4-5-1. تنظیم پارامترهای الگوریتم سیستم ایمنی مصنوعی67
4-6. ارزیابی عملکرد الگوریتم ها71
4-7. جمع بندی76
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات77
5-1. نتیجه گیری و پیشنهادات آتی78
فهرست منابع81
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 2-1. نمادهای متداول برای α.10
جدول 2-2. نمادهای متداول برای β.11
جدول 2-3. نمادهای متداول برای γ.12
جدول 2-4. مسائل تولید جریانی با محدودیت پردازش بدون انتظار16
جدول 2-5. مسائل سیستم تولید جریانی با محدودیت زمان نصب وابسته به توالی کارها20
جدول 2-6. مسائل سیستم تولید جریانی با محدودیت حجم کاری ماشین آلات22
جدول 2-7. مسائل با محدودیت استراتژی های ترکیبی مدیریت تولید24
جدول 2-8. مسائل سیستم تولید جریانی با تابع هدف های تولید به موقع25
جدول 3-1. تغییرات اعمال شده در مدل پیشنهادی جهت اعتبارسنجی37
جدول 3-2. دادههای لازم جهت پیاده سازی مدل ریاضی39
جدول 4-1. پارامترهای تولید شده تصادفی.64
جدول 4-2. مسائل آزمایشی تولید شده.65
جدول 4-3. سطوح ارائه شده برای تنظیم پارامترهای الگوریتم تبرید شبیه سازی شده با رویکرد ابری.69
جدول 4-4. جدول آرایه های متعامد L9.70
جدول 4-5. میانگین مقادیر SNratio به ازای پارامترها و سطوح آنها.70
جدول 4-6. نتایج ARPD الگوریتمه ای سیستم ایمنی مصنوعی و تبرید شبیه سازی شده با رویکرد ابری.72
فهرست شکل ها و نمودارها
عنوان صفحه
شکل 3-1. نمای کلی مسئله مورد بررسی28
شکل 3-2. گانت چارت جواب بهینه مسئله طراحی شده جهت اعتبارسنجی مدل ریاضی.40
شکل 3-4. سلسله مراتب پیچیدگی در توابع هدف مسائل زمانبندی [6].41
شکل 3-3. سلسله مراتب پیچیدگی در مسائل کارگاهی زمانبندی [6].41
شکل 4-1. نمایش کدگذاری جواب در الگوریتم سیستم ایمنی مصنوعی.49
شکل 4-2. نمایش نحوه افراز فضای جواب در الگوریتم سیستم ایمنی مصنوعی.52
شکل 4-3. شبه برنامه الگوریتم سیستم ایمنی مصنوعی.56
شکل 4-4. نمایش سه ویژگی یک ابر با توزیع نرمال [35].58
شکل 4-5. مقایسه فرایند تبرید دما در دو الگوریتم [35].60
شکل 4-6. شبه برنامه الگوریتم تبرید شبیه سازی شده با رویکرد ابری.63
شکل 4-7. نمودار مقادیر مختلف nc.69
شکل 4-8. نمودار SNratio برای پارامترهای الگوریتم تبرید شبیه سازی شده با رویکرد ابری.71
شکل 4-9. مقایسه ARPD الگوریتم های سیستم ایمنی مصنوعی و تبرید شبیه سازی شده با رویکرد ابری.73
شکل 4-10. مقایسه سرعت همگرایی الگوریتم های سیستم ایمنی مصنوعی و تبرید شبیه سازی شده با رویکرد ابری.74
شکل 4-11. نمودارهای واکنش الگوریتم های سیستم ایمنی مصنوعی و تبرید شبیه سازی شده با رویکرد ابری نسبت به تغییر تعداد ایستگاه های کاری.75
شکل 4-12. نمودارهای واکنش الگوریتم های سیستم ایمنی مصنوعی و تبرید شبیه سازی شده با رویکرد ابری نسبت به تغییر بیشینه تعداد محصولات قابل سفارش.76
فصل اول
کلیات تحقیق

1-1. مقدمه
زمانبندی1 را میتوان فرایند تخصیص منابع عمدتا محدود به فعالیتها با در نظر گرفتن دورههای زمانی و با رویکرد بهینهسازی یک یا چند هدف تعریف کرد.
امروزه با توجه به افزایش رقابت در بازارهای جهانی، بهبود مستمر عملکرد سیستمهای تولیدی و خدماتی برای افزایش توان رقابتی آنها ضروری به نظر میرسد. از آنجا که زمانبندی به عنوان یک فرایند تصمیمگیری در صورت استفاده درست میتواند تاثیر قابل ملاحظهای در بهبود عملکرد سیستمها داشته باشد، مطالعه و بکارگیری این علم با شیب تندی رو به افزایش است.
اصولا فرایند زمانبندی برای یک سیستم مشخص با تعریف یک مدل ریاضی آغاز میگردد. این مدل مختصات و ویژگیهای سیستم واقعی را به تصویر میکشد. هر مدل ریاضی از دو بخش توابع هدف و محدودیتها تشکیل میشود. محدودیتهای مدل زمانبندی براساس ویژگیها و محدودیتهای حاکم بر منابع و فعالیتهای سیستم شکل میگیرد. از ویژگیهای منابع میتوان به نوع و میزان آنها، زمان دسترسی به آنها اشاره کرد. ویژگیهای فعالیتها نیز شامل منابع مورد نیاز برای هر واحد فعالیت، زمان مورد نیاز، موعد تحویل و … خواهد بود. توابع هدف نیز که عمدتا بیانگر هزینههای ناشی از تخصیص منابع به فعالیتها است، منعکس کننده اهداف مدیریت سیستم از اجرای زمانبندی است و معمولا حول محورهای بهرهبرداری کاراتر از سیستم تولیدی، تحویل به موقع فعالیتها، انطباق کامل زمانهای تحویل با موعدهای تحویل و… میگردد.
از آنجا که غالب مسائل مطرح شده در حوزه زمانبندی که باعث بسط و گسترش این علم نیز گردیدهاند با نگاهی به مسایل واقعی در محیطهای صنعتی بودهاند، واژههای بکار رفته در این حوزه علمی نیز عموما برخاسته از محیطهای صنعتی خواهند بود. براین اساس، در بیان مسائل زمانبندی از لفظ ماشین در معنای منبع و از واژه کار به عنوان فعالیت نام برده میشود. در نتیجه این تعاریف میتوان گفت در یک مسئله زمانبندی غالبا کارها روی مجموعهای از ماشینها که در ایستگاههای کاری با نظم و اولویتبندی خاصی چیده شدهاند پردازش میشوند.
مسائل زمانبندی بسته به تعداد و نحوه چیدمان ماشینها به شاخههای متعددی تقسیم میشود. سادهترین حالت، زمانبندی تک ماشین است. این مسئله اگرچه ساده به نظر میرسد اما پایه و اساس مسائل پیچیدهتر را تشکیل میدهد.
