التجميع (خطوط ومكنات-)

أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س ش ص ض ط ظ ع غ ف ق ك ل م ن هـ و ي

التجميع (خطوط ومكنات-)

تجميع (خطوط ومكنات)

Assembly lines -

محمود إبراهيم

بدايات خط التجميع وتطوره	أتمتة خطوط الإنتاج والتجميع
موازنة خط التجميع والإنتاج	الأتمتة الميكانيكية
تصميم خطوط التجميع	الأتمتة الذكية

خط التجميع assembly line هو منظومة المكنات والتجهيزات والمعدَّات مع العاملين عليها، والمرتَّبة ترتيباً يضمن عملية تدفق مستمر للمنتج ومكوناته الجزئية في حالة الإنتاج الكمي.

يتألف خط التجميع من مجموعة مناطق عمل تسمى محطات إنتاج، تُنظَم بطريقة خاصة ومتتابعة لإنجاز منتج مركَّب من مجموعات قطع في عمليات متتالية. يتم التجميع وفق ترتيبات مناسبة للآلات والمكنات والعمال بشكل متتابع لضمان تواتر وصول القطع المشغَّلة في عمليات الإنتاج الكمي. تُحدد أعداد القطع ومواقيت إنتاج كل منها بما يضمن وصولها مع مكوناتها بصورة تضمن تكامل المنتج في وقت محدد مع استمرار ذلك حتى خروج المنتجات جاهزة. ولإنجاز ذلك يجب دراسة حركة كل قطعة أو مادة على خط الإنتاج بحيث تكون بسيطة ولا تحتاج إلى وقت طويل لتجميعها، على أن تكون حركة المنتجات تقدمية باتجاه واحد، أي باتجاه مكاملة المنتج وبتدفق متواتر. وينطبق ذلك على جميع المحطات التي يتشكل منها خط الإنتاج وصولاً إلى المنتج النهائي. وقد تتولى "الروبوتات" إنجاز العمل المطلوب في بعض المحطات كلياً أو جزئياً. وتستخدم السيور الناقلة لنقل المكونات من محطة إلى أخرى على خط الإنتاج بتواتر مدروس يضمن تدفق قطع الإنتاج وانشغال العاملين بتنفيذ ما عليهم من دون توقف في كل محطة من محطات تجميع المنتج، ويعتمد ذلك على الوقت اللازم لإنجاز العمل في كل محطة من المحطات، بحيث يجب مضاعفة عدد المحطات لبعض الأعمال عندما يكون الزمن المطلوب لإنجاز ذلك العمل مضاعفاً.

إن من أهم متطلبات الإنتاج بهذه الطريقة هو إنتاج قطع قابلة للتبادل فيما بينها، حيث إن إنتاجها يتم وفق معيارية محددة وبتسامح أبعاد مدروس يضمن تركيب أي قطعة مكان قطعة أخرى من النوع والقياس نفسيهما، كما أن هذا العمل يتطلب عمالاً مؤهلين لتكرار العمل مرات ومرات، ويتم إنجازه على نحو متوافق مع سرعة حركة المنتج على خط الإنتاج، الذي قد يكون سيراً ناقلاً أو عربة تحمل القطع أو ذراعاً مؤتمتة لنقل المنتجات أو تحريكها. تُستخدم المكنات أو الأدوات أو التجهيزات المختلفة على خط الإنتاج بحسب نوع المنتج ومتطلبات إنتاجه، حيث يمكن استخدام مكنات لحام أو ربط أو تجهيزات اختبار المنتج أو أجزائه وفحصها خلال انتقاله على خط الإنتاج.

