فروشگاه

توضیحات

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

امروزه در راستای تامین نیاز بازارهای رقابتی، به سبب تغییر روزافزون تکنولوژی و استراتژی های محیطهای تولید، شاهد تغییراتی شدید در سیستم های تولیدی هستیم.تولید سلولی اخیراً به عنوان کلیدی درافزایش بهره وری، انعطاف ومدیریت هر چه بهتر و دربهبود هر چه بیشتر تولید و کیفیت مورد توجه

قرار گرفته است.از سویی مساله زمانبندی در پاسخگویی هرچه بهتر به مشتریان و مدیریت هزینه ها, نقشی اساسی را در صحنه تولید امروز بازی می

کند.در این پایان نامه توسعه مدلی از زمانبندی سلولی،با در نظر گرفتن رویکردی دو هدفه،چند هدف عمده کاهش هزینه های زمانی تولیدی زودکرد,

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

دیرکرد,زمان کلی تولید,هزینه راه اندازیوکمینه کردن حرکت های بین سلولی را بررسی خواهیم کرد.با توجه به تضاد آشکار توابع هدف و وجود چند متغیر

تصمیم گیری, رسیدن به جواب های بهینه سراسری یا موضعی امری بسیار بعید به نظر می رسد لذا برای حل این مساله از روش بهینه سازی چند

هدفه استفاده می کنیم و برای حصول این امر الگوریتم فراابتکاری جستجوی پراکنده هیبریدی آرشیو محور را به منظور دستیابی به جواب های بهینه

غالب(پارتو) به کار می گیریم.در آخرنتایج محاسباتی الگوریتم پیشنهادی را با الگوریتمی NSGA-II مقایسه و تحلیل می کنیم،که در آن کارایی روش جستجوی پراکنده هیبریدی آرشیو محور در بیشتر شاخص های مد نظر کاملا مشهود است.

کلمات کلیدی:تولید سلولی، زمانبندی، بهینه سازی چند هدفه، الگوریتم فراابتکاری، جستجوی پراکنده

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

۱۴۰صفحه فایل ورد (Word) فونت ۱۳ منابع دارد+برنامه نویسی

 

پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید 

 

 

فهرست مطالب

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

عنوان صفحه
فصل اول: طرح تحقیق ۱
۱-۱مقدمه ۲
۲-۱ ضرورت انجام تحقیق ۳
۳-۱ هدف از تحقیق ۵
۴-۱ قلمرو تحقیق ۷
۵-۱ محدودیت های تحقیق ۸
۶-۱فرضیات عمومی و ارائه مدلی کلی ۸
۷-۱ جمع بندی ۹

فصل دوم:مروری بر ادبیات موضوع ۱۰
۱-۲ مقدمه ۱۱
۲-۲تکنولوژی گروهی ۱۱

۱-۲-۲ مفاهیم و تعاریف تکنولوژی گروهی ۱۴
۲-۲-۲ تولید سلولی ۱۵
۱-۲-۲-۲ مزایای تولید سلولی ۲۰

 

۲-۲-۲-۲ معایب تولید سلولی ۲۳
۳-۲مروری بر ادبیات زمانبندی ۲۴
۱-۳-۲ مقدمه ای بر زمانبندی ۲۴

۲-۳-۲ مدل های زمانبندی ۲۹
۳-۳-۲ مروری بر پیشینه تحقیق زمانبندی ۳۱
۴-۲ مروری بر بهینه سازی ۳۷

۱-۴-۲ الگوریتم ۳۷
۱-۱-۴-۲ الگوریتم های جستجوی نا آگاهانه ۳۷

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

۲-۱-۴-۲ الگوریتم های جستجوی آگاهانه ۳۸
۲-۴-۲ مسائل Np-hard 39

۳-۴-۲ هیوریستیک ۴۱
۱-۳-۴-۲ انواع الگوریتم هیوریستیک ۴۲
۴-۴-۲ روشهای بهینه سازی ۴۳

۵-۲ مروری بر بهینه سازی چندهدفه ۴۴
۱-۵-۲ مقدمه ای بر رویکرد چند هدفه ۴۴
۲-۵-۲ تصمیم گیری چند معیاره و بهینه سازی چند هدفه ۴۶

۱-۲-۵-۲ جستجو و تصمیم گیری ۴۶
۲-۲-۵-۲ بهینه سازی پاره تو ۴۷

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

۳-۵-۲ خلاصه ای از تکنیک های بهینه سازی پاره تو ۴۹
۱-۳-۵-۲ الگوریتم های چند هدفه تکاملی ۴۹
۲-۳-۵-۲ الگوریتم های چند هدفه فراابتکاری هیبریدی ۵۲
۶-۲ مروری بر ادبیات تحقیق الگوریتم هیبریدی آرشیو محور جستجوی پراکنده ۵

