उत्पादन अभियांत्रिकी

कोणत्याही वस्तूच्या एकंदर उत्पादनविधींपैकी कर्मशालेत करण्यात येणाऱ्या निरनिराळ्या क्रियांची, त्यांना लागणारा वेळ, श्रम व कच्चा माल यांचा आवश्यक तेवढाच खर्च करण्याच्या उद्देशाने करावयाची आखणी व त्या खर्चाचे नियंत्रण करण्याचे शास्त्र. उत्पादन उद्योगात या शास्त्राला अलीकडे फार महत्त्व प्राप्त झालेले आहे. दुसऱ्या महायुद्धापूर्वी आणि विशेषेकरून त्यानंतर वरील उद्देशाने करण्यात आलेल्या सर्व प्रयत्नांची परिणती या शास्त्रात झाली आहे.

दुसऱ्या महायुद्धकालात विविध शास्त्रांची व अभियांत्रिकीतील अनेक तंत्रांची झपाट्याने प्रगती झाली व तिचा वेग युद्धोत्तरकालातही चालू राहिला, एवढेच नव्हे तर तो वाढतही गेला. या उत्तरकालात युद्धकालीन प्रगतीला रेखीव स्वरूप देण्याचे प्रयत्न झाले व त्यांतूनच उत्पादन अभियांत्रिकीचा जन्म झाला. हे शास्त्र अगदी स्वयंपूर्ण असे नाही. प्रत्यक्षात ते उद्योग अभियांत्रिकी  या विषयाचा एक पोटविभाग म्हणूनच मानता येईल. एखाद्या वस्तूचे उत्पादन करावयाचे ठरल्यानंतर तिचा सर्व उत्पादनविधी ठरविण्याचे काम उद्योग अभियंत्याचे असते. उत्पादनविधी निश्चित करण्यासाठी उद्योग अभियंत्याला संस्थेचे संचालक, अभिकल्पक (नव्याने तयार करावयाच्या वस्तूची रचना व मोजमापे निश्चित करणारा आणि त्यासाठी लागणाऱ्या साहित्याची पूर्ण कल्पना देणारा अधिकारी), कर्मशालेतील अधिकारी आणि विक्री करणारे अधिकारी यांच्याबरोबर विचारविनिमय करावा लागतो. जरूर त्या सर्व खात्यांतून उत्पाद्य वस्तूंसंबंधी सर्वांगीण विचार होऊन योजना पुढे सरकली व कर्मशालेपर्यंत आली म्हणजे उत्पादन अभियंत्याचा वस्तुनिर्मितीशी प्रत्यक्ष संबंध येतो.

उद्योग संस्थेतील स्थान : अभिकल्पविधी, उत्पादन अभियांत्रिकी आणि उद्योग अभियांत्रिकी ही शास्त्रे काही प्रमाणात एकमेकांत गुंतलेली असतात. या मिश्रणाचे प्रमाण मात्र संस्थेचा प्रकार, चालक मंडळाचे धोरण व प्रासंगिक परिस्थिती यांवर अवलंबून असते. उत्पादन अभियांत्रिकीचे कार्य मुख्यतः यांत्रिकी क्रियांशी निगडीत असले, तरी आपली जबाबदारी उत्तमपणे पार पाडण्यासाठी उत्पादन अभियंत्याला वस्तूच्या अभिकल्पाचा मूळ हेतू व त्याचा अर्थ समजून घ्यावा लागतो व उद्योग अभियांत्रिकीची मूलतत्त्वे आणि साधने लक्षात ठेवावी लागतात. उत्पादन अभियंता म्हणजे अभिकल्प विभाग व उद्योग अभियांत्रिकी विभाग यांच्यामधील दुवा असतो.

कार्यक्षेत्र : वस्तूच्या अभिकल्पाचे स्वरूप निश्चित होऊन तिची कर्मशालेय रेखाचित्रे प्रथम उत्पादन अभियंत्याच्या हातात पडतात. या शास्त्राच्या सिद्धांतांच्या मदतीने उत्पादन अभियंता ही रेखाचित्रे कर्मशालेतील उत्पादनक्रियांच्या अनुरोधाने अभ्यासतो व जरूर पडल्यास अभिकल्प विभागाकडून रेखाचित्रात फेरफार करवून घेतो. अभिकल्प निश्चित झाला म्हणजे वस्तुनिर्मितीच्या निरनिराळ्या क्रियांचा पूर्ण विचार करून त्यासाठी लागणारी यंत्रे, हत्यारे, मुद्रा (वस्तूला आकार देणाऱ्या दाबयंत्रातील व घडवण यंत्रातील विविध प्रयुक्ती, डाय) किंवा जरूर वाटल्यास खास प्रकारच्या नवीन यंत्रांची खरेदी वगैरे गोष्टींकडे तो लक्ष देतो. येथे त्याचा मूळ उद्देश वस्तुनिर्मिती जास्तीत जास्त कार्यक्षमतेने व्हावी हा असतो.

