مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

مرکز دانلود تحقیق رايگان دانش آموزان و فروش آنلاين انواع مقالات، پروژه های دانشجويی،جزوات دانشگاهی، خلاصه کتاب، كارورزی و کارآموزی، طرح لایه باز کارت ویزیت، تراکت مشاغل و...(توجه: اگر شما نویسنده یا پدیدآورنده اثر هستید در صورت عدم رضایت از نمایش اثر خود به منظور حذف اثر از سایت به پشتیبانی پیام دهید)

نمونه سوالات کارشناسی ارشد دانشگاه پیام نور (سوالات تخصصی)

نمونه سوالات کارشناسی دانشگاه پیام نور (سوالات تخصصی)

نمونه سوالات دانشگاه پيام نور (سوالات عمومی)

کارآموزی و کارورزی

مقالات رشته حسابداری و اقتصاد

مقالات علوم اجتماعی و جامعه شناسی

مقالات روانشناسی و علوم تربیتی

مقالات فقهی و حقوق

مقالات تاریخ- جغرافی

مقالات دینی و مذهبی

مقالات علوم سیاسی

مقالات مدیریت و سازمان

مقالات پزشکی - مامایی- میکروبیولوژی

مقالات صنعت- معماری- کشاورزی-برق

مقالات ریاضی- فیزیک- شیمی

مقالات کامپیوتر و شبکه

مقالات ادبیات- هنر - گرافیک

اقدام پژوهی و گزارش تخصصی معلمان

پاورپوئینت و بروشورر آماده

طرح توجیهی کارآفرینی

آمار سایت

آمار بازدید

  • بازدید امروز : 1870
  • بازدید دیروز : 2206
  • بازدید کل : 13043533

مقاله 104-مدلسازی و حل مسئله زمانبندی جریان کارگاهی با زمانهای تنظیم وابسته به توالی91ص


مقاله 104-مدلسازی و حل مسئله زمانبندی جریان کارگاهی با زمانهای تنظیم وابسته به توالی91ص

104مدلسازی و حل مسئله زمانبندی جریان کارگاهی با زمانهای تنظیم وابسته به توالی91ص

 

فصل 1

کلیات

1-1- مقدمه

برنامه ريزي1 عبارتست از تصميم گيري براي آينده و برنامه ريزي توليد به معني تعيين استراتژي توليد به جهت نحوه تخصيص خطوط توليدي براي پاسخگويي به سفارشات مي باشد. از برجسته ترين موارد در تهيه برنامه زماني توليد جهت خطوط توليدي، تعيين اندازه انباشته و توالي سفارشات و نحوه تخصيص منابع در طول زمان است [1].

ما همواره در مکالمات روزمره خود از اصطلاح زمانبندي2 استفاده مي کنيم، هر چند که ممکن است هميشه تعريف مناسبي از آن در ذهن نداشته باشيم. در حقيقت مفهوم آشنايي که ما عموما از آن استفاده مي کنيم فهرستي از برنامه هاست و نه زمانبندي. مستندات و برنامه هاي ملموس همچون برنامه کلاسي، برنامه حرکت اتوبوس و غيره. يک برنامه معمولا به ما مي گويد کي وقايع اتفاق مي افتد. جواب به سئوالاتي که با کي شروع مي شوند، معمولا اطلاعاتي در مورد زمان به ما مي دهد. حرکت اتوبوس از ساعت 6 شروع مي شود و تا ساعت 20 ادامه دارد. شام در ساعت 21 سرو خواهد شد و مواردي از اين دست. در برخي موارد نيز پاسخ ها به توالي وقايع اشاره مي کند. اتوبوس پس از روشن شدن هوا حرکت مي کند و شام پس از نظافت سالن سرو مي شود. بنابراين سئوالاتي که با کي شروع مي شوند، با اطلاعاتي در مورد زمان و يا توالي وقايع، که از برنامه بدست مي آيد پاسخ داده مي شوند. فرآيند ايجاد برنامه، تحت عنوان زمانبندي شناخته مي شود. هر چند که عموما برنامه ها ملموس و ساده به نظر مي رسند، اما فرآيند ايجاد آنها بدون درک عميقي از زمانبندي، پيچيده است. تهيه شام يک مسئله زمانبندي روزمره است که نيازمند انجام دادن کسري از فعاليتها است. مسائل زمانبندي در صنعت نيز ساختار مشابهي دارند. آنها شامل مجموعه اي از فعاليتها و مجموعه اي از منابع موجود جهت انجام آن فعاليتها است. همچنين در صنعت برخي از تصميمات تحت عنوان تصميمات برنامه ريزي شناخته مي شوند. فرآيند برنامه ريزي، منابع لازم جهت توليد و مجموعه فعاليتهاي مورد نياز جهت زمانبندي را تعيين مي کند. در فرآيند زمانبندي، ما نيازمند تعيين نوع و مقدار هر منبع هستيم و نتيجتا مي توانيم زمان شدني اتمام کارها را مشخص کنيم [2]. زمانبندي، فرآيند تخصيص منابع محدود به فعاليت ها در طول زمان، جهت بهينه سازي يک و يا چند تابع هدف است. منابع شامل نيروي انساني، ماشين آلات، مواد، تجهيزات کمکي و غيره مي باشند.

