بخشی از مقاله
چكیده
در این مقاله در پاسخ به نیاز برنامهریزی تولید در محیطهای تولید سفارشی که در عمل چندین پروژه دارای منابع محدود به طور همزمان انجام میشوند؛ مدلی برای زمانبندی چندپروژهای با حداقل کردن هزینههای تاخیر پروژهها ارایه شده است. در این مدل انقطاع فعالیتها نیز در صورت توجیه اقتصادی یا در صورت کمبود منابع در حین اجرای پروژهها مجاز خواهد بود. علیرغم جستجوی وسیع، تحقیقی یافت نشد که زمانبندی چندپروژهای را با درنظرگیری انقطاع فعالیتها مورد بررسی قرار داده باشد.
به منظور نمایش عملکرد مدل توسعه داده شده، با استفاده از دادههای دو پروژه ساختگی مدل اجرا و نتایج تحلیل شد. این نتایج نشاندهنده صحت عملکرد مدل و منطقی بودن جواب حاصل بوده است. برای ابعاد بزرگتر نیز مدل بر روی داده های چند مساله دیگر حل شد تا روند افزایش بار محاسباتی مدل بررسی شود. این تحقیق با معرفی گونهای جدید در مساله زمانبندی چندپروژهای با منابع محدود، زمینهساز انجام تحقیقات تکمیلی توسط محققان دیگر خواهد بود.
-1 مقدمه
در کارخانههایی که دارای تولیدات سفارشی هستند؛ فعالیتهای تولیدی با هدف آمادهسازی یک یا چند سفارش بر اساس شرایط خواسته شده توسط مشتری انجام میشوند. در چنین شرایطی، هر محصول دارای ویژگیهای خاصی است که اغلب برای یک مشتری منحصر به فرد طراحی میشود. برنامهریزی در سیستمهای تولیدی از اهمیت زیادی برخوردار است. در سیستمهای تولید سفارشی مسایلی شامل: برنامهریزی ظرفیت، تولید، نیازهای مواد و برنامهریزی عملیاتی اغلب در تعامل هستند و از این رو، بایستی به صورت همزمان تحلیل شوند.
[1] برای برنامهریزی در این شرایط، دو رویکرد وجود دارد: رویکرد اول استفاده از مدلهای برنامهریزی تولید چندسطحی - مانند برنامهریزی تولید سلسله مراتبی - 1 و رویکرد دوم تطبیق دادن مدلهای برنامهریزی پروژه .[1] الفایری و همکاران2 نشان دادند که رویکردهای برنامهریزی تولید سلسله مراتبی، در سیستمهای تولید انبوه به دلیل عدم نیاز به جزییات در تصمیمگیریهای تاکتیکی و استراتژیک، به خوبی عمل میکنند اما به این دلیل که مسائل مربوط به مواد یا ظرفیت، به صورت جداگانه مورد بررسی قرار میگیرند؛ برای محیط سفارشی مناسب نمیباشند 2] و .[3 عالوه بر این، تولید در این موارد مانند تولید کاال نیست بلکه بسیار به اجرای پروژه شبیه است.
[2] تجزیه و تحلیل نتایج حاصل از مطالعهی فراز و همکاران[4] 3 نشان میدهد که موفقیت در سیستمهای تولید سفارشی با اقدامات مدیریت پروژه رابطه مستقیمی دارد. از جمله ابعاد مهم در اجرای پروژهها، برنامهریزی زمان، هزینه و کیفیت است. شرط الزم برای برآوردهسازی کیفیت مناسب، دانش فنی باال و کیفیت مواد اولیه و شرط الزم برای بهینهسازی زمان و هزینه، برنامهریزی دقیق و تامین و تخصیص بهینه منابع است. از جمله عواقب بروز تاخیر در اجرای پروژههای مختلف میتوان به افزایش زمان تکمیل پروژه، افزایش هزینههای مستقیم و غیرمستقیم، عدم دستیابی پروژه به اهداف از پیش تعیین شده و ایجاد هزینهی فرصت از دست رفته اشاره نمود.