من أهم ميزات خطوط التجميع إمكان تحويلها بسهولة إلى تجميع منتجات جديدة، لكن المشكلة الأساسية في هذه الحالة هي في تحديد السعة الإنتاجية للخط. فقد يكون مؤلفاً من خطوط تجميع فرعية متعددة، يوفر كل منها تغذية الخط الرئيسي بأحد المكونات الإنتاجية الجزئية المطلوبة لمكاملة المنتج النهائي، فمثلاً تمتلك الشركات المنتجة للسيارات خطوط إنتاج وتجميع تبدأ من إنتاج المواد الأولية المستخدمة والمواد العيارية والمكونات الجزئية المجمعة على خطوط فرعية متجهة إلى الخط الرئيسي الذي قد يمتد إلى عدة كيلومترات لإتمام تجميع السيارة.

بدايات خط التجميع وتطوره

توصف عملية التجميع بأنها تتابع عملية الإنتاج في حركة تقدمية بحيث تُضاف القطع الموصوفة بالتبادلية والمكوّنات المجمعة جزئياً إلى خط التجميع الرئيسي بالتتابع ومن دون انقطاع وصولاً إلى منتج متكامل ونهائي، ويتم ذلك بسرعة كبيرة عند التجميع باستخدام خطوط التجميع الميكانيكية أو المؤتمتة.

أول من اقترح تجزئة العمل وتواتره في منشأة صناعية هو آدم سميث Adam Smith في كتابه "ثروة الأمم" عام 1776. إلا أن أول من سجّل براءة اختراع لمكننة خط التجميع هو الأمريكي إلي ويتني Eli Whitney عام 1797 الذي ابتكر طريقة لجني القطن ومكنة لفصل تيلة القطن عن بذوره آلياً. كما ابتكر ويتني خط تجميع لتصنيع البنادق بعد أن ضمن تبادلية القطع المنتجة، وأبرم عقداً لتزويد الحكومة الأمريكية بعشرة آلاف بندقية خلال سنتين. وكانت البنادق قبل تطبيق طريقة ويتني تنتج إفرادياً ويدوياً، ولم تكن قطعها تبادلية (بمعنى أن مقاييسها والتسامحات فيها مختلفة) ولا يمكن أن تستخدم قطع بندقية في بندقية أخرى، وكان كل منتج منها حالة فريدة، وهذا ما كان يعقّد عملية صيانتها، في حين كان المنتَج المجمَّع على طريقة ويتني قابلاً لاستبدال القطع الجيدة بالقطع المعطوبة من دون الحاجة إلى صنع بديل للقطعة المعطوبة نفسها، وهذا ما أعطى الصناعة دفعاً كبيراً، وأدخل تحسينات على إنتاج المكنات، وسهل أعمال صيانة المنتجات المجمَّعة.

في عام 1913 تبنت شركة فورد لصناعة السيارات تصميماً جديداً لخط تجميع الإنتاج الكمي لأحد نماذج سياراتها، وقد خفض هذا الابتكار الزمن اللازم لإنتاج السيارة ومكوناتها الجزئية، وساهم أيضاً في الاعتماد على عمال أقل مهارة عما كان مطلوباً قبل تطبيق هذه الطريقة. وجرى تطوير خط التجميع ليكون سيراً ناقلاً يتحرك آلياً، ويتوقف على محطات محددة، وفق توقيتات مناسبة ومريحة للعامل. ونتيجة الاختصار الكبير لوقت تجميع السيارة وإنتاجها انخفض سعرها انخفاضاً كبيراً؛ مما شجع المنافسين للشركة على تبني مبدأ الإنتاج بالاعتماد على خطوط التجميع. وقد أحدث ذلك تحولاً كبيراً في صناعة معدات النقل، وساهم في زيادة الإنتاج الكمي وزيادة أجور العمال زيادة كبيرة، وكان له أثر كبير في التقدم الصناعي وفي المجتمعات البشرية كذلك.