۵
۷-۲ مروری بر ادبیات زمانبندی سیستم تولید سلولی ۶۰
۱-۷-۲ تعاریف و نماد ها ۶۰

۲-۷-۲ فرضیات کلی مساله مورد نظر ۶۴

۳-۷-۲ بیان مساله زمانبندی سیستم تولید سلولی ۶۵

۴-۷-۲ اهداف در مساله زمانبندی سیستم تولید سلولی ۶۶

۸-۲ عملگرهای الگوریتم جستجوی پراکنده ۶۷

۹-۲ جمع بندی ۶۸

فصل سوم: بیان مساله و ارائه مدل ۶۹

۱-۳ مقدمه ۷۰

۲-۳ دورنمای کلی مدل ۷۱

۳-۳ شرح مساله و ارائه مدل ۷۱

۴-۳ تضاد موجود بین توابع هدف ۸۰
۵-۳ پیچیدگی مساله مورد نظر ۸۱

۶-۳ جمع بندی ۸۲

فصل چهارم: روش جستجوی پراکنده چندهدفه هیبریدیAbYSS برای حل مدل ۸۳

۱-۴ مقدمه ۸۴

 

۲-۴ شرح الگوریتم پیشنهادی ۸۴
۳-۴ نمای کلی AbYSS 95
۴-۴ نحوه ی نمایش جواب ها ۹۵

۵-۴ نتایج ۹۶

۱-۵-۴ شاخص های مقایسه ۹۷
۶-۴ مقایسه نتایج ۹۸

۷-۴ جمع بندی ۱۰۱

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات آتی ۱۰۲

۱-۵ نتیجه گیری ۱۰۳

۲-۵ پیشنهادات آتی ۱۰۴

فهرست منابع و مراجع ۱۰۵

 

پیوست ۱۱۸

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

 

فصل اول :طرح تحقیق

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

۱-۱ مقدمه
امروزه سیستم های تولید همراستا باتوسعه تکنولوژی واستراتژی های پیشرفته دچار تغییرات عظیمی گشته اند. با ظهور تکنولوژی هایتولیدی جدید مسائل جدید بطور پیوسته پیش رو قرار می گیرند.سازمانها برای باقی ماندن در چنین بازار در حال تغییری، باید به اجرای روشهای جدیدی بپردازند که به آنها قابلیت پاسخ سریع به خواسته های مشتریان را بدهد. در صنعت مدرن امروز از این مساله به عنوان انقلاب صنعتی سوم یاد میکنند(بلک,۱۹۹۱۱).

کمتر کردن هزینه واحد ها و افزایش کیفیت در بین اهداف اصلی شرکت ها قرار دارند وزمان تولید وتاخیرات نیز از شایع ترین مسائل در اجرا و اندازه گیری

بهره وری هستند.فعالیت های قبلی در زمینه ی اندازه گیری عملکرد و بهینه سازی دائم بهره وری، سیستم های تولیدی را به سمت توسعه ی

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

زمانبندی های فراابتکاری وبررسی طرحریزی واحد های تولیدی هدایت می کند.در پی این امر تحقیقات گسترده ای در زمینه ی سیستم های تولیدی

سنتی صورت پذیرفت و در این بین گرایشات جدید در زمینه ی سیستم های تولیدی توسعه پیدا کردند ودر انواع مختلفی از سناریو های تولیدی مورد

تست و استفاده قرار گرفته اند.نوآوری های سیستم های تولیدی با تمامی مزایای خود محدودیت هایی خاص را نیز همراه داشتند.

سیستم تولید سلولی به عنوان کلیدی برای بهبود بهره وری، انعطاف، مدیریت تولید، مدیریت کیفیت وجریان مواد شناخته شده است.سیستم تولید

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

سلولی سیستمی است که بر اساس مفهوم تکنولوژی گروه بنا نهاده شده است و ایده ی اساسی آن تجزیه ی سیستم تولیدی به زیرسیستم هایی

براساس گروهبندی خانواده های قطعات و گروهبندی ماشین ها به سلول های ماشینی است به گونه ای که اهداف سیستم به گونه ای ساده تر حاصل

شوند.سیستم تولید سلولی در بسیاری از صنایع بکار گرفته شده است و مزایای آن نیز به خوبی شناخته شده است(شانکر و ورت ، ۱۹۹۹)،(ومرلو و

 

جانسون، ۱۹۹۷).