این مشکالت میتواند موجب ایجاد اختالف نظر بین ذینفعان پروژه و بروز ادعا4 شود .[5] یکی از راههای مفید برای کاهش هزینههای تاخیر، استفاده از مدلهای برنامه زمانبندی پروژه با هدف حداقل نمودن هزینههای تاخیر است. وجود برنامه زمانبندی، مسیر اجرای پروژه را روشن میکند و شاخصی برای سنجش پیشبرد پروژه به دست میدهد. برنامه زمانبندی ابزاری است که به کمک آن میتوان بودجه مورد نیاز پروژه را نیز تخمین زد و خط مبنایی5 برای بودجه پروژه ایجاد کرد. زمانبندی یکی از ارکان اساسی مدیریت پروژه است و به عنوان یکی از ورودیهای اصلی ارکان دیگر پروژه شامل مدیریت هزینه، مدیریت تدارکات و مدیریت کیفیت محسوب میشود .[6] اهداف زمانبندی پروژه ها متنوع بوده و بستگی به نظر تصمیم گیرندگان دارد که چه هدف یا اهدافی را در سازمان خود دنبال میکنند اما متداولترین آنها حداقل کردن زمان تکمیل کل پروژه است.[7]
-2 تعربف مساله و پیشینه تحقیق
در این تحقیق زمانبندی همزمان چند پروژه دارای منابع محدود و نامحدود در حالتی که انقطاع فعالیتها مجاز باشد؛ مورد بررسی قرار میگیرد. فرض بر این است که منابع مصرفی - مواد اولیه - مورد نیاز برای پروژهها به صورت جداگانه سفارش داده میشوند و به طور کامل در دسترس است اما منابع تجدیدپذیر - افراد و تجهیزات - محدود بوده و باید به پروژههای مختلف تخصیص داده شوند. همچنین در مسیر اجرای یک پروژه، به دلیل محدود بودن منابع تجدید پذیر ممکن است که فعالیت در حال اجرا متوقف و به اجرای فعالیت پروژه دیگری پرداخته شود. لذا بر اساس این که شروع یا ادامه کدام یک از پروژهها به صرفهتر باشد؛ ممکن است انقطاع فعالیتها صورت پذیرد.
با توجه به توضیحات، در این مطالعه به مدلی برای برنامهریزی زمانبندی تولید با منابع محدود و نامحدود با در نظرگیری انقطاع فعالیتها در محیط تولید سفارشی پرداخته میشود. در ادامه مطالعات انجام شده در این زمینه بررسی می شود. مارکوس و همکاران[8] 6 قابلیت استفاده از رویکرد برنامهریزی پروژه را برای برنامهریزی تولید در محیط سفارشی مورد بررسی قرار دادند. در این مطالعه برنامهای ایجاد شد که تمامی محدودیتهای زمانی را برآورده میکرد و استفاده از منابع اضافی را در افق برنامهریزی به حداقل میرساند. نتایج حاصل از مطالعه موردی آنها نشان داد که مدل در سطوح مختلف قابل اجرا است.
اکوواکس و همکاران[9] 7 در مطالعهای با عنوان رویکرد برنامهریزی پروژه برای برنامهریزی تولید و زمانبندی در محیطهایی با تولید سفارشی، یک روش تجمعی پیشنهاد دادند که ارتباط بین برنامهریزی و زمانبندی را فراهم میکند. قابلیت اطمینان این روش در نمونههای صنعتی با مقیاس بزرگ سنجیده شد. در پژوهش انجام شده توسط الفایری و همکاران [3] رویکرد برنامهریزی پروژه برای برنامهریزی تولید با در نظر گرفتن روابط پیشنیازی در سیستمهای تولید سفارشی ارائه شد. بر اساس آزمایشهای طراحی شده، سطوح مختلف حساسیت نسبت به پارامترهای مربوط به ویژگیهای مسالهی برنامهریزی تولید - مانند تعداد فعالیتها و فشار روی منابع - ، ارزیابی شد. نتایج عددی حاصل از آزمایشهای انجام شده نشان داد که این رویکرد برای مسائل در ابعاد کوچک قابل قبول است.