कर्मशालेतील क्रिया व क्रियापत्रके : वस्तूचे उत्पादन किमान खर्चात करण्यासाठी उत्पादनातील क्रियांचा अनुक्रम व तपशील ठरवावा लागतो. तपशील ठरवताना उत्पादन करावयाच्या नगांची संख्या, वस्तूवर कराव्या लागणाऱ्या क्रियांची आवश्यकता, विविध क्रियांसाठी लागणारी यंत्रे, हत्यारे, मापके व इतर साहित्य तसेच वस्तूची अपेक्षित उत्पादन किंमत यांचा विचार करावा लागतो. अनुक्रम व तपशील ठरल्यानंतर प्रत्येक क्रिया करणाऱ्या कामगारासाठी एकेक स्वतंत्र क्रियापत्रक तयार करण्यात येते. त्यात वस्तूची रेखाकृती, विनिर्देश (मापे व अपेक्षित गुणधर्म), कच्चा माल, क्रियेसाठी लागणारे यंत्र, मापाच्या परिशुद्धतेच्या त्रुटिसीमा, पृष्ठभागाला परिरूपण (अंतिम रूप देण्याची क्रिया) व उपचार यांचा तपशील असतो. प्रत्येक क्रियेसाठी कोणती हत्यारे व विशेष साधने वापरावीत याचाही उल्लेख असतो. हत्यारांत छिद्रण यंत्र (भोके पाडणारे यंत्र), प्रच्छिद्रक यंत्र (पाडलेल्या भोकाचा खडबडीत पृष्ठभाग कातून त्याला शुद्ध दंडगोल आकार देणारे यंत्र), मिलिंग यंत्र (चक्रासारख्या फिरणाऱ्या दातेरी पोलादी हत्याराने धातू कापणारे यंत्र) यांसारखी तयार मिळणारी यंत्रे आणि छिद्रपाट (कोणत्याही वस्तूवर भोके पाडण्याचे काम अचूक व जलद होण्यासाठी उपयोगी पडणारा छिद्रित पाट, जिग), धारक पकड (वस्तूंवर यांत्रिक क्रिया करताना ती वस्तू योग्य प्रकारे धरून ठेवण्याचे पकड-साहित्य, फिक्श्चर) वगैरे मुद्दाम बनवावे लागणारे साहित्य असे दोन प्रकार आहेत. वस्तू तयार होत असताना तिचे पर्यवेक्षण (देखरेख) कसे करावे व वस्तू तयार झाल्यावर तिची तपासणी कशी करावी व प्रत्येक क्रियेसाठी किती वेळ लागावा हेही नमूद केलेले असते.

वरील क्रियापत्रक तयार करण्यासाठी उत्पादन अभियंत्याला उत्पादनात लागणाऱ्या सर्व क्रियांचे तपशीलवार तांत्रिक ज्ञान असणे व यांत्रिकी क्रियांकरिता मिळणारी यंत्रे, हत्यारे व इतर सामग्री यांची चांगली माहिती असणे आवश्यक असते.

हत्यारे : क्रियापत्रकातील क्रियांसाठी लागणारी खास हत्यारे व मापके यांचा अभिकल्प करून त्यांच्या रेखाकृती काढतात व त्या स्वतंत्र अशा हत्यार उत्पादन विभागाकडे पाठवितात. या विभागात सर्व प्रकारची कामे करणारी परिशुद्ध दर्जाची यंत्रे असतात. हत्यारांचे उत्पादन व तपासणी फार काळजीपूर्वक व पद्धतशीर करावी लागते, कारण वस्तूच्या रेखाकृतीत दिलेल्या परिशुद्धतेच्या सीमांचे पालन होणे कामगाराइतकेच हत्याराच्या परिशुद्धतेवरही अवलंबून असते.