موازنة خط التجميع والإنتاج

يتألف خط التجميع كما ذُكر من مجموعة محطات عمل متتالية، تتصل فيما بينها بمنظومة مناولة للمواد والمكونات الجزئية المجمعة في محطات العمل الأخرى، والتي تتألف هي أيضاً من خطوط تجميع فرعية، ويكون منتجها مجمعاً جزئياً للمنتج الرئيسي. فمثلاً: تجمع المكونات الجزئية للسيارة، مثل المحرك وعلبة السرعة ومنظومات القيادة والتحكم وغيرها على خطوط تجميع مستقلة، وتنتقل إلى خط التجميع الرئيسي الذي يتولى جمعها وتركيبها في مكانها من السيارة. إن عملية التجميع هذه مرتبطة بخطوط الإنتاج التي تمد خط التجميع الرئيسي وخطوطه الفرعية بالقطع المشغلة بطرائق مختلفة (خراطة - تفريز - سكب - تطريق، وغير ذلك)، إضافة إلى استخدام قطع عيارية بمواصفات محددة تنتجها شركات خارجية متخصصة، مثل (المدارج والمسننات والمكونات الإلكترونية والكهربائية المعيارية واللوالب والصواميل والمانعات المختلفة الأنواع وغيرها). فخط التجميع الرئيسي لمنتج ما يعتمد على مسارات خطوط تجميع جزئية مرتبطة بخطوط إنتاج القطع المتعلقة بها، ومحطات عمل تصل إليها القطع لتجميع المكونات الجزئية بحسب متطلبات خط التجميع الرئيسي، إما من مكنات تشغيل لها مسارات تشغيل محددة، وإما من المستودعات مباشرة في حالة القطع العيارية.

يتطلب هذا الأسلوب مساواة الطاقة الإنتاجية والمخرجات لكل مرحلة من المراحل الإنتاجية المتعاقبة والمتسلسلة على خطوط الإنتاج الفرعية، وبالتالي على خط التجميع الرئيسي، ويتحقق توازن الإنتاج والتجميع تماماً عندما تتطلب المراحل الإنتاجية الوقت نفسه لمحطات التشغيل المختلفة، وانعدام الوقت الضائع في أي محطة من المحطات، بحيث تتدفق الوحدات الإنتاجية من مرحلة إلى أخرى تدفقاً منتظماً. وكذلك الحال فيما يتعلق بخط التجميع النهائي حيث يوزَّع العمل الكلي المطلوب تنفيذه على خط التجميع على محطات العمل المختلفة بالتساوي، لتصل المنتجات الجزئية والمكونات المشغلة والعيارية إلى خط التجميع الرئيسي والنهائي على نحو متناسق مع الزمن المحدد لكل محطة، مع تقسيم عناصر العمل إلى مجموعات، بحيث يتساوى الزمن المطلوب عند المحطات ويضمن تدفقاً سلساً للمنتج خلال مروره على خط التجميع. يؤدي انعدام التوازن في خطوط الإنتاج إلى حدوث حالة الاختناق (عنق الزجاجة bottleneck). أو إلى حدوث وقت ضائع slack time، كما أن انعدام حالة التوازن في خط معين يؤثر في سير الأعمال في المصنع كله.

تحدث ظاهرة الاختناق عندما تكون إنتاجية المرحلة السابقة أكثر من إنتاجية المرحلة اللاحقة، عندها تتحدد الطاقة الإنتاجية لمسار التشغيل أو لخط التجميع (أقصى إنتاج) بطاقة المرحلة الإنتاجية الأبطأ، حيث تتسبب المرحلة البطيئة في حدوث ظاهرة الاختناق وتقييد انسياب الوحدات على خط الإنتاج، وكذلك انسياب المنتج النهائي على خط التجميع الرئيسي المرتبط عضوياً بمحطات المجمعات الجزئية ومساراتها والوحدات المنتجة لمحطات مسار التجميع الرئيسي. عندما تزداد كميات المخزون من المواد في المرحلة التي يحصل فيها الاختناق، فإنها تؤدي إلى صعوبة مناولة المواد وحركة الأفراد وزيادة تكاليف الإنتاج، وانخفاض الطاقة الإنتاجية.