همگام با گسترش سیستمهای تولیدی مسائل زمانبندی نیز پیچیدگی بیشتری پیدا کردند. در یک تقسیمبندی کلی چیدمان ماشینآلات در یک فضای صنعتی میتواند به صورت سری2(جریانی)، موازی3 و یا ترکیبی از این دو حالت باشد. در حالت سری هر کار باید از همه یا تعدادی از ماشینهایی که به طور سری قرار گرفتهاند عبور کند. در حالت چیدمان موازی، تعدادی ماشین با عملکرد مشابه یا غیر مشابه به صورت موازی چیده شدهاند. در این محیط مفهوم تخصیص کار به ماشینها اهمیت پیدا خواهد کرد. در حالت آخر که البته به دنیای واقعی نزدیکتر است مفهوم ایستگاههای کاری نمود بیشتری مییابد. در یک سیستم ترکیبی عموما چندین ایستگاه کاری وجود دارد که در هریک از آنها چندین ماشین با چیدمانهای متفاوت اعم از سری و موازی وجود دارند.
در این تحقیق، مسئله یافتن توالی بهینه کارها در سیستم تولیدی جریانی بدون انتظار4 منعطف5 مورد بررسی قرار میگیرد. این سیستم تولیدی مدل بسط یافته روش تولیدی سری است. در این سیستم ایستگاههای کاری که به طور متوالی قرار گرفتهاند، هر کدام حاوی چند ماشین هستند که به صورت موازی چیده شدهاند. در ادامه فصل، مسئله مذکور به طور کامل تشریح میشود.
1-2. تعریف مسئله
سیستم تولید جریانی منعطف حالت تعمیم یافتهای از سیستم تولید جریانی است. در این حالت ایستگاههای کاری به صورت متوالی قرار میگیرند و هر ایستگاه حاوی تعدادی ماشین با عملکرد یکسان یا غیر یکسان است. هر کار به محض ورود به ایستگاه کاری باید با استراتژی مشخصی به یکی از ماشینها تخصیص یابد. البته انتخاب یکی از ماشینها یک ضرورت نیست و در برخی مسائل یک کار میتواند در اثنای عمل پردازش ماشین خود را تغییر دهد.
در یک سیستم تولید جریانی ممکن است بین تمام شدن کار در یک ایستگاه تا ورود کار به ایستگاه بعدی به دلیل مشغول بودن ایستگاه بعدی، خرابی آن یا دلایل دیگر وقفه زمانی وجود داشته باشد. اما برخی ویژگیهای حاکم بر کارها ممکن است با چنین وقفههایی در تضاد باشد. از این رو بسیاری از سیستمهای تولیدی شرط سیستم جریانی بدون انتظار را به دلیل محدودیتهایی که در تولید کارها وجود دارد به کار میبرند [28]. برای مثال، در تولید محصولات فولادی، فلز ذوب شده باید بدون هیچ اتلاف زمانی از ایستگاه ذوب فلز به ایستگاه های بعدی منتقل شود چرا که در غیر این صورت دمای مذاب به سرعت کاهش یافته و برای شکلدهی مناسب نخواهد بود. بسیاری از صنایع مهم نظیر صنایع ذوب فلز و آلیاژ، پلاستیک، فرایندهای پتروشیمی و … از این سیستم تبعیت میکنند.
یکی از مهمترین مسائل در مدیریت تولید6 و به طبع آن زمانبندی یک سیستم تولیدی تعیین استراتژی تولید است. به این معنی که محصول تولیدی برای برآورده کردن نیاز یک مشتری خاص ساخته میشود یا به عبارتی تولید برای سفارش7 است یا برای تامین نیازهای بازار ساخته میشود و پس از تولید به انبار میرود یا به عبارتی تولید برای ذخیره8 است. از آنجا که زمان رسیدن سفارش در سیستم تولید برای سفارش در دست مشتریان است، تحویل به موقع و چرخه تولید کوتاه و واقعی به عنوان فاکتورهای رقابتی اصلی برای بردن سهم بیشتری از بازار شناخته میشوند در حالی که در سیستمهای تولید برای ذخیره بالا بودن نرخ بهرهبرداری، نرخ خروجی، و نرخ رسیدن محصول از فاکتورهای رقابتی اصلی هستند [16]. امروزه در غالب محیطهای صنعتی تلفیقی از دو استراتژی مورد استفاده قرار میگیرد. در این میان چالش اصلی زمانبندی همزمان تمامی کارها است به نحوی که هم نیازهای بازار و هم نیازهای مشتریان به بهترین شکل برآورده شود.
هر سیستم تولیدی به صورت معمول توانایی تولید یک یا چند محصول را دارد. در استراتژی تولید برای سفارش ممکن است سفارش تحویل شده به مرکز تولیدی به یکی از چند حالت زیر باشد: یا سفارش براساس همان محصولات قابل تولید برای سیستم تعریف شده باشد، که در این حالت سفارش دهنده ترکیبی از محصولات استاندارد تولیدی کارخانه را سفارش داده و موعد تحویل مشخصی را برای آنها تعیین میکند. یا سفارش برای تولید نیاز به انجام تغییراتی در خط تولید معمول سیستم دارد. به عبارت بهتر مشتری خواهان مقداری شخصی سازی در سفارش است. در این صورت ممکن است در زمانهای پردازش یا در تعداد عملیاتهای تولید تغییراتی حاصل شود. و حالت سوم که ترکیبی از دو حالت قبلی است، به این معنی که مشتری تعدادی محصول بدون تغییر و تعدادی محصول همراه با تغییر را سفارش میدهد. از آنجا که سیستم تولیدی مورد بحث در این پژوهش تولید جریانی بدون انتظار بوده و محصولات تولیدی توسط این سیستم نظیر قطعات فولادی یا مواد پتروشیمی عموما دارای استانداردهای بینالمللی هستند، لذا در این پژوهش استراتژی تولید برای سفارش نوع اول مورد بررسی قرار میگیرد.
امروزه با توجه به مختصات بازارهای جهانی و لزوم حفظ توانایی رقابتی برای محیطهای تولیدی مفهوم تولید به موقع9 به خوبی پذیرفته شده است. تولید به موقع به معنای در نظر گرفتن همزمان هزینههای ناشی از تولید زودتر از موعد یا زودکرد10 و هزینههای دیرکرد11 است. از آنجا که مفاهیم مربوط به تولید به موقع در غالب هزینه بیان میشوند، به کارگیری این مفاهیم در مسائل زمانبندی اغلب در توابع هدف مدل ریاضی نمود مییابند.
در این تحقیق، مسئله زمانبندی سیستم تولید جریانی بدون انتظار منعطف با محدودیت زمانی ظرفیت تولید روی ماشین آلات و درنظر گرفتن استراتژی ترکیبی تولید برای سفارش و تولید برای ذخیره با هدف حداقل کردن مجموع هزینههای ناشی از رد سفارشات، تحویل ناقص سفارشات و زودکرد و دیرکرد وزنی مورد بررسی قرار میگیرد. یک مدل برنامه ریزی غیرخطی برای این مسئله ارائه میشود. همچنین دو الگوریتم فراابتکاری12 سیستم ایمنی مصنوعی13 و تبرید شبیهسازی شده با رویکرد تئوری ابری14 برای حل این مسئله ارائه میگردد.
