بخشی از مقاله
چکیده
هدف از این مقاله ارائه کاربردی از تکنیک تلفیق طراحی آزمایشها و شبیهسازی رویدادهای گسسته در سیستم تعویض پلاک خودروها است. سودمندی تلفیق تکنیک طراحی آزمایشها و شبیهسازی کامپیوتری در این است که میتوان بدون آزمونوخطا برای بهبود یک سیستم به جوابهای ممکن و بهینه رسید. با استفاده از متدولوژی تلفیق دو تکنیک فوق، تأثیر عوامل موجود در سیستم و اثر متقابل آنها ارزیابی میشود. در این پژوهش از نگاشت سیستم و طراحی آزمایشها در فازهای مفهومی و تحلیلی، بهره گرفتهشده است. در این پژوهش با کمک سه مدل مفهومی، کامپیوتری و اجرایی و با استفاده از دو بار تکنیک طراحی آزمایشها سعی شده است فاکتورهای تأثیرگذار بر عملکرد مرکز تعویض پلاک شناساییشده و عملکرد مرکز تعویض پلاک بهینه شود.
-1 مقدمه
[2] [1]بیان کردهاند که شبیهسازی درواقع نمونهای کامپیوتری از سیستم واقعی برای ارزیابی و بهبود آن محسوب میشود. بهعبارتدیگر، سیستم شبیهسازیشده، نمونهای از سیستم واقعی در محیط کنترلشده است تا رفتار سیستم تحت شرایط مختلف بدون ریسکهای فیزیکی و تحمیل هزینههای هنگفت، موردمطالعه قرار گیرد. با بهرهگیری از شبیهسازی و طراحی آزمایشها، میتوان بدون آزمونوخطا پروسه یک سیستم را بهبود داد. مقاله[5][4][3] را میتوان یک نمونه از کاربرد تکنیک تلفیق شبیهسازی و طراحی آزمایشها نام برد.
در این مقاله از ترکیب شبیهسازی و طراحی آزمایشها و تحلیل اقتصادی در پروسه تصمیمگیری در کارخانه نیمهرساناها استفادهشده است. در این مقاله برای تائید درستی مدل شبیهسازیشده از روشهای معرفیشده توسط مراجع[8] [7] [6] استفادهشده است. [9] در مقاله خود ذکر کرده است که مسائل و کاربردهای مرتبط با طراحی آزمایشها بندرت در مقالات و مجلههای مرتبط با شبیهسازی مطالعه شده است.
-1-1 شبیهسازی کامپیوتری در صنعت خودروسازی
[10]بیان کرده است که منظور از شبیهسازی، ساخت سیستم واقعی بر اساس دادههای تاریخی است و بر اساس این دادهها میتوان رفتار و ویژگیهای سیستم واقعی را مطالعه کرد.[11] تصدیق کرده است که شبیهسازی به یکی از پرطرفدارترین تکنیک ها در تحلیل مسائل پیچیده در صنعت خودرو تبدیلشده است. مرجع [10]شبیهسازی را مهمترین و کارآمدترین ابزار برای تحلیل مسائل در سیستمهای تولیدی بیان کرده است. در زیر به برخی از دلایل کارآمدی شبیهسازی در سیستمهای تولیدی اشارهشده است:-1 افزایش در بهرهوری و کیفیت نتیجه مستقیم خودکارسازی است.
به دلیل آنکه خودکارسازی روز بروز پیچیدهتر از گذشته میشود، تحلیل این پیچیدگیها فقط بهوسیله شبیهسازی میسر خواهد بود.-2کامپیوترها نسبت به گذشته ارزانتر و سریعتر شدهاند.-3هزینه نصب و خرید تجهیزات در بعضی مواقع هنگفت و سرسامآور هستند.-4 بهبود در نرمافزارهای شبیهسازی باعث شده است که زمان توسعه مدل کاهش پیدا کند.-5 شبیهسازی و پویانمایی به ادراک بیشتر سیستم کمک میکند.
