برنامه‌ریزی تسهیلات (Facility planning) که از مباحث مهم و کلیدی در رشته مهندسی صنایع است شامل دو بخش عمده مکان‌یابی تسهیلات (Facility location) و طراحی تسهیلات (Facility design) می‌باشد که مهمترین بخش طراحی نیز چیدمان تسهیلات (Facility layout) و بخش های دیگر آن، حمل و نقل (Transportation) و طراحی ساختمان و تاسیسات (Structural design) است. از آنجا که تاثیر مکان‌یابی تسهیلات بر جریان مواد (Material handling) کاملاً چشم‌گیر است، تصمیم‌گیری در مورد مکان‌یابی تسهیلات در هر دو حوزه صنعتی و خدماتی جزء تصمیمات استراتژیک محسوب گشته و آشنایی دانشجویان (تحصیلات تکمیلی) و مدیران ارشد سازمان‌ها با این مباحث یک ضرورت انکار ناپذیر است.
در این مقوله، بیشتر به بررسی مسائل مختلف مکان‌یابی تسهیلات (Facility location)، مدل‌سازی ریاضی آنها و الگوریتم‌های حل اینگونه مسائل با تاکید بر ابزار برنامه‌ریزی ریاضی پرداخته خواهد شد. برای یک سازمان یا حتی یک کشور بسیار مهم است که بداند منابع و تسهیلات خود را در کجا مستقر کند و نحوه‌ی سرویس‌دهی این منابع به چه صورت باشد تا بهترین کارایی عاید دولت و مردم شود. جواب دادن به این سۆال می تواند در راستای رسیدن به اهدافی چون منافع اقتصادی، کیفیت سرویس دهی، امنیت، حفظ محیط زیست، دسترسی یا عملکرد مطلوب باشد.
لذا تصمیمات مربوط به مکان‌یابی و استقرار، نه تنها در بخشهای صنعتی نظیر تعیین مکان احداث کارخانه‌ها، نیروگاه‌ها، استقرار تجهیزات و دپارتمان‌ها در یک واحد صنعتی، استقرار دفاتر در سطح شهر و مراکز توزیع محصولات و ... کاربرد دارد، بلکه در بخشهای دولتی و خدماتی نظیر مکان‌یابی ایستگاه‌های پلیس، اورژانس، رستوران، اتوبوس، بخش سلامت و درمان و ... نیز ظاهر شده است. موفقیت یا شکست مراکز تسهیلاتی در هر کدام از بخشهای صنعتی و خدماتی بستگی کامل به مکان‌های انتخابی برای آنها و استراتژی پوشش دارد.
طرح‌ریزی واحدهای صنعتی عبارت است از طرح ترتیب قرار گرفتن تجهیزات فیزیکی یک واحد تولیدی که نتیجه آن بصورت یک نقشه ارائه می‌گردد و به نقشه استقرار واحد یا چیدمان[1]موسوم است. در یک نقشه استقرار خوب معمولاً سیستم حمل و نقل مواد در کارخانه نیز مشخص شده است، بنابراین طرح یک واحد شامل تهیه نقشه استقرار و انتخاب سیستم حمل و نقل مواد می‌باشد.
طرح‌ریزی واحدهای صنعتی عبارت است از طرح ترتیب قرار گرفتن تجهیزات فیزیکی یک واحد تولیدی که نتیجه آن بصورت یک نقشه ارائه می‌گردد و به نقشه استقرار واحد یا چیدمان موسوم است.
طرح‌ریزی فعالیت‌های تولیدی تقریباً همسن بشر است. آثار باقیمانده از گذشته، استقرارهای مختلفی را از کارگاه‌های قدیمی که به منظور انجام فعالیت‌های خاصی ساخته می‌شده‌اند نشان می‌دهد که اصول حاکم بر طرح‌ریزی آنها بسیار اندک بوده‌است. با وقوع انقلاب صنعتی، مطالعه و بررسی طرح و استقرار برای صاحبان واحدهای تولیدی از نظر اقتصادی و … جذابیت پیدا نمود، که در این راستا دستاوردهایی همچون بهبود امکانات، مکانیزه کردن وسائل و دستگاه‌ها را به همراه داشت، ضمناً متوجه شدند که نظم و ترتیب در کارها و داشتن کارگاه‌های منظم و تمیز، عامل مهمی در موفقیت آنها می‌باشد.
