بخشی از مقاله
چکیده
مدیران براي کاهش هزینه هاي تولید، توجه زیادي بر مدیریت نیروي انسانی و کاهش هزینه هاي خرابی دارند. مهندسین نگهداري و تعمیرات نیز بر این عقیده اند که براي کاهش هزینه هاي یاد شده باید از مرحله طراحی تلاش کرد. در این مطالعه، یک مدل ریاضی سه هدفه ارائه شده است که تابع هدف اول شامل کمینه سازي هزینه هاي مستقیم سیستم تولید سلولی، تابع هدف دوم شامل بیشینه سازي قابلیت اطمینان مسیرهاي تولید قطعات و تابع هدف سوم بصورت کمینه سازي انحراف معیار مدت زمان فعالیت ماشین آلات با در نظر گرفتن تخصیص منابع انسانی می باشد . در مدل پیشنهادي انتخاب نیروي انسانی بر اساس معیارهاي مشخص و در تخصیص آنها از معیار هزینه آموزش استفاده شده است. براي حل مسائل عددي با مدل ارائه شده، از الگوریتم NSGA-II و براي تعیین مناسب ترین جواب پارتویی از فرآیند تحلیل شبکه اي استفاده شده است.
کلمات کلیدي: تشکیل سلول، قابلیت اطمینان، تخصیص نیروي انسانی، آموزش نیروي انسانی
.1 معرفی
امروزه بنگاه هاي تولیدي براي ماندن در عرصه رقابت جهانی تلاش می کنند هزینه هاي تولید را کم کرده و با استفاده از روش هاي جدید تولید بتوانند در مقابل نوسانات بازار و تغییر سریع علایق مصرف کننده پاسخگو باشند. بهترین روش براي دست یافتن به این اهداف، استفاده از سیستم تولید سلولی است که اصول و قواعد تکنولوژي گروهی را در محیط هاي تولیدي پیاده سازي می نماید . مطالعاتی که در حوزه نگهداري و تعمیرات توسط مدیران و مهندسین مراکز صنعتی انجام شده است، به این نتیجه دست یافته اند که براي کاهش هزینه هاي تعمیرات و نگهداري باید از همان مرحله طراحی تلاش کرد [1] و .[2] در یک سیستم تولیدي، مدیران ممکن است از روش هاي مختلفی مانند : مدیریت کیفیت جامع، برنامه نگهداري و تعمیرات بهره ور جامع و برنامه تولید بهنگام و... براي ماندن در کلاس تولید جهانی استفاده کنند. مهمترین عنصر در همه ي این روش ها نیروي انسانی فعال در آن است.
مطالعات زیادي در حوزه تخصیص منابع انسانی در سیستم تولید سلولی انجام شده است و به عواملی مانند دستمزد، اضافه کاري، اخراج، استخدام، مهارت ها، علاقه مندي هاي نیروي انسانی توجه شده و از روش هاي مختلفی مانند: الگوریتم هاي شاخه و کران، CPLEX، الگوریتم انجماد تدریجی و... براي حل مدل هاي ارائه شده استفاده کرده اند [4] و [5] و .[6] مهمترین معیارها در کلیه مطالعات انجام شده هم بصورت مسائل مدیریتی و هم عملیاتی در حوزه تخصیص منابع انسانی به 6 دسته: سن، تجربه، سطح دانش فنی، تخصص و مجوز فعالیت، درجه تخصص و سایر معیارها تقسیم بندي شده اند، که مهمترین هدف آنها دست یابی به نیروي انسانی با بیشترین مهارت است که با آموزش نیرو می توان به آن دست یافت .[3] در این مطالعه، تلاش خواهیم کرد دو مسئله تخصیص منابع انسانی و قابلیت اطمینان مسیر تولید قطعات را همزمان حل کنیم. براي مسئله قابلیت اطمینان از توزیع لگ نرمال و براي انتخاب و تخصیص نیروي انسانی، از 6 معیار ذکر شده در بالا استفاده خواهد شد. براي حل مدل ارائه شده از الگوریتم NSGA-II و براي تعیین مناسب ترین جواب پارتویی روش فرآیند تحلیل شبکه را بکار خواهیم برد.
.1,1 ساختار کلی
در بخش 2 مسئله مورد نظر تشریح و مدل ریاضی مناسب ارائه خواهد شد. در بخش 3 جزئیات الگوریتم NSGA-II و فرآیند تحلیل شبکه اي تشریح و نتایج حاصل از حل مسائل عددي را بررسی می کنیم. در بخش 4 نتایج کلی از مطالعه انجام شده ارائه می شود.
