پژوهش های مهندسی صنایع در سیستم های تولید
سال:1397 | دوره:6 | شماره:12 |تعداد مقالات:7

در این مقاله مسئله زمان بندی در سلول های تولیدی رباتیک سه ماشینه برای تولید قطعات مختلف با فرض وجود تعویض ابزار مورد بررسی قرار گرفته است. در سلول تولیدی رباتیک انعطاف پذیر ماشین ها از طریق تعویض ابزار می توانند کلیه عملیات مربوط به تولید قطعات را انجام دهند. از آنجا که مخزن ابزار ماشین ها دارای ظرفیت محدود است، لذا برای تولید قطعات مختلف توسط ماشین ها، نیاز به تعویض ابزار خواهد بود. مسئله ی اصلی در این مقاله تصمیم گیری در مورد سیاست جابجایی قطعات توسط ربات، ترتیب ورود قطعات به سلول تولیدی رباتیک و همچنین نحوه ی تعویض ابزار روی ماشین ها برای رسیدن به زمان سیکل بهینه می باشد. از این رو در این مقاله رویکردی جدید برای محاسبه تعداد تعویض ابزار ارائه شده است و مدل برنامه ریزی ریاضی کمینه سازی زمان سیکل تولیدی مساله مورد بررسی ارائه شده است. توسط مدل نشان داده شده است که زمان تعویض ابزار را می توان با مسائل موجود در سلول های تولیدی رباتیک ادغام و فرمول بندی کرد و نتایج حاصل نشان داد که زمان تعویض ابزار و توالی ورود قطعات در انتخاب سیاست حرکتی ربات و زمان تولید تاثیر مستقیم دارد. با استفاده از نرم افزار GAMS مسائل عددی مربوط به مدل ریاضی حل شده و نشان داده شده است که نرم افزار GAMS برای قطعات بیشتر از 8 در زمان معقول به جواب نمی رسد، ولی مسائلی تا 80 قطعه مختلف با استفاده از الگوریتم ژنتیک در زمان معقول به جواب می رسند. همچنین نشان داده شده است که زمان حل توسط الگوریتم ژنتیک کمتر از زمان حل به وسیله GAMS می باشد.

طرح ریزی فرایند و زمان بندی دو حوزه کلیدی با اهداف مختلف در سیستم ساخت هستند. بطور سنتی این دو حوزه جداگانه و بطور متوالی، با یک معیار بهینه سازی با لحاظ مفروضاتی مورد استفاده قرار می گیرند. در شرایط واقعی این مفروضات نظیر دردسترس بودن دائمی منابع و ماشین آلات و عدم وجود انعطاف پذیری در طرح ریزی فرایند، حل مساله را فاقدجواب موجه می سازد. در این تحقیق به منظور افزایش کارایی و انطباق بیشتر با دنیای واقعی، بهینه سازی مساله طرح ریزی و زمان بندی فرایند با چهار معیار و لحاظ قابلیت انعطاف پذیری در ترتیب انجام فعالیت های کار و تنظیمات پویا، نظیر خرابی ماشین و ورود محصول جدید انجام پذیرفته است. در فرایند حل مساله، تئوری بازی مبتنی بر روش سازشکارانه توسعه داده شده و الگوریتم ترکیبی فرابتکاری(GA, TS) مورد استفاده قرارگرفته است. اعتبارسنجی رویکرد نشان دهنده این است که رویکرد توسعه داده شده یک روش مناسب و اثربخش در حل مساله چند هدفه، با لحاظ محدودیت های ذکر شده می باشد.