أما ظاهرة الوقت الضائع فإنها تحدث عندما تكون إنتاجية المرحلة اللاحقة أعلى من إنتاجية المرحلة السابقة، عندها تكون الإنتاجية الفعلية للمحطة اللاحقة مساوية لإنتاجية المحطة السابقة، وينجم عن ذلك وقت ضائع. وهذا يعني توقف بعض محطات العمل فترة زمنية معينة، الأمر الذي يترتب عليه هدر في الأموال والجهود المبذولة بسبب توقف الآلات عن الإنتاج والعمال عن العمل في محطات التجميع، مما يؤدي إلى عدم تحقيق الاستثمار الأمثل للطاقة الإنتاجية المتاحة، وبالتالي هبوط الروح المعنوية للعاملين على خط التجميع أو على خط الإنتاج.

إن تحقيق عملية التوازن التام على خط التجميع أو الإنتاج صعبة للأسباب التالية:

1- يؤدي تغيير العمليات التصنيعية أو التجميعية من وقت إلى آخر إلى تغيير الطاقات اللازمة لكل مرحلة من مراحل العمل.

2- يتوقف زمن إنهاء العملية التشغيلية أو التجميعية على مقدرة العامل الفنية ومهارته، وعلى حالته الجسمية والنفسية.

3- من الصعب التنبؤ بوقت تعطل الآلة والزمن اللازم لمعالجة العطل وعودتها إلى العمل.

ولزيادة درجة التوازن في الخط الإنتاجي والتجميعي يمكن اللجوء إلى الأساليب التالية:

أ - تغيير عدد محطات العمل في حالة التجميع، وعدد الآلات في حالة التشغيل، حيث يزداد عدد محطات العمل أو عدد الآلات في بعض المراحل الإنتاجية عند الضرورة، لكي يتحقق التناسب بين الطاقات الإنتاجية في مختلف مراحل التجميع أو الأقسام الإنتاجية.

ب- تعديل الزمن القياسي اللازم لإنتاج المكونات الجزئية بين مراحل الإنتاج والتجميع المختلفة، وهو من العوامل المهمة التي يجب العمل عليها لتحقيق التوازن عن طريق إنقاص الوقت القياسي للمرحلة التي يوجد فيها اختناق، وتدريب العمال ورفع كفاءتهم الإنتاجية في كل محطة من محطات العمل، وإعادة النظر في ترتيب محطات العمل عند الضرورة.

ج- إشراك بعض الخطوط الإنتاجية في موقع عمل واحد عندما يكون الوقت المتوفر له كافياً لتلك الخطوط مجتمعة، بحيث يمكن تجنب تخصيص موقع عمل لكل خط من الخطوط المشتركة وإنقاص زمن الوقت الضائع.

تصميم خطوط التجميع

إن تصميم خطوط الإنتاج والتجميع لمنتج ما يعني تحديد الموقع النسبي لكل مكنة أو مجموعة مكنات على خط الإنتاج، وتنظيم أماكن العمل داخل كل قسم، بحيث يضمن تتابع العمليات الإنتاجية وسهولة حركة المواد الخام والقطع المصنَّعة ونصف المصنَّعة على خطوط الإنتاج وصولاً إلى أقسام التجميع الجزئي، ومن ثم تدفق المكونات والمجَمَّعات الجزئية إلى خط التجميع النهائي للمنتج، أي ترتيب مسارات كل جزء من مكوناته، ومسار كل عملية من العمليات الإنتاجية المكونة للمنتج النهائي، لتنتقل جميعها إلى خط التجميع الرئيسي حتى الحصول على المنتج النهائي مكتملاً. والهدف من هذه الإجراءات التنظيمية هو تحقيق الكفاءة التشغيلية، والتنسيق الفعال بين المواد والأفراد والآلات، مع مراعاة المرونة في تصميم خطوط الإنتاج وقابلية التعديل بأقل التكاليف عندما تستدعي الحاجة ذلك.

ومن الأعمال المهمة التي تؤثر في تحقيق نشاط خط التجميع والإنتاج:

- طريقة مناولة المواد ونقلها.

