بخشی از مقاله
KBSES يك سيستم مبتني بر دانش براي انتخاب تجهيزات
7-1: مقدمه
در سالهاي اخير صنايع توليدي پيشرفت هاي قابل توجهي كرده است. اين پيشرفت با افزايش تعداد سيستمهاي خودكار در صنايع توليدي قابل اندازه گيري مي باشد. رمز موفقيت اين سيستمها در انتخاب مناسب و استفاده كارآ از منابع قابل دسترس از قبيل ماشينها، ابزارها، قيد و بندها، و سيستمهاي حمل و نقل مواد مي باشد. انتخاب و استفاده مناسب از اين منابع، بهره وري را افزايش مي دهد. در عين حال، مشخصات طراحي مربوط به سيستمهاي جديد پيچيده تر مي شود. طراحان و استفاده كننده گان از سيستمهاي توليدي خودكار سعي كرده اند كه با به كارگيري ابزار جديد از عهده اين پيچيدگيها برآيند.
سيستمهاي مبتني بر دانش، دسته اي از ابزارهاي جديد را ارائه مي دهند كه براي بهبود وظايف طراحي و مديريت در سيستم هاي توليد خودكار بكار مي روند. اگر چه تكنيكهاي بهينه سازي مي توانند در حل مسائل پيچيده توليدي موثر باشند، اما به دلايل زير، هميشه استفاده از آنها به راحتي امكان پذير نيست:
- اطلاعات مورد نياز براي مدلهاي بهينه سازي، ممكن است براحتي در دسترس نباشند.
- حدود و عملكرد آنها ممكن است محدود باشد.
- آنها احتياج به نيروي انساني متخصص دارند.
- به علت پيچيدگي مسائل صنعتي، الگوريتم ها اغلب قادر به تهيه جواب بهينه براي آنها نيستند.
از سوي ديگر سيستم هاي مبتني بر دانش مثلاً در حل مسائلي كه براي فرمولهاي رياضي هم بسيار پيچيده هستند يا مشكل استفاده راه حل بهينه وجود دارد مورد استفاده قرار گرفته اند. از جمله مشكلاتي كه با آن روبرو هستيم وقتي است كه تكنيكهاي بهينه سازي با سيستمهاي مبتني بر دانش تركيب مي شود. همانطور كه گفته شد نيروي انساني متخصص با استفاده از راههاي بهينه سازي مسائل به حل مسائل پرداختند. اگر استفاده از سيستمهاي مبتني بر دانش موفقيت آميز باشد بايد به روشي استفاده شود كه جايگزين نمودن نيروي انساني متخصص بيشتر از تكنيكهاي بهينه سازي باشد(هاراگووكاسياك 1987).
در اين فصل سيستم مبتني بر دانش كه KBSES ناميده مي شود و در حل مسائل انتخاب تجهيزات توليدي مورد استفاده قرار مي گيرد ارائه مي شود.
7-2: طرح سيستم ساخت و توليد
طرح سيستم توليد يك تركيب فعال است كه احتياج به حل يك سري مسائل مرتب شده در يك طبقه را دارد. در اين طبقه بندي ممكن است كه يك مسئله بيش از يكبار حل گردد. به طور مثال حل مسئله انتخاب تجهيزات در يك سطح بالا به وسايل هدايت خودكار (AGV ) كه در سيستم حمل و نقل مواد (MHS) براي قراردادن روي ماشينهاي MS استفاده شده اشاره مي كند. ماداميكه مسئله جانمايي ماشين آلات را در يك سطح پايين تر حل مي كنيم، محدوديت ها (براي مثال، محدوديت فضا) ممكن است كه استفاده از يك رباط را در سيستم حمل و نقل مواد در نظر بگيرد، در اين مورد ، مسئله انتخاب ماشين آلات با محدوديتهاي تغيير يافته براي برقراركردن يك سري جديد ماشين TS. به طور صحيح مورد تحليل قرار گيرد.
دو طبقه بندي كه در زير آمده است راههاي طراحي و دستيابي به سيستم هاي توليدي مي باشد كه مورد استفاده قرار مي گيرد.