1-3. اهداف تحقیق
از آنجا که سیستم تولید جریانی بدون انتظار برای تولید محصولات استراتژیکی همچون صنایع فولاد و ذوب فلزات و پتروشیمی کاربرد دارد، تلاش در جهت بهرهبرداری کارا از سیستم تولیدی ضروری به نظر میرسد. براین اساس، این تحقیق با هدف کاهش فاصله میان مطالعات تئوریک حوزه زمانبندی و مسائل واقعی دنیای صنعت انجام میگردد. لذا، یک مدل ریاضی جدید برای مسئله سیستم تولید جریانی منعطف بدون انتظار با محدودیت ظرفیت تولید و استراتژی ترکیبی مدیریت تولید ارائه میشود. به علاوه جهت یافتن توالی بهینه کارها دو الگوریتم فراابتکاری سیستم ایمنی مصنوعی و تبرید شبیهسازی شده با رویکرد ابری برای مسئله مذکور پیادهسازی میشوند.
1-4. مفروضات مسئله
مفروضات حاکم بر مدل ریاضی ارائه شده برای مسئله مورد بحث به شرح زیر است:
تمام ماشینآلات در لحظه صفر در دسترس خواهند بود و برای آنها هیچگونه خرابی متصور نیست.
بیکاری ماشینالات مجاز است.
هر ماشین در هر لحظه تنها توانایی پردازش یک کار را دارد.
ماشینهای موجود در هر ایستگاه کاری از نظر عملکرد و سرعت کاملا یکسان هستند.

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

ماشینهای موجود در هر ایستگاه کاری دارای محدودیت زمانی هستند. به این معنی که در زمان مشخصی پس از لحظه صفر از دسترس خارج میشوند. در نتیجه هر ایستگاه کاری دارای محدودیت زمانی مشخصی است.
کارهایی که تحت استراتژی تولید برای ذخیره ساخته میشوند در لحظه صفر در دسترس خواهند بود.
سفارشات در لحظه تحویل به سیستم تولیدی در دسترس خواهند بود.
هر کار در تمام مدت پرداش خود در هر ایستگاه تنها مجاز به حضور روی یک ماشین است و برش کارها مجاز نخواهد بود.
زمانهای پردازش، نصب و ضرایب هزینههای زودکرد، دیرکرد و رد یا ناقص بودن سفارشات معین هستند.
1-5. جنبههای نوآوری تحقیق
تحقیق موجود از دو جهت تعریف مسئله و روش حل نسبت به تحقیقات پیشین دارای نوآوری است. در این پژوهش با وارد کردن استراتژی ترکیبی تولید در مسئله زمانبندی سیستم تولید جریانی بدون انتظار منعطف و نیز محدودیت زمانی تولید، تعریف مسئله جدیدی ارائه شده است. در ادامه مدل ریاضی جدیدی برای مسئله مذکور تهیه و اعتبارسنجی گردیده است. از منظر روش حل نیز دو الگوریتم فراابتکاری سیستم ایمنی مصنوعی و تبرید شبیهسازی شده با رویکرد تئوری ابری با عملکردهای متفاوت برای حل کارای این مسئله ارائه شدهاند.
1-6. محتویات تحقیق
مطالب ارائه شده در این تحقیق در شش فصل سازماندهی میشوند: فصل اول به بیان کلیات تحقیق میپردازد. در فصل دوم مرور ادبیات تحقیق و حاصل پژوهشهای قبلی گرداوری میشود. فصل سوم به ارائه، تشریح و اعتبارسنجی مدل ریاضی اختصاص مییابد. در فصل چهارم الگوریتمهای فراابتکاری ارائه شده برای حل مسئله به طور مفصل ارائه و نتایج حاصل از بکارگیری الگوریتمهای فراابتکاری ارائه میشوند. و فصل آخر به نتیجهگیری و بیان پیشنهادات جهت پژوهشهای آتی میپردازد.
فصل دوم
ادبیات تحقیق
2-1. مقدمه
امروزه زمانبندی به مفهوم بدنهای کامل از علمی است که شامل مدلها و تکنیکها است و به مسائل موجود در سیستمهای واقعی میپردازد [2]. بسط مفاهیم تئوری زمانبندی و شکل گرفتن مدلها و تکنیکهای بهینهسازی در زمانبندی را میتوان همزمان با وقوع جنگ جهانی دوم دانست. در دهه 1950 میلادی تحقیقاتی بر روی ویژگیهای مربوط به توالیهای خاص کاری نظیر چیدمان کارها براساس قاعده زودترین زمان تحویل15، یا قاعده کوتاهترین زمان پردازش16 و … و تفاوت آنها از نظر معیارهای اندازهگیری با توالیهای کاری دیگر انجام شد و در نتیجه آن مقالاتی در این زمینه به چاپ رسید. در این دهه چشمگیرترین تحقیقات توسط هنری گانت17 انجام شد. دهه 60 میلادی نیز به گسترش این تحقیقات گذشت اما پژوهشهای انجام شده در این دو دهه از نظر کاربردی برای مسائل واقعی نظیر مسائل دولتی و صنعتی مناسب نبود به همین جهت با ورود به دهه 70 میلادی تمرکز بیشتری بر کاربردی بودن تحقیقات شد که دو مورد از بهترین کارهای انجام شده در دهههای 70 و 80 میلادی تحقیق کافمن18 (1976) [3] و فرنچ19 (1982) [4] بودهاند. تا این زمان تقریبا تمام پژوهشهای انجام شده بر روی مدلهای با زمانهای قطعی انجام شده بود و تنها روشهای حل موجود استفاده از ابزارهایی نظیر برنامهریزی خطی20 و سایر روشهای دقیق بود. رشد سریع صنایع در عصر صنعتی شدن اروپا ناکارامدی این روشها در حل مسائل واقعی و ابعاد بزرگ مسئله را بیش از پیش روشن نمود. در نتیجه جستجو برای روشهای حل جایگزین در دهه 90 میلادی مورتون21 و پینتیکو22 (1993) [5] روشهای ابتکاری را برای اولین بار در حل مسائل زمانبندی به کار برده و آن را به جهان علم عرضه کردند. با ورود به قرن بیستم نیز پیندو23 (2001) [6] نتایج مطالعات مفصلی پیرامون مدلهای احتمالی در زمانبندی را منتشر کرد. از آن پس پژوهشهای متنوعی در حوزه زمانبندی در جریان بوده است که باعث شده در حال حاضر حجم مطالعاتی که در این حوزه برای تحقیق وجود دارد بسیار بالا میباشد.
گسترش علمزمانبندی لزوم ایجاد زبانی مشترک جهت مشخص نمودن ابعاد و ویژگیهای مسئله را برای استفاده و ارجاع سادهتر ضروری کرد در نتیجه گراهام24 و همکارانش [23] روش نمایش سه جزیی مسایل به فرم α|β|γ را تهیه کردند. در این روش α نحوه پیکربندی ماشین آلات را نشان میدهد و عموما شامل یک نماد است. بخش دوم که با نماد β نشان داده میشود نمایشگر نحوه پردازش کارها و ویژگیهای حاکم بر محیط تولیدی است و ممکن است شامل یک یا چند جز باشد و یا حتی خالی باشد. و در نهایت بخش سوم با نماد γ نشاندهنده تابع هدف مسئله بهینهسازی است و میتواند یک یا جند جز داشته باشد اما عمدتا یک جزیی است. جداول(2-1)، (2-2) و (2-3) به ترتیب لیست نمادهای متداول در هریک از بخشهای این نحوه نمایش را نشان میدهند.