- الوقت اللازم لكل عملية إنتاجية.

- كفاءة العاملين في استخدام الآلات وإنتاجيتهم على خطوط الإنتاج.

- فاعلية الإشراف والرقابة على العاملين.

- أثر الحالة المعنوية للعاملين.

تتميز الصناعة التجميعية بتجميع المنتَج من أجزاء أجريت عليها عمليات تشغيل مختلفة بعد تركيبها بعضها مع بعض بطرائق معينة. ويختلف تركيب خط التجميع من منتَج إلى آخر؛ فخط إنتاج الملابس الجاهزة (الشكل 1) -وهو من الصناعات التجميعية البسيطة- يختلف عن خط إنتاج السيارات (الشكل 2)، وهو من الصناعات المعقدة ذات المكونات الثقيلة، وتحتاج إلى وسائل نقل ومناولة مناسبة تعتمد بدورها على كمية الإنتاج المطلوبة.

الشكل (1) خط تجميع لإنتاج ملابس.

الشكل (2) خط تجميع لإنتاج سيارات.

وعند تصميم خطوط الإنتاج الصناعية تجب مراعاة الشروط التالية:

- مرونة خطوط الإنتاج.

- سهولة حركة المواد والأجزاء ومناولتها.

- تقصير مسافة حركة تنقل العمال بين مختلف الأقسام ومواقع العمل المختلفة.

- ضمان الانسياب السهل والمنظم للعمليات الإنتاجية.

- التقليل من اختناقات العمل.

- الحفاظ على معنويات العاملين والحد من دوران معدل العمل.

- تخفيض تكاليف الخزن وتكاليف نقل المواد والمنتجات.

- الاستخدام الأمثل للمساحات المتاحة.

ثمة ثلاثة أنماط لتصنيع المنتجات وتجميعها بحسب نوع المنتج وكمية الإنتاج، وهي: الإنتاج المتدفق، والإنتاج على دفعات، والإنتاج الفردي.

تقسم وسائل الإنتاج بحسب الغرض منها إلى:

- وسائل الإنتاج المتعددة الأغراض، وهي أكثر مرونة وقدرة على التكيف مع الكثير من العمليات المتنوعة.

- وسائل الإنتاج المتخصصة، وهي التي تقوم بوظيفة إنتاجية واحدة. يمتاز هذا النوع من الوسائل بالسرعة والكفاءة والجهد الأقل للإنتاج.

ولترتيب خط الإنتاج والتجميع عدة أنواع:

1- الترتيب على أساس الموقع الثابت: وهي حالة المنتجات كبيرة الحجم وثقيلة الوزن التي يصعب تحريكها من محطة عمل إلى أخرى على خط الإنتاج، حيث تنقل المعدات ووسائل العمل والمكونات الجزئية والعمال إلى موقع العمل، ويستخدم هذا النوع من الترتيب غالباً في صناعة السفن والطائرات والمركبات الفضائية (الشكل 3).

الشكل (3) خط تجميع طائرات.

يتصف هذا النوع من الإنتاج بكون عمليات التجميع معقَّدة وغير متكررة، ويتطلب تنفيذه مهارة عالية جداً مع درجة من المرونة؛ لأن توقف العمل في قسم ما لا يؤدي إلى توقف الأقسام الأخرى، ولا يحتاج هذا النوع إلى حركة كبيرة للمواد وبالتالي فإن تكاليف النقل فيه أقل.

2- الترتيب على أساس المنتج: وهي حالة إنتاج نمطي متتابع. يتم ترتيب المكنات والآلات وعددها في هذا النمط على أساس قدرتها الإنتاجية ونوع المنتج وتتابع العمليات التي تجري عليها. حيث تنساب المواد الأولية من بداية خط الإنتاج مروراً بالمراحل المختلفة التي تتطلبها عمليات التشغيل والتجميع حتى يصبح المنتج مكتمل الصنع في نهاية الخط. ويمتاز هذا النوع بالإنتاج التخصصي أو الإنتاج الكبير، بحيث يضمن ترتيب الآلات والمكنات تتابع العمليات الصناعية وفق مسارات محددة.

