌های زیادی را باید متحمل گردند؟ چه نکاتی در استقرار و انتخاب مکان این سازمانها باید در نظر گرفته می‌شد؟
عواملی از قبیل دسترسی به نیروی کار، تاریخچه کارگری منطقه، تأثیر صنایع موجود بر نیروی کار، دسترسی به نیروی برق، آب، گاز و دیگر سوخت‌ها، آلودگی آب، امکان دفع فاضلاب، میزان حمل و نقل و دسترسی به جاده، منابع مواد اولیه و فاصله آن از محل کارخانه، دسترسی به بازار مصرف، امکان استفاده از بازار محلی، منازل و واحدهای مسکونی، سطح تحصیلات، رفاه و بهداشت، امکانات تفریحی، مشخصات جغرافیایی و اقلیمی منطقه، وضعیت آب و هوا، وجود مرکز آتش‌نشانی و امدادرسانی، وجود هماهنگی بین واحدهای تولیدی در منطقه، رویکرد مسئولین منطقه، وضعیت صنایع مکمل در منطقه و میزان سهولت دسترسی به منابع مالی برای سرمایه‌گذاری باید در استقرار و انتخاب مکان در نظر گرفته شوند. در مبحث استقرار سازمان یا کارخانه، این عوامل به شکل سیستماتیک و تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته و بر اساس آنها بهترین مکان استقرار انتخاب می‌شود. روشهای تصمیم‌گیری، رتبه‌بندی و مدل‌های ریاضی مکان‌یابی از جمله تکنیک‌هایی هستند که برای این منظور بکار گرفته می‌شوند.
فرض کنید قرار است کارخانه‌هایی با حوزه‌های تولید مواد غذایی، مواد شیمیایی، خودرو و لوازم الکترونیک احداث شوند؟ به نظر شما چه تخصص‌هایی در طرح‌ریزی هر یک از این واحدهای صنعتی موردنیاز است؟ به ترتیب در هر حوزه آیا تخصص مهندسی صنایع غذایی، مهندسی شیمی، مهندسی مکانیک و مهندسی الکترونیک برای طرح‌ریزی کافی است؟ هر یک از این تخصص‌ها در چه فعالیت‌هایی از طرح‌ریزی مفید واقع می‌شوند؟ آیا این تخصص‌ها آنگونه شناخت و درکی که مهندس صنایع و سیستمها از سیستم‌های تولیدی و خدماتی دارد را دارا می‌باشند؟ آیا طرح‌ریزی هر یک از این کارخانه‌ها به یک تیم طراحی نیاز ندارد؟ هماهنگ‌کننده این تیم باید چه تخصصی داشته باشد؟ چه تخصصی می‌تواند از مجموع نظرات تخصص‌های مختلف نتیجه‌گیری کند؟
طرح‌ریزی واحدهای صنعتی و خدماتی یا هر گونه سازمان دیگر ممکن است نیازمند تخصص‌های مختلفی باشد که در رأس آنها تخصص مهندسی صنایع و سیستمها قرار دارد. طرح‌ریزی از جمله فعالیت‌هایی است که در آن از بیشتر تکنیکهای مهندسی صنایع استفاده می‌شود. معمولاً مراحلی که در طرح‌ریزی در نظر گرفته می‌شود عبارتند از:
(۱) مطالعات امکانپذیری
(۲) طراحی محصول
(۳) طراحی فرایند ساخت( مسیر توالی عملیات‌های مختلف روی قطعات)
(۴) طراحی عملیات ساخت (با کدام ماشین، کدام اپراتور، چگونه، چه مقدار فشار و چه مواد اولیه و . . .)
(۵) طرح‌ریزی واحدها (چه نوع ماشین‌آلات، چه نوع استقرار، چه نوع ابزار، ایستگاه‌های کاری و . . .)