امروزه توسعه فناوری و توجه به نوآوری باعث شده است ذائقه ی بازار به ویژه بازار مُد و پوشاک دستخوش تغییرات مداوم شود. در چنین بازارهایی خرده فروشان و تولیدکننده گان چابکی و انعطاف پذیری را به عنوان یکی از راهبردها در زنجیره تأمین خود مد نظر قرار داده اند. در این مقاله ابتدا یک مدل استکلبرگ دو-سطحی شامل خرده فروش و تولیدکننده که به صورت سنتی بر سر مقدار کالا و قیمت فروش آن باهم رقابت دارند ارائه شده است. سپس مدل دیگری با اضافه نمودن برخی از ویژگی های چابکی به مدل اول توسعه داده شده است. در این مدل علاوه بر در نظر گرفتن رقابت بین اعضای زنجیره تأمین، تأثیر رفتار مشتریان بر تصمیمات اعضای زنجیره تأمین نیز لحاظ شده است. هدف این مقاله ارائه راهکاری مناسب برای تعیین مقدار سفارش، مقدار تولید و قیمت با در نظر گرفتن شرایط رقابت، نیاز بازار و رفتار مشتریان برای حداکثر کردن سود تولیدکننده و خرده فروش و همچنین کاهش مقدار حراج می باشد. مدل استکلبرگ دو-سطحی ارائه شده ابتدا با رویکرد کاهن-تاکر تک-سطحی شده و کارایی مدل با یک مثال عددی بررسی و تحلیل شده است. نتایج مدل دوم نشان می دهد که خرده فروش و تولیدکننده با به کارگیری پاسخ دهی سریع و چابکی می توانند قیمت فروش را افزایش و مقدار حراج کالا در انتهای فصل فروش را کاهش دهند که در نهایت موجب افزایش سود هر دو عضو زنجیره تأمین شده است.

در این مقاله مسأله مکان یابی-تخصیص تسهیلات چند سطحی مستعد ازدحام بررسی می گردد. در بسیاری از مسائل مکان یابی دنیای واقعی، یک مرکز خدماتی قادر به خدمت دهی همزمان تمامی تقاضای دریافت خدمت از آن مرکز نمی باشد، بنابراین تشکیل صف و ازدحام غیر قابل اجتناب است. بدین منظور یک مدل برنامه ریزی عدد صحیح غیرخطی چند هدفه برای مسأله مکان یابی تسهیلات صفی با ساختاری مشابه شبکه صف سری M/M/1 طراحی می شود که در آن تسهیلات دارای چندین سطح هستند و مشتریان برای تکمیل خدمت باید همه سطوح را طی کنند. توابع هدف مدل کمینه سازی مجموع مدت زمان سفر مشتریان به تسهیلات و مدت زمان انتظار در سیستم، و کمینه سازی حداکثر احتمال بیکاری در تسهیلات است. مدل ریاضی پیشنهادی به کمک ابزار تحلیل حساسیت، اعتبار سنجی و تأثیر تغییرات محتمل پارامترها بر روی جواب پارتو بررسی می گردد. نتایج بدست آمده نشان دهنده صحت رفتار مدل نسبت به پارامترهای حساس مسأله است. همچنین برای ارزیابی مدل تعدادی مثال عددی ارائه و بااستفاده از روش محدودیت اپسیلن تقویت شده در بهینه سازی چند هدفه، حل می شوند. مکان مناسب از بین مکان های بالقوه برای تعداد مناسبی از تسهیلات در هر سطح و تخصیص مشتریان به تسهیلات هر سطح به کمک جواب های پارتوی بدست آمده تعیین می شوند.

در این مقاله، مسأله زمان بندی یکپارچه تولید و توزیع با در نظر گرفتن مسیریابی وسایل نقلیه بررسی می شود. یک کارخانه که چند خط تولید موازی در اختیار دارد، سفارش های مشتریان را دریافت می کند؛ پس از تولید محصولات سفارش داده شده، آن ها به صورت دسته ای بوسیله ناوگانی از وسایل نقلیه برای مشتریان ارسال می شوند. بر خلاف شیوه ارسال مستقیم سفارشات از کارخانه برای هر یک از مشتریان، ارسال دسته ای به علت استفاده حداکثری از ظرفیت وسایل حمل و نقل باعث کاهش هزینه های حمل می شود، اما ممکن است منجر به افزایش هزینه های نگه داری و دیرکرد شود. هدف، یافتن یک برنامه زمانی یکپارچه ی تولید و توزیع است به گونه ای که هزینه های آماده سازی، نگه داری، توزیع و دیرکرد حداقل شود. ابتدا، مسأله به صورت یک مدل برنامه-ریزی خطی عددصحیح مختلط مدله می شود. به دلیل NP-hard بودن آن، یک الگوریتم ترکیبی از الگوریتم رقابت استعماری و قواعد غلبه برای حل مسائل با ابعاد بزرگ ارائه می شود. به منظور ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهادی، تعدادی مسأله نمونه تولید و حل می شوند. نتایج محاسباتی حاکی از آن است که الگوریتم عملکرد خوبی برای مسائل با ابعاد بزرگ دارد.