تصمیمات مربوط به تسهیلات، میزان کارایی، سرعت و مقدار تولید کالاها، دشواری خودکارسازی یک سیستم، میزان پاسخگویی سیستم به تغییر در طراحی محصولات و خدمات، ترکیب محصول و مقدار تقاضا را تحت تأثیر قرار می‌دهد. بدین دلیل است که تسهیلات باید برنامه‌ریزی، مکان‌یابی و چیدمان شوند.
اهداف طراحی کارخانه
اهداف متعددی برای طراحی کارخانه وجود دارد. هدف طراحی کارخانه به صورت کلی عبارتست از تهیه طرحی با رعایت:
- تسهیل امر تولید
- به حداقل رساندن جابجایی‌ها و حمل و نقل‌ها
- حداکثر استفاده از زمین
- حداکثر استفاده از فضای سالن‌ها و محوطه
- حفظ انعطاف‌پذیری طرح استقرار وسایل و تجهیزات
- استفاده بهتر از نیروی انسانی و ماشین‌آلات
- حداقل نمودن سرمایه‌گذاری بر روی ماشین‌آلات
- تأمین راحتی و ایمنی برای پرسنل
- طرح مناسب‌ترین سیستم حمل و نقل و انتخاب تجهیزات حمل و نقل مناسب
- ایجاد شرایط نظارت و سرپرستی مناسب
- کاهش هزینه‌های اضافی
اشکالات ناشی از فقدان طرح مناسب
مشکلاتی که طرح نامناسب اسقرار برای واحد صنعتی پدید می‌آورند متعدد است. بعضی از موارد مشهود عبارتند از:
- بالا رفتن هزینه حمل و نقل
- پیدایش مشکلات ناشی از توسعه
- وجود مشکل عدم نظارت کامل (چه در سطح کارگاه‌‌ها و چه در سطح کارخانه)
- شلوغی محیط کار و جریان نامناسب مواد و قطعات
- بالا رفتن هزینه تأسیسات و ساختمان.
در موارد مختلف می‌توان از علم طراحی کارخانه بهره‌برداری نمود، از جمله:
- هنگامی که طرح موجود منطبق با نیازهای کارخانه نباشد.
- عدم وجود جریان مناسب در سطح کارگاه و کارخانه
- هنگامی که وسایل اضافی و برخی ماشین‌آلات بدون در نظر گرفتن مسیر جریان مواد و اصول طراحی کارخانه استقرار داده شده باشند.
- وجود بیکاری، تأخیر و زمان‌های تلف‌شده و توجیه‌ناپذیر برای نیروی انسانی و ماشین‌آلات
- وجود انبارهای غیرضروری موجودی مربوط به کالاهای نیم‌ساخته
- وجود مشکلات برنامه‌ریزی ناشی از عدم وجود نظارت و کنترل در سطح کارگاه
- شلوغی محیط کار
- تغییر در روش و فرآیند تولید
- تغییر در طراحی محصول یا قطعات: اغلب این تغییرات مستلزم تغییر در فرآیند و عملیات ساخت، شده که ممکن است موجب تغییرات جزئی یا عمده در طرح استقرار گردند.
- تولید محصولات جدید
- گسترش بخش‌ها: ممکن است لازم شود که تولید قطعه یا محصولی افزایش یابد. در این حالت امکان افزودن چند ماشین جدید یا تغییر در روش و تکنولوژی ساخت ممکن است نیاز را برآورده سازد، در اینصورت لازم است طرح استقرار اصلاح گردد.
- محدود کردن بخش‌ها: این حالت، عکس حالت فوق است.
- جایگزین کردن ماشین‌آلات کهنه یا جدید: ممکن است ماشین‌آلات جدید و قدیم از جنبه‌های مختلف همچون ابعاد، ظرفیت، نگهداری و تعمیرات و … با هم تفاوت داشته باشند.
- کاهش هزینه: در بررسی جهت کاهش هزینه محصولات و خدمات تولیدی ممکن است یک یا چند مورد از حالت‌های فوق مصداق داشته‌باشد.
- تغییر در نوع مواد اولیه
به طور خلاصه در مواقع زیر به طراحی کارخانه نیاز است:
- قصد احداث یک واحد صنعتی جدید وجود داشته‌باشد.
- تمایل به گسترش در یک واحد صنعتی موجود باشد.
- قصد انتقال یک کارخانه از ساختمان موجود به ساختمان و محلی دیگر وجود داشته‌باشد.
- تغییرات کلی در نظام موجود کارخانه لازم باشد.
- بخواهند تغییرات جزئی در نظام موجود کارخانه اعمال نمایند.
