ما هو التصنيع؟

التصنيع هو عملية تحويل المواد الخام أو المكونات إلى منتجات نهائية. إنه قطاع حاسم في اقتصاد العالم، حيث يساهم بتريليونات الدولارات في التجارة العالمية سنوياً وتوظيف الملايين. من أصولها المتواضعة في العصر الحجري، تحول التصنيع إلى قطاع قائم على الابتكار والتكنولوجيا، والتحقيق من الأدوات الجديدة الأساسية في الماضي إلى المصانع الذكية المعقدة اليوم من خلال العمليات الآلية، والمعدات المتصلة دائمًا، والتصنيع الغني بالبيانات.

ما هو برنامج التصنيع؟

في السنوات الأخيرة، أدت توقعات العملاء الأعلى إلى تحولات أكثر ديناميكية في الطلب وتخصيص الطلبات. ونتيجة لذلك، يتعين على الشركات المصنعة الاعتماد على التطورات في برامج الحوسبة والتصنيع لأتمتة المصانع التقليدية واتخاذ القرارات الصحيحة.

برامج التصنيع تدير المعلومات والعمليات عبر عملية التصنيع. عندما يكون تصنيع برامج ERP في السحابة، يمكنه المساعدة في توحيد البيانات عبر قسم الإنتاج وإتاحتها للأنظمة الإدارية الأخرى للإدارة المالية والهندسة والعمليات. من خلال دمج برامج ERP وبرامج (SCM) لإدارة سلسلة التوريد، يمكن أن تصبح أنظمة برامج التصنيع المستندة إلى السحابة حجر الأساس لمبادرات الصناعة 4.0 التي تساعد الشركات المصنعة على جعل المنتجات بشكل أكثر منهجية باستخدام المواد والموارد المناسبة في المصانع المتعددة، مما يؤدي إلى التخلص من النفايات ويؤدي إلى منتجات عالية الجودة وكفاءة محسنة وهوامش ربح متزايدة.

ما هي أنواع برامج التصنيع؟

تتناول برامج جدولة التصنيع حالة موارد العمالة والمواد والمعدات لإنشاء جداول إنتاج مفصلة. يستخدم هذا البرنامج أنظمة تخطيط متطلبات المواد (MRP) أو تخطيط التصنيع في الوقت المناسب والتحكم في المخزون لضمان تلبية متطلبات الطلب التفصيلية بعد مراعاة جميع قيود العرض.

يدير برنامج أنظمة تنفيذ التصنيع (MES) تنفيذ العمليات المادية التي تحول المواد الخام إلى سلع منتهية عن طريق تنفيذ أوامر العمل ومراقبة كفاءة الإنتاج وبيانات مراقبة الجودة عبر خطوط المنتجات أو حتى عبر مواقع متعددة.

يعد برنامج صيانة مصنع التصنيع ضروريًا لتعظيم موثوقية الأصول ووقت تشغيلها ، وخاصة معدات خط الإنتاج ، لضمان الإنتاج المستمر. إلى جانب الابتكارات، مثل مستشعرات Internet of Things (IoT) لمراقبة الأصول والتوائم الرقمية، يتيح هذا البرنامج صيانة تنبؤية حيث يمكن توقع حالات الفشل وبرامج الصيانة التي يمكن تحسينها لخفض تكاليف العمالة وقطع الغيار. وهذا يستبدل برنامج الصيانة الوقائية القديم للتصنيع والذي قد ينتج عنه توقف غير ضروري وتكاليف صيانة أعلى.

اكتشف قيمة الصيانة التنبؤية (PDF)

يمكن ربط أنواع أخرى من أنظمة البرامج، مثل برنامج (PLM) لإدارة دورة حياة المنتج، ببرامج التصنيع لضمان تصنيع تصميمات المنتج بشكل منهجي باستخدام المواد والموارد المناسبة عبر مصانع متعددة. ويؤدي ذلك إلى منتجات عالية الجودة يمكن تصنيعها بكميات كبيرة ومع هوامش ربح محسنة.

