مهندسی صنایع
سال:1397 | دوره:52 | شماره:3 |تعداد مقالات:13

نگهداری و تعمیرات در سیستم های چندوضعیته به دنبال لزوم اجرای مأموریت های متوالی با مدت زمان توقف محدود میان هر دو مأموریت متوالی، اهمیت ویژه ای دارد. همچنین حضور دو ذی نفع در مسائل نگهداری و تعمیرات منتخب، بر لزوم دستیابی به پاسخی بهینه برای این مسائل می افزاید. در مقالة حاضر برای نخستین بار از رویکرد تئوری بازی ها در مسئلة نگهداری و تعمیرات منتخب برای سیستم های چندوضعیته که متأثر از وابستگی تصادفی نیز هستند، استفاده شده است. با توجه به اولویت نظر مشتری در دنیای امروزی، تعامل میان مشتری و تعمیرگاه براساس مدل مشتری-استکلبرگ ارائه شده است. در این مدل مشتری به عنوان رهبر، ابتدا مؤلفه های قرارداد و سطح قابلیت اطمینان سیستم را با هدف دستیابی به حداکثر مطلوبیت خود انتخاب می کند. سپس هزینة نیروی انسانی در تعمیرگاه به عنوان پیرو محاسبه می شود. بررسی کارایی روش پیشنهادی در قالب مثال های عددی صورت گرفت. همچنین به منظور بررسی تعمیم پذیری، تحلیل حساسیت نتایج نیز دربارة تغییر مقادیر پارامترهای کلیدی مدل ارائه شده است.

در مسائل مربوط به بحران، معمولاً عدم قطعیت در اطلاعات وجود دارد که در مراحل مختلف و با گذر زمان و دریافت اطلاعات لحظه ای کاهش می یابد، اما همچنان سطحی از آن مشاهده می شود؛ بنابراین در مسائلی که اطلاعات در چند مرحله به روزرسانی می شوند، ضروری است مسئله به صورت بهینه سازی تصادفی چندمرحله ای، مدل سازی و حل شود تا تصمیم ها به واقعیت نزدیک تر شوند. در این مقاله، مدل چندمرحله ای مسیریابی برای امداد و نجات مسائل بحران ارائه شده است که در هر مرحله با دریافت اطلاعات به موقع، نقاط بازدیدنشده بار دیگر مسیریابی می شود. همچنین روش تقریبی مبتنی بر برنامه ریزی تصادفی دومرحله ای ارائه شده است که تقریب مناسبی از مدل چندمرحله ای خواهد بود. نتایج مقایسه ای این روش با نتایج مدل قطعی نشان می دهد تعداد نجات یافتگان با استفاده از روش تقریبی بیشتر از مدل قطعی است. ضرورت استفاده از رویکرد پیشنهادی نیز بیان شده است.

تبادل کالا با کالا یا تهاتر روشی دیرینه در مبادلات تجاری است، اما امروزه شبکه های نوین تهاتری در سطح ملی و بین المللی جایگاه ویژه ای یافته اند. کمک به رونق اقتصادی، مقابله با تحریم های پولی، حفظ ذخایر ارزی، حفظ نیروی کار و موارد دیگر از جمله مزایای بازارهای نوین تهاتری است. با توجه به گستردگی این بازارها، مدیریت صحیح برای ایجاد توازن در بازار، کاهش هزینه ها، کاهش ریسک ورود به شبکة تهاتری مستلزم مدل بندی دقیق و جامع ریاضی است. در این مقاله، با درنظرگرفتن شبکة تهاتری دولتی شامل چندین کشور به عنوان اعضای این شبکه، به منظور تأمین کالاهای مورد نیاز هر کشور، مسئلة بهینه سازی ریاضی چندهدفه با هدف کاهش هزینه ها و بدهی کشورها طراحی و ارائه شد. نتایج حاصل از حل مدل ارائه شده نشان می دهد این مدل الگوی مناسبی برای تولید و تبادل کالا میان کشورهای تشکیل دهندة شبکة تهاتری دولتی ارائه می دهد.

