उत्पादन व्यवाहारिक
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विनिर्माण अभियांत्रिकी (विनिर्माण अभियांत्रिकी) या उत्पादन अभियांत्रिकी (प्रोडक्शन अभियांत्रिकी) व्यावसायिक अभियांत्रिकी की एक शाखा है जो अभियांत्रिकी के अन्य क्षेत्रों जैसे यांत्रिक, रसायन, विद्युतीय और औद्योगिक अभियांत्रिकी के साथ कई साधारण अवधारणाओं और विचारों का अनुकरण करती है। विनिर्माण अभियांत्रिकी के लिए विनिर्माण की विधियों की योजना बनाने की क्षमता की आवश्यकता होती है; उपकरणों, प्रक्रियाओं, मशीनों और उपकरणों पर शोध करना और उन्हें विकसित करना; और पूंजी के इष्टतम व्यय के साथ गुणवत्ता वाले उत्पादों के उत्पादन के लिए सुविधाओं और प्रणालियों को एकीकृत करने के लिए।[1]
विनिर्माण या उत्पादन अभियांत्रिक का प्राथमिक फोकस कच्चे माल को एक अद्यतन या नए उत्पाद में सबसे प्रभावी, कुशल और आर्थिक तरीके से संभव बनाना होता है। एक उदाहरण यह होगा कि एक कंपनी अपने उत्पाद का उत्पादन करने के लिए संगणक संकलित प्रौद्योगिकी का उपयोग करती है ताकि यह तेज़ हो और कम मानव श्रम का उपयोग करे।
अवलोकन
विनिर्माण अभियांत्रिकी मुख्य औद्योगिक अभियांत्रिकी और यांत्रिक अभियांत्रिकी योग्यताओं पर आधारित है, जिसमें मेक्ट्रोनिक्स, वाणिज्य, अर्थशास्त्र और व्यवसाय प्रबंधन से महत्वपूर्ण तत्व सम्मिलित हैं। यह क्षेत्र भौतिक विज्ञान के सिद्धांतों और विनिर्माण प्रणालियों के अध्ययन के परिणामों को लागू करके गुणवत्ता वाले उत्पादों (इष्टतम व्यय के साथ) के उत्पादन के लिए विभिन्न सुविधाओं और प्रणालियों के एकीकरण से भी संबंधित है, जैसे कि निम्नलिखित:
- शिल्प
- पुटिंग-आउट प्रणाली
- ब्रिटिश कारखाना प्रणाली
- निर्माण की अमेरिकी प्रणाली
- बड़े पैमाने पर उत्पादन
- संगणक संकलित विनिर्माण
- विनिर्माण में संगणक साधित प्रौद्योगिकियां
- सही समय पर (व्यवसाय) विनिर्माण में
- अनुत्पादक निर्माण
- नम्य विनिर्माण
- द्रव्यमान अनुकूलन
- एजाइल विनिर्माण
- तत्काल विनिर्माण
- पूर्वनिर्माण
- स्वामित्व
- संविरचना
- प्रकाशन
विनिर्माण अभियांत्रिक भौतिक कलाकृतियों, उत्पादन प्रक्रियाओं और तकनीक का विकास और निर्माण करते हैं। यह एक बहुत व्यापक क्षेत्र है जिसमें उत्पादों का डिजाइन और विकास सम्मिलित है। विनिर्माण अभियांत्रिकी को औद्योगिक अभियांत्रिकी/सिस्टम अभियांत्रिकी का उपविषय माना जाता है और इसका यांत्रिक अभियांत्रिकी के साथ बहुत दृण अतिव्यापन है। विनिर्माण अभियांत्रिकों की सफलता या असफलता प्रत्यक्ष रूप से प्रौद्योगिकी की प्रगति और नवाचार के प्रसार को प्रभावित करती है। विनिर्माण अभियांत्रिकी का यह क्षेत्र 20वीं शताब्दी की प्रारम्भ में टूल एंड डाई अनुशासन से उभरा। 1960 के दशक से इसका बहुत विस्तार हुआ जब औद्योगिक देशों ने निम्नलिखित के साथ कारखानों की प्रारम्भ की:
1. संख्यात्मक नियंत्रण मशीन अस्त्र (टूल्स) और उत्पादन की स्वचालित प्रणाली।
2. गुणवत्ता नियंत्रण के उन्नत सांख्यिकीय विधियाँ: इन कारखानों का नेतृत्व अमेरिकी विद्युत अभियांत्रिक विलियम एडवर्ड्स डेमिंग ने किया था, जिन्हें प्रारम्भ में उनके देश द्वारा उपेक्षित कर दिया गया था। गुणवत्ता नियंत्रण के समान विधियों ने बाद में जापानी कारखानों को लागत-प्रभावशीलता और उत्पादन गुणवत्ता में विश्व के नेताओं में बदल दिया।
3. कारखाने के फर्श पर औद्योगिक रोबोट, 1970 के दशक के अंत में प्रस्तुत किए गए: ये संगणक-नियंत्रित वेल्डिंग उपकरण और ग्रिपर दिन में 24 घंटे कार के दरवाजे को जल्दी और बिना किसी दोष के जोड़ने जैसे सरल कार्य कर सकते हैं। इससे लागत में कमी आई और उत्पादन की गति में सुधार हुआ।
इतिहास
विनिर्माण अभियांत्रिकी का इतिहास 19वीं सदी के मध्य अमेरिका और 18वीं सदी के यूके के कारखानों में खोजा जा सकता है। यद्यपि चीन, प्राचीन रोम और मध्य पूर्व में बड़े घरेलू उत्पादन स्थलों और कार्यशालाओं की स्थापना की गई थी, लेकिन वेनिस आर्सेनल शब्द के आधुनिक अर्थों में कारखाने के पहले उदाहरणों में से एक प्रदान करता है। औद्योगिक क्रांति से कई सौ वर्ष पहले वेनिस गणराज्य में 1104 में स्थापित, इस कारखाने ने विनिर्मित भागों का उपयोग करके विधानसभा लाइनों पर बड़े पैमाने पर उत्पादित जहाजों को बनाया। वेनिस आर्सेनल ने स्पष्ट रूप से प्रत्येक दिन लगभग एक जहाज का उत्पादन किया और इसकी ऊंचाई पर, 16,000 लोगों को रोजगार मिला।