.2 طراحی مدل ریاضی
اندیس ها، پارامترها و متغیرهاي مدل در پیوست b معرفی شده است. در این مدل ریاضی، نیروي انسانی به روشی که در پیوست a ارائه شده، انتخاب و هزینه آموزش آنها محاسبه می شود، همچنین در تابع هدف دوم مجموع قابلیت اطمینان مسیرهاي تولید قطعات حداکثر می گردد. براي محاسبه میزان دسترسپذیري ماشین آلات نیز از دسترسپذیري پایدار استفاده می شود. همچنین، عموماً از تأثیر منفی در نظر گرفتن قابلیت اطمینان در نتایج مدل غفلت می شود، براي کاهش تأثیر منفی فرض قابلیت اطمینان و افزایش بالانس، تابع هدف سومی بصورت مینیمم سازي انحراف از میانگین مدت زمان فعالیت ماشین
آلات ارائه شده است. مدل ریاضی مورد نظر بصورت زیر است:هزینه جابجایی بین سلولی، درون سلولی، هزینه تنظیم و عملیات قطعات و عدم استفاده از ماشین آلات به ترتیب بوسیله معادلات 1، 2، 3 و 4 محاسبه می شود. دستمزد و هزینه آموزش نیروي انسانی به ماشینی که به آن تخصیص یافته در معادله 5 محاسبه می گردد. تابع هدف دوم - معادله - 6، مجموع قابلیت اطمینان مسیر تولید قطعات را بیشینه می کند و در معادله 7، قابلیت اطمینان هر مسیر براساس مدت زمان فعالیت ماشین آلات آن مسیر - S j - محاسبه می شود. روش محاسبه در پیوست b ارائه شده است.تابع هدف سوم - معادله - 8 قدر مطلق فاصله از میانگین مدت زمان فعالیت ماشین آلات را کمینه می کند.
مدت زمان فعالیت هر ماشین در معادله 9 و میانگین مدت زمان فعالیت ماشین آلات در معادله 10 محاسبه می شود. محدودیت 11 تاکید می کند که هر قطعه تنها یک نقشه فرآیند انتخاب کند . بوسیله محدودیت 12، هر عملیات از نقشه فرآیند انتخابی، به یک ماشین مشخص و به یک سلول مشخص تخصیص می یابد. بوسیله محدودیت 13 ، هر ماشین حداکثر به یک سلول تخصیص می یابد. محدودیت هاي 14 و 15 به ترتیب حداقل و حداکثر تعداد ماشین آلات در هر سلول را مشخص می کنند. محدودیت 16، تضمین می کند که تخصیص ماشین آلات به سلول ها قبل از تخصیص عملیات انجام شود.
رابطه 17 محدودیت مدت زمان فعالیت هر ماشین را تأمین می کند. محدودیت آخر نیز نوع متغیرهاي مسئله را تعیین می کند. به وسیله محدودیت 18 هر اپراتور به یک ماشین تخصیص و بوسیله محدودیت 19 هر ماشین به یک اپراتور تخصیص داده می شود. محدودیت 20 نیز کمک می کند که اگر ماشین j به سلول c تخصیص یافته باشد، اپراتور w که به ماشین j تخصیص یافته است به سلول c تخصیص یابد. محدودیت 21 نیز نوع متغیرهاي مدل را معرفی می کند. توابع هدف اول و دوم همراه با همه ي محدودیت ها را مدل اول و هر سه تابع هدف با همه ي محدودیت ها را مدل دوم فرض می کنیم.
.3 مسائل عددي
.3,1 الگوریتم NSGA-II
عموماً، در انتخاب روش حل مسئله قابلیت اطمینان به اولویت توابع هدف توجهی نمی شود. براي توجه به ویژگی ها و وابستگی هاي اهداف الگوریتم NSGA-II مناسب تر تشخیص داده شد . این الگوریتم کاربردهاي فراوانی در حل مسائل چند هدفه و NP-hard دارد .[9] در این مطالعه نیز قصد بر آن است تا از الگوریتم NSGA-II، براي حل مدل، استفاده شود. در این مطالعه تعداد نسل هاي تولید شده را به عنوان محک اختتام در نظر گرفته ایم.
.3,2 نمایش کروموزوم
براي نمایش کروموزوم مورد استفاده در مدل، از یک مسئله کوچک با 5 ماشین، 5 قطعه و3 سلول و 5 اپراتور استفاده می کنیم. کروموزوم مورد نظر براي نمایش مدل ارائه شده شامل 4 قسمت می باشد. با توجه به شکل 1 قسمت چپ، قسمت اول کروموزوم - بخش - M نمایش دهنده سلولی است که هر ماشین به آن تخصیص یافته است، بطور مثال ماشین 1 به سلول 3 تخصیص یافته است. در قسمت دوم کروموزوم - بخش - P شماره نقشه فرآیندي که به هر قطعه تخصیص یافته است نشان داده می شود. بطور مثال قطعه 1 از نقشه فرآیند شماره 2 براي تولید استفاده خواهد کرد. در قسمت سوم از کروموزوم - بخش - O، شماره ماشین تخصیص یافته به هر یک از عملیات ها تعیین می شود. بطور مثال براي عملیات 4 از قطعه 5، از ماشین 3 استفاده می شود. در قسمت چهارم کروموزوم - بخش - W شماره ماشینی که به هر اپراتور تخصیص یافته است نشان داده می شود. بطور مثال ماشین 4 به اپراتور 1 تخصیص یافته است.
.3,3 تولید جمعیت اولیه