اقرأ كيف يساعد الابتكار المستمر المصنعين في صنع منتجات رائعة

تاريخ مختصر للتصنيع

قد يعود التصنيع إلى العصر الحجري الجديد ، عندما تم إنشاء أدوات أساسية لطحن الطعام والصباغة والنسيج ، وخمر وتشويه الخمور لأول مرة. تم تعزيز المرحلة التالية من التنمية من قبل اليونانيين والرومان القدماء ، الذين يُقرون اختراع المسامير والبكرات والخرافات - اللبنات الأساسية للآلات الأولى. خلال هذا الوقت، تم العمل من قبل الحرفيين المهرة الذين شكلوا في نهاية المطاف النقابات لحماية حرفتهم وامتيازاتهم.

في أواخر 18th-century بريطانيا ، أنشأ إدخال نظام المصنع أول ثورة صناعية ، مع انتقال صناعة النسيج من أساليب إنتاج اليد إلى الآلات التي تعمل بمحركات البخار. ستصل الثورة الصناعية التالية بعد حوالي قرن، والتي تميزت بتوافر النقل بالسكك الحديدية والاتصالات التلغرافية والكهرباء. الاختراعات البارزة خلال هذه الفترة تشمل مصباح الضوء المتوهجة والسيارة. في أوائل القرن العشرين ، قامت شركة فورد للسيارات بشعبية الإنتاج الضخم باستخدام الآلات والتجهيزات المتخصصة في خطوط التجميع.

مهد اختراع الترانزستور في عام 1947 الطريق لأجهزة الكمبيوتر الرقمية، والتي أدت بدورها إلى تقدم في تقنيات النقل والاتصالات، مثل الاتصالات اللاسلكية، التي من شأنها تشكيل الثورة الصناعية الثالثة. تم تطوير صناعة العجول (المعروفة أيضًا باسم التصنيع في الوقت المناسب) من قبل تويوتا في ثلاثينيات القرن العشرين ، ولكنها أصبحت شعبية فقط في السبعينيات حيث استولت السيارات اليابانية على حصة سوقية كبيرة. تهدف طريقة الإنتاج هذه إلى تقليل أوقات المعالجة ومستويات المخزون داخل المصنع وكذلك أوقات استجابة الموردين.

اليوم نحن في الثورة الصناعية الرابعة - أو الصناعة 4.0 - التي تتميز بأتمتة التصنيع التقليدي باستخدام التكنولوجيا الذكية. وتشمل هذه التقنيات Internet of Things (IoT)، والحوسبة السحابية، والروبوتات، والذكاء الاصطناعي، والتعلم الآلي، ومعالجة اللغة الطبيعية. يتم وضع أدوات البيانات والتحليل في الوقت الحقيقي في أيدي فرادى العمال لتمكين اتخاذ القرارات اللامركزية - وهو مبدأ مهم من مبادئ الصناعة 4.0.

أنواع تقنيات التصنيع

إحدى الطرق لتصنيف التصنيع هي النظر إلى التقنيات المستخدمة لتلبية طلب العملاء.

التصنيع إلى المخزون (MTS)

MTS هي تقنية الإنتاج التقليدية حيث يتم تصنيع المنتجات وفقا للطلب المتوقع ثم يتم الاحتفاظ بها كمخزون في المعارض أو المستودعات. تستند توقعات الطلب إلى بيانات المبيعات السابقة والظروف الاقتصادية الحالية واتجاهات الاقتصاد الكلي.

وتشمل المزايا الاستخدام الفعال للموارد بسبب جداول الإنتاج التي يمكن التنبؤ بها وانخفاض تكلفة الإنتاج بسبب وفورات الحجم. كما يمكن للعملاء الحصول على المنتجات النهائية بشكل أسرع لأنها عادة ما تكون في المخزون. العيب الرئيسي هو فرصة أعلى لفائض المخزون، وعلى العكس من ذلك، المخزون من المخزون. ويمكن أن تنتج هذه التوقعات عن توقعات الطلب غير الدقيقة بسبب عوامل خارجية، مثل الطقس والأحداث الاقتصادية والجغرافية السياسية.