कई इतिहासकार मैथ्यू बौल्टन के सोहो कारख़ाना (बर्मिंघम में 1761 में स्थापित) को पहला आधुनिक कारखाना मानते हैं। डर्बी (1721) में जॉन लोम्बे की रेशम मिल या रिचर्ड आर्कराइट की क्रॉम्फोर्ड मिल (1771) के लिए इसी तरह के दावे किए जा सकते हैं। क्रॉमफोर्ड मिल का निर्माण इसके पास विद्यमान उपकरणों को समायोजित करने और विभिन्न निर्माण प्रक्रियाओं के माध्यम से सामग्री लेने के लिए किया गया था।
एक इतिहासकार, जैक वेदरफोर्ड का कहना है कि पहला कारखाना पोटोसी में था। पोटोसी कारखाने ने प्रचुर मात्रा में चांदी का लाभ उठाया जो कि पास में खनन किया गया था और सिक्कों में चांदी के पिंडों को संसाधित किया गया था।
19वीं शताब्दी में ब्रिटिश उपनिवेशों ने कारखानों का निर्माण केवल भवनों के रूप में किया जहां बड़ी संख्या में श्रमिक हाथ से श्रम करने के लिए एकत्रित होते थे, सामान्य रूप से वस्त्र उत्पादन में। यह विनिर्माण की प्राथमिक विधियों, जैसे कि कुटीर उद्योगों या पुट-आउट सिस्टम की तुलना में व्यक्तिगत श्रमिकों को सामग्री के प्रशासन और वितरण के लिए अधिक कुशल प्रमाणित हुआ।
कपास मिलों ने 19वीं शताब्दी के औद्योगिक कारखानों को आगे बढ़ाने के लिए भाप इंजन और पावर लूम जैसे आविष्कारों का उपयोग किया, जहां यथार्थ मशीन उपकरण और बदले जाने योग्य पुर्जों ने अधिक दक्षता और कम अपशिष्ट की अनुमति दी। इस अनुभव ने विनिर्माण अभियांत्रिकी के बाद के अध्ययनों का आधार बनाया। 1820 और 1850 के बीच, गैर-मशीनीकृत कारखानों ने पारंपरिक कारीगरों की दुकानों को विनिर्माण संस्थान के प्रमुख रूप के रूप में बदल दिया।
हेनरी फ़ोर्ड ने कारखाने की अवधारणा में और क्रांति ला दी और इस तरह 20वीं सदी की प्रारम्भ में बड़े पैमाने पर उत्पादन के नवाचार के साथ अभियांत्रिकी का निर्माण किया। रोलिंग रैंप की एक श्रृंखला के साथ स्थित अति विशिष्ट कर्मचारी उत्पाद का निर्माण करेंगे जैसे कि (फोर्ड की स्थिति में) एक ऑटोमोबाइल। इस अवधारणा ने वस्तुतः सभी विनिर्मित वस्तुओं के लिए उत्पादन लागत को नाटकीय रूप से कम कर दिया और उपभोक्तावाद के युग को लाया।
आधुनिक विकास
आधुनिक विनिर्माण अभियांत्रिकी अध्ययनों में उत्पाद के घटकों के उत्पादन और एकीकरण के लिए आवश्यक सभी मध्यवर्ती प्रक्रियाएं सम्मिलित हैं।
कुछ उद्योग, जैसे अर्धचालक और इस्पात विनिर्माता इन प्रक्रियाओं के लिए "निर्माण" शब्द का उपयोग करते हैं।
मशीनीकरण और वेल्डिंग जैसे निर्माण की विभिन्न प्रक्रियाओं में स्वचालन का उपयोग किया जाता है। स्वचालित निर्माण कारखाने में माल का उत्पादन करने के लिए स्वचालन के अनुप्रयोग को संदर्भित करता है। विनिर्माण प्रक्रिया के लिए स्वचालित निर्माण के मुख्य लाभ स्वचालन के प्रभावी कार्यान्वयन के साथ महसूस किए जाते हैं और इसमें सम्मिलित हैं: उच्च स्थिरता और गुणवत्ता, लीड समय में कमी, उत्पादन का सरलीकरण, कम संचालन, उन्नत कार्य प्रवाह और उन्नत कर्मचारी मनोबल।
रोबोटिक्स रोबोट बनाने के लिए मेक्ट्रोनिक्स और स्वचालन का अनुप्रयोग है, जो प्रायः खतरनाक, अप्रिय या पुनरावृत्ति वाले कार्यों को करने के लिए निर्माण में उपयोग किया जाता है। ये रोबोट किसी भी आकृति और आकार के हो सकते हैं, लेकिन सभी पहले से प्रोग्राम किए हुए हैं और दुनिया के साथ शारीरिक रूप से परस्पर क्रिया करते हैं। एक रोबोट बनाने के लिए, अभियांत्रिक सामान्य रूप से शुद्धगतिकी (काइनेमेटिक्स) (रोबोट की गति की सीमा निर्धारित करने के लिए) और यांत्रिकी (रोबोट के भीतर तनाव निर्धारित करने के लिए) को नियोजित करता है। विनिर्माण अभियांत्रिकी में रोबोट्स का बड़े पैमाने पर उपयोग होता है।रोबोट व्यवसायों को श्रम पर पैसा बचाने की अनुमति देते हैं, रोबोट ऐसे कार्य करते हैं जो या तो बहुत खतरनाक हैं या मनुष्यों के लिए आर्थिक रूप से प्रदर्शन करने के लिए बहुत यथार्थ हैं, और उन्नत गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए। कई कंपनियां रोबोट की समन्वायोजन (असेंबली) लाइन लगाती हैं, और कुछ कारखाने इतने रोबोटिक होते हैं कि वे स्वयं से चल सकते हैं। कारखाने के बाहर, रोबोटों को बम निरोधक, अंतरिक्ष अन्वेषण और कई अन्य क्षेत्रों में नियोजित किया गया है। विभिन्न आवासीय अनुप्रयोगों के लिए रोबोट भी बेचे जाते हैं।
