بخشی از مقاله
چکیده
اندك تأملی در صنعت ساختوساز کشور به ما نشان خواهد داد که تا چه حد عرصه صنعت از علم جداشده است و فرهنگ اجراي تجربههاي گذشته بابی توجهی به تجربههاي جدید حاکم شده است. با سرعت گرفتن توسعه کشور، استفاده از فناوري روز دنیا در حل مسائل و مشکلات تکنیکی کارگاهها متداولتر شده است، ولی هم چنان به مدیریت کارگاهها بهعنوان دست آورد تجربه و علمی ذاتی نگریسته میشود. این روند حاکمیت تجربههاي موجود مدیریتی به علم مدیریت و روشهاي نوین آن، فرهنگ حاکم بر پروژهها را نیز سنتی باقی نگاه داشته و موجب شده است حتی با ورود فناوريهاي نوین ساخت به کارگاهها، همچنان مشکلات کارگاهی دهههاي اخیر لاینحل باقیمانده و در قرن بیست و یکم که ارزش زمان و اطلاعات به همگان ثابتشده است، کارگاههاي عمرانی کشور در تولید این دو ارزش هیچ تلاشی از خود نشان ندهند. در این مقاله سعی شده است تا یکی از مسائل دامنگیر کارگاههاي عمرانی به کمک الگوریتم جستجوي هارمونی که یکی از مدلهاينوین بهینهسازي است، حل شود تا علاوه بر کمک به حل اینگونه مسائل، قدمی در جهت نزدیک کردن علم روز دنیا به نیازهاي کارگاههاي کشور و از بین بردن دیوار بیاعتمادي میان مجریان کارگاهی و علم نوین مدیریت ساخت برداشته شود.
واژههاي کلیدي: بهینهسازي، چیدمان کارگاهی، الگوریتم هارمونی،چیدمان دینامیکی، استقرار تجهیزات
-1 مقدمه
چیدمان کارگاه بهصورت کلی مجموعهاي است از فعالیتهایی شامل شناخت تجهیزات، انتخاب آنها و تخصیص فضاي موجود در کارگاه است. با توجه به ابعاد، نوع و مکان یک پروژه، تجهیزات اجرایی آن نیز متفاوت بوده و لذا در هر پروژهاي چیدمان خاصی موردنیاز است که این چیدمان بهخصوص در پروژههاي، بزرگ اثر چشمگیري در مدت اجرا و هزینههاي مترتب بر پروژه دارد. چیدمان کارگاه بر زمان سفر درون کارگاه، تداخل فعالیتها و درنتیجه بهرهوري پروژه اثر میگذارد. چنانچه مدیران زمان کافی براي چیدمان کارگاه اختصاص دهند درنتیجهچیدمان کارگاه بهتري حاصلشده که سود بیشتري در پی خواهد داشت، علاوه بر آن در کارگاههایی که با کمبود
١
فضا مواجهاند و کارگاههاییکه به دلیل گستردگی کارگاه فاصله بین تجهیزات زیاد و نقل و انتقالات بین آنها زمانبر است، چیدمان کارگاهی بهعنوان یکی از مسائل مهم کارگاه مطرح میشود. مدلهایی که به مدیران کارگاه جهت طراحی چیدمان کارگاه کمک میکنند بر دو نوعاند. مدلهاي نتیجه گرا کهچیدمانِ طراحیشده و بخشهاي مختلف آن را موردبررسی قرار داده و چیدمان جدیدي را تولید میکنند و مدلهاي فرایند گرا که روشهاي تولید چیدمان کارگاه را موردبررسی قرار میدهند.
