البـــــوابـــة
تعتبر الهندسة الصناعية إحدى المهن الهندسية السريعة النمو والتطور وأساس البناء الاقتصادي للدول المتقدمة صناعيا لتعاملها مع مختلف الأنظمة الصناعية وعناصرها الإنتاجية من الأفراد والمواد والمعدات والتقنيات ورأس المال. وتعرف مهنة الهندسة الصناعية وفقا لمعهد المهندسين الصناعيين (Institute of Industrial Engineers) بأنها:
" تلك المهنة التي تهتم بتصميم وتطوير وإنشاء الأنظمة المتكاملة من الأفراد والمواد والمعدات، مبنية على المعرفة والمهارة المتخصصة في العلوم الرياضية والفيزيائية والاجتماعية المتكاملة مع التركيز على الأسس الهندسية وطرق التحليل والتصميم الهندسي وذلك بهدف توقع وتقييم النتائج التي يمكن الحصول عليها من هذه الأنظمة."
ويتضح من هذا التعريف العام والشامل قدرة المتخصص في هذه المهنة ومهارته في القيام بالعمل في المجالات الصناعية والخدمات الفنية المختلفة حيث يستطيع القيام بتصميم الإنتاج واختبار وسائله وكذلك تخطيط العمليات المناسبة لتصميم طرق التشغيل والقياس والرقابة وذلك بواسطة ربط العلوم الهندسية والتقنيات الصناعية مع علوم التخطيط والعلوم الاجتماعية الحديثة المرتبطة بالصناعة.
ونتيجة لذلك فقد استفادت كثيرا من الدول الصناعية مثل اليابان والولايات المتحدة الأمريكية من هذه المهنة في جميع المجالات والتطبيقات الإنتاجية والاقتصادية وتطوير أنظمتها الصناعية. بل أصبح نادرا ما تخلو مؤسسة تعليمية أو صناعية من برامج الهندسة الصناعية.
تاريخ مهنة الهندسة الصناعية
تعتبر الأعمال المرتبطة بمهنة الهندسة الصناعية من أقدم الأعمال الهندسية التي باشرها الإنسان. ويمكن تتبع استعمال وظائف هذه المهنة في جميع العصور منذ بداية صناعة السهام والرماح في العصور السحيقة مرورا بعصور النهضة الزراعية وعصور استخراج المعادن. واستخدمت هذه الوظائف في جميع بلاد الحضارات القديمة في كثير من مجالات تصميم وتنظيم وجدولة عناصر العمل وتجهيزه مثل بناء الأهرام والسفن والعجلات الحربية وتصنيع الورق والنسيج واختيار مواقع الصناعات والمدن وتخزين وجدولة المواد. وتجدر الإشارة إلى أن في القرآن الكريم إشارات متعددة لاستعمال وظائف الهندسة الصناعية منها على سبيل المثال قول الله عز وجل :
(واعدوا لهم ما استطعتم من قوة ومن رباط الخيل ترهبون به عدو اللِّه وعدوكم وآخرين من دونهم لا تعلمونهم الله يعلمهم وما تنفقوا من شئ في سبيل الله يوف إليكم وأنتم لا تظلمون) (سورة الأنفال). حيث تحث هذه الآية على التخطيط المسبق في الإعداد.
وكذلك قوله تعالى: (قال تزرعون سبع سنين دأبا فما حصدتم فذروه في سنبله إلا قليلا مما تأكلون ، ثم يأتي من بعد ذلك سبع شداد يأكلن ما قدمتم لهن إلا قليلا مما تحصنون) [سورة يوسف - آية 48-49]. وفي هذه الآية إشارة إلى أساليب التخزين وجدولة الإنتاج وتوزيع المصادر بين الناس. كما يوجد في القرآن الكريم الكثير من الدلائل والإشارات إلى أهمية الصناعة وتسلسل عملياتها.