-2-1 طراحی آزمایشها
در مرجع[12]بیانشده است که واژه آزمایش در معنای خاص خود بیانگر بررسی و ارزیابی یک خصوصیت سیستم است که توسط آزمایشکننده انجام میشود. بهعبارتدیگر برخی از خصوصیات دیگر سیستم خارج از کنترل خواهند بود. آزمایش را میتوان یک آزمون یا سری از آزمونها تعریف کرد که توسط آن، تأثیر تغییرات عوامل ورودی سیستم یا پروسه بر عوامل خروجی و تغییرات آنها بررسی میشود. با توجه به گفته[13] طراحی آزمایشها اشاره به پروسه برنامهریزی آزمونها دارد که دادههای مناسب با استفاده از متدهای آماری مورد تحلیل قرارمیگیرند.
[14] بیان میکند که یکی از اهداف اصلی طراحی آزمایشها، تخمین تأثیر تغییرات ورودیها بر خروجیهای سیستم است. مرجع[15]فاکتور را متغیرهای قابلکنترل آزمایش تعریف میکند که تأثیرات متنوعی را برای متغیرهای پاسخ میگذارند. هر فاکتور باید چندین مقدار داشته باشد که هر مقدار را یک سطح مینامند. همانطور که هرکدام از متغیرهای ورودی دارای تأثیر هستند، برهمکنش این متغیرها - ترکیب هر سطح از یک متغیر با یک سطح از متغیر دیگر - نیز میتواند دارای تأثیر باشد. مرجع[10] بیان کرده است که با استفاده از طراحی کامل آزمایشها میتوان درجه بالایی از تأثیرات عوامل ورودی مخصوصاً اثر متقابل آنها را مطالعه کرد.
مرجع[16] بیان کرده است که با استفاده از طراحی کامل آزمایشها میتوان درجه بالایی از تأثیرات عوامل ورودی و مخصوصاً اثر متقابل آنها را مطالعه کرد. در همین مرجع بیانشده است که در بسیاری از مطالعات مانند مدیریت عملیات از طراحی کامل آزمایشها استفادهشده است. زیرااولاً به خاطر سادگی آن و همچنین ماهیت پروژه اجازه میدهد تا علاوه بر تأثیر مستقیم فاکتورها، اثر متقابل آنها نیز بررسی شود. یکی از معایب استفاده از طراحی کامل آزمایشها این است که مقدار زمان مصرفی و تعداد انجام آزمایشها زیاد است.
وقتی تعداد فاکتورها بهطور چشمگیری افزایش مییابد، درنتیجه تعداد انجام آزمایشها نیز بهطور قابلتوجهی افزایش مییابند. در این وضعیت بهترین راهحل، بررسی کسری از عوامل و اثر متقابل آنها است. ممکن است در عمل انجام بعضی از آزمایشها هزینهبر بوده یااصلاً غیرممکن باشند، در این مواقع پیشنهاد میشود که آزمایشها، شبیهسازی شوند. در ادامه تکنیک تلفیق طراحی آزمایشها و شبیهسازی رویدادهای گسسته ارائه میشود.
-3-1 طراحی آزمایشها و شبیهسازی آنها
[14] اشاره میکند که با استفاده از شبیهسازی میتوان آزمایشهایی را که در عمل غیرممکن هستند، اجرا نمود. [17] بیان کرده است که با اجرای آزمایشهای طراحیشده در شبیهسازها، دیگر نیازی نیست که عملی بودن آنها بررسی شود. اگر با توجه به تابع RV=F - IV - ، RV عوامل وابسته یا پاسخ نامیده شوند و IV عوامل مستقل یا ورودی باشند، مطابق با گفته [14] تابع F درواقع، مدل شبیهسازیشده است. با توجه به [17]یکی دیگر از مزیتهای اجرای آزمایشهای طراحیشده در مدلهای شبیهسازیشده، این است که همه فاکتورها تحت کنترل هستند و بندرت عوامل ایجادکننده مزاحمت، ظهور میکنند.
