تحقیق مقاله برنامه ریزی خطی و تئوری محدودیت ها

برنامه ریزی

برنامه ریزی در فعالیتهای ترویجی مهمترین و اصلی ترین وظیفه مدیر بشمار می رود. قصور در برنامه ریزی سبب می شود که فعالیتها بر حسب تصادف انجام شود و چنین فعالیتهایی مسلما در جهت اهداف مورد نظر نخواهد بود. از آنجا که برنامه ریزی راه و روشی برای هدایت منظم فعالیتهای انسانی برای اهداف و مقاصد مشخصی است و به تعبیری دیگر نقشه راه برای رسیدن به مقصود و جهت گیری منطقی برای انجام فعالیتهاست، از نظر منطقی لازم است از نیازها و انتظارات، شرایط و امکانات، منابع و تجهیزات و همچنین موانع و حدودیتها اطلاعات جامع و دقیق جمع آوری کنیم و برای تحقق اهداف مورد نظر مناسبترین و مؤثرترین راهبردها را پیش بینی و توصیه نماییم. بدیهی است در فعالیتهای ترویجی بهره گیری از همکاری و مشارکت فعالانه افرادی که برنامه برای آنها طراحی و اجرا می شود از عوامل عمده موفقیت است و این امر نیز مستلزم بهره گیری از ضوابط علمی و شناخت صحیح مفهوم مشارکت است و میزان این مشارکت نیز بر حسب شرایط زمان، مکان، محتوا و مخاطبان متفاوت خواهد بود. 

مکانیزم برنامه ریزی

 از جهت مکانیزم برنامه ریزی دو رهیافت مطرح است. یکی برنامه ریزی خطی که در آن متغیرهای دخیل در نتایج حاصل از برنامه و نقش هر متغیر معلوم بوده، بر مبنای داده های آماری معین یا قابل پیش بینی هستند و در عین حال قابل کنترل هم می باشند. دومین رهیافت برنامه ریزی غیر خطی است که در آن متغیرهای مزبور نقش مشخص و تعریف شده صریحی در پیامدهای حاصل از اجرای برنامه ندارند یا لااقل در مرحله برنامه ریزی بوضوح قابل تشخیص نیستند. 

  برنامه ریزی خطی چیست؟

برنامه ریزی خطی پر استفاده ترین مدل بهینه سازی است.دامنه وسیع کاربرد این مدل در انواع مختلف برنامه ریزی،زمانبندی،کنترل پروژه و مدیریت ،تخصیص منابع،طراحی سیستم های صنعتی ،مسائل حمل و نقل ،تعمیرات و نگهداری ،تئوری شبکه ها و بسیاری از جنبه های دیگر تصمیم گیری در صنایع،اقتصاد وامور نظامی ،ضرورت وجود روشهای قوی کارا و قابل اعتماد برای حل این مسائل را ایجاب می کند. امروزه در کلیه رشته های علمی روشهای مبتنی بر مبانی ریاضی برای حل مسائل ارائه شده که برنامه ریزی خطی نیز از این امر مستثنی نیست.در سال 1947دکتر جرج دانتزیک توانست روش کارائی راکه بر مبنای جبر خطی استوار بود به منظور حل مسائل برنامه ریزی خطی ارائه دهد این روش از اصل برخورد بردارها با یکدیگر وایجاد فضای برداری سرچشمه می گیرد که به آن سیمپلکس می گویند. در طی تقریبا"پنجاه سال گذشته روش سیمپلکس دانتزیک جهت حل مسائل برنامه ریزی خطی ( L) ابزار محاسباتی کارائی بوده است هر چند که این روش موضوع تحقیقات جدی در طی سالهای بسیاری بوده است.اما بعضی جنبه های اصلی رفتار و عملکرد آن هنوز هم بطورکامل شناخته نشده است .از آن تاریخ به بعد محققین وصاحبنظران تحقیق در عملیات پیرامون بهبود روش سیمپلکس مقالات و دستورالعملهای متعددی را ارائه داده اند که عمدتا"بر پایه تجسس گوشه به گوشه روش سیمپلکس استوار است.در سالهای اخیر نیز روشهای جدیدی تحت عنوان روش خاشیان و کارمارکار ارائه شده است که برتری آنها به روش سیمپلکس هنوز به ثبوت نرسیده است. اخیرا"یک طرح جدید به جای روش سیمپلکس توسط دکتر آریانژاد و مهندس هاشمی ارائه گردیده که به طور بنیادی با روش سیمپلکس متفاوت است به طوری که برای دستیابی به نقطه بهینه ،هیچ جستجوی نقطه به نقطه ای در پیش نمی گیرد.بلکه در هرمرحله از تکرار بعد مسئله کاهش یافته و از همه مهمتر اینکه تعداد مراحل تکرار این روش برابر تعداد متغیرهای مسئله است. هدف این مقاله تحقیقی است دردلایل استفاده ،مزایا و معایب روش سیمپلکس می باشد که در نهایت منجر به ارائه یک سری تغییرات در روش سیمپلکس در جهت بهبود این روش که برفضای برداری محدب،ترکیبات خطی ،کسینوس هادی متغیرها ،مخروط سیمپلکس و ... استوار است.ضمن حفظ ظاهر جدول سیمپلکس به دلیل اهمیت فوق العاده آن در تفاسیر و مفاهیم جبری و اقتصادی و...حداکثر تعداد مراحل سیمپلکس را در اثر تغییرات در انتخاب متغیر های وارد شونده و خارج شونده به تعداد متغیرهادر حالتی که مسئله برنامه ریزی خطی به فرم}0>x و b = Ax/ cx= Max Z{ باشد می رساند.