3- الترتيب على حسب العمليات: وفيه يخصص قسم مستقل لكل عملية من عمليات الإنتاج، ويتم تجميع المكنات المتشابهة في قسم واحد بحسب العملية سواء كانت إنتاجية أم تشغيلية أم تجميعية. وتطبق هذه الطريقة في حالة الإنتاج المتغير، حيث لا يستمر العمل بها لمدد طويلة، بل يتغير بتغير الطلبية، وتكون الدفعة الإنتاجية في هذه الحالة صغيرة نسبياً، وتنقل المنتجات في مجموعات ولا تنساب تلقائياً من عملية إلى أخرى. يمتاز هذا النوع من الإنتاج بالمرونة العالية والاستخدام الأمثل لجميع وسائل الإنتاج، وتتميز مكناته بأنها متعددة الأغراض، كما يتمتع العاملون فيه بمزاج أفضل. وبالمقابل هذا النوع من الإنتاج أكثر كلفة، ويحتاج إلى عمال ذوي مهارة عالية، ويتميز بطول الدورة الإنتاجية وبتعقيد نظم تخطيط الإنتاج ومراقبته، وصعوبة إحكام السيطرة على سير العمليات.

4- الترتيب الهجين أو المختلط: يجمع هذا النمط بين الترتيب على أساس المنتج والترتيب على أساس العملية الإنتاجية في آن واحد. ويعد هذا النوع الأكثر شيوعاً في الصناعة؛ لاستفادته من مزايا كلا الطريقتين، وهذا مطبق في صناعة السيارات وصناعة الأجهزة والمعدات الكهربائية وصناعة الدراجات وغيرها (الشكل 4). وفي هذا النمط يجري إنتاج مكونات مستمرة بأقسام تتناسب مع حجم الإنتاج الكبير والإنتاج المتقطع، وأقسام تجميع للمنتجات ذات حجم الإنتاج الصغير.

الشكل (4) خط تجميع مختلط لإنتاج دراجات نارية.

5- التصميم المنَمذج: وهو التصميم القابل للتعديل، ويتألف من عدة أجزاء يمكن تنفيذها بعدة طرق، بحيث ينظم العمل بترتيبات أو تصاميم مختلفة لخطوط الإنتاج في الوحدة. وكل ما هو مطلوب عند تبديل نوع المنتج هو إعادة ترتيب الأجزاء الموجودة، أو نقل بعضها، أو حذفه، أو إضافة أجزاء جديدة إلى تلك الموجودة. والمهم هو ضمان التناسق والتكامل بين الأجزاء المختلفة على خط الإنتاج.

6- الترتيب على شكل خلايا: وهو أسلوب يسعى إلى الاستفادة من ميزة انسياب المنتج بسرعة وكفاءة بترتيب مناسب، ومن ميزاته المرونة في الترتيب بحسب العملية بهدف إنتاج سلع متنوعة بكميات قليلة، حيث ترتب المكنات في مجموعات لتشكل خلايا إنتاجية متميزة يعمل عليها عمال يتمتعون بمهارات عالية مع القدرة على استخدام أكثر من نوع واحد من المكنات لإنتاج مجموعات تتطلب خطوات تجميعية أو تصنيعية متماثلة، تسمى المجموعة التقانية، وهي ضرورية لفعالية الإنتاج في خلايا عمل. قد تكون هذه المجموعات متماثلة من حيث الحجم والشكل، أو متماثلة من حيث الخطوات التصنيعية أو التجميعية. ويشبه ترتيب المكنات في الخلايا الإنتاجية الخط التجميعي الصغير حيث يمكن إجراء التعديلات ضمن الخلية الواحدة، ويجري إنتاج مكونات المنتج وأجزائه في قسم مخصص ومرتب على أساس العملية، ثم تجمع مكونات المنتج النهائي على خط التجميع الرئيسي. تصمم المنشأة الصناعية في خلايا تختص كل منها بإنتاج سلعة محددة. ومن ميزات هذا النمط تنوع المدخلات، وتنوع المخرجات، حيث يرتب العاملون والمكنات بحسب نوع العمليات، ويستخدم لكل منتج مواد وقطع مختلفة، مع اختلاف الزمن المخصص لإنتاج كل نوع من المنتجات.