ومع بداية النهضة الصناعية الحديثة، استخدمت كثيرا من وظائف الهندسة الصناعية كتحديد مواقع المصانع، والتنظيم الداخلي للمصانع، وتخطيط الإنتاج والجدولة تلى ذلك ميلاد جمعية المهندسين الصناعيين في الولايات المتحدة بعد الحرب العالمية الثانية مباشرة . وقد مرت مهنة الهندسة الصناعية بالعديد من المراحل المهنية أسهم فيها رواد ومفكرون وأهم هذه المراحل هي :
ـ مرحلة تخصيص العمل Specialization:
وقد تميزت بتقسيم أساليب الإنتاج إلى وحدات متعددة للعملية الإنتاجية تؤدي كل وحدة بواسطة عمالة متخصصة لهذه الوحدة مما أدى إلى رفع الكفاءة الإنتاجية.
ـ مرحلة تبسيط العمل Simplification:
وتميزت بوضع خطوات لوحدة العملية الإنتاجية والرياضية بطريقة منطقية ومتسلسلة مما ينتج عنه تصاميم جديدة للعديد من الأنظمة الإنتاجية.
ـ مرحلة تقييس المنتجات Standardization:
شملت هذه المرحلة إمكانية استخدام المنتجات بطريقة تبادلية وتطابقية وتوحيد مواصفاتها الفنية مما نتج عنه التوحيد القياسي للأدوات والمعدات الصناعية.
ـ مرحلة الإنتاج بكميات كبيرة Mass Production:
اشتملت هذه المرحلة على إيجاد معدات وأساليب متطورة تضمن إنتاج كميات كبيرة بشكل متدفق وبأسلوب يضمن رفع الكفاءة الإنتاجية بأسعار منافسة.
ـ مرحلة الإدارة العلمية Scientific Management:
اعتمدت هذه المرحلة على التصميم والقياس والتخطيط والجدولة في تشغيل أنظمة الإنتاج الصناعية وتقنياتها. وشملت العديد من المهام المهنية الهندسية التي بني عليها العمل الصناعي وأهم هذه المهام هي:
1- دراسة طرق وأساليب الإنتاج Process Design
2- دراسة أزمنة الإنتاج وحركة العمل Work Design & Time and Motion Study
3- دراسة متطلبات المعدات والعمالة ومكان العمل Industrial Facility Design
4- دراسة طرق التخطيط وجدولة الإنتاج Scheduling, Planning and Control
ـ مرحلة التكامل الصناعي Industrial Integration:
باستخدام الأساليب التقنية والطرق الرياضية الحديثة لبحوث العمليات والإحصاء والعلوم الإجتماعية والإنسانية والنفسية المرتبطة بالعمل الصناعي وظروفه وإدارته الفنية استحدثت عدة مفاهيم لتكامل العناصر المختلفة للنظام الصناعي. وهذه المفاهيم أحدثت تغييرات جذرية في أعمال تصميم وتشغيل هذه الأنظمة ومن أهم هذه المفاهيم:
مفهوم العامل الإنساني والنفسي Human Factor ويركز على الدور الإنساني في العمل لرفع الكفاءة مما أدى إلى إعادة النظر في مفهوم التخصص وإعادة تأهيل العمالة تأهيلا شاملا .
مفهوم الأتمتة المرنة Flexible Automation ويهتم بتكامل العمل بين الإنسان والآلة استكمالا للقدرات الصناعية لأساليب ووسائل الإنتاج ليؤدي إلى رفع الكفاءة والجودة والأداء والمهارات الفنية وتحسين ظروف العمل.
مفهوم الإنتاج في الوقت المحدد Just in Time Production ويعنى بالعمل لإنتاج ما هو مطلوب في الوقت المحدد وبالكمية المناسبة مما يؤدي إلى خفض التكلفة وتحسين جودتها.
مفهوم إدارة الجودة الشاملة Total Quality Management ويتعلق بتكامل أعمال تحسين وتطوير الجودة لجميع المجموعات العاملة في النظام الصناعي من الإدارة العليا إلى الوحدات الإنتاجية.
مفهوم الهندرة Business Process Reengineering وتعنى بالتركيز على تطوير و إعادة هيكلة العمليات المتعلقة بالعمل لتحسين مقاييس الأداء وإيجاد حلول جذرية لمشاكله.
مفهوم إدارة سلسلة الإمدادات Supply Chains Management ويدعو إلى ربط العلاقات على مدى طويل بين الإمداد والإنتاج والتسويق ليؤدي ذلك إلى استقرار عمليات الإنتاج وأساليبها وخواصها ووسائلها.