اهمیت توالی کارها برروی گروهی از ماشینها باهدف تمرکز برهزینه ها،ازاین نظر موردتوجه است که در محیط کسب وکارکنونی، نتیجه رقابت شرکتهای

تولیدی از طریق قابلیت آنها برای پاسخگویی سریع به تغییرات سریع در زمینه تجارتی، تولید محصولات باکیفیت بالاتر وهزینه های کمتر، تعیین می شود.

شرکت های تولیدی درتلاشند تا این قابلیتها را ازطریق اتوماسیون و مفاهیم خلاق مانند تولید بموقع به دست آورند. این مفاهیم به بسیاری ازشرکتها

درکسب سود اقتصادی کمک کرده است. درسیستمهای تولیدی بهنگام کارها نباید نه زودتر ونه دیرتر تکمیل شوند زیرا به مسائلی با هزینه های زودکرد و

دیرکرد منجرمیشوند. در یک بازار بسیار رقابتی، دیرکرد کارها باتوجه به موعد تحویل آنها، مقیاس عملکرد بسیار مهمی برای محیطهای تولیدی متنوع

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

است.
همانطور که مطرح شد با استناد به فلسفه تولید به موقع شرکتها سعی در انج

ام کارها در زمانی نزدیک به موعد تحویلشان دارند. عدم تحقق این هدف منجر به تحمیل هزینه هایی به شرکت میگردد. بنابراین در اغلب مسائل

زمانبندی هدف، یافتن طرح بهینه ای است که ترکیبی از اهداف دیرکرد و زودکرد را حداقل سازد. به عنوان هزینه های زودکرد میتوان به هزینه های

نگهداری و یا خراب شدن کالاهای فاسد شدنی اشاره کرد.یکی از بارزترین پیش آمد های زود کرد به وجود آمدن هزینه های انبارداری و وجود محدودیت

هایی در فضاهای مورد نیاز در نگهداری محصولات تولیدی است.در مورد برخی صنایع خاص مانند صنایع شیمیایی, دارویی و غذایی که محدودیت هایی در

زمان نگه داری کالا وجود دارد مساله کمینه کردن زمان زودکرد تولید امری بسیار مهم و جدی است.جریمه رداختی به مشتری در ازای تحویل کار دیرتر از

موعد تحویل نیز می تواند به عنوان جریمه دیرکرد درنظرگرفته شود در صورت بروز دیرکرد شرکت ها نه تنها متحمل هزینه های مرتبط با این مطلب می

شوند بلکه با گذشت زمان اعتبار و در نتیجه مشتری خود را نیز از دست می دهند.

۲-۱ضرورت انجام تحقیق

کوتاهتر شدن دوره حیات محصولات ، تقاضای غیر قابل پیش بینی ومحصولات سفارشی شده، شرکت های تولیدی را مجبور به هرچه کارا و اثربخش تر

کردن عملیات خود به منظور سازگاری بیشتر با تغییرات لازم کرده است.سیستم های تولیدی سنتی مثل تولید کارگاهی وخط تولید نمی توانند پاسخگوی

مناسبی برای چنین محیطهایی باشند.به نظر می رسد تولید سلولی که هم انعطاف پذیری سیستم تولید کارگاهی و هم نرخ انبوه تولید درسیستم خط

تولید را در بر دارد می تواند چاره مناسبی برای برخورد با چنین محیطی باشد(مانگواتان ، ۲۰۰۰).درسیستم تولید سلولی ماشین ها در چندین سلول

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

گروهبندی می شوندبطوریکه خانواده ای از قطعات در سلولی خاص تولید می شوند ویا اینکه گروهی از ماشین ها که از نظر فیزیکی به یکدیگر نزدیکتر

هستند می توانند در یک سلول مورد بهره برداری قرار بگیرند(تانگ ، ۲۰۱۰).این سیستم تولیدی با کاهش فاصله و زمان نقل و انتقالات ، زمان پاسخ به

 

سفارشات ، زمان تولید، زمان راه اندازی ، کار در جریان و موجودی محصولات کامل شده بسیار موثرتر از سایر سیستمهای تولیدی عمل می کند(واخاریا و

ومرلو، ۱۹۹۱).اجرای اثربخش یک سیستم تولید سلولی شامل سه فاز شکل دهی سلول ، طرحبندی سلول و زمانبندی قطعات در سلول ها می شود.دو