कारखान्यातील विभागांची जागा व यंत्रांची मांडणी : वस्तूचे उत्पादन सहजपणे व कमीतकमी वेळात व्हावे म्हणून ज्याप्रमाणे यांत्रिकी क्रियांचा अनुक्रम ठरवावा लागतो, त्याचप्रमाणे उत्पादनविधीत वस्तूंची हलवाहलव शक्य तितकी कमी होईल हेही पहावे लागते. त्यासाठी कारखान्याची उभारणी करतानाच निरनिराळ्या विभागांची योग्य जागा ठरवणे व त्यांतील यंत्रांची योग्य मांडणी जरूर असते. तसेच वस्तूची कारखान्यातील अपरिहार्य ने-आण यांत्रिक साधने वापरून कमीतकमी वेळात करण्याची व्यवस्था करावी लागते.

माणूस-यंत्र समन्वय : या बाबतीत उत्पादन अभियांत्रिकी आणि उद्योग अभियांत्रिकी यांची कार्यक्षेत्रे परस्परव्यापी असल्यामुळे येथे दोन्ही शाखांचा संबंध होतो. उत्पादन पद्धती, कामगारांवरील खर्च आणि कामाची प्रमाणे यांचा उद्योग अभियांत्रिकी ही शाखा विचार करते; पण जेव्हा उत्पादन पद्धती अतियांत्रिकी किंवा स्वयंचलित बनतात तेव्हा हे प्रश्न यंत्राच्या अभिकल्पाशीच निगडित होतात व मग ते सोडविण्यासाठी उद्योग अभियंत्याला उत्पादन अभियंत्याची मदत घ्यावी लागते. उद्योग अभियंता या बाबतीत फक्त मार्गदर्शनाचे कार्य करतो.

उत्पादनाच्या कामात यांत्रिक वाहक आणि स्वयंचलित साधने यांची चांगली मदत होते. अशी साधने उद्योग अभियंता आणि उत्पादन अभियंता यांच्या संयुक्त प्रयत्नाने तयार करावी लागतात. स्वयंचालन जितके जास्त करावे तितके उद्योग अभियंता आणि यंत्राचा अभिकल्पक व उत्पादन अभियंता यांच्यातील सहकार्याची आवश्यकता वाढत जाते. उद्योग अभियंता साध्य ठरवून साधनांचे फक्त दिग्दर्शन करतो, तर यांत्रिक उत्पादन अभियंता ती साधने प्रत्यक्ष तयार करतो. खास प्रकारची यंत्रसामग्री बनवताना ती हाताळणारा कामगार जास्तीत जास्त कार्यक्षमतेने ती वापरू शकेल याकडे लक्ष ठेवावे लागते.

सुधारणा व विधियोजना : वस्तूच्या उत्पादनविधीत सुधारणा करण्यास पुष्कळदा वाव असतो. उत्पादनासाठी योजलेल्या क्रिया, यंत्रे, हत्यारे, कामाच्या जागेची आखणी, मालाची व कामगारांची हालचाल इ. गोष्टींचा अभ्यास करून त्यांमध्ये सुधारणा केल्यास कच्चा माल, श्रम, वेळ, जागा तसेच इतर साधनांचा अपव्यय टळून बचत होते. हे अमलात आणण्यास पद्धतशीर व नवनव्या मार्गांचा उपयोग करावा लागतो. प्रथम सर्व माहिती गोळा करून तिची छाननी केल्यास चुकीचे व महाग मार्ग टाळता येतात.

प्रत्येक क्रियेची पद्धत ठरवून तिच्यासाठी लागणारा प्रत्यक्ष अवधी ठरवावा लागतो. प्रायोगिक प्रत्यक्ष अवधी व अनुमानिक अवधी यांची तुलना करून प्रमाण अवधी ठरविता येतो. प्रमाण अवधी व प्रत्यक्ष अवधी यांच्या तुलनेवरून उत्पादनाची कार्यक्षमता कळू शकते.

सर्वसमन्वय : उत्पादनविधीची कार्यक्षमता वाढविण्यासाठी कारखान्याच्या सर्व विभागांत समन्वयाची जरूरी असते. प्रत्येक विभागात कामगार, कच्चा माल, यंत्र, काल यांची बरोबर सांगड घालून तयार मालाचे उत्पादन किमान किंमतीत पण जास्तीत जास्त उच्च दर्जाचे करता येते. यांपैकी कोणत्याही गोष्टीकडे दुर्लक्ष झाल्यास त्याचा तयार मालाच्या किंमतीवर दुष्परिणाम होतो.

लेखक : व.म.हर्डीकर

स्त्रोत : मराठी विश्वकोश

संदर्भ : Maynard, H. B. Industrial Engineering Handbook, New York, 1963.