در این پژوهش، مدل برنامه ریزی عدد صحیح غیرخطی سه هدفه (ناب-چابک و ارزش های محوری) به منظور بهینه سازی زنجیرة تأمین اقلام عمومی ارائه شده و در آن همة پارامترهای توابع هدف و محدودیت ها به صورت قطعی مدنظر قرار گرفته است. مدل ارائه شده سه هدف کمینه کردن هزینه های حمل ونقل، زمان تأخیر در تحویل و عقد و فسخ قرارداد و بیشینه کردن میزان چابکی و ارزش های محوری را شامل می شود. در این مدل به طراحی شبکة زنجیره تأمین ناب، چابک و ارزشی پرداخته می شود. این شبکه شامل تولیدکنندگان، توزیع کنندگان و مشتریان است که در آن شاخص ها و معیارهای ارزشی و چابکی برای تولیدکنندگان و توزیع کنندگان درنظر گرفته شده است. روش حل بدین گونه است که ابتدا اوزان مناسب چابکی و رعایت ارزش ها برای تولیدکنندگان و توزیع کنندگان به روش تصمیم گیری چندمعیاره به دست می آید، سپس این اوزان با سایر پارامترهای مسئله، به عنوان ورودی مدل ریاضی پیشنهادی مدنظر قرار می گیرند. مدل ریاضی ارائه شده در قالب مطالعة موردی با استفاده از نرم افزار GAMS حل شده و سپس دو الگوریتم فراابتکاری چندهدفه شامل الگوریتم ژنتیک و پرش قورباغه با مرتب سازی نامغلوب ارائه شده است. به منظور اعتبارسنجی نیز نتایج این الگوریتم ها با نتایج حل دقیق، مقایسه شده است. همچنین نتایج دو الگوریتم NSGA-II و NSMOSFLA به ازای معیارهای مقایسه ای الگوریتم های چندهدفه تحلیل شده است.

زمان بندی یکی از مسائل پرکاربرد در صنعت است که پژوهشگران در سال های اخیر توجهی ویژه به آن داشته اند. تلاش برای کاهش شکاف میان روش های تئوری و کاربردی در مسائل زمان بندی، از ضرورت های دنیای امروز محسوب می شود. یکی از اقدامات صورت گرفته در این زمینه، توجه هم زمان دو مرحلة مونتاژ و پردازش است. در این پژوهش با توجه به اهمیت توجه هم زمان به مراحل مختلف تولید در صنعت و همچنین به منظور کاربردی ترکردن مسئله، به بررسی مسئلة زمان بندی تولید کارگاهی با درنظرگرفتن یک مرحله مونتاژ موازی با هدف حداقل کردن زمان تکمیل محصولات پرداخته ایم. بدین منظور ابتدا مسئلة مدنظر به مسئلة رنگ آمیزی گراف تقلیل داده شد. با توجه به اینکه مسئلة مدنظر و رنگ آمیزی گراف مربوط از نوع NP-hard هستند، برای حل آن ها در ابعاد متوسط و بزرگ از الگوریتم ترکیبی ژنتیک و بهینه سازی انبوه ذرات استفاده شد. همچنین به منظور بررسی صحت عملکرد و میزان کارایی الگوریتم در این پژوهش، حدود بالا و پایینی با استفاده از مسئلة رنگ آمیزی گراف ارائه شد.

در این مقاله، مدل یکپارچه برای شبکة سه سطحی توزیع فیبر نوری با درنظرگرفتن هم زمان شبکه های ستون فقرات و دسترسی ارائه شده است که توپولوژی به کاررفته در سطوح آن به ترتیب حلقه، ستاره و ستاره است. هدف مدل نیز تعیین مکان هاب های مرکزی و متمرکزکننده ها، چگونگی ارتباط میان هاب ها و اختصاص هریک از کاربران به یکی از متمرکزکننده هاست؛ به نحوی که هزینه های ارتباطی فیبر و راه اندازی متمرکزکننده ها به حداقل برسد و پهنای باند موردنیاز هر کاربر تأمین شود. با توجه به NP-Hard بودن، مسئله در سایز کوچک با نرم افزارGAMS اعتباردهی و سپس با استفاده از دو روش فراابتکاری تفاضل تکاملی و الگوریتم ژنتیک مدل در سایزهای بزرگ تر حل شده است. مقایسة نتایج محاسباتی بیانگر سرعت بیشتر الگوریتم تفاضل تکاملی و برتری این الگوریتم بر مدل با سایز کوچک و متوسط است، اما برای مدلی با ابعاد بزرگ تر الگوریتم ژنتیک توصیه می شود.