فاز اول مسائل طراحی هستند حال آنکه فاز آخر در زمره مسائل برنامه ریزی تولید قرار می گیرد(تانگ، ۲۰۱۰).مساله زمانبندی قطعات در سلول، با

اختصاص منابع تولید در زمان، برای تولید قطعات در سلولها سروکار دارد و نوعی فرآیند تصمیم گیری است که نقش مهمی را در سیستم تولید سلولی

بازی میکند.همانطور که اشاره شد کمینه کردن کردن متغیرهایی نظیر زمان کلی عملیات، زمان کلی وزنی جریان ، دیرکرد وزنی کل اهداف اساسی در

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

سیستم تولید سلولی است.مباحث مربوط به سیستم تولید سلولی توسط محققانبسیاری مورد بررسی قرار گرفته است که اکثر آنها زمانبندی قطعات در

سلول را در جریان خط تولید سلولی مورد بررسی قرار داده اند.

بهینه‌سازی یک فعالیت مهم و تعیین‌کننده در طراحی ساختاری است. طراحان زمانی قادر خواهند بود طرح‌های بهتری تولید کنند که بتوانند با روش‌های

بهینه‌سازی در صرف زمان و هزینه طراحی، صرفه‌جویی نمایند. بسیاری از مسائل بهینه‌سازی در مهندسی، طبیعتا پیچیده‌تر و مشکل‌تر از آن هستند که

با روش‌های مرسوم بهینه‌سازی نظیر روش برنامه‌ریزی ریاضی و نظایر آن قابل حل باشند. بهینه‌سازی ترکیبی ، جستجو برای یافتن نقطه بهینه توابع با

 

متغیرهای گسسته می‌باشد. امروزه بسیاری از مسائل بهینه‌سازی ترکیبی که اغلب از جمله مسائل با درجه غیر چندجمله‌ای (NP-Hard) هستند، به

صورت تقریبی با کامپیوترهای موجود قابل حل می‌باشند. از جمله راه‌حل‌های موجود در برخورد با این گونه مسائل، استفاده از الگوریتم‌های تقریبی یا ابتکاری است. این الگوریتم‌ها تضمینی نمی‌دهند که جواب به دست آمده بهینه باشد و تنها با صرف زمان بسیار می‌توان جواب نسبتاً دقیقی به دست

آورد و در حقیقت بسته به زمان صرف شده، دقت جواب تغییر می‌کند.

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

جستجوی پراکنده روشی تکاملی است که اولین بار توسط گلوور(۱۹۹۷)برای حل مسائل برنامه ریزی عدد صحیح ارائه شد. الگوی کلی جستجوی پراکنده

بعنوان یک روش فراگیر برای حل مسائلغیر خطی سخت در سال ۱۹۹۸ توسط گلوور مطرح و مبنای تمام اجراهای جستجوی پراکنده قرار گرفت;این روش توانایی ویژه ای در حل مسائل ترکیبی سخت وبهینه سازی های غیر خطی را داراست.مفاهیم اولیه و عمده این روش در سال۲۰۰۳ در مقاله ای توسط

گلور و همکارانش مورد بررسی بیشتر قرار گرفت (مارتی ،۲۰۰۳).جستجوی پراکنده روشی با قدرت اکتشافی وسیع در فضای جستجو است.این متولوژی

جواب های بهتری را نسبت به رویکرد جستجوی ممنوع ایجاد می کند (نورالحق ، ۲۰۰۷)در الگوی کلی جستجوی پراکنده که توسط گلور در سال۲۰۰۳

ارائه گردید پنج روش برای بدست آوردن مجموعه جواب های مساله استفاده شد.روش گونه گون سازی ,روش بهبود ,روش بروز رسانی مجموعه مرجع

,روش تولید زیر مجموعه و روش ترکیب جوابها .اساس این روش فراابتکاری برپایه جستجوی فضای جواب مساله ازطریق یک روش هوشمند است که بر

خلاف روشهای فراابتکاری دیگر مانندالگوریتم ژنتیک، از روشی صرفا تصادفی و دربرخی موارد بدون پشتوانه منطقی اجتناب می ورزد. به عبارت دیگر در

روش جستجوی پراکنده، متدهای انتخاب جوابها برای ادغام وترکیب جهت دستیابی به جوابهای بهتروجستجوی فضای حل مساله ،دارای الگوی مشخص

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

ومعینی هستند.الگوریتم جستجوی پراکنده،جوابهای جدیدرا به وسیله ترکیب جوابهای موجود درمجموعه مرجع که دارای پتانسیل لازم جهت ترکیب می باشند، تشکیل میدهد.این مجموعه مرجع ازبین جمعیتی ازجوابهای پراکنده تش