शिक्षा
विनिर्माण अभियांत्रिक
विनिर्माण अभियांत्रिक उच्च गुणवत्ता और आर्थिक रूप से प्रतिस्पर्धी उत्पादों को प्राप्त करने के लिए उत्पादन की एकीकृत प्रणालियों के डिजाइन, विकास और संचालन पर ध्यान केंद्रित करते हैं।[2] इन प्रणालियों में सामग्री प्रबंधन उपकरण, मशीन उपकरण, रोबोट या यहां तक कि कंप्यूटर या कंप्यूटर के नेटवर्क सम्मिलित हो सकते हैं।
प्रमाणन योजनाएँ
विनिर्माण अभियांत्रिकों के पास विनिर्माण अभियांत्रिकी में एक प्रमुख के साथ अभियांत्रिकी में सम्बंधित या स्नातक की डिग्री होती है। इस तरह की डिग्री के लिए अध्ययन की अवधि सामान्य रूप से व्यावसायिक अभियांत्रिक के रूप में अर्हता प्राप्त करने के लिए व्यावसायिक अभ्यास के पांच और वर्षों के बाद दो से पांच वर्ष होती है। विनिर्माण अभियांत्रिकी प्रौद्योगिकीविद् के रूप में कार्य करने में अधिक अनुप्रयोग-उन्मुख योग्यता पथ सम्मिलित है।
विनिर्माण अभियांत्रिकों के लिए शैक्षणिक डिग्री सामान्य रूप से एसोसिएट या बैचलर ऑफ इंजीनियरिंग, [बीई] या [बीईएनजी] और एसोसिएट या बैचलर ऑफ साइंस, [बीएस] या [बीएससी] होती हैं। विनिर्माण प्रौद्योगिकीविदों के लिए विश्वविद्यालय के आधार पर विनिर्माण में एसोसिएट या बैचलर ऑफ टेक्नोलॉजी [बी.टेक] या एसोसिएट या बैचलर ऑफ एप्लाइड साइंस [बीएएससी] की डिग्री आवश्यक है। अभियांत्रिकी विनिर्माण में मास्टर डिग्री में विनिर्माण में मास्टर ऑफ इंजीनियरिंग [एमई], विनिर्माण मैनेजमेंट में मास्टर ऑफ साइंस [एम.एससी], औद्योगिक और उत्पादन प्रबंधन में मास्टर ऑफ साइंस [एम.एससी] और डिजाइन में मास्टर ऑफ साइंस [एम.एससी] के साथ-साथ मास्टर ऑफ इंजीनियरिंग [एमई] सम्मिलित हैं, जो कि विनिर्माण का एक उपविषय है। विश्वविद्यालय के आधार पर विनिर्माण क्षेत्र में डॉक्टरेट [पीएचडी] या [डीईएनजी] स्तर के पाठ्यक्रम भी उपलब्ध हैं।
स्नातक डिग्री पाठ्यक्रम में सामान्य रूप से भौतिकी, गणित, कंप्यूटर विज्ञान, परियोजना प्रबंधन और यांत्रिक और विनिर्माण अभियांत्रिकी के विशिष्ट विषयों के पाठ्यक्रम सम्मिलित होते हैं। प्रारंभ में ऐसे विषय अधिकांश को कवर करते हैं, यदि सभी नहीं, तो विनिर्माण अभियांत्रिकी के उपविषयों में। छात्र तब अपने डिग्री कार्य के अंत में एक या एक से अधिक उपविषयों में विशेषज्ञता का चयन करते हैं।
पाठ्यक्रम
विनिर्माण अभियांत्रिकी या प्रोडक्शन अभियांत्रिकी में बैचलर डिग्री के लिए मूलभूत पाठ्यक्रम में नीचे उल्लिखित पाठ्यक्रम सम्मिलित है। यह पाठ्यक्रम औद्योगिक अभियांत्रिकी और यांत्रिक अभियांत्रिकी से निकटता से संबंधित है, लेकिन यह विनिर्माण विज्ञान या उत्पादन विज्ञान पर अधिक महत्त्व देते हुए अलग है। इसमें निम्नलिखित क्षेत्र सम्मिलित हैं:
गणित (कलन, अवकल समीकरण, सांख्यिकी और रेखीय बीजगणित)
- यांत्रिकी (स्थैतिकी और गतिकी)
- ठोस यांत्रिकी
- द्रव यांत्रिकी
- पदार्थ विज्ञान
- पदार्थ की प्रबलता
- द्रव गतिकी
- जलगति विज्ञान
- वायु-विद्या
- एचवीएसी (ऊष्मण, संवातन और वातानुकूलन)
- उष्मा का स्थानांतरण
- अनुप्रयुक्त उष्मागतिकी
- ऊर्जा रूपांतरण
- उपकरण और मापन
- अभियांत्रिकी ड्रॉइंग (प्रारूपण) और अभियांत्रिकी डिजाइन
- अभियांत्रिकी ग्राफिक्स
- शुद्धगतिकी और गतिकी सहित तंत्र डिजाइन
- विनिर्माण प्रक्रियाएं
- मेकाट्रोनिक्स
- सर्किट विश्लेषण
- अनुत्पादक निर्माण
- स्वचालन
- रिवर्स अभियांत्रिकी
- गुणवत्ता नियंत्रण
- सीएडी (कंप्यूटर एडेड डिजाइन जिसमें सॉलिड मॉडलिंग सम्मिलित है) और सीएएम (कंप्यूटर एडेड मैन्युफैक्चरिंग)