در این پژوهش، به عنوان نخستین نوآوری، مدلسازی عدد صحیح مساله ترکیب سرویس ها ضمن رعایت ساختار عمومی ترکیب سرویس ها (متشکل از ساختارهای متوالی، موازی و حلقه ای) ارایه شده و حمل و نقل بین منابع تولیدی پراکنده در سطح جغرافیا نیز به عنوان یک نوآوری جدید در مدل ریاضی لحاظ گردیده است. در ادامه، دو مساله نمونه ی متفاوت از ترکیب سرویس های ساخت و تولید توسعه می یابد به نحوی که در آنها هر یک از مراکز استان های ایران شامل یک کارخانه تولیدی هستند و توانایی انجام برخی از سرویس های از پیش تعیین شده را خواهند داشت. جهت حل بهینه مسائل نمونه مذکور از الگوریتم شاخه و کران بهره گرفته می شود. علاوه بر این، پیش از توسعه الگوریتم فراابتکاری به منظور حل مساله، آنالیز چشم انداز مساله ترکیب سرویس ها صورت می پذیرد. نتایج این آنالیز بیان می دارد که چشم انداز مساله ساختار تصادفی یکنواخت دارد و بهینه های محلی در فضای حل مساله پراکنده شده اند. در چنین شرایطی، الگوریتم های مبتنی بر یک جواب می توانند با آغاز از هر پاسخ اولیه و پس از چند تکرار به یک بهینه محلی نایل آیند. لذا به منظور حل مساله، ساده ترین الگوریتم فراابتکاری مبتنی بر یک جواب، یعنی الگوریتم جست وجوی محلی نیز می تواند راهگشا باشد. در پایان، نتایج الگوریتم فراابتکاری با نتایج الگوریتم دقیق مورد مقایسه قرار گرفته که توانایی الگوریتم جست وجوی محلی در حل بهینه و یا نزدیک به بهینه مساله ترکیب سرویس ها با هزینه محاسباتی کمتر را نشان می دهد.

در این تحقیق، زمان بندی یکپارچه بارگیری و توزیع فرآورده های نفتی پرمصرف از انبارهای نفت چندگانه مورد مطالعه قرار گرفته است. توزیع فرآورده های نفتی پرمصرف مستلزم حمل مستقیم بر اساس سفارش های صادر شده از سوی مشتریان می باشد. در این مقاله مدل ریاضی جهت برنامه ریزی یکپارچه بارگیری و توزیع فرآورده های نفتی پرمصرف از انبارهای مختلف با هدف حداقل کردن مجموع هزینه های خرید، حمل و توزیع و تأخیر در تحویل فرآورده ها ارائه می گردد. با توجه به ماهیت NP-hard این مسئله، روش حلی ترکیبی، مبتنی بر شبیه سازی جهت ایجاد و حفظ پاسخ های موجه و الگوریتم های فراابتکاری جهت جستجوی فضای جواب ارائه شده است. کارایی رویکرد حل پیشنهادی از طریق حل مسائل نمونه تصادفی در ابعاد مختلف مورد بررسی قرار گرفته و عملکرد الگوریتم های GA-MPC و 2011 SPSO با ویرایش های اولیه این الگوریتم ها مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج مقایسات، نشان دهنده عملکرد بهتر الگوریتم ژنتیک در اغلب مسائل با ابعاد واقعی نسبت به سایر الگوریتم های بررسی شده است.