مسیریابی بسته‌های تولیدات قابل بازگشت در صنعت خودروسازی

مسیریابی بسته‌های تولیدات قابل بازگشت در صنعت خودروسازی

نادر سنندجی

منبع: http://traceability.blogsky.com

مقدمه

یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های صنعت قطعه‌سازی خودرو، اشتباه در جابه‌جایی بسته‌ها و گم شدن آنها است. بنابراین تولید، ارسال و مدیریت صحیح قطعات برای خط تولید و مونتاژ قطعات در صنعت خودرو بسیار ضروری است. در راه‌حل ارایه شده در این مقاله که طرح مشترک شرکت‌های IBM و OESA است، بیش از ۱۵۰ نهاد تخصصی در زمینه تولید و عرضه خدمات خودرو به بررسی راه‌حلی مبتنی بر استفاده از RFID پرداخته و در نهایت راه مطرح شده در این مقاله را توصیه کردند.

در چرخه تولید در صنعت اتومبیل‌سازی، چندین میلیون بسته مشغول به فعالیت است. هر بسته معمولاً از چند ده تا چند صد قطعه‌ خودرو تشکیل می‌گردد. عدم مدیریت صحیح و همچنین نداشتن نظارت بر مسیریابی و ردیابی غیراصولی این محموله‌ها(بسته‌ها) متناوباً هزینه‌های گزافی را متحمل صنعت خودروسازی می‌کند. بعضی از قطعه‌سازان شاید تا بیش از ۱ میلیارد دلار هزینه‌ی این محموله‌ها می‌کنند ولی بعد از ارسال محموله‌ها نظارت کافی و قابل توجهی روی این محموله‌ها نخواهند داشت و شاید خسارت ناشی از انتقال ناصحیح و اشتباه در ارسال این محموله‌ها تا چند ده میلیون دلار خسارت بر قطعه‌سازان وارد آورد. در بررسی صورت گرفته و مطرح شده در این مقاله تا ۳۰ درصد از هزینه‌های تحمیل شده بر اثر این اشتباهات کاسته می‌شود.

در تحقیقات انجام شده در مورد صنعت خودروسازی، مشخص شده است که علت بسیاری از مشکلات ناشی از گم‌ شدن و انتقال ناصحیح محموله‌ها، نبود نظارت کافی و عدم مسیریابی و ردیابی صحیح آنهاست. منظور از عدم نظارت کافی، نداشتن توانایی برای مشاهده‌ی بلادرنگ اتفاقاتی است که برای محموله‌ها رخ می‌دهد. علت این عدم مسیریابی صحیح، محیط بسیار پیچیده و حجم و تعداد بسیار بالای محموله‌ها و نیاز به سرعت زیاد برای مدیریت این محموله‌هاست و عدم استفاده از اتوماسیون از طرفی دیگر بر افزایش این مشکل می‌افزاید. در ادامه مقاله به بررسی مشکلات تولیدکنندگان تجهیزات اصلی که در این مقاله با OEM نشان داده می‌شود، می‌پردازیم.

چالش در مدیریت بسته‌های برگشت‌پذیر

امروزه به علت گسترش تقاضا، بیش‌تر قطعات صنعت خودروسازی، در قالب بسته‌ها و محموله‌های قابل برگشت تهیه و درنهایت مونتاژ می‌شوند. اندازه هر بسته یا محموله از اندازه یک جعبه کفش تا یک سکوی بار بزرگ متغیر است. این بسته‌ها به وسیله‌ی برنامه‌های تولید اتومبیل طراحی و برای حفاظت و نگهداری قطعه‌های تولید شده به‌کار می‌رود.

در یک زنجیره‌ تولید، بسته‌های برگشت‌پذیر ابتدا در انبار‌‌‌ها پر شده و توسط سکوهای حمل بار جمع شده و به مقصد برای اسمبل و خط مونتاژ ارسال می‌گردد. بعد از تمام شدن قطعات مورد نیاز خط تولید و اسمبل و مونتاژ آن‌ها، مجدداً بسته‌های خالی به سمت کارخانه‌ قطعه‌ساز ارسال و بر حسب نیاز خط مونتاژ پر و قطعه‌ مورد نظر به خط مونتاژ در قالب همان بسته‌ها ارسال می‌گردد. به دلیل این فرایند است که نام این بسته‌ها، بسته‌های(محموله‌های) برگشت‌پذیر گذاشته‌اند. در این مکانیسم برگشت‌پذیر، نودهای چک‌کننده‌ زیادی برای هر بسته وجود دارد. این نود‌‌‌ها شامل ترتیب‌سنج، تأمین‌کنندگان شخص ثالث، امکانات و انبار‌های تولید‌کنندگان قطعات اصلی می‌باشند. شکل زیر مراحل فوق را نشان می‌دهد.