اصول پیدایش برنامه ریزی خطی در تئوری محدودیتها

در اواخر دهه 80 گلدرات فیزیکدان یهودی، روشی برپایه اهداف و رویه های کار کارخانجات ارائه داد که فلسفه حاکم بر آن با نام تئوری محدودیتها (THEORY OF CONSTRAINTS=TOC) و راهکارهای اجرایی آن به نام فناوری تولید بهینه، شهرت یافت.تئوری محدودیتها مبتنی بر بهبود مستمر بوده و تمرکز اصلی آن بر شناسایی محدودیتها و گلوگاههای تولیدی به منظور افزایش مستمر دستیافت کل کارخانجات است، اجرای موفق تئوری محدودیتها مستلزم اجرای الگوریتمی با 5 گام اساسی و توجه به قواعد خاصی است. تئوری محدودیتها را می توان نگرش سیستماتیک نوین در فرایند تفکر نامید.

فرایند تفکر تئوری محدودیتها به عنوان ابزاری برای حل مسئله، تشخیص و از بین بردن محدودیتها، ذهنیتها و راههای سنتی موجود مورداستفاده مدیران قرار می گیرد.
ابزاری که »گلدرات« برای اجرای تئوری محدودیتها ایجاد کرد مشتمل بر 5 درخت منطقی وقوانین حاکم بر آن است.

JIT چگونه پیدا شد؟

در اواخر دهه 80 موشه گلدرات فیزیکدان یهودی در کتاب هدف خود برای اولین بار به مفاهیم تئوری محدودیتها پرداخت. ایده اصلی تئوری فوق بر مدیریت گلوگاهها استوار است، این تئوری مدعی است که به بهبود مستمر ازطریق شناسایی محدودیتها وگلوگاههای تولیدی در سازمان منجر خواهدشد، بدین ترتیب تمرکز اصلی این تئوری ابتدا شناخت محدودیتها و سپس مدیریت بر روی آنها در جهت افزایش کارایی سیستم است. تئوری محدودیتها مانند فلسفه مدیریت ژاپنی تولید به موقع مبتنی بر بهبود مستمر است و از این نظر هر دو در مقابل نگرش سنتی قرار می گیرند،‌اما تفاوت عمده آن با نظام به موقع (JIT) در این است که فلسفه به موقع بر کاهش موجودیها و حذف اتلافها متمرکز می شود درحالی که تئوری محدودیتها بر محدودیتها و حذف آنها تاکید می کند.تئوری محدودیتها را می توان نگرش سیستماتیک نوین در فرایند تفکر نامید. تئوری محدودیتها از الگوریتمی با 5 گام اساسی استفاده می کند، تئوری محدودیتها و مدیریت محدودیتها قصد دارد که شانس ایجاد یک تغییر نتیجه بخش وموثر را افزایش دهد. تئوری محدودیتها معتقد است که هر سیستم لااقل دارای یک محدودیت است و وجود محدودیتها نشان دهنده پتانسیل برای رشد و انجام تغییرات نتیجه بخش است. برخلاف روشهای سنتی که بر شاخص هزینه عملیاتی تمرکز دارند و یا روش تولید به موقع که توجه خاص بر کاهش موجودیها می کند تمرکز اصلی تئوری محدودیتها بر افزایش بهره وری ازطریق مدیریت محدودیتها و افزایش خروجیهای تولیدی یا دستیافت سازمان است. در این مقاله سعی بر آن است تا ضمن بیان تاریخچه ای از تئوری محدودیتها، اصول مفاهیم و تعاریف اولیه آن را بیان کرده و سپس به معرفی و طرح فرایند تئوری محدودیتها و پنج ابزار آن می پردازیم.گلدرات در سال 1981 مقاله ای تحت عنوان کارخانه نامتوازن منتشر کرد،‌و در مقابله دیگری حسابداری قیمت تمام شده را دشمن شماره یک بهره وری نامید و نگرش جدید به بهره وری کارخانه را مطرح کرد.نرم افزار برای ارائه برنامه زمانبندی براساس تئوری محدودیتها ارائه شده بود ولی چون جزئیات و فلسفه مورداستفاده در آن بیان نشده بود،‌ابهامات فراوانی درمورد این برنامه زمانبندی وجود داشت. وی کتاب 1986 منتشر کرد و سپس در کتاب دیگر خود با عنوان مسابقه به بررسی جزئیات بیشتری از تئوری محدودیتها پرداخت. وی در کتابها و مقالات بعدی خود تاکید خاصی بر تشخیص و مدیریت محدودیتها، خط مشی و سیاستگذاری نسبت به محدودیتهای فیزیکی می کند.