 

عمليات هاي ماشين آلات، حرکتها، انتقالات و بارگيري ها و غيره نيز به عنوان مثالهايي از فعاليت مطرح مي باشند. فعاليت ها مي توانند داراي زودترين زمان شروع، ديرترين زمان خاتمه و زمان تحويل باشند. هدف از زمانبندي نيز مواردي چون حداقل زمان تکميل جهت يک مجموعه از سفارشات، حداقل ديرکرد، حداکثر تعداد فعاليتها و يا سفارشات تکميل شده در يک زمان مشخص، حداقل هزينه هاي راه اندازي، حداقل تعداد کارها يا سفارشات با تاخير، حداکثر استفاده از منابع، حداقل موجودي مياني، تعادل در استفاده از منابع و غيره است. حال با توجه به اهداف مورد نظر و با عنايت به محدوديت هاي موجود، از قبيل ظرفيت توليد، ظرفيت منابع، ميزان موجودي منابع، محدوديت بودجه و محدوديت زمان، مسئله زمانبندي و يا تخصيص منابع به فعاليتهادر طول زمان انجام مي گيرد[3].

همانگونه که اشاره شد زمانبندي، تخصيص منابع در طول زمان براي اجراي مجموعه اي از وظايف است. اين تعريف دو مفهوم مختلف را در بردارد. اولا زمانبندي نوعي تصميم گيري است و فرايندي است که در جريان آن برنامه زماني تعيين مي شود. ثانيا زمانبندي مبحثي نظري است که مجموعه اي از اصول، مدلها، روشها و نتايج منطقي را در برمي گيرد، که براي ما بينشي عميق در مورد عمل زمانبندي فراهم مي آورد.

قدمهاي دستيابي به تصميمات زمانبندي را طبق رويکردي سيستمي مي توان توصيف کرد. رويکرد سيستمي نشانگر ساختاري رسمي است که در عملکرد مديريتي امروزي از حمايتي فزاينده برخوردار است. چهار مرحله اصولي رويکرد سيستمي، فرمولبندي، تحليل، ايجاد و ارزيابي مي باشد. در مرحله اول، اساسا مسئله را تعريف و ضابطه هاي حاکم بر تصميم گيري را تعيين مي کنند. اين فعاليت، اغلب پيچيده و بغرنج است، ولي تصميمات مناسب و خوب بدون تعريف روشن مسئله و مشخص کردن صريح اهداف به ندرت ممکن است اتخاذ شود. تحليل، فرآيند مشروح بررسي عناصر مسئله و روابط متقابل آنها با يکديگر است. هدف از اين مرحله تعريف متغيرهاي تصميم گيري و نيز تشخيص روابط آنها با محدوديتهايي است که بايد از آن پيروي کند. مرحله ايجاد، فرآيند ساختن گزينه هاي مختلف جواب مسئله و نقش آن، تعيين گزينه هاي ممکن است. بالاخره، ارزيابي مشتمل بر فرآيند مقايسه گزينه هاي امکانپذير و انتخاب گزينه مطلوب جهت به کارگيري است. البته اين انتخاب مبتني بر ضابطه هايي است که در وهله نخست تعيين شده است.

بررسي مدلها و روشهاي زمانبندي به توسعه مهارتها جهت صحت خروجي هاي مرتبط با مراحل چهارگانه کمک خواهد کرد. فرمولبندي ضابطه تصميم گيري شايد مشکلترين فرم از اين چهار مرحله باشد. آشنايي با مدلهاي مناسب به انجام فرآيندهاي تحليل و ترکيب کمک مي کند. مدلهايي که بررسي مي شود عناصر و روابط متقابل مهمي دارد که بارها در مسائل زمانبندي مشاهده مي شود. تئوري زمانبندي اصولا با مدلهاي رياضي سروکار دارد، يعني بين کار زمانبندي و توسعه مدلهاي زمانبندي رابطه برقرار مي کند و بطور پيوسته آنها را با مسائل نظري و عملي محک مي زند. ديدگاه نظري به طور غالب، داراي رويکري کمي است و سعي آن دست يافتن به ساختار مسئله در قالب شکل فشرده رياضي است. به ويژه اين رويکرد کمي، بابت تفسير اهداف تصميم گيري در قالب يک تابع هدف صريح و بيان موانع تصميم گيري به صورت محدوديتهاي صريح بکار گرفته مي شود [2]. تابع هدف آرماني بايد در برگيرنده تمام هزينه هاي سيستم براي اجراي تصميمات مربوط به زمانبندي باشد. به هر حال، به هنگام اجراي آن در عمل، اندازه گيري يا حتي مشخص کردن کامل چنين هزينه هايي مشکل است. درحقيقت در فرآيند برنامه ريزي هزينه هاي عمده عملياتي، تعيين مي شوند، در حالي که تفکيک هزينه هاي کوتاه مدت دشوارتر است و آنها اغلب ثابت و به عنوان يک هزينه کلي به نظر مي آيند. با وجود اين، سه نوع اهداف تصميم گيري در زمانبندي عمده تر به نظر مي رسند: بهره برداري کارا از منابع، پاسخگويي سريع به تقاضا و انطباق دقيق موعدهاي تحويل تعيين شده. غالبا مي توان از يک ضابطه مهم هزينه اي مربوط به سنجش عملکرد سيستم (مانند زمان بيکاري ماشين، زمان انتظار براي انجام کار يا تاخير کار) به عنوان جانشيني براي هزينه کل سيستم استفاده کرد. رويکردهاي کمي مسائل مربوط به اين معيارها در همه تحقيقات موجود در زمينه زمانبندي يافت مي شود.