ومن المفاهيم السابقة تطورت التقنيات وتكاملت الأنظمة الإنتاجية واستخدمت الحاسبات الآلية لجميع الأنشطة الصناعية وقد أدى الازدهار المذهل والسريع خلال العقود الثلاثة الأخيرة إلى تغير معالم الصناعة التقليدية ومفاهيمها في كثير من الدول المتقدمة صناعيا مثل اليابان التي استطاعت باستخدام هذه المفاهيم واستيعابها أن ترفع كفاءتها الإنتاجية عما هو عليه في دول أوروبا وأمريكا.كما تسعى الدول النامية لاستيعاب هذه المفاهيم وتسخيرها لرفع الكفاءة الإنتاجية وخفض التكلفة للمنافسة في الأسواق.
مجالات الهندسة الصناعية
تشتمل مجالات الهندسة الصناعية على أربع حلقات إنتاجية مترابطة ومتكاملة مع بعضها البعض. وتضم هذه الحلقات العديد من مهام المهندس الصناعي، حيث يقوم باستخدام الوسائل الهندسية الفنية والطرق التحليلية والتجريبية للوصول إلى الحلول المثلى لهذه الأعمال. ويمكن إيجاز هذه المهام بوصف مختصر فيما يلي:
المنتج Product:
يقوم المهندس الصناعي بدراسة تحليلية للمنتج في مرحلتي متطلبات السوق والتصميم .
أبحاث التسويق Marketing Research:
دراسة الجدوى الاقتصادية للإنتاج الصناعي حيث يتم تقدير كل من التكلفة وحجم السوق بالإضافة إلى حساب طاقة المصنع وربحية المشروع الصناعي. وكذلك دراسة المتغيرات في مواصفات المنتج ومن ثم وضع قواعد لتقييس هذه المواصفات وتبسيطها..
تصميم وتطوير المنتج Product Development and Design:
يقوم المهندس الصناعي بتصميم المنتج ودراسة موثوقيته وتكلفته وقابليته للإنتاج. بالإضافة إلى اختيار المواد وعوامله الإنسانية ودراسة متغيرات المواصفات ووضع القواعد القياسية والتوصيف.
عمليات الإنتاج Production Process
يقوم المهندس الصناعي بتصميم عمليات الإنتاج الأساسية المثلي للقيام بالعملية الإنتاجية وتشمل:
دراسة قرار الإنتاج أو الشراء لجزء أو أجزاء من المنتج.
دراسة عمليات الإنتاج واختيار العملية الإنتاجية المناسبة.
دراسة وتحليل العمل وأزمنته القياسية .
التخطيط لعمليات الإنتاج وتسلسلها المنطقي ووضع جداول تسلسل العمليات ومخططات مسار حركة الإنتاج والتجميع .
دراسة وسائل الفحص وضبط الجودة ووضع أساليب مخططات الرقابة وأخذ العينات.
تحديد الكميات المطلوبة من المادة الخام والعمالة وذلك باستخدام الطرق التجريبية والتحليلية والمحاكاة.
اختيار المعدات والأدوات ومعدات المناولة ونظمها.
تصميم موقع العمل Workplace Design
يقوم المهندس الصناعي بالأعمال الآتية :
اختيار المكان
تحليل واختيار الموقع الأمثل للمصنع أو العمل أو مكان الخدمة.
تصميم خطوط الإنتاج والموقع
تخطيط حركة الإنتاج ومواقعها.
تحليل توازن خطوط الإنتاج والتجميع.
تحديد مراكز العمل والأنشطة المساندة للإنتاج
تحديد متطلبات المبنى وخدماته ومنافعه لعمليات الإنتاج والعوامل الإنسانية ومتطلبات السلامة.
تحديد متطلبات الصيانة للمعدات والأدوات والموقع.
الإنتاج Production
يقوم المهندس الصناعي بتخطيط وجدولة ومراقبة الإنتاج على النحو التالي:
التخطيط لإيجاد معدلات الإنتاج بواسطة طرق التخطيط على المدى المتوسط.