در این مقاله مدل ریاضی جدید برای توسعة نیروگاه های انرژی الکتریسیته ارائه شده است که از نظر برنامه ریزی در گروه برنامه ریزی های بلندمدت در ادبیات خود محسوب می شود، اما گام های مسئله به صورت ماهانه است. درنظرگرفتن محدودیت های نرم و سخت در کنار یکدیگر و متناسب با مفهوم مدل در دنیای واقعی، از دیگر ویژگی های مدل مذکور است. همچنین باید تقسیم بندی نیروگاه ها براساس مناطق احداث آن ها را نیز به دیگر ویژگی های مدل افزود. در ادامه حل دقیق مدل در ابعاد کوچک به کمک نرم افزار گمز صورت گرفته و به دلیل پیچیدگی مسئله، الگوریتم های فرابتکاری ژنتیک و بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری مطرح شده است. تنظیم پارامتر الگوریتم ژنتیک نیز با استفاده از روش RSM انجام شده و سپس 22 سری مثال عددی با هریک از این دو الگوریتم حل شده است. نتایج نیز با یکدیگر مقایسه شده اند که نشان دهندة برتری الگوریتم ژنتیک هستند.

پیش بینی دقیق نیاز مصرف شبکة برق ماهانه می تواند در برنامه ریزی انرژی مؤثر باشد و مدیریت صحیح تر مصرف برق را امکان پذیر کند. نیاز مصرف برق ماهانه نشان دهندة گرایش فصلی پیچیده و غیرخطی است یکی از مدل هایی که به طور گسترده برای پیش بینی سری های زمانی غیرخطی استفاده می شود، رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) است که در آن باید انتخاب پارامترهای کلیدی و تأثیر تغییرات فصلی درنظر گرفته شود؛ بنابراین ضروری است پارامترهای مدل رگرسیون بردار پشتیبان به صورت مناسب انتخاب شوند و گرایش های غیرخطی و فصلی داده های نیاز مصرف برق تعدیل شوند. روشی که در پژوهش حاضر پیشنهاد می شود، پیوندزدن مدل رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) با الگوریتم بهینه سازی مگس میوه (FOA) و تنظیم شاخص فصلی برای پیش بینی نیاز مصرف برق ماهانه است. علاوه براین، به منظور ارزیابی جامع عملکرد پیش بینی مدل ترکیبی، نمونه ای کوچک از نیاز مصرف برق ماهانة ایران و نمونة بزرگی از تولید برق ماهانة ایران برای نشان دادن عملکرد پیش بینی بررسی شده است. همچنین در این پژوهش برتری «مدل ترکیبی رگرسیون بردار پشتیبان با الگوریتم بهینه سازی مگس میوه با تعدیل گرایش های فصلی (SFOASVR)» در مقایسه با سایر مدل های شناخته شده پیش بینی از نظر دقت پیش بینی و کم بودن خطای پیش بینی بررسی شده است. برای این منظور معیارهای ارزیابی ریشة میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین درصد خطای مطلق (MAPE)، همچنین آزمون ناپارامتری ویلکاکسون صورت می گیرد. براساس نتایج، مدل SFOASVR از سایر مدل های پیش بینی خطای کمتری دارد و درنتیجه گزینه ای مناسب برای کاربردهای پیش بینی نیاز مصرف برق است.

در این پژوهش، زمان بندی زنجیرة تأمین دومرحله ای، شامل تولیدکنندگان و توزیع کنندگان بررسی شده است. پردازش کارها با ماشین های بسته بندی سریالی صورت می گیرد. وسایل نقلیه، کارها را برای پردازش های بیشتر به مشتریان تحویل می دهند. ظرفیت هر دسته محدود است و هزینة واحد تحویل هر دسته ثابت و مستقل از تعداد کارها در هر دسته محسوب می شود. زمان پردازش و آماده سازی کارها با توجه به انواع آن ها نیز متفاوت است. زمان آماده سازی با توجه به نوع کار درون هر دسته درنظر گرفته شده است. هدف مسئله حداقل کردن زمان پایان آخرین کار است. مدل سازی مسئله با روش برنامه ریزی عدد صحیح مختلط انجام و یک کران پایین برای این مسئله مدنظر قرار گرفته است. در پایان نیز نتایج محاسباتی برای بررسی کارایی کران پایین بیان شده است.