مي توان مسائل زمانبندي بر اساس ترکيب منابع و طبيعت کار، تقسيم بندي کرد. مدل مي تواند شامل يک و يا چند ماشين باشد. مجموعه کارها جهت فرآيند زمانبندي ممکن است ثابت باشد که در چنين شرايطي سيستم را ثابت مي ناميم. همچنين ممکن است در طول فرآيند زمانبندي، کارهاي جديد به سيستم اضافه شود که در اين شرايط سيستم پويا ناميده مي شود. معمولا دو نوع محدوديت در مسائل زمانبندي قابل بررسي است.

اولا، محدوديتهايي که مرتبط با دسترسي به منابع هستند.

ثانيا، محدوديتهاي تکنولوژيکي که در ترتيب انجام کارها وجود دارد.

جواب مسئله زمانبندي، يافتن راه حلي امکانپذير براي اين دو نوع محدوديت است، به طوري که «حل» هر مسئله زمانبندي برابر با پاسخگويي به دو سوال زير است:

کدام منبع براي انجام هر وظيفه تخصيص داده خواهد شد؟

هر وظيفه در چه وقت انجام خواهد شد؟

به عبارت ديگر، جوهره مسائل زمانبندي به تصميم گيري در مورد تخصيص منابع و توالي عمليات منحصر مي شود. نوشتارهاي زمانبندي مملو از مدلهاي رياضي براي پاسخگويي به اين دو سوال تصميم گيري است. به طور سنتي، مسائل زمانبندي به صورت مسائل بهينه سازي داراي محدوديت به ويژه مسائل مربوط به تخصيص منابع و توالي عمليات مورد بررسي قرار گرفته است. در پاره اي از موارد مسئله

 

زمانبندي تنها مربوط به تخصيص منابع است و در اين حالات مدلهاي برنامه ريزي رياضي معمولا مي توانند براي تعيين تصميمات در زمينه تخصيص منابع بهينه مورد استفاده قرار گيرند. عناصر مهم مدلهاي زمانبندي، کارها و منابع اند. در تحقيقات مربوط به زمانبندي، منابع نوعا بر حسب قابليتهاي کمي و کيفي خود مشخص مي شوند، به طوري که نوع و ميزان هر منبع در مدل مشخص مي شود. هر کار بر حسب اطلاعاتي از قبيل منبع مورد احتياج، مدت انجام آن کار، زماني که انجام آن را مي توان شروع کرد و زمان تحويل آن توصيف مي شود. به علاوه مجموعه اي از کارها بعضا مي توانند بر حسب محدوديتهاي تکنولوژيکي (روابط تقدمي) که در مورد عناصر متشکله آن صدق مي کند بيان شوند.

تئوري زمانبندي همچنين شامل يکسري تکنيک هاي متعدد جهت حل مسائل زمانبندي است. در واقع، شاخه زمانبندي به يک کانون مرکزي براي توسعه، کاربرد و ارزيابي روشهاي محاسباتي، تکنيک هاي شبيه سازي و رهيافت هاي حل ابتکاري1 مبدل شده است. انتخاب رويکرد مناسب براي حل مسئله به طبيعت مدل و تابع هدف مسئله وابستگي زيادي دارد. در برخي موارد، استفاده از تکنيک جابجايي جهت حل توصيه مي شود.