جدول 1 جدول 2-1. نمادهای متداول برای α.
توضیحاتمسئلهنمادساده ترین شکل و حالت خاص تمامی محیطهای کارگاهی
ممکن.تک ماشینه1m ماشین کاملا یکسان به موازات هم قرار میگیرند؛ هرکدام از
کارها نیاز به یک عملیات دارد و بر روی یکی از ماشینهای
موجود پردازش میشود.ماشینهای موازی یکسانP_mحالت کلیتر ماشینهای موازی یکسان؛ ماشینها دارای سرعت
پردازش متفاوت هستند.ماشینهای موازی یکنواختQ_mحالت کلیتر ماشینهای موازی یکنواخت؛ سرعت پردازش
ماشینها هم به نوع ماشین و هم به نوع کار بستگی دارد.ماشینهای موازی نامرتبطR_mm ماشین به صورت متوالی وجود دارد؛ هر کدام از کارها بر
روی تمامی ماشینها پردازش میشوند، تمامی کارها مسیر
پردازش یکسانی دارند.کارگاه جریانیF_mحالت کلیتر کارگاه جریانی؛ m ایستگاه پردازش به صورت
متوالی وجود دارد؛ در هر ایستگاه یکی از حالات سه گانه ماشین-
های موازی برای پردازش یک کار رخ میدهد.کارگاه جریانی منعطف〖FF〗_mهر کدام از کارها دارای مسیر پردازش متمایز بر روی m ماشین
موجود میباشند.تولید کارگاهیJ_mحالت کلیتر تولید کارگاهی؛ m مرکز پردازش وجود دارد؛ در
هر ایستگاه یکی از حالات سه گانه ماشینهای موازی برای
پردازش یک کار رخ میدهد.تولید کارگاهی منعطف〖FJ〗_mm ماشین وجود دارد؛ هر کدام از کارها بر روی هر کدام از
ماشینها یک یا چند بار پردازش میشود؛ محدودیتی برای مسیر
پردازش کارها وجود ندارد.کارگاه بازO_m
جدول 2 جدول 2-2. نمادهای متداول برای β.
توضیحاتمسئلهنمادکار j نمیتواند قبل از زمان آمادهسازی خود(
r_j) پردازش خود را آغاز کند.زمان آمادهسازی غیر صفر برای کارهاr_jپردازش یک کار روی یک ماشین میتواند قبل از اتمام پرداش قطع شود و کار دیگری پردازش شود.شکست کارهاprmpقبل از شروع پردازش یک کار یک یا چند کار مشخص باید پردازش شده باشند.اولویت پردازش کارهاprecزمان نصب یک کار به روی یک ماشین به کار قبلی پردازش شده روی آن ماشین بستگی دارد.زمان نصب وابسته به توالی کارها〖st〗_sk,〖st〗_ijkکارهای موجود گروهبندی شده و کارهای یک گروه میتوانند بدون زمان نصب پشت سر هم پردازش شوند.گروه کاریfmlsیک ماشین میتواند دستهای از کارها را همزمان پردازش کنند. زمان پردازش کارها لزوما یکسان نیستند.پردازش دستهایbatch(b)یک ماشین ممکن است به طور مداوم در دسترس نباشد.خرابی ماشینbrkdwnیک کار ممکن است تنها روی ماشینهای مشخصی قابلیت پردازش داشته باشد.دسترسی محدود به ماشینهاM_jدر مسائل کارگاهی جریانی، ترتیب پردازش کارها روی تمام ماشینها یکسان باشد.جایگشتprmuدر مسائل کارگاهی جریانی با ظرفیت محدود بین ماشینآلات هنگامی که بافر پر باشد کار روی ماشین قفل میشود.بلوکه شدنblockدر مسائل کارگاهی جریانی، کارها باید بدون هیچگونه توقفی مسیر پردازش را طی کنند.بدون انتظارnwtدر مسائل تولید کارکاهی یک کار ممکن است در یک مرکز کاری بیش از یک بار پردازش شود.گردش مجددrcrc
جدول 3 جدول 2-3. نمادهای متداول برای γ.
توضیحاتمسئلهنمادزمان تکمیل آخرین کار را نشان میدهد.زمان تکمیل بیشینهC_maxبیشترین انحراف زمانی از موعد تحویل را محاسبه میکندزمان تاخیر بیشینهL_maxمجموع زمانهای تکمیل کارها را اندازهگیری میکند.زمان تکمیل کل∑▒C_j مجموع انحرافات زمانی از موعد تحویل را درنظر میگیرد.زمان دیرکرد کل∑▒T_j تعداد کارهای دارای دیرکرد زمانی را محاسبه میکند.تعداد کارهای با تاخیر کل∑▒U_j مجموع زمانهای زودکرد و دیرکرد را نشان میدهد.زمانهای زودکرد و دیرکرد کل∑▒〖E_j+T_j 〗مجموع زمانهای تکمیل وزنی کارها را محاسبه میکند.زمان تکمیل وزنی کل∑▒〖w_j C_j 〗مجموع انحرافات وزنی از موعد تحویل را محاسبه میکند.زمان دیرکرد وزنی کل∑▒〖w_j T_j 〗تعداد وزنی کارهای دارای دیرکرد وزنی را نشان میدهد.تعداد کارهای با تاخیر وزنی کل∑▒〖w_j U_j 〗مجموع زمانهای زودکرد و دیرکرد وزنی کارها را محاسبه میکند.زمانهای زودکرد و دیرکرد وزنی کل∑▒〖w_j^’ E_j+w_j^” T_j 〗
سیستم تولید جریانی منعطف یکی از پرکاربردترین سیسستمهای تولیدی است که در واقع حالت کلیتر سیستم تولید جریانی و حالت خاصی از سیستم ماشینهای موازی است. از آنجا که چنین چیدمانی از ماشینها انعطاف پذیری خطوط تولیدی را تا حد زیادی افزایش میدهند، امروزه این حوزه توجه زیادی را به خود جلب کرده است.
از زمانی که اولین تحقیقات در زمینه سیستم تولید جریانی منعطف تاکنون انجام شده است، محدودیتهای بسیاری نظیر زمان نصب وابسته به توالی کارها، پردازش گروهی و … در این نحوه تولید مورد مطالعه قرار گرفتهاند. اما بررسی پردازش بدون انتظار نه تنها در حوزه سیستم تولید جریانی منعطف بلکه در سیستم تولید جریانی معمول نیز کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق، مسئله زمانبندی سیستم تولید جریانی بدون انتظار منعطف با در نظر گرفتن ظرفیت محدود تولید ماشینآلات، رد یا قبول سفارشات و زمان نصب وابسته به توالی کارها و با رویکرد مدیریتی ترکیبی تولید برای ذخیره و تولید برای سفارش با هدف به حداقل رساندن هزینهها(هزینههای ناشی از زودکرد و دیرکرد وزنی و رد کردن یا تحویل ناقص سفارش) مورد بررسی قرار میگیرد. به منظور مرور ادبیات تحقیق، اهم پژوهشهای انجام شده در این حوزه به تفکیک محدودیتها و تابع هدف مورد بررسی قرار میگیرند.