विनिर्माण अभियांत्रिकी में डिग्री सामान्य रूप से यांत्रिक अभियांत्रिकी से केवल कुछ विशेष कक्षाओं में भिन्न होती है। यांत्रिक अभियांत्रिकी डिग्रियां उत्पाद डिजाइन प्रक्रिया और जटिल उत्पादों पर अधिक ध्यान केंद्रित करती हैं, जिसके लिए अधिक गणितीय विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है।
विनिर्माण अभियांत्रिकी प्रमाणन
प्रमाणन और अनुज्ञप्ति:
कुछ देशों में, "व्यावसायिक अभियांत्रिक" पंजीकृत या लाइसेंस प्राप्त अभियांत्रिकों के लिए शब्द है, जिन्हें अपनी व्यावसायिक सेवाओं को सीधे जनता को प्रस्तुत करने की अनुमति है। व्यावसायिक अभियांत्रिक, संक्षिप्त (पीई - यूएसए) या (पीईएनजी - कनाडा), उत्तरी अमेरिका में लाइसेंस के लिए पदनाम है। इस अनुज्ञापत्र (लाइसेंस) के लिए अर्हता प्राप्त करने के लिए, अभ्यर्थी को संयुक्त राज्य अमेरिका में एबीईटी मान्यता प्राप्त विश्वविद्यालय से स्नातक की डिग्री, राज्य परीक्षा में उत्तीर्ण अंक और चार वर्ष का कार्य अनुभव सामान्य रूप से एक संरचित इंटर्नशिप के माध्यम से प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, हाल के स्नातकों के पास इस लाइसेंस प्रक्रिया को दो खंडों में विभाजित करने का विकल्प है। फ़ंडामेंटल ऑफ़ इंजीनियरिंग (एफई) परीक्षा प्रायः स्नातक होने के शीघ्रतः परिवर्तित कर दी जाती है और अभियांत्रिकी परीक्षा के सिद्धांत और अभ्यास चार वर्ष तक एक चयनित किए गए अभियांत्रिकी क्षेत्र में कार्य करने के बाद ली जाती है।
सोसायटी ऑफ विनिर्माण अभियांत्रिक्स (एसएमई) सर्टिफिकेशन (यूएसए):
एसएमई विशेष रूप से निर्माण उद्योग के लिए योग्यताओं का संचालन करता है। ये डिग्री स्तर की योग्यताएं नहीं हैं और इन्हें व्यावसायिक अभियांत्रिकी स्तर पर मान्यता नहीं दी गई है। निम्नलिखित चर्चा केवल संयुक्त राज्य अमेरिका में योग्यता से संबंधित है। प्रमाणित विनिर्माण प्रौद्योगिकीविद् सर्टिफिकेट (सीएमएफजीटी) के लिए योग्य अभ्यर्थियों को तीन घंटे की 130-प्रश्न वाली बहुविकल्पीय परीक्षा उत्तीर्ण करनी होगी। परीक्षा में गणित, निर्माण प्रक्रिया, निर्माण प्रबंधन, स्वचालन और संबंधित विषयों को सम्मिलित किया गया है। इसके अतिरिक्त, एक अभ्यर्थी के पास कम से कम चार वर्ष की संयुक्त शिक्षा और विनिर्माण से संबंधित कार्य अनुभव होना चाहिए।
सर्टिफाइड विनिर्माण अभियांत्रिक (सीएमएफजीई) एक अभियांत्रिकी योग्यता है जो सोसाइटी ऑफ विनिर्माण अभियांत्रिक्स, डियरबोर्न, मिशिगन, यूएसए द्वारा प्रशासित है। सर्टिफाइड विनिर्माण अभियांत्रिक क्रेडेंशियल के लिए अर्हता प्राप्त करने वाले अभ्यर्थियों को चार घंटे, 180 प्रश्न वाली बहुविकल्पीय परीक्षा उत्तीर्ण करनी चाहिए, जो सीएमएफजीटी परीक्षा की तुलना में अधिक गहन विषयों को कवर करती है। सीएमएफजीई अभ्यर्थियों के पास कम से कम चार वर्ष के कार्य अनुभव के साथ आठ वर्ष की संयुक्त शिक्षा और विनिर्माण संबंधी कार्य अनुभव भी होना चाहिए।
प्रमाणित अभियांत्रिकी प्रबंधक (सीईएम)। सर्टिफाइड अभियांत्रिकी मैनेजर सर्टिफिकेट आठ वर्ष के संयुक्त शिक्षा और निर्माण अनुभव वाले अभियांत्रिकों के लिए भी डिज़ाइन किया गया है। परीक्षा चार घंटे लंबी होती है और इसमें 160 बहुविकल्पीय प्रश्न होते हैं। सीईएम प्रमाणन परीक्षा में व्यवसाय प्रक्रियाएँ, टीमवर्क, उत्तरदायित्व और प्रबंधन से संबंधित अन्य श्रेणियां सम्मिलित हैं।
आधुनिक उपकरण
कई निर्माण कंपनियां, विशेष रूप से औद्योगिक राष्ट्रों में, कम्प्यूटर एडेड अभियांत्रिकी (सीएई) कार्यक्रमों को अपने मौजूदा डिजाइन और विश्लेषण प्रक्रियाओं में सम्मिलित करना शुरू कर दिया है, जिसमें 2डी और 3डी सॉलिड मॉडलिंग कंप्यूटर एडेड डिजाइन (सीएडी) सम्मिलित हैं। इस पद्धति के कई लाभ हैं, जिनमें उत्पादों का आसान और अधिक संपूर्ण दृश्य, भागों की आभासी असेंबली बनाने की क्षमता, और संभोग इंटरफेस और सहनशीलता को डिजाइन करने में उपयोग में आसानी सम्मिलित है।