(۶) طرح ساختمان و تأسیسات
(۷) برآورد هزینه‌های انجام کار
(۸) ارزیابی مالی طرح
(۹) ساخت ماشین‌آلات
(۱۰) تهیه زمین، آماده‌سازی زمین و ساختمان
(۱۱) خرید ماشین‌آلات و آموزش پرسنل
(۱۲) نصب و راه‌اندازی ماشین‌آلات
(۱۳) شروع تولید
(۱۴) انبار و توزیع
(۱۵) فعالیت‌های بازاریابی برای توسعه و گسترش دامنه فعالیت‌ها
(۱۶) بررسی مشکلات اجتماعی و سعی در رفع آن (بازخورد اطلاعات و مشکلات)
هزینه‌های حمل و نقل بخش قابل ملاحظه‌ای (بین ۲۵ تا ۵۰ درصد) از هزینه‌های واحدهای صنعتی و خدماتی را به خود اختصاص می‌دهند. حمل و نقل مواد اولیه به محل کارخانه، حمل مواد به بخش تولید، حمل و نقل بین بخش‌های تولید، حمل محصولات ساخته شده و توزیع محصولات ساخته شده در بازار، مواردی هستند که هزینه‌هایی را به کارخانه تحمیل می‌کنند در صورتی که هیچ گونه نقش بهره‌ور در تولید ندارند. چگونه می‌توان هزینه‌های حمل و نقل را کاهش داد؟ برنامه‌ریزی حمل و نقل شامل اصول و تکنیکهای ریاضی است که سعی در کاهش هزینه‌های حمل و نقل دارند.
ممکن است علیرغم وجود یک سیستم و برنامه‌ریزی حمل و نقل مناسب، هزینه‌های حمل و نقل بخش قابل ملاحظه‌ای از هزینه‌های کارخانه باشد. یکی از دلایل هزینه بالای حمل ونقل می‌تواند استقرار نامناسب بخش‌های تولیدی باشد. آیا می‌توان استقرار بخش‌های تولیدی را به گونه‌ای تغییر داد که کل مسافات حمل و نقل کاهش یابد؟ آیا تغییر محل بخش‌های تولیدی و سرمایه موردنیاز برای آن در مقایسه با میزان کاهش هزینه حمل و نقل توجیه‌پذیر است؟
تهیه طرح استقرار بخش‌های تولیدی یا استقرار بخش جدید در کنار بخش‌های فعلی تولید، از جمله فعالیت‌های مهندسی صنایع و سیستم‌هاست. بررسی ارتباط بین بخش‌های تولیدی، تعیین حجم حمل و نقل بین واحدها، بررسی نکات ایمنی در جانمایی، بهینه‌سازی حمل و نقل بین بخش‌ها و ارائه طرح بهینه استقرار از جمله موارد این فعالیت است. جانمایی علاوه بر استقرار بین بخشی، استقرار درون‌بخشی را در نظر می‌گیرد. نحوه استقرار ماشین‌آلات درون یک بخش، نیروی انسانی نسبت به ماشین‌آلات، ایستگاه‌های کاری، انبارهای واسط و . . . از جمله عناصر استقرار درون بخشی هستند.
یک بخش تولیدی از یک کارخانه را در نظر بگیرید. این بخش سیستمی متشکل از نیروی انسانی، فضای فیزیکی، تجهیزات و ماشین‌آلات، مواد اولیه یا مواد در جریان ساخت، انرژی و اطلاعات است. ظرفیت این بخش تولیدی به چه میزان است؟ آیا این ظرفیت می‌تواند افزایش یابد؟ چگونه می‌توان ظرفیت تولید بخش را افزایش داد؟ آیا از صنایع موجود در این بخش (نیروی انسانی، فضا، تجهیزات و ماشین‌آلات، مواد، انرژی و اطلاعات) به شکل بهینه استفاده می‌شود؟ چه بهبودهایی می‌توان در این بخش ایجاد کرد؟
ارزیابی کار و زمان (مطالعه کار و زمان سنجی)، توالی عملیات، تعادل خط تولید و مونتاژ، استقرار بهینه تجهیزات، برنامه‌ریزی حمل و نقل درون بخشی، طراحی بهینه ایستگاه‌های کاری، طراحی و استقرار انبارهای واسط از جمله مباحث مهندسی صنایع و سیستمها هستند که می‌توانند در بهبود یک بخش تولیدی بکار گرفته شوند.