2-2. پردازش بدون انتظار
پردازش بدون انتظار یک کار به این معنی است که از زمان شروع پرداش کار روی اولین ماشین تا زمان اتمام پرداش روی آخرین ماشین هیچ وقفه زمانی وجود نداشته باشد. با توجه به این شرایط، شروع پرداش یک کار روی اولین ماشین باید تا زمانی که شرایط پرداش بدون انتظار آن فراهم باشد به تعویق بیفتد [40]. یکی از رایجترین مثالها برای تولید بدن انتظار، صنایع فولاد است. فهرست کاملی از کاربردهای این روش تولیدی توسط هال25 و اسریسکاندراجاه26 (1996) [26]، فرامینان27 و ناگارو28 (2008) [18] و فرامینان و همکارانش (2010) [17] گرداوری شده است.
با نگاهی اجمالی، تحقیقات انجام شده در زمینه پردازش بدون انتظار را میتوان در سه دسته کلی جای داد که در این بخش اهم تحقیقات انجام شده در هر دسته ارائه میشوند.
2-2-1. سیستم تولید جریانی با دو ماشین
در این سیستم جریانی تنها دو ماشین وجود دارد. آلدوویزان29 (1998) [8] این مسئله را همراه با محدودیت زمان نصب جدا از زمان پردازش و با تابع هدف مجموع زمانهای تکمیل کارها مورد بررسی قرار داد. پس از آن آلدوویزان (2001) [9] همین مسئله را به کمک روش شاخه و کران حل کرد. بعدها هر دوی این محققان کار خود را برای همین مسئله در حالت سه ماشین تعمیم دادند. شیو30(2004) [48] مسئله F_2 |nwt,s_ij |∑▒C_i را به کمک نمایش مسئله به فرم مسئله فروشنده دورهگرد31 به کمک الگوریتم کلونی مورچگان32 حل کرد و نشان داد که نتایج حاصل از آن بهتر از روشهای ابتکاری است که توسط اللهوردی و آلدوویزان بدست آمده بود.
2-2-2. سیستم تولید جریانی با بیش از دو ماشین
در این دسته پژوهشهای زیادی انجام شده است که از آن جمله میتوان به پژوهش انجام شده توسط توکلی مقدم و همکارانش(2008) [50] اشاره کرد که مسئله زمانبندی تولید جریانی بدون انتظار با توابع هدف مینیممسازی متوسط زمان تکمیل وزنی33 و متوسط دیرکرد وزنی34 را به کمک الگوریتم سیستم ایمنی مصنوعی حل کرد. بابک جوادی و همکارانش(2008) [27] مسئله چند هدفه سیستم جریانی بدون انتظار فازی را به کمک برنامهریزی خطی حل کرد. که پن35 و همکارانش(2009) [41] همین مسئله را با توابع هدف مینیممسازی بیشینه زمان تکمیل و مینیممسازی بیشینه دیرکرد به کمک الگوریتم دیفرانسیل تکاملی حل کرد. یوتسنگ36 و تای لین37(2010) [52] مسئله مورد بحث را توسط الگوریتم ژنتیک ترکیبی حل کردند. ونگ38 و همکارانش نیز(2010) [55] روشی بر پایه الگوریتم جستجوی ممنوع39 به نام جستجوی ممنوع شتاب داده شده40 برای حل مسئله زمانبندی تولید جریانی بدون انتظار با تابع هدف مینیممسازی بیشینه دیرکرد ارائه کردند که در آن از سه روش ابتکاری جهت تولید جواب کاندیدا استفاده شده بود. در ادامه پژوهشهای انجام شده چینگ یینگ41 و همکارانش(2012) [58] مسئله تولید جریانی بدون انتظار را در شرایط تولید سلولی و با محدودیت زمان نصب وابسته به گروهبندی کارها مورد مطالعه قرار دادند. ناگانو42 و همکارانش(2013) [47] این مسئله را با در نظر گرفتن زمانهای نصب جدا از زمان پردازش بررس کرده و روش حلی با رویکرد جستجوی خوشهبندی تکاملی43 برای این مسئله با تابع هدف زمان درجریان ساخت نهایی44 ارائه کردند. داوندرا 45و همکارانش(2013) [12] با بهرهگیری از الگوریتم تاکید خود سازمانی گسسته جوابهای نسبتا خوبی برای مسئله تولید جریانی بدون انتظار با هدف مینیممسازی ماکزیمم زمان تکمیل بدست آوردند.
2-2-3. سیستم تولید جریانی منعطف
تحقیقات انجام شده در این دسته خود به دو بخش سیستمهای تولید جریانی منعطف با دو ایستگاه کاری یا بیش از دو ایستگاه کاری تقسیمبندی میشوند. اما در کل پژوهشهای انجام شده در این دسته از نظر فراوانی بسیار کمتر از دو دسته قبل است. برای مثال، ونگ46 و لیو47(2013) [56] مسئله تولید جریانی بدون انتظار را در محیطی مشتمل بر دو ایستگاه کاری مورد بررسی قرار دادند و روش حلی بر پایه الگوریتم ژنتیک برای این مسئله ارائه کردند. جولایی48 و همکارانش(2013) [28] این مسئله را با دو تابع هدف مینیممسازی بیشینه زمان تکمیل و مینیممسازی بیشینه دیرکرد بررسی کرده و به کمک رویکرد دو هدفه الگوریتم تبرید شبیهسازی شده به حل آن پرداختند. همچنین همین نویسنده به کمک همکارانش (2009) [29] به بررسی این مسئله در شرایط وجود بیش از دو ایستگاه کاری و وجود احتمال رد سفارشات پرداخته و با رویکرد پنجرههای زمانی49 مدل ریاضی این مسئله را ارائه کرده است همچنین با استفاده از الگوریتم ژنتیک روش حلی نیز برای آن ارائه داده است.
مقالات مورد بررسی در این بخش در جدول(2-4) آورده شدهاند.