- طبقه بندي چهار طبقه اي موجود با چهار سطح دسترسي طبقه اي.
- طبقه بندي دو طبقه اي موجود با دو سطح دسترسي طبقه اي.
طبقه بندي چهار سطحي در شكل 1-7 نشان داده شده است كه موارد زير را در بردارد:
شكل 1-7 : چهار سطح طبقه بندي در راه دستيابي به سيستمهاي توليدي خودكار
-انتخاب ماشين آلات
-احداث محل ماشين
-جانمايي ماشين
-جانمايي مورد نظر در كل
1-2-7 : مسئله انتخاب ماشين آلات
چون خريد ماشين آلات مدرن توليدي ممكن است هزينه بالايي را در برداشته باشد ، در طرح سيستم توليدي اين مسئله بسيار حياتي به نظر مي آيد .
شركت با انتخاب تعداد و نوع مناسبي از ماشين آلات مي تواند :
-ميزان هزينه را كاهش دهد .
-كاهش تعميرات و هزينه نيروي انساني
-افزايش ميزان استفاده از ماشين
-اصلاح و ارائه يك جانمايي از ماشين آلات كه فقط خريد تعدادي از ماشين آلات لازم باشد .
-افزايش كارائي در طرح ريزي توليد با جانمايي اصلاح شده و كاهش ترافيك بيش از حد .
مسئله انتخاب ماشين آلات با به كارگيري تعدادي از آناليز و مدلسازي شده اند ميلروديويس ( 1977 ) تعدادي از روشهاي معين در مساله انتخاب ماشين آلات را بررسي ، مقايسه و طبقه بندي نموده اند .
تعدادي از روشها مسلماً به صورت فرضيه مطرح شده اند كه در اين رويه ايجاد اشكال نمي‌كند . براي مثال در روش برنامه ريزي ولريا ( هايزوديويس و ويسك 1981) فرض مي شود كه ماشينها در سيستم توليدي همگي مشابه هستند . مسئله انتخاب تجهيزات مي تواند به دو قسمت مسائلي انتخاب ماشين آلات و انتخاب حمل و نقل مواد تقسيم شود .
انواعي از كارها و قسمتها تنها عواملي نيستند كه روي مساله انتخاب تجهيزات تاثير دارند بلكه الگويي از جانمايي ماشينها نيز بايد در نظر گرفته شود . به طور مثال استفاده از يك روبات با بازوي بند بند در طرح حمل و بستن استفاده كنيم آرايش ماشين آلات به صورت چرخشي (R ) خواهد بود همانطور كه در شكل 2-7 نشان داده شده است . اگر يك سيستم AGV براي چيدمان ماشين انتخاب شود ، لازم است كه در انتخاب تغييرات لازم به عمل آيد ، زيرا براي مرتب كردن ماشينها در يك الگوي چرخنده يك رباط مناسبتر از AGV است .
سيستم AGV براي لي اوت در شكل (b ) 2/7 مناسب است .
شكل 2-7 : لي اوت ماشينها
2-2-7 : احداث محل ماشين
در بعضي سيستمهاي توليدي از طرح GT ( تكنولوژي گروهي ) استفاده شده است جائيكه ماشينها بر پايه شباهت فرايند گروه بندي مي شوند . از طرح GT ( تكنولوژي گروهي ) استفاده شده است . امكانات تكنولوژي گروهي كه يك سري مزايا را فراهم مي آورند در فصل 8 مورد بحث قرار داده شده است .
3-2-7 : مسئله لي اوت ماشين
غالباً در مرتب كردن ماشين آلات هدف مورد توجه حداقل نمودن هزينه حمل و نقل مواد است . اگر مسئله لي اوت ما شامل بيش از ده ماشين باشد حل بهينه سازي كار مشكلي است پس بنابراين پي مي بريم كه بايد متوسل به استفاده از الگوريتمها شويم . ماداميكه مسئله لي اوت ماشينها را حل مي كنيم فاكتورهايي مانند محدوديت فضا ، ايمني ، انواع سيستم حمل و نقل مواد و موارد ديگر را بايد در نظر داشت . مسئله لي اوت ماشين در فصلهاي 10 و 11 تجزيه و تحليل شده است .