کیل شده،سپس یک زیرمجموعه به صورت هوشمند از بین این مجموعه مرجع انتخاب میگردد. جوابهای انتخابی به منظوراجرای یک الگوریتم بهبود با

یکدیگر ترکیب میشوند نتیجه این بهبود، میتواند باعث به روزرسانی مجموعه مرجع و یاحتی جمعیت جوابها گردد(رضا توکلی مقدم, ۱۳۸۷). در این طرح نوع

خاصی از مساله ای زمانبندی سلولی با در نظرگرفتن رویکردی چند هدفه و با استفاده از نسخه ای سازگار یافته از جستجوی پراکنده مطرح و حل خواهد

شد.همانگونه که مطرح شد سیستم تولید سلولی قابلیت پاسخگویی به بازار متغیر امروز را داراست و از سویی زمانبندی این سیستم تولیدی یکی از

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

شروط اصلی اجرای بهره ور آن می باشد.بنا به اهداف متغیر شرکت ها زمانبندی و تعیین توالی در این سیستم می تواند به طرق گوناگون صورت

بگیرد.اهدافی که در این پایان نامه مورد توجه قرار گرفته اند کمینه سازی زمان کلی تولید,هزینه های راه اندازی,حرکت های بین سلولی,هزینه های

ناشی از دیرکرد و زود کرد تولید است.به سبب تعارض اهداف برخورد تک هدفه باعث کاهش اثر اهداف مورد نظر خواهد شد بنا بر این رویکرد چند هدفه در

این طرح مورد مطالعه قرار گرفته است.انتظار می رود طرح پیش رو در صنایعی با مسائل مشابه مورد کاربرد قرار گیرد.همچنین مدل سازی و نحوه ی

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

برخورد با مساله می تواند در سایر مسائل بهینه سازی مورد استفاده قرار گیرد.

امروزه بکارگیری کامپیوتر در توسعه الگوریتمهای ابتکاری قابلیت آنها را افزایش داده است .به طوریکه مسائل متنوع با استفاده ازالگوریتمهای بسیاری حل

شده وجوابهای آن مورد قیاس قرارگرفته است .با این حال توسعه الگوریتمهای ابتکاری در محدوده زمانبندی تولید سلولی و به طورکلی سایر مدلهای

زمانبندی محدود بوده است. تفاوتهای اصلی این تحقیق با سایرتحقیقات جهانی انجام شده را می توان موارد زیر دانست:

 داشتن رویکردی چند هدفه برای حل مدلی از مساله زمانبندی سلولی

 استفاده ازالگوریتمی هیبریدی برگرفته از مفاهیم جستجوی پراکنده

 

 اضافه شدن هدفی جدید به منظور جامعیت بخشی بیشتر اهداف مورد استفاده با هدف ایجاد الگویی در طراحی و بکارگیری اهداف

۳٫۱ هدف از تحقیق

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

اکثر محیط های صنعتی همواره درگیر تغییراتی در پارامترهای تولید نظیر تقاضای تولید بیشتر در زمانی محدود هستند.در این موارد مدیریت منابع تولید و

برقراری تعادل بین دوره های زمانی متوالی با هدف کمینه کردن هزینه تولید را با عنوان برنامه ریزی تولید می شناسیم.

سیستمهای سنتی تولید را از نظر نحوه آرایش تجهیزات وماهیت وظایف برنامه ریزی وکنترل تولید می توان به دو دسته سیستمهای جریانی وسیستمهای کارگاهی تقسیم بندی نمود. سیستم جریانی برای تولید انبوه تعداد محدودی ازمحصولات وسیستم کارگاهی برای تولید محصولات متنوع

در تعداد کم مناسب می باشند. سیستم تولید سلولی سیستمی نسبتا جدید برای پرکردن محدوده خالی مابین فضای کاری سیستمهای سنتی

کارگاهی وجریانی است،یعنی جاییکه تنوع ونرخ تقاضای محصولات درحد متوسط می باشند. سیستم سلولی معمولا ازتغییر سازمان سیستم کارگاهی

شکل می گیرد.

از مهمترین مزایای اقتصادی این تغییر می توان به مواردزیراشاره نمود:

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

کاهش سهم سرمایه ثابت قطعات از طریق بهره گیری بیشتر از ظرفیتهای ماشینی, کاهش سرمایه درگردش به دنبال کاهش حجم موجودی مواد اولیه

وقطعات نیم ساخته و کوتاه شدن دوره برگشت سرمایه به خاطر کاسته شدن ازطول زمان ساخت.