جدول 4 جدول 2-4. مسائل تولید جریانی با محدودیت پردازش بدون انتظار
نویسندهمسئلهرویکردسالشماره ارجاعآلدوویزانF_2 |nwt,s_ij |∑▒C_j -19988آلدوویزانF_2 |nwt,s_ij |∑▒C_j شاخه و کران20019شیو و همکارانF_2 |nwt,s_ij |∑▒C_i با رویکرد تبدیل مسئله به فروشنده دورهگرد با الکوریتم کلونی مورچگان حل شد.48توکلی مقدم و همکارانF_m |nwt| (∑▒〖W_i C〗_i )/(∑▒W_i ),(∑▒〖W_i T_i 〗)/(∑▒W_i )رویکرد چند هدفه الگوریتم سیستم ایمنی مصنوعی200850جوادی و همکارانF_m |nwt| (∑▒〖W_i C〗_i )/(∑▒W_i ),(∑▒〖W_i E_i 〗)/(∑▒W_i )رویکرد چند هدفه فازی به کمک برنامهریزی خطی200827که پن و همکارانF_m |nwt| C_max,L_maxالگوریتم دیفرانسیل تکاملی200941تسنگ و تای لینF_m |nwt| C_maxالگوریتم ترکیبی ژنتیک201052ونگ و همکارانF_m |nwt| L_maxالگوریتم جستجوی ممنوع شتابدهی شده201056چینگ یینگ و همکارانF_m |nwt,cell| C_maxسه الگوریتم بر پایههای الگوریتمهای ژنتیک، تبرید شبیهسازی شده و تکرار حریصانه201258ناگانو و همکارانF_m |nwt| ∑▒C_i رویکرد جدید جستجوی خوشهبندی تکاملی201247داوندرا و همکارانF_m |nwt| C_maxالگوریتم تاکید خود سازمانی گسسته201312
2-3. زمان نصب وابسته به توالی کارها
به زمان صرف شده جهت آمادهسازی ماشین برای انتقال کار روی آن زمان نصب میگویند. زمان نصب عموما صرف نصب ابزارهای لازم روی ماشین، تمیزکاری و … میشود. با نگاهی کلی به تاریخ پژوهشهای انجام شده در حوزه زمانبندی میتوان دریافت که تا دههها زمان نصب در ادبیات زمانبندی به کلی نادیده گرفته میشده است و عموما جزیی از زمان پرداش کار در نظر گرفته میشده است. این رویه شاید در برخی صنایع قابل توجیه باشد اما لزوم در نظر گرفتن زمان نصب بطور جداگانه در بسیاری از موارد غیر قابل انکار است.
به طور کلی مسائل زمانبندی از حیث در نظر گرفتن زمان نصب به دو دسته کلی تقسیم میشوند: در دسته اول که زمان نصب مستقل از توالی50 نامیده میشود و در آن زمان نصب یک کار بر روی ماشین تنها به خود آن کار بستگی دارد و به کار قبل از آن و یا اصطلاحا به توالی وابسته نیست. دسته دوم که آن را زمان نصب وابسته به توالی کارها51 مینامند به حالتی اطلاق میشود که زمان نصب یک کار روی ماشین به کار قبلی که روی آن ماشین نصب شده است نیز بستگی دارد. در این دسته حالت خاص دیگری نیز وجود دارد که آن را زمان نصب وابسته به گروههای کاری52 مینامند که به معنای این است که زمان نصب کارهای درون یک گروه کاری با گروه کاری دیگر متفاوت است و اگر دو کار از دو گروه متفاوت بلافاصله روی ماشین قرار بگیرند زمان نصب بزرگتری نسبت به حالتی دارد که کارهای یک گروه پشت سر هم قرار بگیرند.
اهمیت مدنظر قرار دادن زمان نصب به عنوان عاملی تاثیرگذار در بهرهوری سیستم تولیدی در تحقیقات متعددی مورد بحث قرار گرفته است. فلین53 [19] تاثیر زمانهای نصب وابسته به توالی را مورد تحقیق قرار داده است و ورتمن54 [57] فاکتورهایی که بیشترین تاثیر را در عملکرد سیستم دارند مورد بررسی قرار داد که در آن زمان نصب یکی از موثرترین راهها برای بهبود خدمات به مشتریان و کاهش هزینههای انبارداری معرفی شده است.
اگرچه محدودیت زمان نصب وابسته به توالی در اغلب چیدمانهای مسائل زمانبندی مورد مطالعه قرار گرفته است اما از آنجا که مسئله مورد بحث در حوزه تولید جریانی است در ادامه تنها به ارائه مهمترین مطالعات انجام شده در مسائل زمانبندی با محدودیت زمان نصب وابسته به توالی کارها در محیطهای مختلف سیستم تولید جریانی و به خصوص در سیستمهای تولید جریانی بدون انتظار اکتفا میشود.
2-3-1. سیستمهای تولید جریانی
سیستم تولید جریانی مشتمل بر تعدادی ماشین است که به طور متوالی قرار گرفتهاند و کارها عموما با ترتیب یکسانی روی ماشینها پردازش میگردند. در نظر گرفتن محدودیت زمان نصب وابسته به توالی کارها میتواند معیارهای بهینهسازی را در چنین سیستمهایی تحت تاثیر قرار دهد. وانچیپورا55 و سریدهاران56 [54] برای مسئله F_m |s_ijk |C_max دو الگوریتم جهت تخصیص زمانهای نصب تعریف کرده و سپس مسئله را با روشی ابتکاری بر پایه ساختن توالی حل کردهاند. میرابی57 [36] نیز همین مسئله را به کمک رویهای ترکیبی از الگوریتم ژنتیک حل کرده است.
سیستمهای تولید جریانی منعطف نیز ساختاری مشابه سیستم تولید جریانی ساده دارند، با این تفاوت که حداقل در یکی از ایستگاههای کاری بیش از یک ماشین وجود دارند. لذا مسئله مورد بحث تعمیمی از حالت مسئله ماشینهای موازی است. میرصانعی58 و همکارانش [37] این مسئله را با هدف بیشینه زمان تکمیل کارها مطالعه نموده و رویه حلی با رویکرد الگوریتم تبرید شبیهسازی شده برای آن ارائه نمودند. حکیمزاده59 و زندیه [25] مسئله فوق را با در نظر گرفتن دو تابع هدف و نیز وجود بافرهای محدود بین ایستگاههای کاری حل کردند.
2-3-2. سیستمهای تولید جریانی بدون انتظار
سیستمهای تولید جریانی بدون انتظار از نظر نحوه چیدمان ماشینآلات تفاوتی با سیستمهای تولید جریانی بدون انتظار ندارند، تنها تفاوت در نحوه پردازش بدون انتظار کارها روی ماشینآلات است. در چنین شرایطی زمان نصب وابسته به توالی کارها میزان تاخیر احتمالی در شروع کار روی ماشین اول را که برای تامین شرایط پردازش بدون انتظار لازم است تحت تاثیر قرار میدهد.
عرب عامری60 و سلماسی61(2013) [10] نیز روش حلی با رویکرد الگوریتم ترکیبی بهینهسازی تجمعی ذرات62 و جستجوی ممنوع برای مسئله F_m |nwt,s_ijk |∑▒〖w_j^’ E_j+w_j^” T_j 〗 پیشنهاد دادند. گاوو63 و همکارانش [21] مسئله تولید جریانی بدون انتظار را با محدودیت زمان نصب وابسته به توالی و تابع هدف زمان در جریان کل بررسی نموده و چهار رویه ابتکاری برای حل آن پیشنهاد دادهاند. رمضانی64 و همکاران [43] مسئله سیستم تولید جریانی منعطف بدون انتظار را در حالتی که ماشینهای درون هر ایستگاه عملکرد مشابه و نسبتهای سرعت مشخص دارند مدنظر قرار داده و به کمک رویکرد ترکیبی فراابتکاری به حل آن پرداخته است.
پژوهشهای مرور شده در این بخش در جدول(2-5) خلاصه شدهاند.