فرض کنید در کارخانه شما برای تولید محصولات مختلف از مواد اولیه مختلف و به مقادیر متفاوت استفاده می‌شود؟ تولید شما تا زمانی ادامه خواهد داشت که مواد اولیه موجود باشد؟ برای حذف وقفه‌های تولید (که خود هزینه‌هایی در بر دارد) چه می‌کنید؟ آیا میزان زیادی از مواد اولیه را انبار می‌کنید تا برای مدت قابل ملاحظه‌ای مطمئن باشید که تولید ادامه خواهد داشت؟ آیا هزینه‌های انبارداری افزایش نخواهد یافت؟ آیا فضای انبار به قدر کافی موجود است یا اینکه به صورت دوره‌ای سفارش مواد اولیه می‌دهید؟ در این صورت آیا هزینه‌های سفارش بالا خواهد بود؟ چه سیاستی را باید اتخاذ نمود تا حداقل هزینه را در بر داشته باشد؟ علاوه بر مواد اولیه، موجودی قطعات یدکی تجهیزات و ماشین‌آلات به چه میزان باید باشد؟ میزان استفاده از قطعات یدکی در سال چیست؟
با استفاده از تکنیکهای کنترل موجودی می‌توان به پرسش‌های فوق پاسخ داد. تعیین میزان سفارش اقتصادی، ذخیره احتیاطی، طول دوره سفارش از جمله مواردی هستند که با استفاده از این تکنیک‌ها تعیین می‌گردند.
هدف واحدهای تولیدی پاسخگویی به تقاضای بازار مصرف است و تغییر تقاضای مصرف تأثیر مستقیم بر تولید واحدها خواهد داشت. برای هماهنگی با تقاضای بازار چه سیاستی برای تولید باید اتخاذ نمود؟ آیا همواره با یک نرخ ثابت باید تولید کرد؟ تقاضا چگونه بر میزان تولید تأثیر می‌گذارد؟ چه هزینه‌هایی در تولید و تغییر میزان تولید نقش دارند؟ برای پاسخگویی مناسب به بازار آیا تولید بیشتر از تقاضا و نگهداری آن در انبار کالاهای ساخته شده، راهکار مناسبی است؟ هزینه‌های نگهداری بیشتر است یا هزینه‌های راه‌اندازی مجدد تولید؟ ترکیب بهینه تولید محصولات چیست؟
با استفاده از مفاهیم و تکنیکهای برنامه‌ریزی تولید می‌توان به راهکارهایی رسید که در آن مجموع هزینه‌های تولید، نیروی انسانی، راه‌اندازی و موجودی را به حداقل خود رساند. در این مبحث از تکنیک‌ها و مدل‌های ریاضی و هیوریستیک استفاده می‌گردد و می‌توان به راهکاری دست یافت که در آن میزان تولید از هر محصول در هر دوره زمانی از افق برنامه‌ریزی تعیین شده است. پیش‌بینی بازار مصرف نیز از جمله مواردی است که در برنامه‌ریزی تولید مورد بحث قرار می‌گیرد. با استفاده از برنامه‌ریزی تولید از نوسانات تولید کاسته شده و استخدام و اخراج کارگران نیز کاهش می‌یابد.
با توجه به ارتباط مستقیم بین مواد اولیه و منابع ساخت با تولید و تأثیر متقابل آنها بر یکدیگر، در بعضی موارد برنامه‌ریزی مستقل موجودی و تولید، راهکار مناسبی نخواهد بود و استفاده از سیستم‌های برنامه‌ریزی مواد موردنیاز ضروری خواهد بود. با بکارگیری این سیستمها، میزان تولید، سفارش، موجودی و زمان‌های تولید و سفارش در قالبی هماهنگ ارائه خواهد شد و هزینه‌ها به حداقل کاهش خواهد یافت.
وقفه‌های تولید هزینه‌های زیادی از جمله بیکاری کارگران، راه‌اندازی مجدد، سود از دست رفته و ایجاد ضایعات را به دنبال دارد. یکی از علل وقفه‌های تولید، خرابی ماشین‌آلات و تجهیزات است. برای جلوگیری از خرابی‌ها چه اقداماتی می‌توان انجام داد؟ آیا انجام تعمیرات و نگهداری دوره‌ای راه حل این مشکل خواهد بود؟ به چه اطلاعاتی از خرابی‌ها نیاز است؟ نگهداری‌ها، تعویض‌ها و تعمیرات در چه زمانهایی باید انجام شود؟ چه چک‌لیست‌هایی باید طراحی گردد؟
در برنامه‌ریزی نگهداری و تعمیرات با استفاده از تکنیکهای پیش‌بینی و آماری، زمان نگهداری پیشگیرانه و تعویض‌ها محاسبه شده و در قالب یک سیستم اطلاعاتی- عملیاتی نظام‌مند می‌گردند. با بکارگیری چنین سیستمی، بخش قابل ملاحظه‌ای از وقفه‌های تولید که ناشی از خرابی ماشین‌آلات هستند برطرف خواهد شد.