انتخاب مجموعة نمونة پروژه، فرایندی پیچیده است که بسیاری از عوامل و ملاحظات را از زمانی که پیشنهاد شده است تا زمانی که پروژه به اتمام می رسد دربرمی گیرد. با توجه به اینکه انتخاب خوب اهمیتی حیاتی دارد، استفاده از مدل های ریاضی معتبر برای هدایت سازمان به هدف نهایی آن ضروری است. برای دستیابی به این هدف، چنین مدل هایی باید تا حد ممکن هر دو وضعیت واقعی سازمان و اهداف و ترجیحات آن را منعکس کنند. با این حال، از آنجا که فرایند انتخاب و اجرای پروژه های حمل ونقل در محیط واقعی و نه در آزمایشگاه ها صورت می گیرد، اطمینان نداشتن و کمبود دانش درمورد برخی داده ها همیشه مسئله ای مهم است. هدف این مقاله ارائة مدل چندهدفة فازی با درنظرگرفتن عدم قطعیت در متغیرهای بودجه، زمان مورد نیاز برای اتمام پروژه، آلودگی های زیست محیطی، خطر و کیفیت است. همچنین در این مدل، حداقل کردن آلودگی زیست محیطی، حداکثرکردن کیفیت، حداقل کردن ریسک و هزینة پروژه ها تحت تورم در اهداف مسئله درنظر گرفته و برای بیان عدم قطعیت ها نیز از پارامترهای فازی استفاده شده است. با توجه به NP-Hard بودن مدل، روش های فراابتکاری برای حل مدل کاربرد دارد. بدین منظور مدل ارائه شده با الگوریتم ازدحام ذرات حل شد. درنهایت نیز برای سنجش کارایی الگوریتم، مقایسة نتایج با الگوریتم ژنتیک صورت گرفت. براساس نتایج اجرای مدل دربارة داده های چهارده پروژة کلان حمل ونقل ریلی کشور، سه پروژة اولویت دار برای شهرهای کرج، اصفهان و شیراز بالاترین اولویت را دارد و براساس مؤلفه های مدل از اهمیت بسیاری در روان سازی ترافیک های شهری برخوردار هستند.

یکی از حلقه های مهم در زنجیرة تأمین شبکة توزیع است. مسئلة مکان یابی توزیع کنندگان نیز یکی از مسائل مهم زنجیرة تأمین دربارة تصمیم های سیستم توزیع محسوب می شود. همچنین یکی از مهم ترین اهداف زنجیرة تأمین رضایت مشتریان است؛ بنابراین قابلیت اطمینان می تواند در ارسال محصولات کافی به مشتریان مؤثر باشد. در این پژوهش مدل غیرقطعی مکان یابی چهار هدفة عدد صحیح مختلط غیرخطی، چندمحصولی و چنددوره ای با هدف کمینه سازی هزینه های کل، کمینه سازی فضای انبارش توزیع کنندگان، کمینه سازی زمان تأخیر و تعجیل در ارسال به توزیع کنندگان و افزایش قابلیت اطمینان مراکز توزیع در ارسال به مشتریان، همچنین مدل پیشنهادی مسئله برای زنجیرة تأمین چهار سطحی ارائه شده است. حل مدل چندهدفه به کمک روش ریاضی E-محدودیت و تابع حددار صورت گرفته است. درنهایت برای بررسی کارایی مدل و عملکرد روش های پیشنهادی چندین مثال عددی طراحی و نتایج حاصل از آن ها مقایسه شده اند.

در جهان رقابتی حاضر، لزوم کمینه سازی هزینه ها و زمان تولید و افزایش میزان بهره وری در سیستم های تولیدی، بیش ازپیش احساس می شود؛ زیرا با کاهش هزینه های ناشی از تولید، قیمت تمام شده کالا نیز کاهش می یابد و اگر زمان تولید کاهش یابد متعاقب آن زمان پاسخگویی به سفارش مشتری هم کاهش می یابد. در این مقاله، مدل ریاضی دوهدفه برای مسئلة آرایش سلولی بر پایة افزایش میزان بهره وری گروهی در محیط پویا با در نظر گرفتن تخصیص اپراتور ارائه شده است. ازجمله مزیت های این مدل عبارت است از: در نظر گرفتن افق برنامه ریزی چند دوره ای، پیکربندی مجدد سیستم، ظرفیت ماشین، تعداد اپراتور در دسترس و انعطاف پذیری در تخصیص اپراتور است. اهداف مدل پیشنهادی شامل افزایش میزان بهره وری گروهی در کل دوره ها و کاهش هزینه های سیستم شامل خرید ماشین، تعمیرات و نگهداری، هزینة متغیر ماشین، هزینة راه اندازی و از دور خارج کردن ماشین ها و همین طور هزینة حقوق، استخدام و اخراج است. این مدل به روش اپسیلون-محدودیت اصلاح شده تقویت شده حل و درنهایت نتایج به دست آمده بررسی شده است.