أتمتة خطوط الإنتاج والتجميع

تطورت خطوط التجميع عبر مراحلها المختلفة من خطوط تعتمد على النقل اليدوي من موقع عمل إلى آخر إلى عمليات نقل ميكانيكي لمجموعات القطع من موقع تجميع إلى موقع آخر، أو من محطة عمل إلى محطة عمل أخرى. تتطلب خطوط التجميع والإنتاج الميكانيكية أو المؤتمتة دقة عالية، وسرعة مناولة ميكانيكية كبيرة، ونظام معالجة دقيقاً للأعمال الصعبة. تتمتع منظومة التحكم التي تستخدم الهواء المضغوط بتفرعاتها المختلفة بفعالية عالية، مع استخدام منظومات تحكم كهربائية رئيسية، ووجود حساسات إشارة دخول وخروج، مع نظم تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) Programmable Logic Control. ولتحقيق عمليات النقل بين مواقع التجميع تستخدم منظومات نقل مختلفة في خطوط التجميع، منها: السيور الناقلة (الشكل 5) واللوالب الناقلة ومسطحات ذات دحاريج وسلاسل نقل ومنظومات تعليق متحركة (الشكل 6) ومنظومات هدروليكية ومنظومات كبح مكنات المناولة. هذا ما يتعلق بمنظومات النقل التي تؤمن حركة المنتج، وهي مرهونة بنوع المنتج وحركته. أما ما يتعلق بالمكنات التي تستخدم في مواقع التجميع المختلفة فمنها: مكنات التجميع الميكانيكية والمؤتمتة ومكنات الاختبار وروبوتات التلحيم (الشكل 7) ومكنات الإغلاق عالية السرعة ومكنات التفتيش والمراقبة ومكنات مؤتمتة لتجميع المكونات الإلكترونية (الشكل 8).

الشكل (5) السيور الناقلة.

الشكل (6) أنظمة تعليق متحركة.

الشكل (7) خط تجميع مؤتمت مع روبوتات لإنتاج سيارات.

الشكل (8) مكنة مؤتمتة لتجميع المكونات الإلكترونية.

أما أهم متطلبات التجميع المؤتمت فهي:

- توفر الكفاءة بالأعمال الميكانيكية لدى العاملين.

- توفر المهارات الفنية الكافية لحل المشاكل الفنية التي تظهر في أثناء العمل ومعالجتها.

- توفر المهارات اليدوية.

- توفر الخبرات لتشغيل مكنات التشغيل وضبطها وبرمجتها وصيانتها.

والتطور الأبرز في مجال خطوط التجميع هو استخدام خطوط التجميع المؤتمتة كلياً، وهي خطوط إنتاج وتجميع تعمل ذاتياً من دون تدخل الإنسان.

الأتمتة الميكانيكية

ابتكرت هذا المصطلح عام 1946 إحدى شركات إنتاج السيارات، واستخدم بديلاً من الجهد البشري في الأنشطة الميكانيكية والكهربائية أو المحوسبة. أي التحكم الذاتي بالآلات والمعدات من دون التحكم البشري بالآلات إلى أدنى حد، حيث تسيطر منظومة سيطرة مؤتمتة على خط الإنتاج باستخدام أساليب التحكم المحوسبة مع وجود تغذية راجعة فورية، وذلك للتأكد من صحة تنفيذ العمليات الإنتاجية، ومن دون تدخل مباشر للإنسان في العملية الإنتاجية.