تولید محصولات باکیفیت، چه از جهت رقابت در بازار و چه از لحاظ اخلاقی دارای اهمیت بالایی است. کیفیت محصولات می‌تواند متأثر از عواملی از قبیل تجهیزات تولید، مواد اولیه، نیروی انسانی و فرهنگ سازمانی حاکم بر محیط سازمان، دانش فنی، آموزش و . . . باشد. در اینجا این پرسش مطرح می‌گردد که چگونه می‌توان هر یک از این عوامل را در جهت دستیابی به کیفیت مطلوب کنترل نمود.
کنترل کیفیت یکی از مباحث مهندسی صنایع و سیستم‌هاست. کنترل کیفیت علاوه بر دسترس‌پذیر کردن کیفیت، بهره‌وری فعالیت سازمان را نیز افزایش می‌دهد. در این راستا بسته به نوع عوامل مؤثر در کیفیت و وسعت حوزه بررسی، کنترل کیفیت آماری، تضمین کیفیت و کنترل کیفیت فراگیر مطرح شده‌اند. هر یک از کنترل‌های اشاره شده به مقدمات و ابزاری نیاز دارند که طراحی و پیاده‌سازی آنها در مهندسی صنایع و سیستمها مورد مطالعه قرار می‌گیرند.
فرض کنید قرار است یک بخش، یک انبار، یک واحد یا یک کارخانه احداث کنید. چه فعالیت‌هایی برای این هدف باید در نظر گرفته شوند؟ این فعالیت‌ها به چه توالی و با چه پیش‌نیاز و پی‌آیندی انجام شوند؟ هر فعالیت در چه مدت زمانی باید انجام شود؟ تاریخ مجاز برای شروع و خاتمه هر فعالیت چیست؟ انجام هر فعالیت به چه منابعی نیاز دارد؟ منابع مورد نیاز به چه میزان و در چه زمانهایی قابل دسترس هستند؟ مدت زمان انجام کل فعالیت‌ها چقدر خواهد بود؟ در صورت تأخیر در انجام یک یا چند فعالیت، چه تأخیری در دستیابی به هدف ایجاد می‌شود؟
پروژه به کار یا مجموعه فعالیت‌هایی گفته می‌شود که تکرار پذیر نباشند. برای مثال تولید یک محصول، یک فعالیت تکراری است که یک کارخانه در طول سال‌ها انجام می‌دهد ولی احداث یک بخش جدید کاری ممکن است در طی سال‌ها تنها یک بار اتفاق بیافتد. تکنیک‌هایی که در مدیریت و کنترل پروژه مورد استفاده قرار می‌گیرند به تمامی پرسش‌های فوق پاسخ می‌دهند و تصویر مناسبی از وضعیت پروژه را که ممکن است شامل هزاران فعالیت باشد در اختیار مدیریت قرار می‌دهد.
یکی از مهمترین عوامل تولید نیروی انسانی است. برای انجام یک فعالیت تولیدی با بهره‌وری مطلوب ضروری است که میزان و تخصص نیروی انسانی موردنیاز تعیین شود. در این راستا باید مشخص شود که فعالیت تولیدی چیست، چگونه انجام می‌شود و نیروی انسانی انجام دهنده آن چه خصوصیاتی باید داشته باشد. به عنوان مثال کارگر موردنیاز باید چه سطحی از تحصیلات داشته باشد و از لحاظ خصوصیات فیزیکی دارای چه قد و وزنی باشد؟
مهندسی صنایع با استفاده از مباحث و تکنیکهای برنامه‌ریزی نیروی انسانی، شرح و خصوصیات فعالیت‌های تولیدی را مشخص کرده و میزان حقوق و دستمزد نیروی انسانی را برآورد کند. به منظور تعیین میزان حقوق و دستمزد، هر فعالیت ارزیابی شده و بر اساس معیارهایی، ارزش‌گذاری می‌گردد.