دستیابی به مزایای سیستم تولید سلولی درگرو سه تغییر اساسی در زمینه های: تغییر نحوه آرایش و سازماندهی ماشین آلات وتشکیل سلولهای

تولیدی، تغییر سیستم سفارش دهی مواد وکنترل موجودیها و تغییرسیستم برنامه ریزی تولید می باشد.

سیستمهای تولید سلولی یکی از مشهورترین و کاراترین راهکارهای پیشنهادی برای محیطهای تولیدی با تغییرات زیاد همراه با حجم زیاد تولید

 

هستند(صفایی ،۲۰۰۹).اهداف اساسی در سیستم تولید سلولیکمینه کردن زمان تولید,هزینه راه اندازی و هزینه جابه جایی مواد در محیط تولیدی است.یک سیستم تولید سلولی کاربردی از فلسفه تکنولوژی گروهی است که در آن سیستم تولیدی به زیر سیستم هایی شکسته می شود که

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

مدیریت بر آنها از مدیریت بر کل تولید آسانتر است(گالاگر و نایت ، ۱۹۸۶). مساله زمانبندی دریک محیط سیستم تولید سلولی به عنوان مساله زمانبندی

گروهی مورد بررسی قرار می گیرد که در آن فرض می کنیم تمام قطعات در یک خانواده قطعاتدر سلولی مشابه مورد پردازش قرار می گیرند(سراوانان و نورالحق، ۲۰۰۸).مساله زمانبندی در این سیستمها از پیچیدگی بالایی برخوردار است که می توان آن را در زمره مسائل غیر خطی سخت قرار داد.در این

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

طرح سعی می شود مدلی برای این مساله با بکارگیری الگوریتم فراابتکاری جستجوی پراکنده با توجه به اهداف مد نظر برای محیط سیستم تولید

سلولیارائه شود.

ایده ی ارائه این مساله از محیطی تولیدی گرفته شده است که در آن تنوع محصولات زیاد بوده اما در عین حفظ تنوع میتوان قطعات را به خانواده هایی

تقسیم کرد که حدالامکان در روند تولید مراحل و ماشین های مشابهی را نیاز داشته باشند.

هدف اصلی در اینتحقیق مدلسازی زمانبندی تولید در سیستمهای تولید سلولی با رویکردی چند هدفه است و هدف فرعی بهینه کردن زمانبندی تولید

براساس تابع هدفهای متفاوت با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده است. در حقیقت در این تحقیق به دنبال آن هستیم که توالی از قطعات تولیدی در

سلول ها و توالی جداگانه ای از سلول ها را بیابیم که با اعمال آن هزینه های تولید را حداقل کنیم و از آنجایی که مساله دارای پیچیدگی هایی است که الگوریتم های بهینه سازی معمول توانایی برخورد با آن را ندارند به سراغ الگوریتمی خواهیم رفت که بنا بر مطالعات انجام شده از لحاظ نظری توانایی حل

این مساله را دارد و در نهایت به بررسی مقایسه ای عملکرد الگوریتم پیشنهادی خواهیم پرداخت.ابزار مورد استفاده ما در این تحقیق نرم افزار متلب که

در کامپیوترCore(TM)2 Duo CPU 2.53 GHz Intel(R)اجرا شده است ,خواهد بود.

۴-۱قلمرو تحقیق

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

این تحقیق از نظر قلمرو زمانی و مکانی تا وقتی معتبر است که محیطهایی تول

یدی موجود باشند که به منظور پاسخگویی سریع به بازار و بنا به شرایط و ویژگی های محصول وهمچنین قابلیت های خود محیط تولیدی، رویکرد تولید

سلولی را برگزیده باشند.

بعد پژوهشی مورد نظر در این طرح به چندین بخش تقسیم می شود:
 وارد کردن هدفی جدید نسبت به سایر تحقیقات موجود در این زمینه که آن همانا بهینه کردن زمان زودکرد تولید محصولات است.

 برخورد با مسئله در رویکردی چند هدفه به منظور کاهش اثر تداخل اهداف و از بین بردن اثر وزنی اهداف گوناگون و ارائه مدلی که در آن برحسب نوع

محیط و شرایط مختلف، طراحی مسئله به میزان حل آن مورد توجه باشد.به عبارت دیگر ایجاد یک نمونه برای حل مسائلی با اهداف گوناگون قابل استفاده

در محیطهای مختلف.