جدول 5 جدول 2-5. مسائل سیستم تولید جریانی با محدودیت زمان نصب وابسته به توالی کارها
نویسندهمسئلهرویکردسالشماره ارجاعوانچیپوراو سریدهارانF_m |s_ijk |C_maxروش ابتکاری بر پایه ساختن جواب201354میرابیF_m |s_ijk |C_maxرویه ترکیبی براساس الگوریتم ژنتیک201436میرصانعی و همکارانF_m |s_ijk |C_maxالگوریتم شبیهسازی تبرید201137حکیم زاده و زندیهF_m |s_ijk,b| C_max,∑▒T_j چند رویه فراابتکاری201225عرب عامری و سلماسیF_m |nwt,s_ijk |∑▒〖w_j^’ E_j+w_j^” T_j 〗الگوریتم ترکیبی از بهینهسازس تجمعی ذرات و جستجوی ممنوع201310گاوو و همکارانF_m |nwt,s_ijk |∑▒C_j چهار رویه ابتکاری201321رمضانی و همکاران〖FF〗_m |nwt,s_ijk |C_maxسه روش فراابتکاری بر پایه الگوریتمهای ژنتیک، تبرید شبیهسازی شده و تکرار حریصانه201343
2-4. محدودیت کاری ماشینآلات
محدودیت کاری ماشینآلات به این معنی است که هر ماشین پس از انجام حجم مشخصی از کار از دسترس خارج میشود که این مسئله میتواند دلایل متعددی همچون انجام تعمیرات اساسی و … داشته باشد. برای مثال یک ماشین پرس عموما بعد از انجام تعداد مشخصی پرس جهت تنظیم، تعویض روغن و تعمیرات برای مدتی از دسترس خارج میگردد. پیادهسازی این محدودیت در مسائل بهینهسازی معمولا به دو صورت انجام میشود: در دسته اول مسائل، ماشینها پس از گذراندن تعداد یا حجم مشخصی از کار از دسترس خارج میگردند و در دسته دوم، ماشینها پس از سپری کردن زمان مشخصی از لحظه شروع به کار از دسترس خارج میشوند. به کار بردن هر کدام از این دو رویکرد به ویژگیهای ماشینآلات و محصول تولیدی بستگی دارد. محمدی65 و فاطمی قمی66 [38] مسئله محدودیت ساعات کاری ماشینآلات را با در نظر گرفتن زمان نصب وابسته به توالی کارها در محیط تولید جریانی مورد مطالعه قرار دادند و آن را با رویکردی ابتکاری بر پایه الگوریتم ژنتیک حل نمودند. همین نویسنده به کمک همکارانش [39] دو روش الگوریتمی جدید را نیز برای مسئله تولید جریانی همراه با محدودیت حجم کاری، زمان نصب وابسته به توالی و تولید بر مبنای تقاضا ارائه کردند. جورجیادیس67 و پولیتو68 [22] نیز همین محدودیت را در حالتی که تعداد کار پردازش شده در روز محدود باشد در سیستمهای تولید جریانی بررسی کردند. بابایی69 و همکاران [11] نیز مسئله بهینهسازی همزمان تولید محصولات بر پایه تقاضا و زمانبندی را در محیط تولیدی جریانی مطالعه نموده و برای آن به کمک الگوریتم ژنتیک جوابهای با کیفیتی بدست آوردند.
مقالات مروری در این بخش در جدول(2-6) خلاصه شدهاند.
جدول 6 جدول 2-6. مسائل سیستم تولید جریانی با محدودیت حجم کاری ماشینآلات
نویسندهمسئلهرویکردسالشماره ارجاعمحمدی و فاطمی قمیF_m |s_ijk |〖MIN〗_costالگوریتم ژنتیک201138محمدی و همکارانF_m |s_ijk |〖MIN〗_costدو الگوریتم ترکیبی جدید201139جورجیادیس و پولیتوF_m ||〖MIN〗_costرویه فراابتکاری جدید201322بابایی و همکارانF_m ||〖MIN〗_costالگوریتم ژنتیک201311
2-5. استراتژیهای مدیریت تولید
مدیریت تولید به معنای تعیین میزان تولید محصولات با استفاده از پیشبینیهای انجام شده از نیاز بازار، تعیین زمان مناسب تحویل و … است. همانطور که از تعریف برمیآید مدیریت تولید به دلیل مشخص نمودن تعداد کارها و موعد تحویل ارتباط تنگاتنگی با زمانبندی تولید محصولات دارد. یکی از مهمترین مسائل در مدیریت تولید این مسئله است که محصول با رویکرد تولید برای سفارش تولید شوند یا با استراتژی تولید برای ذخیره [24]. در استراتژی تولید برای سفارش، محصولات یک سفارش تنها از زمانی که سفارش به سیستم تولیدی ابلاغ میشود توانایی تولید شدن دارند. استراتژی تولید برای ذخیره نیز تعداد محصولات را با توجه به نیاز بازار و سهم محیط تولیدی از بازار پیشبینی مینماید. از اصلیترین اشکالات استراتژی تولید برای ذخیره هزینه نگهداری محصولات است. استراتژی تولید برای سفارش هم به دلیل متغیر بودن تعداد و حجم سفارشات و لزوم تحویل به موقع جهت کسب رضایت مشتری زمانبندی را مشکلتر خواهند کرد. از این رو در سالهای اخیر توجه به استراتژیهای ترکیبی مدیریت تولید رو به افزایش بوده است. یوسف70 و همکاران [24] تاثیر زمانبندی بر استراتژیهای ترکیبی تولید برای ذخیره و تولید برای سفارش را در زمانبندی تک ماشین در مقاله مفصلی مورد بحث قرار داده است. در این مقاله او محصولات را به دو گروه تقسیم کرده است: تعداد زیادی از محصولات که تقاضای کمی دارند و تعداد کمی از محصولات که تقاضا برای آنها زیاد است. در نهایت محصولات با تقاضای زیاد را با استراتژی تولید برای ذخیره و محصولات با تقاضای کم را با رویه تولید برای سفارش به خط تولید میفرستد. همین رویکرد توسط آدان71 و وال72 [7] نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. عیوضی73 و همکاران [16] نیز مدل توسعه یافتهای بر مبنای زمانبندی و کنترل تولید نیمههادیها ارائه کردند که در آن دو رویکرد برای اولویت دادن به کارهای تولید برای سفارش و تولید برای ذخیره وجود دارد. زائر پور74 و همکاران [59] نیز ساختار تصمیمگیری برای ترکیب استراتژیهای تولید را مورد بررسی قرار داده و با رویهای ترکیبی از رویکردهای ایاچپی75 و تاپسیس76 به اتخاذ تصمیم پرداخته است.
مقالات مروری در این بخش در جدول(2-7) خلاصه شدهاند.
جدول 7 جدول 2-7. مسائل با محدودیت استراتژیهای ترکیبی مدیریت تولید
نویسندهمسئلهرویکردسالشماره ارجاعیوسف و همکاران1||C_max-200424آدان و وان–19987عیوضی و همکاران–200916زائرپور و همکاران-AHP,TOPSIS200959
2-6. تابع هدف
گسترش مفاهیم تولید به موقع77 اهمیت زمانهای زودکرد را برای دانشمندان علم زمانبندی بیش از پیش روشن کرده است. پس از بکارگیری موفق این مفاهیم در صنعت و تاثیر قابل توجه آن بر عملکرد تولید و کاهش موجودی انبار تعداد پژوهشهای زمانبندی که به این مسئله توجه نشان داده بودند افزایش چشمگیری یافت. در عمل محصولاتی که زودتر از موعد ساخته میشوند باید به انبار بروند و محصولاتی که دیرتر از موعد تحویل میگردند نیز نارضایتی مشتریان را در پی دارند. از آنجا که بسته به شرایط اهمیت این دو هزینه برای هر کدام از کارها میتواند متفاوت باشد، ضرایب وزنی هزینهها برای هرکار متفاوت تعریف میگردد.