در پژوهش دیگری که توسط الفایری و همکاران [1] انجام شد؛ روش برنامهریزی پروژه، با رویکرد تصادفی دو مرحلهای برای پشتیبانی از برنامه ریزی تولید در سیستم تولید و مهندسی سفارشی ارائه شد. در مدل برنامهریزی این مطالعه، مقدار منابع مورد نیاز برای پردازش فعالیتها به صورت غیرقطعی درنظر گرفته شد. نتایج حاصل از آزمایش بر روی نمونه تصادفی و تولید کننده صنعتی نشان داد که توجه به عدم قطعیت از طریق یک رویکرد تصادفی منجر به مزیت غیرقابل مالحظهای در مدت کارایی طرح با توجه به رویکرد میانگین میشود. الفایری و همکاران [10] در پژوهشی دیگر رویکرد برنامهریزی پروژه را برای برنامهریزی تولید و مواد مورد نیاز در محیطهای تولید سفارشی بررسی کردند.
در این پژوهش رویکرد برنامهریزی تولید ارائه شده توسط الفایری و همکاران [1] در نظر گرفته شده و به آن برنامهریزی مواد نیز اضافه شد. در رویکرد پیشنهادی از اطالعات دقیق مربوط به فرایند تولید، برای تعیین محدوده زمانی اجرای عملیات تولید با فعالیتهای پیوسته استفاده شده است. این محدودههای زمانی به عنوان تخمینی از تاریخهای تعیین شده برای تهیه مواد میباشند. این رویکرد یک ابزار مناسب برای حمایت از برنامهریزی نیازهای مواد در یک افق متوسط است.
الفایری و همکاران [2] در پژوهشی به بررسی برنامهریزی پروژه برای زمانبندی تولید انبوه در محیطهای سفارشی پرداختند. آنها اظهار داشتند که مدت فعالیت از قبل مشخص نیست زیرا این امر مربوط به مقدار منابع اختصاص یافته است که به نوبه خود بستگی به تعداد محصوالت پردازش شده در یک زمان، مکان و تعداد کارگران دارد و میتواند در طول زمان متفاوت باشد و در نتیجه این امر بر مدلسازی مناسب روابط پیشنیازی بین فعالیتهای پیوسته تاثیر میگذارد. در این پژوهش راههایی برای مقابله با چنین مشکلی با استفاده از یک رویکرد برنامهریزی پروژه و روابط پیشنیازی پیشنهاد و کاربرد آن در یک محیط تولید کننده صنعتی نشان داده شد.
یورگو و همکاران[ 11] 8 مطالعهای را با عنوان تخمین مدت زمان فرآیند تولید تحت تاثیر عدم قطعیت در تولیدات سفارشی و ماشینآالت کنترل عددی انجام دادند. در این رویکرد به تخمین مدت زمان یک فرایند تولید مدلسازی شده از طریق یک شبکه پروژه پرداخته شده و امکان تخمین زمان تولید یک محصول برای ارائهی تاریخ تحویل سفارش به مشتری، مدیریت برنامهریزی تولید و تامین و تخصیص منابع فراهم شده است. کاربردی بودن این رویکرد با اجرای آن در یک مورد صنعتی اثبات گردیده است. علیرغم جستجوی وسیعی که انجام شد؛ در مطالعات محدودی که به زمانبندی پروژه در محیط تولیدات سفارشی پرداختهاند؛ حالت چند پروژهای با در نظرگیری انقطاع یافت نشد که در این مقاله بدان پرداخته شده است.
-3 مدل پیشنهادی
مدل پیشنهادی توسعهای بر یک مدل زمانبندی تک پروژهای دارای منابع محدود با انقطاع فعالیتها میباشد که توسط چنگ و همکاران[ 1] 9 ارایه شده بود که به یک مدل زمانبندی چند پروژهای با انقطاع فعالیتها با در نظر گیری اولویت برای اجرای پروژهها تغییر داده شد و بهبودهایی نیز در برخی از موارد مدل پایه داشته است. پیش از تشریح مدل پیشنهادی، عالیم و نشانههای بهکار رفته در آن تشریح میشوند. با این توضیح که متغیرها و اندیسها با حروف کوچک و دادهها با حروف بزرگ بارز شدهاند.
