تجهیزات تولید: موتورهای خاموش کارخانه
دستهبندی کلی تجهیزات: از ساده تا پیچیده
تجهیزات تولید را میتوان بر اساس میزان دخالت انسان، سطح پیچیدگی و اتوماسیون[3] دستهبندی کرد. این تقسیمبندی به ما کمک میکند تا درک بهتری از مسیر پیشرفت صنعت داشته باشیم.
| دسته | توضیح | نمونهها | سطح فناوری |
|---|---|---|---|
| ابزارهای دستی | وسیلههایی که نیروی محرک آنها انسان است. برای کارهای دقیق، تعمیرات یا تولید محدود. | چکش، پیچگوشتی، آچار، انبردست، قیچی | پایه |
| ماشینآلات توانی | دستگاههایی که نیروی خود را از برق، موتور بنزینی یا هوای فشرده میگیرند ولی اپراتور[4] آنها را هدایت میکند. | دریل برقی، اره برقی، دستگاه جوش، کمپرسور هوا | متوسط |
| ماشینآلات نیمهخودکار | ماشینهایی که بخشی از کار را خودکار انجام میدهند و بخشی نیاز به تنظیم یا بارگذاری توسط اپراتور دارد. | دستگاه تراش[5] سنتی، دستگاه تزریق پلاستیک نیمهخودکار، پرینتر سهبعدی | پیشرفته |
| سیستمهای تمام خودکار (اتوماسیون) | خطوط تولیدی که توسط کامپیوتر کنترل میشوند و نقش انسان نظارت و برنامهریزی است. | رباتهای جوشکار، خط مونتاز خودرو، دستگاههای سیانسی[6] پیشرفته | چشمانداز آینده |
تجهیزات بر اساس فرآیند تولید: برش، شکلدهی، مونتاژ
نوع محصولی که میسازیم، تجهیزات خاصی را میطلبد. در اینجا به فرآیندهای اصلی تولید و ابزار مرتبط با آنها نگاه میکنیم.
۱. برش و جداسازی: هدف، تقسیم مواد به قطعات کوچکتر یا شکل دادن به لبههای آنهاست. یک مثال ساده، بریدن چوب با ارهدستی است. در مقیاس صنعتی، از دستگاههای برش لیزر[7] یا پلاسما برای برش ورقهای فلزی با دقت بالا استفاده میشود. فرمول سادهای برای محاسبه سرعت برش در برخی فرآیندها وجود دارد: $V = \frac{P}{F}$ که در آن V سرعت برش، P توان دستگاه و F نیروی لازم برای برش است.
۲. شکلدهی: در این مرحله، ماده بدون آنکه تکهتکه شود، تغییر شکل میدهد. قالبگیری تزریقی[8] برای تولید اسباببازیهای پلاستیکی یک نمونه عالی است. پلاستیک گرم و مذاب به داخل قالب تزریق میشود و پس از سرد شدن، شکل قالب را به خود میگیرد. فرآیند نورد فلزات برای تولید ورقهای فولادی نیز یک نمونه دیگر است.
۳. اتصال و مونتاژ: در اینجا قطعات جداگانه به هم متصل میشوند تا محصول نهایی ساخته شود. از پیچ و مهرههای ساده گرفته تا دستگاههای پیشرفتهٔ جوش نقطهای در تولید بدنهٔ خودرو، همگی در این دسته قرار میگیرند.
یک روز در کارخانهٔ تولید مداد: نگاه عملی به تجهیزات
برای درک بهتر، فرض کنید میخواهیم یک مداد چوبی معمولی تولید کنیم. مراحل و تجهیزات مورد نیاز چگونه است؟
مرحله ۱: آمادهسازی چوب: تنهٔ درخت با استفاده از ارههای برقی غولپیکر (ارهبان) به الوارهای کوچکتر برش میخورد. سپس این الوارها توسط دستگاههای رهکن به تختههای نازکتر تبدیل میشوند.
مرحله ۲: ساخت محفظهٔ مغزی: روی تختهها، شیارهای نازکی برای قرار گرفتن مغز گرافیتی ایجاد میشود. این کار توسط دستگاهی به نام شیارزن انجام میگیرد.
مرحله ۳: چسباندن و پرس: مغز گرافیت درون شیارها قرار میگیرد و دو تخته با چسب به هم چسبانده و تحت فشار دستگاه پرس قرار میگیرند.
مرحله ۴: شکلدهی نهایی: تختهٔ چسبخورده به شکل ششضلعی یا دایره تراشیده میشود. این کار توسط دستگاه تراش انجام میشود. سپس مدادها به طول استاندارد برش میخورند.
مرحله ۵: رنگآمیزی و بستهبندی: مدادها در دستگاههای رنگزنی اتوماتیک رنگ میخورند و در پایان توسط دستگاههای بستهبندی در جعبه قرار میگیرند. همانطور که میبینید، تولید حتی یک کالای ساده نیز نیازمند زنجیرهای از تجهیزات تخصصی است.