يک جنبه مفيد جهت استنباط ارتباط مسائل زمانبندي و روشهاي حل، شاخه جديد علوم کامپيوتر با نام تئوري پيچيدگي2 است. عبارت پيچيدگي به ميزان انرژي مورد نياز جهت حل الگوريتم، اشاره دارد. به عنوان مثال در نظر بگيريد که مي خواهيم يک الگوريتم را براي حل مسئله اي به اندازهnبکار گيريم (اندازه مسئله متناسب با مقدار اطلاعات مورد نياز براي تشخيص مسئله است). تعداد محاسبات مورد نياز جهت حل مسئله به وسيله يک الگوريتم خاص معمولا يک حد بالا بر اساس تابعي ازnدارد. چنانچه درجه بزرگي اين تابع با افزايش مقدارnبصورت يک چند جمله اي باشد، آنگاه ما مي گوييم الگوريتم، چند جمله اي است. به عنوان مثال اگر درجه بزرگي تابعn2باشد (بوسيلهO(n)2نمايش داده مي شود)، الگوريتم چند جمله اي است و اگر تابعO(n)2باشد تابع ديگر چند جمله اي نيست (در اين حالت نمايي است).

گروهي از مسائل در دسته و يا کلاس مسائل ترکيبي دشوار3 گروهبندي شده اند. در طول ساليان متمادي دانشمندان علوم رياضي و کامپيوتر هيچ الگوريتم چند جمله اي را براي اين دسته مسائل ارائه نکرده اند. مسائل بهينه سازي به دشواري اين مسائل و يا حتي دشوارتر از آن، به عنوان مسائل کاملا سخت4 شناخته مي شوند. در اين مسائل دستيابي به جواب بهينه بعضا دشوار و بسيار وقت گير خواهد بود. بنابراين توسعه روشهاي ابتکاري و دستيابي به جوابهاي نسبتا خوب در اين ارتباط با اين مسائل مي تواند کارايي بالايي داشته باشد. یک گروه آشنا از این دست مسائل، بحث زمانبندی و تصمیم گیری های مرتبط با آن می باشد.

 

در هر شرکت، يکی از مهمترين تصميمات مديران، انتخاب اندازه انباشته صحيح، انتخاب توالی توليد و همچنين زمانبندی است. به همين دليل، اين دسته مسائل در ادبيات پژوهش عملياتی، توجه بسياری از مقالات را به خود معطوف ساخته است. مسئله زمانبندی و اندازه انباشته به دو روش مختلف در ادبيات موضوع، مدل شده است. مسئله زمانبندی و اندازه انباشته گسسته که پنجره زمانی کوچک1 هم خوانده می شود، افق برنامه ريزی را به پريودهای زماني کوچک، تقسيم می کند به گونه ای که در هر پريود زمانی، حداکثر يک نوع محصول، قابل توليد است (شکل 1-1) [4]. در اين دسته از مسائل، اجراي تنظيم و توليد، تعداد صحيحی از پريودهای زمانی را شامل می شود. بنابراين اين مسئله، برخی مواقع، مسئله سيکل توليد2 نيز ناميده می شود [4] و بصورت گسترده ای در ادبيات موضوع، مطالعه شده است. در مقابل، مسئله زمانبندی و اندازه انباشته با محدوديت ظرفيت3(CLSP)با نام پنجره زمانی بزرگ4 معروف است. اين مسئله، پريودهای زمانی بزرگتر که در هر پريود چندين محصول می تواند توليد شود را در نظر می گيرد. مدير برنامه ريزی بايد مقادير توليد در هر پريود را به گونه ای که تمامی سفارشات در زمان مناسب پوشش داده شوند، برنامه ريزی کند.

 

 

 

 

افق بر نامه ریزی

شکل1-1 پنجره زمانی گسسته (در هر پریود زمانی تنها یک محصول تولید می شود)

 

دسته بندی کلی ديگر از تحقیقات انجام گرفته در زمينه مسائل زمانبندي بر اساس ماهیت و فضای محیط کاری و سیستم تولید است که بر اساس آن مسائل به چهار دسته تک ماشین، جریان کارگاهی، کار کارگاهی و تکنولوژی گروهی تقسیم بندی می شوند. حالت وجود یک ماشین جهت زمانبندی سفارشات کاملا مشخص است. در ادامه به شرح مختصري از بقیه فضاها پرداخته مي شود.

جریان کارگاهی، استقرار تجهیزات تولید5 بر اساس مراحل تولید هر محصول است و مواد در مسیر حرکت خود در هر مرحله تکمیل تر و نهایتا به محصول نهایی تبدیل می شود(شکل 1-2). در سیستم خط تولید، کارها6 به اجزاء کوچکتری به نام عملیات7 شکسته می شوند و هر عملیات بر روی یک ماشین

 

جداگانه انجام می شود. در حقیقت هر عملیات بعد از عملیات نخست، دقیقا یک پیش نیاز مستقیم و هر عملیات قبل از عملیات آخر، دقیقا یک پس نیاز مستقیم دارد [2]. بنابراین هر کار شامل یک توالی مشخص از عملیاتها است که به منظور تکمیل کار باید انجام شود. این نوع ساختار تحت عنوان ساختار پیش نیازی خطی شناخته می شود. این سیستم تولیدی جهت تولید محصولات در حجم بالا و تنوع پایین مناسب است.