उत्पाद विनिर्माताओं द्वारा सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले अन्य सीएई कार्यक्रमों में उत्पाद जीवन चक्र प्रबंधन (पीएलएम) उपकरण और विश्लेषण उपकरण सम्मिलित हैं जिनका उपयोग जटिल सिमुलेशन करने के लिए किया जाता है। श्रांति आयु और विनिर्माण क्षमता सहित अपेक्षित भार के लिए उत्पाद प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करने के लिए विश्लेषण उपकरण का उपयोग किया जा सकता है। इन उपकरणों में परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए), कम्प्यूटेशनल फ्लुइड डायनामिक्स (सीएफडी), और कंप्यूटर-एडेड मैन्युफैक्चरिंग (सीएएम) सम्मिलित हैं।
सीएई कार्यक्रमों का उपयोग करते हुए, एक यांत्रिक डिजाइन टीम एक ऐसे उत्पाद को विकसित करने के लिए डिजाइन प्रक्रिया को जल्दी और सस्ते में पुनरावृत्त कर सकती है जो लागत, प्रदर्शन और अन्य बाधाओं को उचित रूप से पूरा करती है। डिजाइन के पूरा होने तक कोई भौतिक प्रोटोटाइप बनाने की आवश्यकता नहीं है, अपेक्षाकृत कुछ के बजाय सैकड़ों या हजारों डिजाइनों का मूल्यांकन किया जा सकता है। इसके अलावा, सीएई विश्लेषण कार्यक्रम जटिल भौतिक घटनाओं को मॉडल कर सकते हैं जिन्हें हाथ से हल नहीं किया जा सकता है, जैसे कि चिपचिपाहट, संभोग भागों के बीच जटिल संपर्क या गैर-न्यूटोनियन प्रवाह।
जिस तरह विनिर्माण अभियांत्रिकी अन्य विषयों से जुड़ी हुई है, जैसे कि मेक्ट्रोनिक्स, बहु विषयक डिज़ाइन ऑप्टिमाइज़ेशन (मल्टीडिसीप्लिनरी डिज़ाइन इष्टमीकरण) (एमडीओ) का उपयोग अन्य सीएई कार्यक्रमों के साथ भी किया जा रहा है ताकि पुनरावृत्त डिज़ाइन प्रक्रिया को स्वचालित और बेहतर बनाया जा सके। एमडीओ उपकरण मौजूदा सीएई प्रक्रियाओं के चारों ओर लपेटे जाते हैं, जिससे विश्लेषक दिन के लिए घर जाने के बाद भी उत्पाद मूल्यांकन जारी रख सकते हैं। वे अधिक बुद्धिमानी से संभव डिजाइनों का पता लगाने के लिए परिष्कृत अनुकूलन एल्गोरिदम का भी उपयोग करते हैं, प्रायः कठिन बहुविमीय डिजाइन समस्याओं के लिए बेहतर, अभिनव निष्कर्ष खोजते हैं।
सम्पूर्ण विश्व में विनिर्माण अभियांत्रिकी
विनिर्माण अभियांत्रिकी दुनिया भर में एक अत्यंत महत्वपूर्ण विषय है। इसे अलग-अलग देशों में अलग-अलग नामों से जाना जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका और महाद्वीपीय यूरोपीय संघ में इसे सामान्य रूप से औद्योगिक अभियांत्रिकी के रूप में जाना जाता है और यूनाइटेड किंगडम और ऑस्ट्रेलिया में इसे विनिर्माण अभियांत्रिकी कहा जाता है[3]
उपविषय
यांत्रिकी
यांत्रिकी, सबसे सामान्य अर्थ में, बलों और पदार्थ पर उनके प्रभावों का अध्ययन है। सामान्य रूप से, अभियांत्रिकी यांत्रिकी का उपयोग ज्ञात बलों (जिन्हें भार भी कहा जाता है) या तनाव के तहत वस्तुओं के त्वरण और विरूपण (प्रत्यास्थ एवं सुघट्य दोनों) का विश्लेषण और अनुमान लगाने के लिए किया जाता है। यांत्रिकी के उपविषयों में सम्मिलित हैं:
- स्थैतिकी, ज्ञात भार के अधीन गतिहीन निकायों का अध्ययन
- गतिकी (या बलगतिकी), इस बात का अध्ययन कि कैसे बल गतिमान निकायों को प्रभावित करते हैं
- पदार्थ के यांत्रिकी, विभिन्न प्रकार के तनावों के तहत विभिन्न सामग्रियों को कैसे विकृत किया जाता है, इसका अध्ययन
- द्रव यांत्रिकी, यह अध्ययन कि तरल पदार्थ बलों पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं
- सातत्य यांत्रिकी, यांत्रिकी को लागू करने की एक विधि जो यह मानती है कि वस्तुएँ निरंतर हैं (बजाय असतत)
यदि अभियांत्रिकी परियोजना को एक वाहन को डिजाइन करना था, तो स्थैतिकी को वाहन के फ्रेम को डिजाइन करने के लिए नियोजित किया जा सकता है ताकि यह मूल्यांकन किया जा सके कि तनाव सबसे अधिक तीव्र होगा। इंजन साइकिल के रूप में पिस्टन और कैम में बलों का मूल्यांकन करने के लिए कार के इंजन को डिजाइन करते समय गतिकी का उपयोग किया जा सकता है। फ्रेम और इंजन के निर्माण के लिए उपयुक्त सामग्री का चयन करने के लिए सामग्रियों के यांत्रिकी का उपयोग किया जा सकता है। द्रव यांत्रिकी का उपयोग वाहन के लिए संवातन सिस्टम डिजाइन करने या इंजन के लिए इनटेक सिस्टम को डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है।
शुद्धगतिकी