همچنین در عمل ممکن است اجرای آزمایشها مشکل بوده یا به هزینههای بالا نیاز داشته باشند به همین دلیل ممکن است انجام آنها یا بدون تکرار یا در تعداد کمی تکرار انجام بشوند. درحالیکه این محدودیت در مدلهای شبیهسازیشده وجود نداشته و با اجرای آزمایشها در شبیهسازها، میتوان بهراحتی آنها را برای چندین بار تکرار کرد و تأثیر عوامل ورودی و برهمکنش آنها را مشاهده نمود. با استفاده از تکرار آزمایشها بهراحتی اهمیت یا عدم اهمیت عوامل شناخته میشوند.
-2 متدولوژی
مرجع [18]بریانکرده است که مطالعه و بررسی، هنگامی عملی و شدنی است کهاولاً هدف از مطالعه مشخصشده باشد، ثاناًی متغیرهایی که میخواهیم تأثیر آنها را بررسی کنیم، انتخاب گردیده و روشهای کنترل و مشاهده تغییرات بر عوامل پاسخ تعریفشده باشند. فلوچارت موجود در شکل1 متدولوژی بکار رفته در این مقاله را نشان میدهد. با توجه به فلوچارت، سه نوع مدل ساخته میشود: -1 مدل مفهومی -2 مدل کامپیوتری -3 مدل اجرایی یا عملیاتی. قابلذکر است که این مدلها باید مورد تائید و اعتبارسنجی قرار گیرند.
[19] تأکید میکند که ساخت مدل مفهومی، مهمترین جنبه شبیهسازی است . این مرجع توجه خاصی را به مدل مفهومی ابراز داشته و بیان میکند که بسیاری از شبیهسازها، این مرحله را در نظر نمیگیرند.[20] معتقد است که ساخت مدل مفهومی مناسب وجوب، میتواند منجر به تشخیص راهحلهای خوب شده واژ بازنگری کامل مدل اجتناب کند. مرجع[21]از پروسه نگاشت سیستم که توسط نرمافزار سیستمهای پویا انجام میشود بهعنوان ابزاری برای توضیح منطقی سیستم و تصمیمگیری کلیدی بهره میگیرد.
مدل اجرایی
شکل .1متدولوژی بررسی و مطالعه عوامل تأثیرگذار
در این پژوهش ارائه مدل مفهومی نقطه شروع کار بوده و اطلاعات لازم را برای مدل کامپیوتری فراهم میآورد. مدل مفهومی در پروسه نگاشت سیستم و انتخاب تکنیک مطالعه ایجاد میشود [21]بیان کرده است که انتخاب این تکنیکها باید متناسب با ویژگی و خصوصیت پروسه و هدف از مطالعه باشد. از نگاشت سیستم میتوان بهعنوان ابزاری برای بررسی و مشاهده بهبودها نام برد. به کمک زبانهای شبیهسازی، مدل مفهومی به مدل کامپیوتری تبدیل میشود.
مرجع[22]با توجه به معیارهایی مانند: هزینه و زمان مصرفی، روشی برای انتخاب نرمافزار شبیهسازی ارائه کرده است. در این پژوهش از نرمافزار ED - Enterprise Dynamic - با توجه به دو معیار فوق و نیز توانایی این نرمافزار در نمایش گرافیکی و تصویری، استفادهشده است. پس از تشکیل مدل کامپیوتری، رفتار مدل ایجادشده بایستی موردبررسی قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که تطابق با مدل مفهومی دارد یا خیر. این بررسی، اعتبارسنجی مدل نامیده میشود.
اعتبار سنجی مدل، شامل برطرف نمودن اشکالات و معایب مدل نیز است. پس از اعتبارسنجی، برای تصدیق درستی مدل، با کمک برنامهریزی چند سناریو، مدل اجرا میگردد. نتایج بهدستآمده از مدل با نتایج مدل واقعی مقایسه میشود تا میزان اختلاف و خطای بین مدل واقعی و مدل شبیهسازیشده مشخص شود. اگر میزان خطا در محدوده قابلقبول باشد، مدل کامپیوتری بهدستآمده برای اجرای آزمایشهای طراحیشده مناسب است.