مدیریت نادرست در چرخه‌ مطرح شده در بالا می‌تواند عواقب مهمی برای قطعه‌سازان به همراه داشته ‌باشد. مهم‌ترین این ‌عواقب عبارتند از:

افزایش هزینه چرخه‌ بسته و مدیریت آن: به علت عدم نظارت درست، سرعت انتقال در چرخه بهینه نمی‌باشد. این امر می‌تواند تعدادبسته‌های مورد نیاز را تا ۱٫۲۵ برابر مقدار واقعی مورد نیاز افزایش دهد و این امر یعنی ضرر در هزینه تا نزدیک به ۲۵ درصد کل مخارج سیستم چرخه. همچنین افزایش تعداد بسته‌ها، زمان بیهوده‌ صرف شده برای فرایند را نیز بسیار افزایش خواهد داد.

استهلاک بیش‌تر بسته‌ها: یکی از مسایل مهم در این چرخه استفاده بیش از ظرفیت بسته‌هاست. این امر باعث استهلاک زیاد در بسته‌ها شده و عمر مفید آنها را بسیار کاهش می‌دهد. به‌طور معمول هر قطعه‌ساز ۶ تا ۷ سال یک‌بار باید بسته‌های قدیمی را با بسته‌های تازه جایگزین کند که با کاهش استهلاک ناشی از مدیریت صحیح، می‌توان این زمان را تا حدود ۱۰ سال یک‌بار تعویض افزایش داد.

در صورت گم ‌شدن تعداد زیادی بسته، ممکن است قطعه‌ساز توانایی ارسال به موقع تولیدات خود را به خط مونتاژ از دست بدهد که این امر موجب به تعویق افتادن تحویل به موقع سفارشات مشتری‌ها شود و پرداخت خسارت دیرکرد به مشتریان ضررهای هنگفتی را متوجه صنعت خودرو می‌کند.

استفاده از RFID برای مسیریابی بسته‌های تولیدی

به‌طور کلی دو راهکار برای ارتقای توانایی نظارت بر بسته‌های ارسالی وجود دارد. استفاده از GPS و استفاده از RFID. البته راهکارهای بسیار جالب و نوینی نظیر استفاده همزمان از چند فناوری مانند GPS و RFID و شبکه‌ جهانی وب (مانند آنچه که در مخابرات سیار مبتنی بر RFID تعریف می‌شود) نیز برای این امر وجود دارد.

درمورد استفاده از GPS می‌توان گفت سال‌ها از این تکنولوژی برای ردیابی بسته‌ها توسط قطعه‌سازان استفاده می‌شد اما اکنون به ندرت می‌توان قطعه‌سازی را یافت که از GPS برای مسیریابی محصولات خود استفاده کند. مهم‌ترین مزیت GPS این است که به زیرساخت پیچیده برای ارتباط نیاز ندارد. ولی یک عیب بسیار مهم در GPS وجود دارد که کیفیت نظارت بر تردد بسته‌ها و محموله‌ها را تا حد بسیار زیادی کاهش می‌دهد. این عیب نیاز دستگاه GPS به خط دید مستقیم با ماهواره مرتبط با خود است که در صورت انبار شدن طولانی مدت بسته‌ها در انبارهای مسقف و قرار گرفتن آنها در سفرهای طولانی مانند انتقال دریایی زیر پوشش، امکان مدیریت از راه دور آنها عملاً ناممکن می‌گردد. ایراد دیگر GPS هم قیمت بالای آن است به‌طوری که از نظر اقتصادی توجیهی برای استفاده از آن در همه بسته‌ها وجود ندارد و فقط در بسته‌هایی که محتوای آنها ارزش بیش‌تری دارد برای کار با GPS انتخاب می‌شدند و بنابراین نظارت روی همه‌ تولیدات وجود نداشت.