शुद्धगतिकी गति का कारण बनने वाली शक्तियों की अनदेखी करते हुए निकायों (वस्तुओं) और प्रणालियों (वस्तुओं के समूह) की गति का अध्ययन है। एक इंजन में एक क्रेन की गति और एक पिस्टन के दोलन दोनों ही सरल गतिज प्रणाली हैं। क्रेन एक प्रकार की विवृत शुद्धगतिक श्रृंखला है, जबकि पिस्टन एक बंद चार-बार लिंकेज का भाग है। अभियांत्रिक सामान्य रूप से तंत्र के डिजाइन और विश्लेषण में शुद्धगतिकी का उपयोग करते हैं। शुद्धगतिकी का उपयोग किसी दिए गए तंत्र के लिए गति की संभावित सीमा को खोजने के लिए किया जा सकता है, या रिवर्स में कार्य करने के लिए एक तंत्र को डिजाइन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है जिसमें गति की वांछित सीमा होती है।
ड्राफ्टिंग
प्रारूपण या तकनीकी ड्रॉइंग वह साधन है जिसके द्वारा विनिर्माता पुर्जों के निर्माण के लिए निर्देश तैयार करते हैं। तकनीकी ड्रॉइंग एक कंप्यूटर मॉडल या हाथ से तैयार की गई योजनाबद्ध हो सकती है जो एक भाग के निर्माण के लिए आवश्यक सभी आयामों के साथ-साथ असेंबली नोट्स, आवश्यक सामग्रियों की एक सूची और अन्य प्रासंगिक जानकारी दिखाती है। अमेरिकी अभियांत्रिक या कुशल कर्मचारी जो तकनीकी चित्र बनाता है, उसे ड्राफ्टर या ड्राफ्ट्समैन के रूप में संदर्भित किया जा सकता है। प्रारूपण ऐतिहासिक रूप से एक द्वि-विमीय प्रक्रिया रही है, लेकिन कंप्यूटर एडेड डिज़ाइन (सीएडी) प्रोग्राम अब डिज़ाइनर को तीन आयामों में बनाने की अनुमति देते हैं।
एक भाग के निर्माण के निर्देश आवश्यक मशीनरी को या तो हस्तचालन से, प्रोग्राम किए गए निर्देशों के माध्यम से, या कंप्यूटर-एडेड मैन्युफैक्चरिंग (सीएएम) या संयुक्त सीएडी/सीएएम प्रोग्राम के उपयोग के माध्यम से संचयित किए जाने चाहिए। वैकल्पिक रूप से, एक अभियांत्रिक तकनीकी ड्रॉइंगों का उपयोग करके मैन्युअल रूप से एक पुर्जे का निर्माण भी कर सकता है, लेकिन यह कंप्यूटर संख्यात्मक रूप से नियंत्रित (सीएनसी) निर्माण के आगमन के साथ बढ़ती हुई दुर्लभता बन रही है। अभियांत्रिक मुख्य रूप से लागू स्प्रे कोटिंग्स, फ़िनिश और अन्य प्रक्रियाओं के क्षेत्रों में मैन्युअल रूप से भागों का निर्माण करते हैं जो आर्थिक रूप से या व्यावहारिक रूप से मशीन द्वारा नहीं किया जा सकता है।
ड्राफ्टिंग का उपयोग यांत्रिक और विनिर्माण अभियांत्रिकी के लगभग हर उपविषय में और अभियांत्रिकी और आर्किटेक्चर की कई अन्य शाखाओं द्वारा किया जाता है। सीएडी सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके बनाए गए त्रि-विमीय मॉडल का उपयोग सामान्य रूप से परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) और कम्प्यूटेशनल फ्लूइड डायनामिक्स (सीएफडी) में भी किया जाता है।
मशीन टूल और धातु निर्माण
मशीन टूल्स किसी प्रकार के टूल का उपयोग करते हैं जो काटने या आकार देने का कार्य करता है। सभी मशीन टूल्स के पास वर्कपीस को बाधित करने और मशीन के पुर्जों की निर्देशित गति प्रदान करने के कुछ साधन हैं। धातु निर्माण धातु संरचनाओं का निर्माण कटिंग, बेन्डिंग और संयोजन प्रक्रियाओं द्वारा किया जाता है।
संगणक संकलित विनिर्माण
संगणक-संकलित विनिर्माण (सीआईएम) संपूर्ण उत्पादन प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए कंप्यूटर का उपयोग करने का विनिर्माण दृष्टिकोण है। संगणक-संकलित विनिर्माण का उपयोग ऑटोमोटिव, विमानन, अंतरिक्ष और जहाज निर्माण उद्योगों में किया जाता है।
मेकाट्रोनिक्स
मेक्ट्रोनिक्स एक अभियांत्रिकी अनुशासन है जो विद्युतीय, यांत्रिक और विनिर्माण सिस्टम के अभिसरण से संबंधित है। इस तरह की संयुक्त प्रणालियों को विद्युत् यांत्रिक (इलेक्ट्रोमेकैनिकल) प्रणाली के रूप में जाना जाता है और व्यापक हैं। उदाहरणों में स्वचालित निर्माण प्रणाली, ऊष्मण, संवातन और वातानुकूलन प्रणाली, और विभिन्न विमान और ऑटोमोबाइल उपप्रणाली सम्मिलित हैं।