 

 

 

 

 

 

 

 

شكل 1-2 جریان کارگاهی

 

در جریان کارگاهی، m ماشین مختلف وجود دارد که در مدل جریان کارگاهی خالص1، هر کار شامل m عملیات است که هر کدام باید روی یک ماشین خاص انجام شود. ماشین ها می توانند تحت عنوان ماشین های 1، 2، ... و m شماره گذاری شوند و عملیاتهای کار j نیز می تواند بوسیله زوج های (j،1)، (j،2) ... و (m,j)، نشان داده شود. بنابراین عملیاتها برابر با تعداد ماشین آلات است و هر کار باید روی تمامی ماشین آلات پردازش شوند (شکل 1-3). ولی در جریان کارگاهی عمومی2، برخی کارها ممکن است تعداد عملیاتهای کمتری را نیاز داشته باشند (کمتر از تعداد ماشین آلات یا m) و نتیجتا آنها بر روی تمامی ماشین آلات پردازش نمی شوند. همچنین عملیاتها ابتدایی و انتهایی تمامی کارها ماشین های شماره 1 و شماره m نخواهد بود (شکل 1-4).

 

 

 

 

 

شكل 1-3 سيستم خط توليد خالص

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شكل 1-4 سيستم خط توليد عمومي

 

مسائل کار كارگاهي از جریان کارگاهی متفاوت است. در این سیستم جریان کار هدایت شده نیست. اجزاء مسئلهmماشین وnکار است که باید زمانبندی شوند. هر کار همانند مدل خط تولید، شامل چند عملیات با ساختار پیش نیازی خطی است. در این سیستم استقرار تجهیزات تولید بر اساس نوع فرآیند است (شکل 1-5). هر چند یک کار می تواند هر تعداد عملیات داشته باشند، معمول ترین فرمولبندی کار گروهی، برای هر کار دقیقاmعملیات (یکی بر روی هر ماشین) مشخص می کند. یک مدل عمومی تر، پردازش یک کار بر روی یک ماشین، بیش از یک بار را مجاز می داند. هر ماشین می تواند به عنوان یک کارگاه جداگانه که ورودی و خروجی مخصوص به خود را دارد در نظر گرفته شود (شکل 1-6). مسلما این سیستم تولیدی قابلیت انطاف پذیری بالایی دارد و جهت تولید محصولات متنوع در مقادیر کم مناسب است [2].

 

 

 

 

 

 

 

شكل 1-5 سيستم کار كارگاهي

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شكل 1-6 هر ماشين مي تواند يك كارگاه مستقل باشد

 

تكنولوژي گروهي نيز به عنوان یک فلسفه تولید از تشابه قطعات به لحاظ طرح و ساخت استفاده نموده و با استفاده از گروهبندی قطعه (یا ماشین) به دنبال افزایش بهره وری تولید است. در واقع اين مورد يك حالت بينابين از دو محيط قبلي است. فضاي كاري در اين تحقيق بر اساس جریان کارگاهی در نظر گرفته شده است كه در ادامه به شرح آن مي پردازيم.

 

1-2- محدوده تحقیق و اهداف آن

سلولهاي توليدي1 معمولا شامل يك گروه از ماشين آلات كه به توليد محدوده مشخصي از خانواده ها2 تخصيص داده شده اند مي باشد. يك خانواده يك مجموعه اقلام3 است كه نيازمندي مشتركي به لحاظ ابزار و توالي هاي عملياتي دارند. در اين محيط، توليد سلولي نيازمند سه فعاليت برنامه ريزي، قبل از توليد واقعي است. نخست گروهبندي ماشين آلات در سلولهاي توليدي مختلف (فرم دهي سلولها4). دوم، اقلام باید به ماشين آلات مشخص در سلولهاي توليدي، تخصيص داده شوند (بار دادن به ماشين آلات5). سوم، اقلام باید در هر سلول توليدي زمانبندي شوند [5 و 6]. اغلب چنين مسائل زمانبندي شامل سلولهاي توليدي چندتايي و احتمالا پيچيده است. بنابراين تلاشهايی در جهت توسعه مفهوم زمانبندي جهت يك سلول توليدي در يك

 

زمان صورت گرفته است. اين بخش از تحقیق به مسئله زمانبندي چند سفارش1 دريافتي از چند مشتري در فضای جریان کارگاهی جایگشتی2 با فرض آنكه فعاليتهاي مرتبط با فرم دهي و بار دادن انجام گرفته، مي پردازد. هر سفارش مي تواند به عنوان يك خانواده و هر كار به عنوان يك قلم در نظر گرفته شود. البته يك تفاوت عمده وجود دارد و آن اين است كه همه سفارشات به ابزار و توالي هاي عملياتي يكساني نياز دارند.