4-2-7 : مسئله چيدمان قسمت
مسئله چيدمان قسمت شامل استقرار هر قسمت ماشين در جايگاه خودش است
به طريقي كه حمل و نقل مواد را به حداقل برساند .
اگر همه قسمتها ( فضاي ماشين آلات ) داراي اندازه بزرگ هستند آنگاه مسئله چيدمان بوسيله توابع درجه دوم ( معدلاتي ) مدل سازي مي گردد .
اگر چه اجراي تكنولوژي گروهي در سيستمهاي توليدي مي تواند تعدادي از مسائل ما را پاسخگو باشد اما هميشه وسيله خوبي نيست و دلايل عمده و اصلي آن عبارتند از :
1-بخشها و ماشين آلات ممكن است دسته بندي نشوند .
2-اطلاعات لازم ممكن است در دسترس نباشد .
در اين بخش طرحي از سيستم توليدي كه شامل تنها دو قدم ، انتخاب ماشين آلات چيدمان ماشينها مي باشد در شكل 3-7 نشان داده شده است . مسئله چيدمان قسمت در يك مسئله چيدمان ماشينها مي تواند در جائيكه هر ماشين در يك قسمت نشان داده شده است به چشم بخورد .
البته در عمل ممكن است تكرار كل و يا حداقل بخشي از مراحل انتخاب شرح داده شده در شكل 1-7 و 3-7 لازم باشد .
3-7 : مدلسازي مسئله انتخاب تجهيرات توليدي :
قبل از بحث و تحليل ساختار و راههاي حل مسائل سيستم هاي مبتني بر دانش براي انتخاب تجهيزات لازم است كه مدلي جهت استفاده در حل مسئله انتخاب ماشين آلات توليدي تهيه گردد . در گذشته روشهايي در حل مسئله انتخاب تجهيزات مورد استفاده قرار گرفت . ميلروديويس (1977) بعضي از آنها را برآورد ، طبقه بندي و مقايسه نمودند .
سطح 2
سطح 1
شكل 7-3 رويكرد سلسله مراتبي دو سطحي براي طراحي سيستم هاي ساخت و توليد
راه رسيدن به طرحي از سيستم هاي توليدي
مدلهاي پوياي مرتي (1983) ، مدلهاي انتخاب تجهيزات توليدي كاسياك ( ) و مدل برنامه ريزي توليد انبوه و برنامه ريزي ماشينهاي مورد نياز بهنزهه و كشنويس (1988) مثالهايي از مدل هايي هستند كه براي كه بر مسئله انتخاب ماشين آلات توليدي توسعه يافته بودند .
در اين بخش يك فرموله سازي برنامه ريزي عدد صحيح از مسئله انتخاب ماشين آلات ارائه شده است . تنظيم اين مدل در زير مطرح گرديده است :
= تعدادكل كارها
= تعداد كل ماشينها
= تعداد كل بخشها
= تعداد كل حمل كننده ها مواد
= هزينه انجام شدن كار روي ماشين
= هزينه نگهداري بخش براي استفاده از حمل كننده
= زمان لازم انجام كار روي ماشين
= زمان لازم جهت حمل از بخش با استفاده از حمل كننده
= زمان موجود براي ماشين
= زمان موجود براي حمل كننده
= تعداد كارهايي كه انجام مي دهد
= تعداد واحدهايي از بخش كه توليد مي كنند
= هزينه ماشين
= هزينه حمل و نقل مواد توسط حمل كننده
= كل بودجه موجود
= تعداد كارهاي كه توسط ماشين
= تعداد اجزاي از بخش كه حمل به آن توسط حمل كننده هاي مواد صورت مي گيرد .
= تعداد واحدهايي از ماشين كه انتخاب مي شود .
= تعداد واحدهايي انتخابي كه حمل و نقل مواد توسط حمل كننده به آنها انجام مي گيرد .
