بخشی از مقاله
چکیده:
تعیین برنامه زمانبندي و توالی عملیات در مسائل برنامه ریزي تولید بعنوان یکی از عوامل کلیدي موفقیت در هر سازمان تولیدي نقش مهم و موثري دارد، زیرا زمانبندي تولید باعث جلوگیري از انباشت سرمایه، تقلیل ضایعات، کاهش و یا حذف بیکاري ماشین آلات و تلاش براي استفاده بهتر از آنها، پاسخگوئی بموقع به سفارش هاي مشتریان و تامین مواد اولیه و قطعات مورد نیاز در موقع مناسب می شود.مسائل زمانبندي تولید بسیار متنوع هستند. هدف زمانبندي تولید تخصیص منابع محدود در طول زمان براي انجام گروهی از فعالیت هاي رقیب است.
داشتن یک برنامه زمانبندي تولید مناسب، تاثیر زیادي بر افزایش کارائی و دسترسی به اهداف سازمان دارد. مدل زمانبندي تولید در هر یک از سازمانهاي تولیدي با توجه به اهداف و اولویت هاي دسترسی به هر یک از آنها متفاوت است. بنابراین براي تعیین مدل زمانبندي مناسب در سازمان ابتدا باید اهداف، اولویت و محدودیت منابع مورد بررسی قرار گیرد.در این مقاله برنامه زمانبندي سیستم هاي تولید سفارشی کارگاهی با محدودیت تعداد ماشین آلات در هر مرحله و هدف حداقل نمودن مجموع وزنی تاخیرات مورد بررسی قرار گرفته و برنامه زمانبندي تولید قالبها به کمک یک الگوریتم ابتکاري تعیین شده است. در نهایت کارائی الگوریتم پیشنهادي نسبت به روشهاي موجود به کمک مثالهاي متعدد و متنوع مورد تائید قرار گرفته است.
کلمات کلیدي: زمانبندي تولید، مجموع وزنی تاخیرات، فعالیت هاي رقیب، محدودیت منابع و تولید کارگاهی
- 1 مقدمه
در این مقاله برنامه ریزي و تخصیص منابع براي تولید چندین محصول به صورت همزمان در حال تولید مورد مطالعه قرا رگرفته است. مسئله برنامه زمانبندي تولید با منابع محدود یک مسئله ترکیبی بوده و ازنوع است .[1] تاکنون روشهاي ابتکاري متعددي توسط محققین مختلف مطرح و یا مورد مقایسهقرار گرفته است. از کاراترین قوانینی که در روش هاي ابتکاري استفاده شده است قوانینMINSLK، SPTو RAN است. هیچیک از قوانین مطرح شده جامعیت لازم براي استفاده عملی را ندارند و هر مسئله با شبکه ساختاري مختص به خود به یکی از این قوانین پاسخ می دهد. هدف اصلی از این بررسی ارائه یک الگوریتم جدید براي حل مسائل زمانبندي تولید با منابع محدود است. این الگوریتم با توجه به ساختار تولید ساده Job Shop و تعداد منابع صرف شده در تولید محصول، طراحی شده است.
آنگاه فعالیت ها براساس این دو عامل برنامه ریزي و منابع محدود به کارها تخصیص داده می شود. تجزیه و تحلیل نسبی هر یک از این دو عامل را در هنگام استفاده به صورت پارامتریک می توان انجام داد. سپس نوسانات استفاده از هر یک از منابع در طول زمان تولید محصول به حداقل ممکن کاهش داده می شود. یک برنامه کامپیوتري براي تسهیل در کاربرد روش فوق توسعه داده شده است. همچنین یک مثال عددي براي تشریح روش ارائه شده است. سپس معیار کارآئی با عنوان درصد زمان دیرکرد نسبت به زمان سیکل محصول 1 - LSR - تعریف شده است. مقایسه بین قوانین MINSLK، SPT و RANDOM و قانون جدید براساس معیار کارآئی فوق براي 50 مسئله نمونه با اندازه هاي مختلف انجام شده است. نتایج بدست آمده از روش ابتکاري جدید نسبت به روش هاي گذشته حاکی از برتري و ثبات بیشتر در حل مسائل است.