در فرم دهي و باردادن سلولهاي توليدي، اقلام خانواده بر اساس توالي هاي عملياتي به سلولها تخصيص مي يابد. بنابراين جريان مواد و زمانبندي، حتي چنانچه اقلام توليدي نيازمند ابزار متفاوتي جهت تنظيمات باشند، ساده مي شود. در اين فرآيند ممكن است هر خانواده نيازمند ماشين آلات مشابهي باشد و مسلما اقلام با ترتيب مشخصي بر روي ماشين آلات پردازش مي شوند. اين سلولهاي توليدي سلول توليدي جریان کارگاهی خالص نام دارند و مشخص كننده جریان کارگاهی معمول مي باشند. اين شرايط در زمان وجود چندين خانواده با نيازمندي هاي متفاوت صادق نخواهد بود [5]. معمولا يك هزينه تنظيم عمده جهت تغيير پردازش از كارها در يك سفارش به سفارش ديگر نياز است.

یکی از شناخته شده ترین مسائل زمانبندی مسئله زمانبندی جریان کارگاهی است. این مسئله برای بیش از پنجاه سال در میان محققین جایگاه ویژه ای را برای خود باز کرده است. در این مسئله m مرحله بصورت سری وجود دارد که در هر مرحله یک ماشین یا بیشتر وجود دارد. n کار باید بر روی m ماشین پردازش شوند. هر کار بر روی هر ماشین، یک زمان پردازش مثبت دارد. در جریان کارگاهی، همه کارها با یک ترتیب بر روی ماشین آلات پردازش می شوند. زمان پردازش هر کار در هر مرحله می تواند متفاوت باشد. در این شرایط برای هرماشین n! توالی از کارها وجود خواهد داشت و در کل برای مسئله (n!)m توالی ممکن خواهیم داشت. یک ساده سازی در این ارتباط، حفظ ترتیب پردازش کارها از ماشین 1 تا ماشین m است. این بدان معنی است که کارها با یک ترتیب بر روی همه ماشین آلات پردازش شوند. چنین مسئله ای تحت عنوان مسئله جریان کارگاهی جایگشتی شناخته می شود. در این حالت به اندازه n! توالی برای کارها وجود خواهد داشت که با این شرایط مسئله تحت عنوان مسئله کاملا سخت شناخته می شود [5].

از جمله صنایعی که مسائل زمانبندی جریان کارگاهی جایگشتی بصورت کاملا برجسته و حیاتی مطرح می باشد، صنعت نساجی، کابل و رنگ است. در این تحقیق سعی بر آن بوده است تا با ایده گرفتن از چنین صنایعی در دنیای واقعی، تعریف متفاوتی از مسئله زمانبندی بر اساس ماهیت این صنایع در شرایط واقعی ارائه گردد. در حقیقت در اين تحقيق ما يك سلول توليدي تكي كه شامل تعدادي ماشين آلات (مراحل) و تعدادي سفارش كه بايد بر روي ماشين آلات پردازش شوند را در نظر مي گيريم. هر سفارش یک مشتری مشخص دارد و شامل تعداد مشخصي از كارهاي مشابه است. كارهاي هر سفارش بايد از طريق سلولهای

 

توليد، مرحله به مرحله پردازش شوند و زماني كه اولين كار يك سفارش شروع به پردازش شد، كارهاي متعلق به سفارشات ديگر تا زمان پردازش آخرين كار سفارش مربوطه نمي توانند پردازش شوند. در حقیقت انقطاع سفارش در هنگام پردازش مجاز نبوده ولی چنین کاری در هنگام ارسال سفارش امکان پذیر است. بدیهی است عدم امکان انقطاع سفارش در هنگام پردازش به دلیل هزینه های تنظیم بالا، در این گروه از صنایع و به خصوص در صنعت نساجی می باشد. كارهاي متعلق به يك سفارش دقيقا شبيه به يكديگر هستند و بنابراين زمان يا هزينه تنظيمي ميان دو كار از يك سفارش وجود ندارد. هر سفارش با توجه به مشتری مربوطه، زمان تحویل و هزینه تاخیر مشخص دارد و هزینه های تاخیر به ازای هر واحد از سفارش که با تاخیر ارسال می گردد و هر واحد زمانی تاخیر محاسبه می شود. به همین منظور و به جهت کاهش هزینه های تاخیر، انقطاع سفارش در هنگام ارسال برای مشتری امکان پذیر خواهد بود چراکه هر واحد از یک سفارش با تاخیر که زودتر به دست مشتری برسد هزینه تاخیر کمتری خواهد داشت. هزينه و زمان تنظيم اولين كار از هر سفارش به زمانبندي قبلي بستگي دارد. اين شرايط منطبق با بسياري از مسائل دنياي واقعي است. براي مثال در صنعت نساجی و به خصوص در فرآيند رنگرزي و ريسندگي (همه انواع الياف مانند اكريليك، پلي استر و A-10) تعدادي سفارش وجود دارد كه تفاوت ميان آنها رنگ آنهاست. هر سفارش اندازه مشخصي دارد و زمان و هزينه تنظيم كاملا وابسته به توالي است (فرآيند تميزكاري و انجام برخي تنظيمات براي رنگ جديد بسته به رنگ قبلي است).