التصنيع للطلب (MTO)

MTO هي تقنية إنتاج حيث يتم تخصيص المنتجات وفقا لمواصفات العملاء ، ويبدأ الإنتاج فقط بعد استلام الطلب. ومن الشائع في الصناعات المتخصصة، مثل الفضاء، والبناء، والتكنولوجيا العالية. وتنطبق مجموعة فرعية من نوع التصنيع هذا، تسمى مهندس للطلب، على المنتجات التي تتطلب كمية كبيرة من التصميم الهندسي تعمل في المقدمة.

وتتمثل الفائدة الرئيسية لـ MTO في عدم وجود مخزون زائد يلزم بيعه بخصم أو فاقد. يتم استيفاء كل طلب مقبول ، ويتلقى العملاء طلباتهم وفقًا لمواصفاتهم. وتشمل العيوب جداول زمنية أطول للعملاء لتلقي المنتجات النهائية، وبالنسبة للشركة المصنعة، التعرض لتقلبات إمدادات المواد الخام، والتي قد تتطلب مستوى أعلى من مخزون الأمان. كما أن الطلب غير المتكافئ يمكن أن يتسبب أيضًا في عمليات إغلاق، والتي يمكن أن تكون مكلفة حيث تحتاج المصانع إلى استخدام خط إنتاج عالي لكي تكون مربحة.

عمل لتجميع (MTA) أو تجميع للطلب

إن التصنيع المطلوب تجميعه هو مزيج من تقنيات MTS و MTO حيث يتم إنتاج أجزاء المكونات أو المنتجات الفرعية بناءً على توقعات الطلب. يبدأ التجميع النهائي فقط عندما يقدم العميل طلبًا. يمكن للمصنع قبول الطلبات المخصصة لأن التكوين النهائي للمنتج يحدث فقط أثناء التجميع النهائي. يمكن أيضًا تسليم المنتج النهائي إلى العميل بشكل أسرع مقارنةً بتقنية MTO. ولكن في حالة عدم تقديم العملاء للطلبات، فقد يترك المصنّع مبلغًا كبيرًا من مخزون المكونات.

أنواع عمليات التصنيع

طريقة أخرى لتصنيف التصنيع هي النظر في طريقة الإنتاج ونوع السلع النهائية المنتجة.

التصنيع التجميعي

يستلزم التصنيع المنفصل إنتاج أصناف يسهل التعرف عليها وتصنيفها - مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية والأجهزة المنزلية. يتم استخدام شجرة المنتجات لتحديد أجزاء المكونات والمواد الخام التي تشكل المنتج النهائي المميز. يحدث الإنتاج عادة على خط تجميع حيث يتم تكرار الصنف المميز لاستيفاء الكمية المطلوبة من خلال جدول الإنتاج. يمكن أن يؤدي التغيير والإعدادات بسبب إنتاج منتجات مختلفة باستخدام نفس خط التجميع إلى جعل هذه العملية معقدة.

التصنيع التشغيلي

يختلف تصنيع العمليات عن التصنيع المنفصل في كيفية تكوين المنتج. باستخدام الوصفات والصيغ، يتم تحويل المواد الخام والمكونات إلى منتج نهائي من خلال التغييرات الكيميائية والفيزيائية. في حين أن المنتج النهائي عادة ما يتم إنتاجه بالجملة، فإنه يمكن تقسيمها إلى وحدات أصغر متميزة التي يستهلكها العميل.

هناك طريقتان لتصنيع العمليات: تصنيع عمليات مجموعة المعالجة والتصنيع المستمر للعملية. يتضمن تصنيع المعالجة الدفعية إنتاج منتج في تشغيل قياسي أو حجم لوط يتم تحديده حسب حجم السفينة أو أسعار الخطوط أو طول التشغيل القياسي. يستخدم عادة من قبل صناعة الأغذية والمشروبات ، من بين أمور أخرى. وعلى النقيض من ذلك، يعمل التصنيع التشغيلي المستمر على مدار 24/7/365 مع فترات طويلة جدا بين عمليات الإغلاق. يتم استخدامه من قبل صناعات مثل النفط والغاز.