چگونه تجهیزات مناسب را انتخاب کنیم؟
یک تولیدکننده برای خرید ماشینآلات باید به چند فاکتور مهم توجه کند. این تصمیم مانند انتخاب بین یک دوچرخه و یک کامیون برای حمل بار است!
۱. حجم تولید: آیا روزانه 100 قطعه نیاز دارید یا 10,000 قطعه؟ برای حجم کم، ماشینآلات نیمهخودکار یا دستی کفایت میکند. اما برای حجم بالا، سرمایهگذاری روی خطوط خودکار به صرفه است.
۲. دقت مورد نیاز: ساخت قطعات یک ساعت مچی سوئیسی با ساخت آجر نیاز به دقت یکسانی ندارد. دستگاههای سیانسی با قابلیت تولید قطعات با دقت میکرون[9]، برای صنایع دقیق مناسب هستند.
۳. بودجه: هزینه خرید، نصب، آموزش نیرو و تعمیرات باید در نظر گرفته شود. گاهی اجارهٔ تجهیزات برای پروژههای کوتاهمدت گزینه بهتری است.
۴. انعطافپذیری: آیا دستگاه فقط یک محصول خاص را تولید میکند یا میتوان با تغییر قالب یا برنامه، محصولات مختلفی از آن گرفت؟
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. این یک اشتباه رایج است. دستگاههای بسیار پیشرفته ممکن است نیاز به اپراتورهای آموزشدیده بسیار خاص، هزینه تعمیرات بالا و زمان طولانی برای راهاندازی داشته باشند. برای یک کارگاه کوچک، چنین دستگاهی میتواند به جای سود، ورشکستگی به همراه آورد. همیشه باید تناسب بین نیاز و امکانات برقرار باشد.
ابزارهای دستی گرچه کندتر هستند، اما انعطافپذیری، دقت در کارهای ظریف و کنترل هنرمندانهای به کاربر میدهند. برای مثال، یک نجار برای ساخت برخی قسمتهای تزئینی یک مبلمان، ممکن است ترجیح دهد از اسکنه[10] دستی استفاده کند تا از یک دستگاه تراش سیانسی بزرگ. همچنین هزینه اولیه و نگهداری آنها بسیار پایینتر است.
اتوماسیون مشاغل را تغییر میدهد، نه لزوماً حذف میکند. با خودکار شدن کارهای تکراری و سخت فیزیکی، نیاز به نیروی انسانی برای نظارت، برنامهریزی، تعمیر و نگهداری دستگاهها و طراحی محصولات جدید بیشتر میشود. بنابراین، مهارتهای مورد نیاز از نیروی بدنی به سمت دانش فنی و مدیریتی سوق پیدا میکند.
پاورقی
[1] تجهیزات تولید (Production Equipment): به تمامی وسایل، دستگاهها و ماشینآلانی اطلاق میشود که در فرآیند ساخت کالاها به کار میروند.
[2] خط تولید (Production Line/Assembly Line): چیدمان مرتبی از ماشینآلات و کارگران که در آن محصول به ترتیب از یک ایستگاه کاری به ایستگاه بعدی حرکت میکند تا کامل شود.
[3] اتوماسیون (Automation): استفاده از سیستمهای کنترل (مثل کامپیوترها) برای به کار انداختن ماشینآلات و فرآیندهای صنعتی با حداقل دخالت انسان.
[4] اپراتور (Operator): شخصی که یک ماشین یا دستگاه را به کار میاندازد و بر عملکرد آن نظارت میکند.
[5] دستگاه تراش (Lathe): ماشینابزاری است که برای تراشکاری و شکلدهی قطعات چرخشی (مانند میلهها) استفاده میشود.
[6] سیانسی (CNC - Computer Numerical Control): کنترل عددی توسط کامپیوتر؛ به سیستمهایی گفته میشود که حرکت ماشینآلات را توسط دستورهای عددی برنامهریزیشده در کامپیوتر کنترل میکنند.
[7] لیزر (Laser): دستگاهی که نور را به صورت پرتوهای موازی بسیار متمرکز و پرانرژی تقویت میکند و از آن برای برش، حکاکی و جوشکاری استفاده میشود.
[8] قالبگیری تزریقی (Injection Moulding): فرآیندی برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی که در آن مواد پلاستیکی ذوب شده به داخل یک قالب تزریق و پس از سرد شدن، بیرون انداخته میشوند.
[9] میکرون (Micron): واحد اندازهگیری طول برابر با یکهزارم میلیمتر (0.001 mm).
[10] اسکنه (Chisel): ابزار دستی با لبهٔ تیز که برای تراش و شکلدهی چوب، سنگ یا فلز به کار میرود.