 

فصل 5

نتیجه گیری و پیشنهادات برای مطالعات و پژوهش های آتی

 

5-1- نتیجه گیری

در این رساله در ابتدا یک مسئله زمانبندی سفارشات با یک تعریف جدید از جریان کارگاهی جایگشتی با هزینه های تنظیم وابسته به توالی، تشریح شد. مسئله عبارتست از زمانبندی تعدادی سفارش (که هر کدام حاوی تعداد مشخصی از کارهای مشابه است) بر روی یک سیستم خط تولید خالص بصورت یکی یکی. همانگونه که در بخش های ابتدایی اشاره شده است، فرضیات مسئله به شرح زیر است:

1) همه سفارشات و همچنین خط تولید در زمان صفر (پریود نخست) در دسترس می باشند.

2) هر سفارش شامل تعداد مشخصی از یک کار بوده و کارهای یک سفارش کاملا شبیه به هم فرض می شوند و در این شرایط زمان تنظیم میان دو کار از یک سفارش نادیده گرفته می شود.

3) هر کار، یک زمان مشخص جهت پردازش بر روی خط تولید نیاز دارد که این زمان مستقل از توالی پردازش سفارشات بر روی خط تولید است.

4) هر کار تنها یکبار بر روی خط تولید پردازش می شود.

5) اگر کاری از یک سفارش منتظر پردازش بر روی خط تولید باشد، خط نمی تواند بیکار بماند.

6) هزینه تنظیم و همچنین زمان تنظیم هر سفارش بر روی خط تولید، وابسته به توالی است.

7) هنگامی که یک سفارش بر روی خط تولید در حال پردازش است، سفارش دیگری نمی تواند بر روی خط تولید قرار گیرد تا زمانی که آخرین کار از سفارش قبلی پردازش شود. این بدان معنی است که قطع سفارش نخواهیم داشت.

8) جهت کاهش هزینه های نگهداری و تنظیم، انقطاع سفارشات در هنگام ارسال آنها برای مشتری مجاز است.

9) هر سفارش، یک مشتری مشخص به همراه هزینه های تاخیر و زمان تحویل معین دارد. همچنین هر کار یک حداکثر هزینه تولید دارد که بر اساس آن برخی از توالی ها به دلیل ایجاد هزینه های بالای تنظیم غیر ممکن می شوند.

 

معیارهای بهینه سازی مورد بررسی، حداقل نمودن هزینه های تنظیم، نگهداری و تاخیر می باشد. ابتدا یک مدل ریاضی جهت حل مسئله توسعه داده شد. مسئله تا 10 سفارش با مدل توسعه داده شده حل شد. اما به دلیل وجود محدودیت ها و متغیرهای زیاد در مدل، حل مسئله با اندازه های بزرگتر نیازمند صرف زمان زیادی است. ما یک روش شبیه سازی تبریدی ترکیبی با نام HSA را جهت حل مسائل با اندازه های بزرگ معرفی نمودیم. HSA پیشنهادی با یک روش ابتکاری ساختی جهت دستیابی به جواب اولیه با کیفیت مطلوب ترکیب شد. استفاده از مفهوم تست امکان پذیری توالی از جمله موارد عمده در تشخیص شدنی بودن یا نبودن مسئله می باشد. در حقیقت روش ارائه شده در تشخیص جواب اولیه دارای یک استراتژی رو به جلو جهت انتخاب سفارشات بصورت یکی یکی می باشد. مفهوم دیگر بکار گرفته شده در این قسمت، استفاده از سه ساختار همسایگی است. این ساختارها از جمله بهترین ساختارهای بکار رفته در ادبیات مربوط به تشخیص همسایگی ها در مسائل زمانبندی است. HSA در حل مسائل بزرگ در زمان مناسب، کارا نشان می دهد. نتایج محاسباتی انجام شده بر روی چندین مسئله، حاکی از برتری روش پیشنهادی در مقایسه با یکی از روشهای کارای ارائه شده در ادبیات موضوع است.

در قسمت بعد ما با تعدیل نمودن برخی از فرضیات مسئله قبل، مسئله جریان کارگاهی پایه که از جذابیت بالایی در ادبیات موضوع برخوردار است را مد نظر قرار دادیم. معیاری که جهت تابع هدف انتخاب شد همان معیار معروف زمان ختم کل است که توسط بسیاری از محققین و بیش از سایر معیارها در ادبیات موضوع مورد توجه بوده است.