وضع جداول الإنتاج.
مراقبة مخزون المواد الأولية والمنتجات النهائية.
تحديد أساليب الرقابة على الإنتاج وأداء العمالة.
تحديد أساليب الرقابة على جودة المنتج.
" تلك المهنة التي تهتم بتصميم وتطوير وإنشاء الأنظمة المتكاملة من الأفراد والمواد والمعدات، مبنية على المعرفة والمهارة المتخصصة في العلوم الرياضية والفيزيائية والاجتماعية المتكاملة مع التركيز على الأسس الهندسية وطرق التحليل والتصميم الهندسي وذلك بهدف توقع وتقييم النتائج التي يمكن الحصول عليها من هذه الأنظمة."
ويتضح من هذا التعريف العام والشامل قدرة المتخصص في هذه المهنة ومهارته في القيام بالعمل في المجالات الصناعية والخدمات الفنية المختلفة حيث يستطيع القيام بتصميم الإنتاج واختبار وسائله وكذلك تخطيط العمليات المناسبة لتصميم طرق التشغيل والقياس والرقابة وذلك بواسطة ربط العلوم الهندسية والتقنيات الصناعية مع علوم التخطيط والعلوم الاجتماعية الحديثة المرتبطة بالصناعة.
ونتيجة لذلك فقد استفادت كثيرا من الدول الصناعية مثل اليابان والولايات المتحدة الأمريكية من هذه المهنة في جميع المجالات والتطبيقات الإنتاجية والاقتصادية وتطوير أنظمتها الصناعية. بل أصبح نادرا ما تخلو مؤسسة تعليمية أو صناعية من برامج الهندسة الصناعية.
تاريخ مهنة الهندسة الصناعية
تعتبر الأعمال المرتبطة بمهنة الهندسة الصناعية من أقدم الأعمال الهندسية التي باشرها الإنسان. ويمكن تتبع استعمال وظائف هذه المهنة في جميع العصور منذ بداية صناعة السهام والرماح في العصور السحيقة مرورا بعصور النهضة الزراعية وعصور استخراج المعادن. واستخدمت هذه الوظائف في جميع بلاد الحضارات القديمة في كثير من مجالات تصميم وتنظيم وجدولة عناصر العمل وتجهيزه مثل بناء الأهرام والسفن والعجلات الحربية وتصنيع الورق والنسيج واختيار مواقع الصناعات والمدن وتخزين وجدولة المواد. وتجدر الإشارة إلى أن في القرآن الكريم إشارات متعددة لاستعمال وظائف الهندسة الصناعية منها على سبيل المثال قول الله عز وجل :
(واعدوا لهم ما استطعتم من قوة ومن رباط الخيل ترهبون به عدو اللِّه وعدوكم وآخرين من دونهم لا تعلمونهم الله يعلمهم وما تنفقوا من شئ في سبيل الله يوف إليكم وأنتم لا تظلمون) (سورة الأنفال). حيث تحث هذه الآية على التخطيط المسبق في الإعداد.
وكذلك قوله تعالى: (قال تزرعون سبع سنين دأبا فما حصدتم فذروه في سنبله إلا قليلا مما تأكلون ، ثم يأتي من بعد ذلك سبع شداد يأكلن ما قدمتم لهن إلا قليلا مما تحصنون) [سورة يوسف - آية 48-49]. وفي هذه الآية إشارة إلى أساليب التخزين وجدولة الإنتاج وتوزيع المصادر بين الناس. كما يوجد في القرآن الكريم الكثير من الدلائل والإشارات إلى أهمية الصناعة وتسلسل عملياتها.
ومع بداية النهضة الصناعية الحديثة، استخدمت كثيرا من وظائف الهندسة الصناعية كتحديد مواقع المصانع، والتنظيم الداخلي للمصانع، وتخطيط الإنتاج والجدولة تلى ذلك ميلاد جمعية المهندسين الصناعيين في الولايات المتحدة بعد الحرب العالمية الثانية مباشرة . وقد مرت مهنة الهندسة الصناعية بالعديد من المراحل المهنية أسهم فيها رواد ومفكرون وأهم هذه المراحل هي :
ـ مرحلة تخصيص العمل Specialization:
وقد تميزت بتقسيم أساليب الإنتاج إلى وحدات متعددة للعملية الإنتاجية تؤدي كل وحدة بواسطة عمالة متخصصة لهذه الوحدة مما أدى إلى رفع الكفاءة الإنتاجية.