منظور از مدلهاي فرایند گرا در چیدمان کارگاه روشهایی است که در آنها بر روي اطلاعات ورودي پردازش صورت گرفته و نتیجه آن تولید راهحل و پاسخ براي مسئله است. اطلاعات ورودي در این روشلزوماًها اطلاعات تصویري نیستند. منظور از مسائل چیدمان کارگاهی قرار دادن تجهیزات در کارگاه به صورتی است که کلیه ابعاد و مشخصات آنها در نظر گرفته شود. مدلهاي فرایند گرا به دو روش کلی خلاصه میشوند. روش اول روشهاي بهبود چیدمان است که از یک چیدمان اولیه و کامل شروع کرده و با جابجا کردن تجهیزات، چیدمانهاي دیگري میسازند؛ و این چیدمانها را بر اساس تابع هدفی که تعریف کردهاند با یکدیگر مقایسه کرده و ارزش هر یک را مشخص میکنند و آنقدر این کار را تکرار میکنند که دیگر بهبودي در چیدمانهاي تولیدشده به وجود نیاید. اولین مدلها که با این روش کار میکردند توسط Armourو (1963)Buffa ارائه شدند و اولین باریک مدل بهبود چیدمان توسط Rodriguez-Romes (1982) در پروژههاي عمرانی به کار گرفته شد. مدل CRAFT از این روش توسط Armourو (1963)Buffa پیشنهاد شد. هدف این مدل تعیین محل استقرار تجهیزات به نحوي است که هزینه کل حملونقل حداقل گردد. (قرایی،(1384
درروش مدل COFAD که تکاملیافتهتر از CRAFTاست، پدیدآورندگان سعی کردهاند به نحو واقعیتر هزینه حملونقل را در نظر گرفته و علاوه بر طرح استقرار بخشها، سیستم حملونقل را نیز انتخاب نمایند. یکی از عیوب مشترك دو مدل CRAFTو COFAD این بود که تنها به جابهجایی سه تجهیز در هر قدم میپردازند و این امر موجب در نظر نگرفتن بسیاري از چیدمانها شده و کارایی مدل را دچار مشکل میکند. با ابداع الگوریتمهاي کاوشی مانند الگوریتم ژنتیک و یا الگوریتم جامعه مورچهها و دیگر الگوریتمها که توانایی بررسی و یافتن جواب بهینه در بسیاري از مسائل بهینهسازي ترکیبی را داشتند. مدلهاي چیدمان کارگاهی نیز تغییر کرده و زوایایی جدیدي ازاینگونه مسائل موردبررسی قرار گرفت. دو نمونه از این مدلها که نگاه جامعتري به چیدمانهاي کارگاهی دارند عبارتاند از مدل چیدمان استاتیکی((SSLP و مدل چیدمان دینامیکی( .(DSLP (خلیلیان،(1381
چیدمانهاي دینامیکی به دو گونه متفاوت ایجاد گردیدهاند. نخست مدلهاي کاربردي است که بهصورت ابزاري مفید به کاربر کمک میکنند تا با امکاناتی که در اختیار او قرار میدهند به انجام چیدمان بپردازد. از این سري((Tommelein and Zouein,1993 MovePlan با ارتباط با برنامه زمانبنديو به دستآوردن برنامه حضور تسهیلات و امکانات گرافیکی، برنامهاي مفید براي انجام چیدمان دینامیکی است(ArcSite.(cheng and Conner,1996 نیز با در اختیار گرفتن امکانات سیستم جغرافیایی((GIS به این مهم میپردازد. نوع دوم، مدلهاي بهینه یابی میباشند که بهصورت مدلهاي ریاضی به یافتن چیدمانهاي بهینه میپردازند. دراینبین میتوان به الگوریتم (Rosenblatt,1986) اشاره کرد که هرچند در آن فرض شده است که تسهیلات در تمام دورهها حضور دارند ولی امکان تعویض مکانی تسهیلات در دورههاي زمانی مختلف ایجادشده است. در این مدل تنها هزینه تبادل بین تسهیلات و جابجایی تسهیلات در نظر گرفتهشده است.ماتریس فاصله بین مکانها نیز از وروديهاي این مدل است.
اولین بار (Rosenblatt,1986) تابع هدف مدل دینامیکی و همچنین مسئلهاي فرضی را تعریف کرد. سپس مسئله را به کمک الگوریتم ژنتیک حل نمود. خلیلیان ( (1381 تابع هدف مدل Rosenblatt را کامل کرد و مسئله جدیدي نیز مطرح کرد و آن را به کمک الگوریتم ژنتیک اصلاحشده حل نمود. (قرایی،(1384 با استفاده از الگوریتم کلونی مورچگان((ACO بروي بهینه کردن مسئله خلیلیان تلاشهایی انجام داد و نتایجی بهتر از الگوریتم ژنتیک (GA) به دست اورد. با توجه به نتایج حاصلشده گذشته، استفاده از یک مدل سریع، بهینه و
٢
پایدار احساس میشود. لذا در این مقاله از الگوریتم جستجوي هارمونی که از الگوریتمهاي محبوب، قدرتمند و سریع در بهینهسازي است، استفادهشده است و نتایج بهدستآمده از این الگوریتم با تلاشهاي گذشته مقایسه شده است.