در کنار رشد تحقیقات زمانبندی که درآنها مفهوم تولید به موقع مدنظر قرار گرفته است، پژوهشهایی نیز انجام شده است که با حفظ مفهوم تولید به موقع به سایر هزینههای موجود در سیستم نیز پرداختهاند. در این تحقیقات هزینههایی نظیر عدم پذیرش کارها، هزینههای انبارداری و … نیز در نظر گرفته میشوند.
در این نمونههایی از تحقیقات انجام شده در زمینه تولید جریانی بدون انتظار که در آنها رویکرد تولید به موقع به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده است مرور میشوند.
عرب عامری و سلماسی [10] مسئله زمانبندی تولید جریانی بدون انتظار را با محدودیت زمان نصب وابسته به توالی کارها و با محدودیت مجموع زمانهای زودکرد و دیرکرد وزنی به کمک الگوریتم ترکیبی بهینهسازی تجمعی ذرات و جستجوی ممنوع حل کردند. جولایی و همکاران [29] نیز با حفظ مفهوم تولید به موقع تابع هدفی شامل مجموع وزنی زودکردها و دیرکردها و ضرر ناشی از رد سفارشات جهت رسیدن به بیشینه سود حاصل از پردازش کارها برای مسئله تولید جریانی بدون انتظار تعریف کردند.
در جدول(2-8) پژوهشهای مرور شده در این بخش به اختصار آورده شدهاند.
جدول 8 جدول 2-8. مسائل سیستم تولید جریانی با تابع هدفهای تولید به موقع
نویسندهمسئلهرویکردسالشماره ارجاععرب عامری و سلماسیF_m |nwt,s_ijk |∑▒〖w_j^’ E_j+w_j^” T_j 〗الگوریتم ترکیبی از بهینهسازس تجمعی ذرات و جستجوی ممنوع201310جولایی و همکاران〖FF〗_m |nwt|〖MAX〗_benefitالگوریتم ژنتیک200929
2-7. جمعبندی
در این فصل، ابتدا به کمک رویکرد سه نمادی به طبقهبندی مسائل زمانبندی پرداخته شد. پس از آن ادبیات سیستم تولید جریانی منعطف بدون انتظار تشریح گردید. در ادامه فصل جهت مرور ادبیات موضوع مورد بررسی مقالات و پژوهشهای انجام شده به تفکیک محدودیتها و تابع هدف تحقیق مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به مطالب عنوان شده در این فصل تحقیق پیش رو از جنبه تابع هدف، کاربرد رویکردهای مدیریت تولید در زمانبندی و بکارگیری مسئله محدودیت ساعات کاری در محیط سیستم تولیدی تولیدی منعطف بدون انتظار نوآوری دارد.
فصل سوم

مدل ریاضی پیشنهادی
3-1. مقدمه
رویکردهایی همچون برنامهریزی خطی و غیرخطی، برنامهریزی عدد صحیح و … به عنوان رویکردهای دقیق برای بدست آوردن جواب از توانایی محدودی برخوردارند. با پیچیده شدن مسائل دنیای واقعی این واقعیت بیش از پیش برای دانشمندان روشن گردید که برای حل مسائل جدید به ابزارهایی کارآمدتر نیازمندند. از این رو امروزه تمرکز مطالعاتی از بدست آوردن جواب دقیق توسط این روشها به بدست آوردن جوابهای نزدیک به بهینه به کمک روشهای ابتکاری و فراابتکاری معطوف گردیده است. اگر چه روشهای دقیق امروزه بسیار کمتر مورد استفاده قرار میگیرند اما همچنان به عنوان ابزاری برای اعتبارسنجی روشها و مدلها بسیار سودمندند.
در این فصل، مسئله زمانبندی تولید جریانی منعطف با محدودیت ساعات کاری ماشینآلات و زمانهای نصب وابسته به توالی کارها و نیز با درنظر گرفتن رویکرد مدیریت تولید ترکیبی تولید برای سفارش و تولید برای ذخیره مورد بررسی قرار میگیرد. در ادامه مدل ریاضی ارائه شده برای این مسئله به طور کامل تشریح شده و اعتبارسنجی میگردد.
3-2. تعریف مسئله
مسئله زمانبندی تولید جریانی منعطف با محدودیت ساعات کاری ماشینآلات و زمانهای نصب وابسته به توالی کارها و نیز با درنظر گرفتن رویکرد مدیریت تولید ترکیبی تولید برای سفارش و تولید برای ذخیره به صورت زیر ارائه میگردد:
یک محیط صنعتی با قابلیت تولید N محصول متفاوت و مستقل در نظر گرفته میشود. چیدمان ماشینآلات در این محیط تولیدی به صورت سیستم جریانی منعطف است، به این معنی که حداقل در یکی از ایستگاههای کاری بیش از یک ماشین وجود دارد. ماشینهای موجود در هر ایستگاه کاری کاملا مشابه هستند و هر کدام مقدار زمان مشخصی میتوانند در حال کار باشند و پس از آن از دسترس خارج میشوند. هر سیستم تولیدی با توجه به پیشبینیهای انجام شده براساس فروش قبلی خود سهم مشخصی از بازار را برای خود متصور است. از طرفی سیستم تولیدی ممکن است سفارشاتی را نیز دریافت کند(برای مثال سفارشات صادراتی یا تولید محصول برای یک ارگان مشخص). این سفارشات در زمان خاصی به سیستم تولیدی ارائه شده و موعد تحویل مشخصی دارند. معیار بهینهسازی این مسئله به حداقل رساندن هزینههای ناشی از رد کردن سفارشات، تحویل ناقص سفارشات(به دلیل محدودیت ظرفیت تولید) و هزینههای ناشی از زودکرد و دیرکرد تحویل سفارشات است. برای هر کدام از هزینههای ذکر شده براساس اهمیتی که برای مدیریت دارد ضرایب وزنی مشخصی در نظر گرفته میشود. برای درک بهتر مسئله نمای کلی محیط تولیدی در شکل(3-1) نشان داده شده است.
3-2-1. مفروضات مسئله
مفروضات زیر بر مسئله مورد بررسی حاکم است:
هر ماشین در هر لحظه تنها توانایی پردازش یک کار را دارد و هر کار در هر ایستگاه تنها باید بر روی یک ماشین پردازش شود.
هر سفارش شامل تعداد مشخصی از هر کدام از محصولات قابل تولید است.
کارهایی که برای ذخیره در انبار و براورده کردن سهم بازار تولید میشوند از لحظه صفر در دسترس خواهند بود و تا پایان افق برنامهریزی برای تکمیل تولید فرصت دارند.

دسته بندی : پایان نامه ارشد

پاسخ دهید