ـ مرحلة تبسيط العمل Simplification:
وتميزت بوضع خطوات لوحدة العملية الإنتاجية والرياضية بطريقة منطقية ومتسلسلة مما ينتج عنه تصاميم جديدة للعديد من الأنظمة الإنتاجية.
ـ مرحلة تقييس المنتجات Standardization:
شملت هذه المرحلة إمكانية استخدام المنتجات بطريقة تبادلية وتطابقية وتوحيد مواصفاتها الفنية مما نتج عنه التوحيد القياسي للأدوات والمعدات الصناعية.
ـ مرحلة الإنتاج بكميات كبيرة Mass Production:
اشتملت هذه المرحلة على إيجاد معدات وأساليب متطورة تضمن إنتاج كميات كبيرة بشكل متدفق وبأسلوب يضمن رفع الكفاءة الإنتاجية بأسعار منافسة.
ـ مرحلة الإدارة العلمية Scientific Management:
اعتمدت هذه المرحلة على التصميم والقياس والتخطيط والجدولة في تشغيل أنظمة الإنتاج الصناعية وتقنياتها. وشملت العديد من المهام المهنية الهندسية التي بني عليها العمل الصناعي وأهم هذه المهام هي:
1- دراسة طرق وأساليب الإنتاج Process Design
2- دراسة أزمنة الإنتاج وحركة العمل Work Design & Time and Motion Study
3- دراسة متطلبات المعدات والعمالة ومكان العمل Industrial Facility Design
4- دراسة طرق التخطيط وجدولة الإنتاج Scheduling, Planning and Control
ـ مرحلة التكامل الصناعي Industrial Integration:
باستخدام الأساليب التقنية والطرق الرياضية الحديثة لبحوث العمليات والإحصاء والعلوم الإجتماعية والإنسانية والنفسية المرتبطة بالعمل الصناعي وظروفه وإدارته الفنية استحدثت عدة مفاهيم لتكامل العناصر المختلفة للنظام الصناعي. وهذه المفاهيم أحدثت تغييرات جذرية في أعمال تصميم وتشغيل هذه الأنظمة ومن أهم هذه المفاهيم:
مفهوم العامل الإنساني والنفسي Human Factor ويركز على الدور الإنساني في العمل لرفع الكفاءة مما أدى إلى إعادة النظر في مفهوم التخصص وإعادة تأهيل العمالة تأهيلا شاملا .
مفهوم الأتمتة المرنة Flexible Automation ويهتم بتكامل العمل بين الإنسان والآلة استكمالا للقدرات الصناعية لأساليب ووسائل الإنتاج ليؤدي إلى رفع الكفاءة والجودة والأداء والمهارات الفنية وتحسين ظروف العمل.
مفهوم الإنتاج في الوقت المحدد Just in Time Production ويعنى بالعمل لإنتاج ما هو مطلوب في الوقت المحدد وبالكمية المناسبة مما يؤدي إلى خفض التكلفة وتحسين جودتها.
مفهوم إدارة الجودة الشاملة Total Quality Management ويتعلق بتكامل أعمال تحسين وتطوير الجودة لجميع المجموعات العاملة في النظام الصناعي من الإدارة العليا إلى الوحدات الإنتاجية.
مفهوم الهندرة Business Process Reengineering وتعنى بالتركيز على تطوير و إعادة هيكلة العمليات المتعلقة بالعمل لتحسين مقاييس الأداء وإيجاد حلول جذرية لمشاكله.
مفهوم إدارة سلسلة الإمدادات Supply Chains Management ويدعو إلى ربط العلاقات على مدى طويل بين الإمداد والإنتاج والتسويق ليؤدي ذلك إلى استقرار عمليات الإنتاج وأساليبها وخواصها ووسائلها.