استفاده از RFID

یکی از کارا‌‌ترین و در عین حال مقرون به‌صرفه‌‌‌ترین راه‌حل‌‌‌ها برای مشکل مطرح شده، استفاده از تگ‌های Passive است. علت کارا بودن تگ‌های Passive عدم نیاز آنها به منبع تغذیه و عمر بالای آن و همچنین عدم نیاز به خط دید مستقیم در RFID است. در سیستم پیاده شده و پشتیبانی شده توسط IBM، از تگ‌های مبتنی بر استاندارد ۱٫۳ نسل دو EPC استفاده می‌شود. تنها نکته‌ نامطلوب در مورد استفاده از تگ‌های غیرفعال، برد اندک آن و نیاز به ایجاد زیرساخت پیاده‌سازی است. این زیرساخت شامل آنتن و تگ‌خوان است. برای افزایش کارایی و انعطاف‌پذیری در استفاده از RFID در حمل‌ونقل بسته‌ها، می‌توان قابلیت تحرک را بیش‌تر به سمت کارتخوان‌‌‌ها برد. منظور از این امر استفاده‌ از تحرک هم در تگ‌‌‌ها و هم در کارتخوان است. بیش‌تر استفاده‌هایی که اکنون از RFID می‌شود مبتنی بر ثابت بودن کارتخوان و تحرک تگ است اما با ایجاد زیرساخت‌های مناسب(نظیر ارتباط با شبکه‌ی جهانی وب و یا ارتباط با اپراتورهای مخابراتی تلفن همراه) می‌توان علاوه برتگ، کارتخوان‌های متحرک را نیز متصور شد.

پیاده‌سازی

با قراردادن تگ‌خوان در گلوگاه‌های متعدد چرخه شکل قبل، می‌توان موقعیت و مسیر هر محموله‌ ارسال شده را بررسی نمود. سیستم RFID پیاده شده برای این چرخه با توجه به قرار داشتن تگ‌خوان در هر ورودی یا خروجی مراحل چرخه، دید کلی روی تمام بسته‌هایی که روی آنها تگ الصاق شده در هر مرحله از فرایند انتقال وجود دارد و در صورتی که ID قرائت شده توسط تگ‌خوان مغایرتی با اطلاعات مطلوب داشت، بلافاصله مراتب امر به اطلاع گلوگاه رسیده و اصلاحات لازم برای تصحیح مسیر صورت می‌گیرد. تگ‌خوان‌‌‌ها در نقاط مهمی از مسیر مانند محل بارگیری، مرتبه‌سنج، و پشتیبان‌های شخص ثالث و بازرسی‌های بیمه محصول قرار می‌گیرند.

مهم‌ترین مزیت RFID

حقیقت اصلی برتری RFID بر سایر تکنولوژی‌‌‌ها در ایجاد امکان رویت و ردیابی و مسیریابی پویا و بلادرنگ روی بسته‌های ارسالی است. ثبت اطلاعات هر بسته و Log شدن آن در مسیر انتقال امکان ردیابی بلادرنگ و حسابرسی و بررسی موجودی اموال قطعه‌ساز را در طول مسیر انتقال نیز مهیا می‌کند. با ایجاد زیرساخت برای دادن تحرک به‌کارتخوان‌‌‌ها می‌توان تگ‌خوان‌های سیار در حامل‌های بسته‌ها(نظیر کشتی‌‌‌ها یا کامیون‌های انتقال‌دهنده) قرارداد. با ایجاد امکان حسابرسی و بررسی تعداد بسته‌های در دست هر خط مونتاژ می‌توان مشکل افزایش بی‌رویه‌ بسته‌های درخواستی را کاهش و به نیاز واقعی هر خط مونتاژ(اسمبلی) پی برد.

با ذکر مثالی بیش‌تر توضیح می‌دهیم. با پر شدن حامل (کامیون یا کشتی) بسته‌ها، تمام اطلاعات مربوط به مسیر و مقصد بسته‌ها از میان‌افزارهای RFID به Application‌های نظارتی رفته و این اطلاعات در آنجا ثبت می‌گردد. هنگامی که حامل به مقصد رسید، تگ‌خوان‌های موجود در این مرحله دومین پویش را روی بسته‌ها صورت می‌دهند و صحت مقصد بسته‌های دریافتی را چک و ثبت می‌کنند.

مشکل مدیریت محصولات

همان‌طور که قبلاً مطرح شد، اتوماسیون جمع‌آوری داده یک موضوع بسیار مهم است. اما دریافت دقیق، ایمن و کامل نهایت هدف این مقاله نیست. موضوع ارزشمند دیگر نحوه‌ به‌کارگیری داده در میان روال تجاری، موقعیت‌های گوناگون و روش‌های نوین است. در اینجاست که نقش نرم‌افزارهای مدیریت محصولات پررنگ می‌گردد. به‌طور کلی می‌توان گفت مدیریت محصول در رأس لایه‌ جمع‌آوری داده است.