- 2 مرور ادبیات موضوع
زمانبندي تولید حوزه بسیار وسیعی از مسائل اکثر سیستم هاي تولیدي و خدماتی را تحت پوشش قرار می دهد. مسائل زمانبندي داراي ویژگیهاي گوناگون هستند. به همین دلیل مدلسازي این گونه مسائل بسیار مشکل است. مضافاً اینکه طراحی ابزارهاي حل و کیفیت آنها وابسته به مدل می باشد. از طرف دیگر به کارگیري ابزارهاي حل موجود نیز با توجه به مدلهاي موجود و توابع هدف طراحی شده و مدلهایی که ابزار حل براي آنها طراحی شده غالباً داراي حالت کلاسیک و غیر عملی هستند.
• جاتینوروگایتا [2] در سال 2002 مسائل زمانبندي تولید را به سه دسته بلند مدت، میان مدت و کوتاه مدت تقسیم نمودند. در این مقاله انواع مختلف مسائل زمانبندي در شرایط گوناگون مدلسازي و روشهاي حل مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین آنها روشهاي حل مختلف را براي تعدادي مسائل با ابعاد بزرگ، متوسط و کوچک را مورد مقایسه قرار دادند. آنها مسائلی مانند تعیین نوع محصولات،تعیین نوع فرآیند و تعیین نوع تجهیزات را در گروه بلند مدت و مسائل مانند تعیین اندازه انباشته،زمانبندي تولید مادر و برنامه ریزي تامین مواد اولیه را در گروه میان مدت و مسایلی مانند برنامه زمانبندي و توالی عملیات را در گروه کوتاه مدت قرار دادند. بنابراین مسئله این تحقیق در گروه مسائل زمانبندي کوتاه مدت قرار دارد.
گراهام و همکاران [3] در سال 1979 یک طرح طبقه بندي با سه پارامتر α / β /δ ارائه نمودند. در این طبقه بندي α بیانگر نظم و سازماندهی ماشین آلات، β بیانگر خواص فرآیندها و محدودیتهاو δ بیانگر توابع هدف مدل می باشد.
نیکولاس هال [4] در سال 2001 در طی مقاله مروري خود مسائل 1/ rj / ∑Tj ، 1// ∑wjTj، Pm // ∑Tj را NP-Hard معرفی نمودند. اینگونه مسائل با یک الگوریتم خاص در طی مدت زمان معین قابل حل نیستند و با افزایش ابعاد مسئله زمان حل به صورت نمایی افزایش می یابد.
مقاله چنفانگ و همکاران [5] در سال 2003 براي حداقل کردن میانگین وزنی دیر کردها از ترکیب روشهاي WSPT وبرنامه ریزي خطی استفاده شده است بگونه اي که ابتدا توسط روش WSPT یک حل وحد پائین براي تابع هدف ارائه شده است وسپس توسط مدل برنامه ریزي خطی عدد صحیح جواب حاصل از روش WSPT تا حد ممکن بهبود داده شده است .
•چنشانتو و همکاران [6] در سال 2002 براي حداقل کردن حداکثر مقادیر دیر کرد - - LMax در مدلهاي زمانبندي تولید از روش الگورتیم ژنتیک استفاده کرده اند. این الگورتیم براي حل مسایل پیچیده و مشکل بکار می رود، آنها سعی کرده اند روشی ارائه شود که با کاهش طول رشته هاي زمانبندي تولید مدت زمان حل مسئله را کاهش دهند.
•سین واسان [7] در سال 2001 بمنظور حداقل نمودن میانگین دیرکردها بروش برنامهریزي پویا یک الگوریتم مختلط ارائه کرده است که در آن از خواص ماتریس غالب ومغلوب مخصوص که در حل مسئله T به کار می رود استفاده شده است.
•آمونز [8] در سال 1996 موفق شد با استفاده از قضایاي مسائل زمانبندي تولید با معیار T را با استفاده از شاخه و کران حل نموده و جوابهاي نزدیک بهینه را بدست آورد.
•کار فینکل و بیکر [9] در سال 1984 مسئله زمانبندي تولید با m کار مستقل و n ماشین با ترتیب عملیات مختلف را با هدف کمینه کردن متوسط مقادیر دیرکرد - - T و در نظر گرفتن زمان ورود کارها در زمانهاي مختلف را با استفاده از برنامه ریزي خطی عدد صحیح فرموله کردند.