با توجه به پیچیدگی این دسته از مسائل، الگوریتم ها فراابتکاری ترکیبی جهت حل آنها گزینش شد. اولین الگوریتم، ژنتیک ترکیبی است که در مقایسه با یکی از روشهای اخیر توسعه داده شده برتر نشان داد. ولی الگوریتم مربوطه در شکست دادن الگوریتم ژنتیک رویز و همکاران (موجود در ادبیات) برتری محسوسی نداشت. در ادامه و به منظور شکست دادن الگوریتم ژنتیک رویز، یک الگوریتم ترکیبی بر اساس بهینه سازی جامعه مورچگان توسعه داده شد که این الگوریتم در شکست الگوریتم ژنتیک رویز کارآمدی بالایی داشت. اما یکی از بهترین الگوریتم های اخیر توسعه داده شده، الگوریتم حریص تکراری رویز است که حتی الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچگان در شکست آن ناکارآمد نشان می داد. نهایتا به منظور شکست الگوریتم حریص تکراری از الکترومغناطیس ترکیبی استفاده شد. در این الگوریتم جوابهای همسایه با یک احتمال مشخص با توجه به شبیه سازی تبریدی به عنوان جواب جدید پذیرفته می شوند و یا با یک احتمال مشخص با رویکرد الکترومغناطیس به سمت یک جواب جدید حرکت می کنند. الگوریتم الکترومغناطیس ترکیبی با قابلیت بالایی الگوریتم حریص تکراری رویز را شکست داد. الگوریتم ها توسعه داده شده در هر بخش، جنبه های متنوعی دارند که در بخش های مربوطه به آنها پرداخته شده است. شایان ذکر است که در هر بخش از رساله، علاوه بر برتری عددی الگوریتم ها به جهت نشان دادن معنادار بودن اختلافها از تست t استفاده شده است. در عمده موارد، اختلاف میان جوابها معنادار بوده است. همچنین به منظور نشان دادن تاثیر جنبه های مختلف حل همچون جواب اولیه، تعداد تکرارها و کاربرد همسایگی از منحنی های همگرایی استفاده شده است که کارآمدی هر بخش از الگوریتم در تسریع دستیابی به جواب نهایی مطلوب را نشان می دهد.

در فصل پایانی نیز ارتباط مسئله عنوان شده در فصل دوم و مسئله فروشنده دوره گرد نامتقارن بررسی شده است. مسئله فروشنده دوره گرد نامتقارن در شرایط عدم وجود برخی از مسیرها بین شهرها، تحت عنوان مسئله فروشنده دوره گرد نامتقارن ناکامل، نامگذاری شده است و برای حل آن از همام روش HSA استفاده شده است. نتایج حاکی از برتری این روش در حل مسئله فروشنده دوره گرد در مقایسه با یکی از روشهای قدرتمند ارائه شده در این زمینه است.

 

 

5-2- پیشنهادها

در ارتباط با روش HSA، با مقایسه زمانهای حل بخشهای مختلف الگوریتم، مشاهده می شود که بیشترین زمان حل مربوط به یافتن جواب اولیه و همچنین بررسی شدنی بودن توالی است. بنابراین یافتن یک روش محاسباتی جهت دستیابی به جواب اولیه با سرعت بیشتر برای این گونه مسائل می تواند به عنوان یک زمینه مطالعاتی مناسب مطرح باشد.

همچنین حذف تمامی فرضهای محدود کننده مسئله که در فصل دوم اشاره شده اند می توانند زمینه های مناسبی جهت تحقیقات آتی باشند. مثلا لحاظ نمودن زمانهای احتمالی یا فازی جهت پردازش هر کار که در شرایط واقعی نیز می تواند مصداق داشته باشد.

از طرفی درنظرگیری امکان خرابی با یک احتمال مشخص و یا نامشخص برای خط تولید پس از پردازش و یا در هنگام پردازش هر کار و همچنین متفاوت بودن این احتمال با توجه به ماهیت و سختی هر کار می تواند زمینه تحقیقاتی مناسبی باشد. در این شرایط، ما در زمان ایجاد خرابی، باید زمانی را صرف تشخیص رفع عیب خرابی کنیم.

 


مبلغ قابل پرداخت 19,439 تومان

توجه: پس از خرید فایل، لینک دانلود بصورت خودکار در اختیار شما قرار می گیرد و همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال می شود. درصورت وجود مشکل می توانید از بخش تماس با ما ی همین فروشگاه اطلاع رسانی نمایید.

Captcha
پشتیبانی خرید

برای مشاهده ضمانت خرید روی آن کلیک نمایید

  انتشار : ۲۴ بهمن ۱۳۹۶               تعداد بازدید : 1554

برچسب های مهم

دیدگاه های کاربران (0)

دفتر فنی دانشجو

توجه: چنانچه هرگونه مشكلي در دانلود فايل هاي خريداري شده و يا هر سوال و راهنمایی نیاز داشتيد لطفا جهت ارتباط سریعتر ازطريق شماره تلفن و ايميل اعلام شده ارتباط برقرار نماييد.

فید خبر خوان    نقشه سایت    تماس با ما