मेक्ट्रोनिक्स शब्द का प्रयोग सामान्य रूप से मैक्रोस्कोपिक सिस्टम को संदर्भित करने के लिए किया जाता है, लेकिन भविष्यवादियों ने बहुत छोटे विद्युत् यांत्रिक उपकरणों के उद्भव का अनुमान लगाया है। पहले से ही ऐसे छोटे उपकरण, जिन्हें माइक्रोइलेक्ट्रोयांत्रिक सिस्टम (एमईएमएस) के रूप में जाना जाता है, का उपयोग ऑटोमोबाइल में एयरबैग की तैनाती शुरू करने के लिए, डिजिटल प्रोजेक्टर में शार्प इमेज बनाने के लिए और इंकजेट प्रिंटर में हाई-डेफिनिशन प्रिंटिंग के लिए नोजल बनाने के लिए किया जाता है। भविष्य में यह आशा की जाती है कि इस तरह के उपकरणों का उपयोग छोटे प्रत्यारोपण योग्य चिकित्सा उपकरणों में और ऑप्टिकल संचार में सुधार के लिए किया जाएगा।
वस्त्र अभियांत्रिकी
वस्त्र अभियांत्रिकी पाठ्यक्रम फाइबर, वस्त्र और परिधान प्रक्रियाओं, उत्पादों और मशीनरी के सभी पहलुओं के डिजाइन और नियंत्रण के लिए वैज्ञानिक और अभियांत्रिकी सिद्धांतों के अनुप्रयोग से संबंधित हैं। इनमें प्राकृतिक और मानव निर्मित सामग्री, मशीनों के साथ सामग्री की अंतःक्रिया, सुरक्षा और स्वास्थ्य, ऊर्जा संरक्षण और अपशिष्ट और प्रदूषण नियंत्रण सम्मिलित हैं। इसके अतिरिक्त, छात्रों को प्लांट डिज़ाइन और लेआउट, मशीन और वेट प्रोसेस डिज़ाइन और सुधार, और वस्त्र उत्पादों को डिज़ाइन करने और बनाने का अनुभव दिया जाता है। वस्त्र अभियांत्रिकी पाठ्यक्रम के दौरान, छात्र अन्य अभियांत्रिकी और विषयों से कक्षाएं लेते हैं, जिनमें सम्मिलित हैं: यांत्रिक, केमिकल, सामग्री और औद्योगिक अभियांत्रिकी।
उन्नत सम्मिश्र पदार्थ
उन्नत सम्मिश्र पदार्थ (अभियांत्रिकी) (एसीएम) को उन्नत बहुलक मैट्रिक्स सम्मिश्रण के रूप में भी जाना जाता है। ये सामान्य रूप से अन्य सामग्रियों की तुलना में असामान्य रूप से उच्च कठोरता, या लोच विशेषताओं के मॉड्यूलस के साथ असामान्य रूप से उच्च शक्ति वाले फाइबर द्वारा विशेषता या निर्धारित होते हैं, जबकि दुर्बल मेट्रिसेस द्वारा एक साथ बंधे होते हैं। विमान, एयरोस्पेस, और खेल उपकरण क्षेत्रों में उन्नत समग्र सामग्रियों का व्यापक, प्रमाणित अनुप्रयोग है। इससे भी अधिक विशेष रूप से एसीएम विमान और एयरोस्पेस संरचनात्मक भागों के लिए बहुत आकर्षक हैं। विनिर्माण एसीएम दुनिया भर में बहु-अरब डॉलर का उद्योग है। समग्र उत्पादों में स्केटबोर्ड से लेकर अंतरिक्ष यान के घटक सम्मिलित हैं। उद्योग को सामान्य रूप से दो बुनियादी खंडों में विभाजित किया जा सकता है, औद्योगिक सम्मिश्र और उन्नत सम्मिश्र।
आजीविका
विनिर्माण अभियांत्रिकी अभियांत्रिकी विनिर्माण उद्योग का केवल एक प्रारूप है। विनिर्माण अभियांत्रिक शुरू से अंत तक उत्पादन प्रक्रिया में सुधार करने का आनंद लेते हैं। उनके पास संपूर्ण उत्पादन प्रक्रिया को ध्यान में रखने की क्षमता होती है क्योंकि वे प्रक्रिया के एक विशेष भाग पर ध्यान केंद्रित करते हैं। अभियांत्रिकी डिग्री प्रोग्राम के निर्माण में सफल छात्र प्राकृतिक संसाधन से शुरू करने की धारणा से प्रेरित होते हैं, जैसे कि लकड़ी का एक ब्लॉक, और उपयोगी, मूल्यवान उत्पाद, जैसे डेस्क, कुशलतापूर्वक और आर्थिक रूप से उत्पादित के साथ समाप्त होता है।
विनिर्माण अभियांत्रिक अभियांत्रिकी और औद्योगिक डिजाइन के प्रयासों से निकटता से जुड़े हुए हैं I संयुक्त राज्य अमेरिका में विनिर्माण अभियांत्रिकों को नियुक्त करने वाली प्रमुख कंपनियों के उदाहरणों में जनरल मोटर्स कॉर्पोरेशन, फोर्ड मोटर कंपनी, क्रिसलर, बोइंग, गेट्स कॉर्पोरेशन और फाइजर सम्मिलित हैं। यूरोप के उदाहरणों में एयरबस, डेमलर, बीएमडब्ल्यू, फिएट, नवीस्टार इंटरनेशनल और मिचेलिन टायर सम्मिलित हैं।
उद्योग जहां विनिर्माण अभियांत्रिकों को सामान्य रूप से नियोजित किया जाता है उनमें सम्मिलित हैं:
- अंतरिक्ष उद्योग
- मोटर वाहन उद्योग
- रसायन उद्योग
- कंप्यूटर उद्योग
- अभियांत्रिकी प्रबंधन
- खाद्य प्रसंस्करण उद्योग
- वस्त्र उद्योग
- औद्योगिक अभियांत्रिकी
- यांत्रिक अभियांत्रिकी
- औषधीय उद्योग
- प्रक्रिया अभियांत्रिकी
- पल्प और पेपर उद्योग
- प्रणाली अभियांत्रिकी
- खिलौना उद्योग
अनुसंधान की सीमाएं
फ्लेक्सिबल विनिर्माण प्रणाली