الأتمتة الذكية

وهي منظومة تحكم مؤتمتة بالآلات والمكنات والمعدّات (الشكل 9)، مزودة بأجهزة متطورة تتولى إيقاف المكنة تلقائياً في حال حدوث مشكلة للحيلولة دون حدوث مضاعفات مكلفة على خط الإنتاج. وعندها يتدخل الإنسان لإيجاد حل للمشكلة. وبذلك تتحول المكنة من الأتمتة الميكانيكية إلى أتمتة ذكية تتمتع بجانب من الذكاء البشري. يمكن للآلة في بعض الحالات أن تتوقف في حال حدوث خطأ وتصحيح الخطأ ذاتياً.

الشكل (9) منظومة تحكم مؤتمتة بالآلات والمكنات والمعدّات.

وأهم ما يميز هذا النوع من الأتمتة هو الكشف التلقائي عن الأخطاء أو العيوب في العملية الإنتاجية بأوامر مدرجة في برنامج عمل الآلة، أو التحكم المحوسب بها، ولا تعاود الآلة عملها حتى يصحح الخطأ بمساعدة حواسيب متطورة وأنظمة المعلوماتية المتقدمة، وقد أدى ذلك إلى تحسين الجودة واستقلالية العامل عن العملية الإنتاجية، وعدم حاجة المكنة إلى المهارات العالية للعاملين، كما قللت إلى حد كبير من المتطلبات الحسية والذهنية للعامل في أثناء العمل، وبذلك يمكن للعامل الواحد مراقبة عمل أكثر من آلة ومكنة في وقت واحد. وبتطبيق نظام الأتمتة الذكية يمكن الحصول على الميزات التالية:

- جعل العمليات أكثر موثوقية.

- زيادة جودة العملية التصنيعية ومرونتها.

- ضبط جودة المنتجات وتخفيض نسبة الأخطاء البشرية.

- أداء الأعمال الصعبة أو الخطرة التي تعد خارجة عن نطاق إمكانات العامل.

- تحرير العاملين من اليقظة الدائمة ورفع معنوياتهم.

- تحسين تدفق الإنتاج.

وفي الختام يحتاج خط التجميع إلى دقة في الموازنة بين محطات العمل المتعددة وتنظيم صناعي مفصل يوضح المسارات التقانية لعناصر المنتج وأجزائه المختلفة، مع إجراء الاختبارات والقياسات المطلوبة وتحديد طرائقها وشروط القبول المطلوبة من المنتج قبل أن يتم اعتماد خط التجميع. إضافة إلى ذلك ثمة حاجة إلى إنتاج نماذج أولية على خط التجميع بالاعتماد على الوثائق الفنية التفصيلية التي أعدت لكل محطة من محطات التجميع، واختبار مراحل العمل المختلفة، والتأكد من كفاءة العاملين والفنيين ومقدرتهم على القيام بالمهام المكلفين بها وفهمهم لمهامهم المحددة في الوثائق الفنية المعتمدة. تسمى الدفعة الإنتاجية الصغيرة المنتجة بهذه الطريقة بالدفعة الصفرية، حيث يتم بعدها إطلاق الإنتاج الكمي على خط التجميع.

مراجع للاستزادة:

- We-Min Chow, Assembly Line Design: Methodology and Application, New York: Marcel Dekker 1990.

- J. Commane, Assembly Lines, Bloodaxe Books, 2018

- E. Davidson, The Assembly Line (Social Studies Leveled Readers), Published by Houghton Mifflin, 2005.

- E. Esch, The Color Line and the Assembly Line: Managing Race in the Ford Empire (American Crossroads Book 50), University of California Press, 2018.

- W. Grechca, Assembly Line-Theory and Practice, Intech, Chapters, 2011.

- Nof. Shimon, W.Wilhelm, H. Warnecke, NewYork Industrial Assembly, Chapman and Hall 1996.

- Thomas, Henry Ford’ s Dream: Car Assembly Lines, Era Publicationp, 2007.