تصنيع النمط المختلط

لتلبية التغييرات في توقعات العملاء، تستخدم بعض الصناعات كلاً من التصنيع المنفصل والتصنيع المجمّع. مثال على ذلك صناعة السلع المعبأة بواسطة المستهلك، والتي تنتج بعض المنتجات باستخدام عملية خلط الدفعة قبل تعبئتها في وحدات منفصلة. قد تكون هذه الطريقة صعبة بالنسبة للمصنعين الذين يحتاجون إلى تشغيل هذه العملية على خط إنتاج واحد باستخدام تطبيق نظام تنفيذ التصنيع (MES).

اقرأ موجز الحلول: Oracle Mixed-Mode Manufacturing Cloud لصناعة CPG (PDF)

إعداد محل العمل

تصنيع متجر الوظائف هو لدفعات أصغر من المنتجات المخصصة، والتي يمكن أن تكون MTO أو MTS. نظرًا إلى أنه يتطلب إعدادًا وتسلسلًا فريدًا لخطوات العملية ، يتم استخدام مناطق إنتاج محددة بدلاً من خطوط التجميع - على سبيل المثال ، متجر آلي يجعل أجزاء مخصصة لمصنعي الآلات الصناعية أو الطائرات أو المعدات ذات التقنية العالية.

اقرأ موجز الحلول: سلسلة التوريد المدفوعة بمشروع Oracle في السحابة (PDF)

التصنيع التكراري

تتطلب بعض الصناعات تدفقًا مستمرًا للمنتج بأقل قدر من الإعداد أو أوقات التغيير - على سبيل المثال صناعات السيارات والسلع الاستهلاكية المتينة. في التصنيع التكراري، يتم إعداد خطوط تجميع مخصصة أو خلايا التصنيع لنفس المنتج أو عائلة المنتجات، ويتم تشغيل الإنتاج 24/7/365، ولا يتم نقل مواد ما تحت التنفيذ إلى منطقة تخزين مؤقتة.

التصنيع الذكي والمصانع الذكية

التصنيع الذكي هو المصطلح الشامل للجهود الرامية إلى تحديث الممارسات الصناعية من خلال مزيج من المعدات والمرافق والمنتجات والبيانات والعمليات الأكثر ذكاءً. يتضمن هذا المصطلح المفاهيم المتوازية لـ Industry 4.0 والمصنع الذكي.

في المصانع الذكية، يتم تشغيل بيئة الإنتاج بأقل تدخل بشري باستخدام تقنيات التصنيع الصناعية الجديدة. تقوم المستشعرات باكتشاف مشكلات المعدات قبل الفشل في تجنب التوقف عن العمل بشكل مكلف. يسمح التصنيع الإضافي، المعروف باسم الطباعة ثلاثية الأبعاد ، بالتخصيص والنماذج الأولية السريعة والإنتاج الكبير للأجزاء ذات الشكل المعقد. يعمل التوأم الرقمي، وهو التمثيل الرقمي لكائن مادي يتم تحديثه دائمًا ببيانات من نظيره المادي، على تمكين إعداد نماذج أولية تصميمية أسرع ومراقبة مستمرة لأداء الأجهزة.

تتطلب كل هذه التقنيات برامج تطبيقات، بدءًا من البرامج المحلية المستخدمة لتشغيل أجهزة الاستشعار إلى أنظمة تنفيذ التصنيع التي تقوم بمراقبة الموارد وتنسيقها عبر خطوط إنتاج متعددة. يضمن التكامل مع تخطيط موارد المؤسسة وغيرها من برامج إدارة سلسلة التوريد تصنيع تصميمات المنتجات بشكل منهجي، باستخدام المواد والموارد المناسبة عبر مصانع متعددة، مما يؤدي إلى منتجات عالية الجودة وهوامش ربح محسنة.

ما هو القادم للتصنيع؟

سيظل التصنيع هو الوسيلة الأساسية التي نحول بها المواد الخام إلى منتجات نهائية. والبلدان التي تعتمد حاليًا على الزراعة والصناعات الأخرى في الجزء الأكبر من ناتجها المحلي الإجمالي سوف تتطور وتستخدم التصنيع للنهوض بجدول أعمالها الصناعي وزيادة فرص العمل. ستستمر شركات ومصنعي التكنولوجيا في دفع التطورات في مجال الحوسبة والبرامج لتحقيق الوعد بالتصنيع الذكي وتشكيل مستقبل Industry 4.0 وما بعده.