 استفاده از روش بهینه سازی جستجوی پراکنده ی هیبریدی آرشیو محور که به نوعی ترکیبی سازنده از چندین روش بهینه سازی فراابتکاری است که

استفاده مشابه از آن تا کنون در این زمینه انجام نگرفته است.

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

 مقایسه روش مذکور با یکی از انواع الگوریتم های فراابتکاری معتبر در این زمینه و ارائه نتایج به دست آمده

 مدل سازی و برنامه نویسی اهداف تعیین شده که در موارد و تحقیقات مشابه به کار خواهد آمد.

با این تفاصیل گستره ی طرح مورد نظر بر کلیه ی محیطهای تولید سلولی احاطه خواهد داشت و بدیهی است طرح مذکور به عنوان نمونه و الگو در

محیطهای گوناگون تولید سلولی قابل پیاده سازی و اجراست.متاسفانه در زمان تحقیق موردی به منظور پیاده سازی طرح مدنظر در دسترس محقق قرار

نگرفت و پیاده سازی آن به طرحهای آتی واگذار می شود.

 

 

۵-۱ محدودیت های تحقیق

در این تحقیق محدودیتی برای نوع محصولات، تعداد تولید، مراحل ساخت محصول، تعداد سلول ها و نحوه ی طرحبندی آنها وجود ندارد تنها پیش فرض آنست که طرحبندی سلولی از قبل صورت پذیرفته باشد و چینش ماشین آلات و سلول ها مشخص باشد.

در طرح پیش رو از مدل استفاده شده در تحقیق آقای توکلی و سایر همکارانش در زمینه زمانبندی سلولی استفاده شد لذا طرح محدودیت های مدل

مذکور از قبیل عدم در نظرگیری ترتیب مراحل تولیدی هر محصول، را با خود یدک می کشد.امید است در طرحهای آتی که تنها به ارتقا این مدل می پردازند

این محدودیت نیز از پیش رو برداشته شود.

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

از سویی دیگر سایر محدودیت های طرح بیشتر در زمینه برنامه نویسی مسئله خودنمایی می کند چرا که برنامه های کاربردی موجود در بازار قابلیت

برخورد با مسئله ی چند هدفه و چند معیاره ی حجیم و پیچیده ای نظیر مسئله مطرح شده در این طرح را ندارند از این رو این مسئله در برنامه متلب

توسط نویسنده طرح برنامه نویسی شد. با این حال ادعا نمی شود فردی با تجربه و تخصص بیشتر در زمینه برنامه نویسی قابلیت ارائه برنامه ای بهتر را

نخواهد داشت.

۶-۱ فرضیات عمومی و ارائه مدلی کلی
همانگونه که مطرح شد در این تحقیق از مدل ارائه شده در زمینه زمانبندی سلولی درمقاله مرجع (توکلی مقدم ، ۲۰۱۰) استفاده خواهیم کرد و به آن

 

هدفی جدید و متعارض با سایر هدف ها یعنی کمینه سازی هزینه زود کرد را اضافه خواهیم کرد بدین ترتیبمساله از حالت تک هدفی به مساله ای چند هدفه تبدیل خواهد شد.علت اضافه شدن این هدف به عنوان هدفی جدید به مساله آنست که در بسیاری از صنایع به خصوص صنایع غذایی، شیمیایی و

دارویی تولید زودتر از موعد می تواند زیانها و هزینه هایی نظیر فاسد شدن،تغییر ماهیت دادن و یا هزینه های انبار داری را به محیط تولیدی تحمیل کند از

این رو به منظور کاهش این دست از هزینه ها و نیز ایجاد الگویی که در آن توجهی چند جانبه به اهداف مورد نظر این سیستم شده بطوریکه استفاده از آن

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

در موارد مشابه تنها با عدد گذاری ممکن است، هدف کاهش زودکرد وزنی نیز مورد توجه قرار گرفت.از آن پس از الگوریتم فراابتکاری جستجوی پراکنده هیبریدی آرشیو محور که نسخه ای سازگار شده با مسائل چند هدفه از الگوریتم جستجوی پراکنده است را به کار خواهیم برد و در نهایت فرضیه ی اجرایی بودن این زمانبندی جدید و میزان کارایی الگوریتم استفاده شده در حل این مساله را خواهیم سنجید.
۷-۱ جمع بندی
دراین پایان نامه، مدل ریاضی جدیدی برای مساله زمانبندی تولید سلولی چند