مفاهیم و اصول تئوری محدودیتها

تئوری محدودیتها معتقد است که هر سیستم لااقل دارای یک محدودیت است و وجود محدودیتها نشان دهنده پتانسیل برای رشد و انجام تغییرات نتیجه بخش است. محدودیتها در این تئوری دارای نقش اساسی هستند. محدودیت عبارت است از هر عاملی که کارایی سیستم را در ارتباط با هدف یا مقصود از پیش تعیین شده محدود می کند، در سازمانها و کارخانجات محدودیت را با نام آشنای گلوگاه می شناسند، منبع گلوگاهی منبعی است که ظرفیتش کمتر یا مساوی تقاضای موردانتظار برای آن است، اما گلوگاههای تولیدی تنها محدودیتهای سازمان نیستند.محدودیتها را می توان به شکل زیر تقسیم بندی کرد:

محدودیتهای منابع داخلی؛

محدودیتهای فروش و بازاریابی؛

محدودیتهای خط مشی و سیاستگذاری.

از دو مورد اول تحت عنوان محدودیتهای فیزیکی و از مورد سوم تحت عنوان محدودیتهای خط مشی و مدیریتی نام برده می شود. شناخت و برطرف کردن محدودیتهای فیزیکی آسانتر از محدودیتهای سیاسی مدیریتی است. برای توضیح بیشتر محدودیتهای فوق اگر فرض کنیم که سازمانی دارای 2 ماشین است که اولی با ظرفیت 5 واحد و دومی با ظرفیت 3 واحد تولید می کند و فروش نیز باید 4 واحد در روز باشد، ماشین دومی دارای محدودیت است ولی اگر در همین سیستم تولیدی فروش روزانه 2 واحد باشد، محدودیت فروش و بازاریابی ما را گرفتار کرده است و اگر طبق نظر مدیریت بین دو ماشین تنها 2 واحد کالای در جریان ساخت مجاز باشد دارای محدودیت خط مشی خواهیم بود. از آنجایی که گلوگاهها ظرفیت حقیقی کارخانه را معین می کنند، شناخت آنها اولین گام برای پذیرش تغییرات ناشی از تئوری محدودیتها خواهدبود.همان طور که قبلاً بیان شد تئوری محدودیتها دارای نگرش سیستمی است و به دنبال دستیابی به هدف یا اهداف سیستم است، سیستم مجموعه ای از اجزای به هم پیوسته است، بنابراین، محدودیت سیستم ضعیف ترین جزء آن است.مفهوم دیگری که باید آن را بیان کرد، مفهوم هدف یا اهداف سیستم است. گلدرات در کتاب هدف خود دو واژه هدف و شرط لازم را درکنار یکدیگر بیان می کند، هدف عبارت است از نتیجه یا حاصل کلی که همه تلاشها درجهت آن است و شرط لازم، وضعیتی است که حصول نتیجه ای را تضمین می کند، به عبارت دیگر، اگر شما تمام شرط لازم وقوع هدف را برآورده سازید به هدف دست می یابید.هدف بنیادین هر سازمان انتفاعی، پول سازی برای حال و آینده است، بنابراین، اتخاذ تصمیمی که سودآوری کوتاه مدت را افزایش داده ولی سودآوری بلندمدت را کاهش می دهد مغایر با هدف اصلی سازمان خواهدبود.بنابراین، اگر شرکتی (سازمانی) سودآوری را به عنوان هدف برگزیند در این صورت، رضایت مشتری، راهبری فناوری، مزیت رقابتی و افزایش سهم بازار همگی شرط لازم برای دستیابی به آن هدف خواهندبود.از آنجایی که رویکرد تئوری محدودیتها رویکرد مالی و پول سازی است، لذا نیازمند شاخصهایی برای ارزیابی خواهدبود. سه شاخص سنتی ارزیابی مالی سازمان عبارتند از، سود خالص، نرخ بازگشت سرمایه وجریان نقدی ولی شاخصهای جدید موردنظر تئوری محدودیتها عبارتنداز:

1 - دستیافت: تمامی پول جدیدی که به موجب فروش وارد سازمان می گردد و سازمان از آن سهم می برد؛

2 - موجودی: پولی که سازمان صرف منابع غیراز نیروی انسانی می سازد و نهایتاً آن را تبدیل به دستیافت می کند.

3 - هزینه های عملیاتی: هزینه هایی که سازمان متحمل می شود تا موجودی را به دستیافت تبدیل کند.

در تعریف سنتی، بهره وری، نسبت ارزش خروجیهای ایجاد شده به پول صرف شده در طول پریود، تعریف می شود و ازجنبه دستیافت، موجودی و هزینه های عملیاتی می توان گفت، بهره وری برابر است با نسبت دستیافت به هزینه های عملیاتی. حال این سوال مطرح می گردد که در مسر بهبود مستمر درازمدت، کدام یک از این 3 شاخص استراتژیک باید موردتوجه قرار گیرد. نگرش سنتی و روشهای مرسوم بهبود بهره وری تمرکز بیشتری بر هزینه های عملیاتی داشته و سیستم تولید به موقع تمرکز بیشتری بر کاهش موجودی دارد، ولی تاچه حد می توان موجودی و هزینه های عملیاتی را کاهش داد از جنبه نظری حد پایین این دو شاخص صفر است و از آن کمتر نخواهد شد گرچه عملاً کاهش بیشتر این شاخصها نیازمند صرف تلاش و زمان بیشتری است ولی در مسیر بهبود مستمر دستیافت هیچ مانعی به چشم نمی خورد و بنابراین، در مسیر بهبود مستمر کانون توجه باید بر روی دستیافت باشد، ولی این امر به معنای بی اهمیت بودن موجودی و هزینه های عملیاتی نیست.تمرکز دنیای سنتی روی کاهش هزینه های عملیاتی، به عنوان پارادایم سنتی دنیای هزینه شناخته می شود و تمرکز روی بهبود مستمر دستیافت پارادایم جدیدی را به وجود آورد که گاهی آن را دنیای دستیافت می گویند. (جدول شماره یک)

موانع حرکت به سمت دنیای دستیافت

درنگرش سنتی هر بخش از سازمان با شاخصهای خاص خود »شاخصهای محلی« ارزیابی می گردد. مثلاً فروش توسط، حجم فروش، تولید براساس، تحویل به موقع و کنترل کیفیت بر اساس، نرخ معیوبی، بازگشتی ها و نرخ ضایعات ارزیابی می شود و به همین علت فعالیت هر گروه در سازمان متاثر از روشی است که توسط آن عملکردش موردارزیابی قرار می گیرد و افراد و بخشهای مختلف سازمان، خط مشی ها و اطلاعات را به نحوی تعبیر می کنند که بیشترین منافع را برای آنها داشته باشد.با بررسی شاخصهای محلی می توان گفت که تعداد زیادی شاخصهای متفاوت وجود دارند که دائماً در تضاد با یکدیگرند.

برای حل این مشکل می توان همه واحدها را براساس شاخص مشترک ارزیابی کرد. بنابراین، به جای ارزیابی واحدها با شاخصهای سنتی، سهم هر دپارتمان در بهبود شاخصهای دستیافت، موجودی و هزینه های عملیاتی اندازه گیری می گردد