ساختار راه‌حل برای مدیریت محصولات

راه‌حل برای مدیریت محصولات براساس تطابق و ایجاد همکاری میان RFID و نرم‌افزارهای مدیریت محصولات در لایه‌ Application است. در شکل زیر این ساختار نشان داده شده است. در این شکل اطلاعات تگ پس از دریافت و پردازش توسط میان‌افزار RFID فیلتر شده و اطلاعات نامرتبط با سرور مدیریت محصولات از آن حذف می‌گردد. این اطلاعات سپس توسط یک ساختار شبکه‌ کامپیوتری به آن سرور ارسال می‌گردد.

 Application(درخواست) مربوط به مدیریت محصولات، تعداد بسته‌های بازگشت‌پذیر را در کل مسیر نگهداری می‌کند. نیاز به هر بسته‌ جدید که باید به یک توزیع‌کننده ارسال شود، می‌تواند در قالب یک درخواست برنامه‌ریزی منابع سرمایه‌ای(ERP) یا یک GUI در وب مطرح شود. به محض اینکه درخواست دریافت شد، نرم‌افزار مدیریت محصولات به بررسی منابع موجود در انبار‌‌‌ها پرداخته و مبادله بسته‌ جدید را شروع می‌کند. اگر تعداد درخواست‌ها از موجودی محصولات در انبار کمتر باشد، این درخواست‌ها به صف FIFO رفته و در آن صف مدیریت می‌شود. بنابراین از جمله اطلاعاتی که باید یک تگ RFID ذخیره کند، مقصد احتمالی ارسال بسته متناظر با این تگ است که براساس اولویت در صف FIFO تعیین می‌شود.

به محض این‌که بسته‌های بازگشت‌پذیر آماده ارسال گردد، داده‌های مربوط به تعداد محموله‌های ارسالی و اطلاعات توزیع کننده از نرم‌افزار و Application مدیریت محصولات به سرور مرتبط با میان‌افزار RFID منتقل می‌شود تا تلفیق میان محموله‌های ارسال شده و محموله‌های درخواست شده ایجاد گردد. با دریافت آخرین محموله، تگ این محموله اطلاعات مربوط به تکمیل شدن ارسال را به‌کارتخوان داده و کارتخوان هم این اطلاعات را به نرم‌افزار مدیریت محصولات منعکس می‌کند. نکته‌ مهم در این فرایند تطبیق همکاری میان OEM و توزیع‌کننده است. در این طرح توزیع‌کنندگان مدیریت محموله‌های خود را به خوبی برعهده می‌گیرند و مسؤولیتی متوجه قطعه‌ساز نخواهد بود. بنابراین استفاده همزمان از RFID و نرم‌افزارهای مدیریت محصولات، به صنایع قطعه‌سازی این امکان را می‌دهد تا تاریخچه‌ای از موقعیت‌های بسته‌ها و اطلاعاتی نظیر این‌که آخرین بار در کجا و چه زمانی این بسته‌ها مشاهده شده، ترتیب و سریال ارسال آنها داشته ‌باشند و متناسب با آن تصمیمات درست و مقتضی را اجرا کنند.

نتیجه‌گیری

با توجه به افزایش تقاضای قطعات برای صنعت خودروسازی، بیش‌تر عملیات خودروسازی بیرون خطوط مونتاژ صورت می‌گیرد و قطعه‌ها به صورت از پیش‌ساخته آماده شده و در خط مونتاژ فقط سرهم می‌شوند. استفاده از RFID نه‌‌تنها موجب افزایش کیفیت انتقال بسته‌های از پیش‌ساخته شده است بلکه موجب صرفه‌جویی بسیار کلان نسبت به سایر تکنولوژی‌های مشابه خود(مثل GPS)خواهد شد. طرح ارایه شده در این مقاله یک گام ابتدایی برای ارتقای سرعت و دقت انتقال بوده و با توجه به نوآوری‌های روزافزون در RFID امکان بهره‌برداری‌های جدید از تگ‌های الصاقی به بسته وجود خواهد داشت. به‌طور خلاصه می‌توان گفت راه‌حل ارایه شده برای مدیریت بسته‌های قطعات خودرو در این مقاله نه تنها از هزینه‌های اضافی چرخه حمل بسته‌ها می‌کاهد، بلکه امکانات مهم و ارزشمندی در مورد هدایت و نحوه‌ مصرف بسته‌ها نظیر مدیریت محصولات موجود را ایجاد می‌کند.