معیاره و چند هدفه ارائه خواهد شد که اهدافی نظیر کمینه کردن زمان دیرکرد و زودکرد تولید با در نظر گرفتن کمینه سازی زمان های راه اندازی وابسته

به توالی و حرکت های بین سلولی را پیگیری می کند.به دلیل پیچیدگی حل مدل، الگوریتمی فراابتکاری بر اساس الگوریتم جستجوی پراکنده به کار

گرفته شد که در آن تغییراتی جهت سازگاری این الگوریتم برای حل مسائل چندهدفه صورت گرفته است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل دوم:مروری بر ادبیات موضوع

 

 

 

 

 

 

 

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

 

 

 

 

۱-۲ مقدمه
امروزه افزایش رقابت و خواسته های همواره در حال تغییر مشتریان، تولید کننده گان را به بازبینی مجدد فاکتور های موثر در تولید هر چه بهتر و مطابق با خواسته های بازار سوق می دهد. برای بقا در بازار رقابتی امروز باید زمان را به عنوان عاملی کلیدی همواره در نظر داشت.بطورکلی برنامه

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

ریزی،زمانبندی وکنترل بحث هایی اساسی در فرآیند های تجاری محسوب می شوند(شوبریز و وایت ،۲۰۰۲).اما چگونگی توالی بخشی و زمانبندی فعالیت ها به گروهی از ماشین ها با در نظر گرفتن اهدافی که هزینه های ناش

ی از این تخصیص را کمینه کند مساله ای بسیار مهم است چراکه شرط بقاء شرکت های تولیدی ارائه سریع محصولات مورد خواست متغیر بازار با

کیفیتی بالا, همراه با تحمل کمترین هزینه هاست.از این سو شرکت ها برای تامین این هدف از اتوماسیون و مفاهیمی نظیر تولید به موقع بهره می گیرند.در این سیستم ها فعالیت ها نباید زودتر یا دیرتر از زمان های مد نظر تحقق یابند زیرا باعث ایجاد هزینه های زودکرد و دیر کرد می شوند.

۲-۲ تکنولوژی گروهی

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

بطور عمومی تولید همواره با چهار مشخصه هزینه، کیفیت، انعطاف پذیری و زمان در ارتباط تنگاتنگ بوده است. اولین مطالعه سیستماتیک در مورد

 

سیستم های تولیدی در سال ۱۹۱۱ توسط فردریک تیلور صورت گرفت. از آن پس تغییرات عمده ای در سیستمهای تولیدی صورت گرفته است بطوریکه

سیستم های تولیدی مدرن را می توان بسته بهنوع اجرا تکنیک ها به پنج دسته زیر تقسیم کرد.تولید انبوه ،تولید ناب ، تولید سلولی ، تولید منعطف ،

تولید قابل پیکربندی دوباره

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

• تولید انبوه به شیوه ای از تولید کفته می شود که مشخصه آن استعمال شیوه های فنی و ماشینی برای بدست آوردن مقدار زیادی از محصولات قالبی

و یکنواخت است. در این نوع سیستم تولیدی،تولید انبوه کالا ها بوسیله ی ماشین ها و تقسیم کار حاصل می شود.

 

• تولید ناب ، اصطلاحی که جان کرافیسک پژوهشگر”برنامه تحقیقاتی بین المللی موتور اتومبیل ” بر فلسفه ای از تولید نهاده است که در آن سعی می

شود تولیدی بهره ور صورت پذیرد. در حقیقت مهمترین تفاوت میان تولید انبوه و تولید ناب، تفاوت در اهداف نهایی این دواست . تولیدگر انبوه هدف

محدودی که “به اندازه کافی خوب بودن ” است را دارد، به عبارتی دیگر،”شمار قابل قبول عیبها”، و همچنین بیشترین سطح قابل قبول برای موجودی و

گستره معینی از محصولات یکسان اما اندیشه تولیدکننده ناب بر “کمال” است ، یعنی نزول پیوسته قیمتها، به صفر رساندن میزان عیوب ، به صفر

 زمانبندی چند هدفه سیستم تولید سلولی با استفاده از الگوریتم جستجوی پراکنده

رساندن موجودی و تنوع بی پایان محصول
• تولید سلولی فلسفه ی تولیدی مد نظر ما در این طرح، ترکیبی از تولید انبوه و منعطف با توجه به شباهت تولید در خانواده محصولات به منظور

پاسخگویی سریع به محیط است همانگونه که از اسم آن پیداست تولید محصولات در آن در سلول هایی متفاوت صورت می پذیرد.توضیحات بیشتر در این

زمینه را در بخشی جداگانه خواهیم دا