همانطور که گفته شد نیروی انسانی یکی از مهمترین عوامل تولید است. نیروی انسانی موجود در سیستم در تعامل با دیگر اجزای سیستم یعنی مواد اولیه، تجهیزات و ماشین‌آلات، انرژی و اطلاعات است. هر یک از اجزای سیستم به نیروی انسانی چه تأثیری می‌گذارد و چه تأثیری می پذیرد؟ اجزای سیستم باید دارای چه خصوصیاتی باشند تا باعث کاهش بهره‌وری نیروی کار نگردند؟ از لحاظ اخلاقی چه استانداردهایی برای هر یک از اجزای سیستم باید در نظر گرفته شود تا موجب آسیب رساندن به نیروی کار نگردد؟ محیط کار باید چگونه طراحی شود تا روحیه پرنشاطی را در نیروی انسانی تقویت کند؟ خصوصیات فرهنگی و اجتماعی سازمان چه تأثیری بر نیروی انسانی دارند؟
مهندسی صنایع در این حوزه با بررسی محیط کار، ماشین‌آلات، سیستم ارتباطات، ساختار نظارت و ساختار سازمانی و با تهیه استانداردهای موردنیاز، اقدامات لازم را برای برقراری تطابق استانداردها با عوامل انسانی ارائه می‌دهد. مجموعه تکنیک‌ها و مفاهیم ارگونومی و روانشناسی این حوزه، عنوان مهندسی فاکتورهای انسانی گرفته است.
هر سازمان، بزرگ یا کوچک، به شدت وابسته به اطلاعات است. سازمان به اطلاعاتی از مشتریان، بازار، تهیه‌کننده‌های مواد اولیه و رقبا نیاز دارد. هم‌چنین باید اطلاعات دقیقی از کارمندان و کارگران و مهارت‌های آنها، سطح بهره‌وری، توانایی تجهیزات و ماشین‌آلات، نحوه انجام فرایندها، ظرفیت تولید، خصوصیات فرایندهای تولید، محل انجام هر فعالیت و . . . در دسترس باشد. مهندسین صنایع نیز در انجام همه فعالیت‌های خود نیاز به اطلاعات مستند و مدون از محیط داخلی و خارجی سازمان دارند. چگونه باید اطلاعات موردنیاز جمع‌آوری شوند؟ از هر فعالیت تولیدی یا خدماتی، امور پشتیبانی، اداری و مالی چه داده‌هایی باید جمع‌آوری شود؟ چه فرم‌ها و چک‌لیست‌هایی موردنیاز است؟ مدیریت به چه اطلاعاتی نیاز دارد؟ در چه مواردی از تصمیم‌گیری به اطلاعات نیاز هست؟ از اطلاعات چگونه می‌توان در تصمیم‌گیری استفاده نمود؟ فناوری جمع‌آوری اطلاعات در سازمان چه خصوصیاتی باید داشته باشد؟ چه سطحی از مکانیزه‌کردن سیستم موردنیاز است؟
اطلاعات به عنوان یکی از اجزای سیستم نقش مهمی در فعالیت‌های مهندسی صنایع به عهده دارد. ضرورت جمع‌آوری، سازماندهی و استفاده از اطلاعات در تصمیم‌گیری، شاخه‌ای به وجود آورده است که در هر فعالیت مهندسی صنایع به کار گرفته می‌شود. سیستم‌های اطلاعات به علت اهمیت و وسعت، در سطوح کلاسیکی از جمله سیستم‌های پردازش مبادلات، سیستم‌های اطلاعات مدیریت، سیستم‌های پشتیبان تصمیم‌گیری و سیستم‌های خبره دسته‌بندی شده‌اند که در مهندسی صنایع و سیستمها مورد مطالعه قرار می‌گیرند.
- Banga, T. R., S. C. Sharma and N. K. Agarwal. ۱۹۹۵. Industrial Engineering & Management Science. Dehli: Khanna.
- Hicks, P. E. ۱۹۷۷. Introduction to Industrial Engineering & Management Science. New York: McGraw-Hill.
- Miller, M. M. and J. W. Schmidt. ۱۹۸۴. Industrial engineering and Operations Research. New York: John Wiley & Sons.
- Singh, J. ۱۹۷۲. Great Ideas of Operations Research. New York: Dover.
- Turner, W. C., J. E. Mize and K. E. Case. ۱۹۸۷. Introduction to Industrial and Systems Engineering. New Jersey: Printice-Hall.
با تشکر از زحماتتان
مطالب عالی؛ استفاده کردیم!