फ्लेक्सिबल निर्माण प्रणाली (एफएमएस) एक ऐसी निर्माण प्रणाली है जिसमें कुछ मात्रा में फ्लेक्सिबिलिटी होता है जो सिस्टम को परिवर्तनों पर प्रतिक्रिया करने की अनुमति देता है, चाहे वह पूर्वानुमानित हो या अप्रत्याशित। यह फ्लेक्सिबिलिटी सामान्य रूप से दो श्रेणियों में माना जाता है, जिनमें से दोनों में कई उपश्रेणियां हैं। पहली श्रेणी, मशीन फ्लेक्सिबिलिटी, नए उत्पाद प्रकारों का उत्पादन करने के लिए सिस्टम की क्षमता को बदलने की क्षमता और एक भाग पर निष्पादित संचालन के क्रम को बदलने की क्षमता को सम्मिलित करती है। दूसरी श्रेणी, जिसे रूटिंग फ्लेक्सिबिलिटी कहा जाता है, में एक भाग पर एक ही ऑपरेशन करने के लिए कई मशीनों का उपयोग करने की क्षमता होती है, साथ ही सिस्टम की क्षमता बड़े पैमाने पर परिवर्तन, जैसे वॉल्यूम, क्षमता या क्षमता को अवशोषित करने की क्षमता होती है।
अधिकांश एफएमएस प्रणालियों में तीन मुख्य प्रणालियाँ सम्मिलित हैं। कार्य मशीनें, जो प्रायः स्वचालित सीएनसी मशीनें होती हैं, भागों के प्रवाह को अनुकूलित करने के लिए एक सामग्री प्रबंधन प्रणाली से जुड़ी होती हैं, और एक केंद्रीय नियंत्रण कंप्यूटर से जुड़ी होती हैं, जो सामग्री की गति और मशीन प्रवाह को नियंत्रित करती हैं। नए उत्पाद के निर्माण के लिए समय और प्रयास जैसे निर्माण संसाधनों के प्रबंधन में एक एफएमएस का मुख्य लाभ इसकी उच्च फ्लेक्सिबिलिटी है। एक बड़े पैमाने पर उत्पादन से उत्पादों के छोटे सेट के उत्पादन में एफएमएस का सबसे अच्छा अनुप्रयोग पाया जाता है।
संगणक-संकलित विनिर्माण
अभियांत्रिकी में संगणक-संकलित विनिर्माण (सीआईएम) निर्माण का एक तरीका है जिसमें संपूर्ण उत्पादन प्रक्रिया कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित होती है। पारंपरिक रूप से अलग की गई प्रक्रिया विधियाँ CIM द्वारा कंप्यूटर के माध्यम से जोड़ी जाती हैं। यह एकीकरण प्रक्रियाओं को सूचनाओं का आदान-प्रदान करने और कार्रवाई शुरू करने की अनुमति देता है। इस एकीकरण के माध्यम से, निर्माण तेजी से और कम त्रुटि-प्रवण हो सकता है, हालांकि मुख्य लाभ स्वचालित निर्माण प्रक्रियाओं को बनाने की क्षमता है। सामान्य रूप से सीआईएम सेंसर से वास्तविक समय इनपुट के आधार पर बंद लूप नियंत्रण प्रक्रियाओं पर निर्भर करता है। इसे फ्लेक्सिबल डिजाइन और विनिर्माण के नाम से भी जाना जाता है।
फ्रिक्शन स्टीर वेल्डिंग
फ्रिक्शन स्टीर वेल्डिंग की खोज 1991 में द वेल्डिंग इंस्टीट्यूट (टीडब्ल्यूआई) द्वारा की गई थी। यह अभिनव स्थिर स्थिति (गैर-संलयन) वेल्डिंग तकनीक कई एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं सहित पूर्व-वेल्ड करने योग्य सामग्री में सम्मिलित हो जाती है। यह भविष्य में हवाई जहाजों के निर्माण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है, संभावित रूप से रिवेट्स की जगह। आज तक इस तकनीक के वर्तमान उपयोगों में सम्मिलित हैं: एल्यूमीनियम मुख्य अंतरिक्ष यान बाह्य टैंक, ओरियन क्रू वाहन परीक्षण लेख, बोइंग डेल्टा II और डेल्टा IV एक्सपेंडेबल लॉन्च व्हीकल और स्पेसएक्स फाल्कन 1 रॉकेट के सीम को वेल्डिंग करना; द्विधा आक्रमणीय जहाजों के लिए कवच चढ़ाना; और एक्लिप्स एविएशन से नए एक्लिप्स 500 विमान के पंखों और फ्यूजलेज पैनलों को वेल्डिंग करना, उपयोग की बढ़ती रेंज के बीच।
अनुसंधान के अन्य क्षेत्र उत्पाद डिजाइन, एमईएमएस (सूक्ष्म-वैद्युत-यांत्रिक सिस्टम्स), लीन विनिर्माण, इंटेलिजेंट मैन्युफैक्चरिंग सिस्टम्स, ग्रीन विनिर्माण, प्रेसिजन अभियांत्रिकी,
यह भी देखें
- औद्योगिक अभियांत्रिकी
- यांत्रिक अभियांत्रिकी
- स्वचालन
- कंप्यूटर एडेड डिजाइन
- विनिर्माण
- औद्योगिक क्रांति
- मेकाट्रोनिक्स
- रोबोटिक्स
- संघों
- विनिर्माण इंजीनियरों की सोसायटी
- इन्फॉर्म
- औद्योगिक अभियांत्रिक संस्थान
टिप्पणियाँ
- ↑ Matisoff, Bernard S. (1986). "Manufacturing Engineering: Definition and Purpose". Handbook of Electronics Manufacturing Engineering. pp. 1–4. doi:10.1007/978-94-011-7038-3_1. ISBN 978-94-011-7040-6.
- ↑ "O Engenheiro de Produção da UFSCar está apto a" [Production Engineer UFSCar is able to] (in português). Departamento de Engenharia de Produção (DEP). Retrieved 2013-06-26.
- ↑ "Manufacturing Engineering". 2013-08-08.