ومن المفاهيم السابقة تطورت التقنيات وتكاملت الأنظمة الإنتاجية واستخدمت الحاسبات الآلية لجميع الأنشطة الصناعية وقد أدى الازدهار المذهل والسريع خلال العقود الثلاثة الأخيرة إلى تغير معالم الصناعة التقليدية ومفاهيمها في كثير من الدول المتقدمة صناعيا مثل اليابان التي استطاعت باستخدام هذه المفاهيم واستيعابها أن ترفع كفاءتها الإنتاجية عما هو عليه في دول أوروبا وأمريكا.كما تسعى الدول النامية لاستيعاب هذه المفاهيم وتسخيرها لرفع الكفاءة الإنتاجية وخفض التكلفة للمنافسة في الأسواق.
مجالات الهندسة الصناعية
تشتمل مجالات الهندسة الصناعية على أربع حلقات إنتاجية مترابطة ومتكاملة مع بعضها البعض. وتضم هذه الحلقات العديد من مهام المهندس الصناعي، حيث يقوم باستخدام الوسائل الهندسية الفنية والطرق التحليلية والتجريبية للوصول إلى الحلول المثلى لهذه الأعمال. ويمكن إيجاز هذه المهام بوصف مختصر فيما يلي:
المنتج Product:
يقوم المهندس الصناعي بدراسة تحليلية للمنتج في مرحلتي متطلبات السوق والتصميم .
أبحاث التسويق Marketing Research:
دراسة الجدوى الاقتصادية للإنتاج الصناعي حيث يتم تقدير كل من التكلفة وحجم السوق بالإضافة إلى حساب طاقة المصنع وربحية المشروع الصناعي. وكذلك دراسة المتغيرات في مواصفات المنتج ومن ثم وضع قواعد لتقييس هذه المواصفات وتبسيطها..
تصميم وتطوير المنتج Product Development and Design:
يقوم المهندس الصناعي بتصميم المنتج ودراسة موثوقيته وتكلفته وقابليته للإنتاج. بالإضافة إلى اختيار المواد وعوامله الإنسانية ودراسة متغيرات المواصفات ووضع القواعد القياسية والتوصيف.
عمليات الإنتاج Production Process
يقوم المهندس الصناعي بتصميم عمليات الإنتاج الأساسية المثلي للقيام بالعملية الإنتاجية وتشمل:
دراسة قرار الإنتاج أو الشراء لجزء أو أجزاء من المنتج.
دراسة عمليات الإنتاج واختيار العملية الإنتاجية المناسبة.
دراسة وتحليل العمل وأزمنته القياسية .
التخطيط لعمليات الإنتاج وتسلسلها المنطقي ووضع جداول تسلسل العمليات ومخططات مسار حركة الإنتاج والتجميع .
دراسة وسائل الفحص وضبط الجودة ووضع أساليب مخططات الرقابة وأخذ العينات.
تحديد الكميات المطلوبة من المادة الخام والعمالة وذلك باستخدام الطرق التجريبية والتحليلية والمحاكاة.
اختيار المعدات والأدوات ومعدات المناولة ونظمها.
تصميم موقع العمل Workplace Design
يقوم المهندس الصناعي بالأعمال الآتية :
اختيار المكان
تحليل واختيار الموقع الأمثل للمصنع أو العمل أو مكان الخدمة.
تصميم خطوط الإنتاج والموقع
تخطيط حركة الإنتاج ومواقعها.
تحليل توازن خطوط الإنتاج والتجميع.
تحديد مراكز العمل والأنشطة المساندة للإنتاج
تحديد متطلبات المبنى وخدماته ومنافعه لعمليات الإنتاج والعوامل الإنسانية ومتطلبات السلامة.
تحديد متطلبات الصيانة للمعدات والأدوات والموقع.
الإنتاج Production
يقوم المهندس الصناعي بتخطيط وجدولة ومراقبة الإنتاج على النحو التالي:
التخطيط لإيجاد معدلات الإنتاج بواسطة طرق التخطيط على المدى المتوسط.
وضع جداول الإنتاج.
مراقبة مخزون المواد الأولية والمنتجات النهائية.
تحديد أساليب الرقابة على الإنتاج وأداء العمالة.
تحديد أساليب الرقابة على جودة المنتج.
