بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه، یک مدل ریاضی سه هدفه براي حل همزمان مسائل تشکیل سلول، زمانبندي و تخصیص نیروي انسانی، با در نظر گرفتن قابلیت اطمینان ماشین آلات ارائه شده است. در این مدل هزینه دستمزد، آموزش، اضافه کاري و توانایی هاي فردي بر تخصیص نیروي انسانی موثر است. تابع هدف دوم بصورت بیشینه سازي قابلیت اطمینان مسیرهاي تولید هریک از قطعات با در نظرگرفتن گذر عمر ماشین آلات و توزیع لگ نرمال انجام می شود.
در این مدل زمانبندي عملیات ها به عنوان روشی براي مطالعه دقیق تر قابلیت اطمینان بررسی شده و براي کمینه سازي مدت زمان تولید محصول، زمانبندي عملیات ها بصورت جریان تولید پیوسته و براساس توالی عملیات ها و مقدار تقاضاي قطعات انجام می گیرد. براي بررسی کارایی مدل با الگوریتم SPEA-II مسائل عددي حل و براي تعیین مناسب ترین جواب پارتویی از روش تحلیل فرآیند شبکه اي استفاده می شود.
.1 متن مقاله
مطالعات انجام شده نشان می دهد که در % 72,9 از صنایعی که بیشتر از 100 نفر نیروي کار دارند، از سیستم تولید سلولی استفاده می شود .[9] اما امروزه با افزایش پیچیدگی محصولات و تغییر سریع سلیقه هاي مشتریان سیستم تولید سلولی کارایی لازم خود را از داست داده است، بطوریکه قطعات مجبورند براي طی مراحل تولید بین چند سلول جابجا شوند. در بعضی موارد مدیران براي حل این مشکل، از خرید ماشین آلات جدید و یا جابجایی ماشین آلات بین سلول ها استفاده می کنند که عموماً غیر اقتصادي است. محققان براي غلبه بر این مشکل و افزایش سود آوري سیستم تولید سلولی از حل همزمان زیر مسائل طراحی سیستم تولید سلولی شامل تشکیل سلول، مکانیابی درون سلولی و برون سلولی، تخصیص منابع انسانی و زمانبندي استفاده می کنند.
محمدي و فرقانی - 2014 - چیدمان دقیق درون سلولی و برون سلولی را بطور همزمان با الگوریتم ژنتیک پیشنهاد کردند. سخایی و همکاران - 2015 - قابلیت اطمینان ماشین آلات، برنامه ریزي تولید، تشکیل سلول و تخصیص منابع انسانی را بصورت پویا و غیر قطعی با روش شاخه و کران حل کردند. باقري و بشیري - 2014 - تخصیص منابع انسانی، تشکیل سلول و چیدمان سلولی را بصورت پویا و همزمان با روش شاخه و کران حل کردند. مهدوي و همکاران - 2014 - تشکیل سلول، تخصیص منابع انسانی و برنامه ریزي تولید را بصورت همزمان مدلسازي نمودند.
مطالعات دیگري نیز به زمانبندي، بروسپاري بخشی از سفارشات، هزینه هاي بالا سري، خرید ماشین آلات جدید و ... را به عنوان عوامل دیگر مورد مطالعه قرار داده اند. در حل این مدل ها از روش هاي بهینه سازي قوي، الگوریتم شاخه و کران، الگوریتم هاي متاهیوریستیکی مانند ژنتیک، انجماد تدریجی، جستجوي ممنوع، NSGA-II، MOGA و ... استفاده شده است . در این مطالعه یک مدل ریاضی سه هدفه براي حل همزمان مسائل تشکیل سلول، تخصیص منابع انسانی و زمانبندي تولید با در نظر گرفتن قابلیت اطمینان ماشین آلات ارائه شده است. در این مدل از توزیع لگ نرمال براي محاسبه قابلیت ماشین آلات استفاده شده و زمانبندي تولید براساس ترتیب عملیات و بصورت تولید جریانی انجام می شود.
.1,1 ساختار کلی
در بخش 2، مسئله مورد نظر تعریف و مدل ریاضی پیشنهادي ارائه شده است. در بخش 3 الگوریتم حل استفاده شده همراه با کلیه جزئیات آن تشریح می شود. در بخش 5 مسئله ي عددي با این روش حل شده و کارایی مدل بررسی می شود. در بخش 6 نیز نتایج نهایی این مطالعه ارائه شده است.
.2 تعریف مسئله و ارائه مدل ریاضی
در سیستم تولید سلولی علاوه بر هزینه هاي عمومی سیستم، هزینه هاي دستمزد، اضافه کاري و آموزش نیروي انسانی بر روي سودآوري سیستم تأثیر گذار است. علاوه براین، خرابی ماشین آلات، زمانبندي تولید و بهره وري کلی سیستم را تحت تأثیر قرار می دهد .[6] به همین دلیل، باید مسیري با کمترین احتمال خرابی براي هر قطعه انتخاب شود . براي محاسبه قابلیت اطمینان براساس گذر عمر و مدت زمان عملیات ماشین آلات از توزیع لگ نرمال استفاده می کنیم.
علاوه براین، زمانبندي عملیات ها براي کمینه سازي مدت زمان تولید محصول، براساس ترتیب عملیات هاي هر قطعه و مقدار تقاضاي قطعات بصورت جریان تولید پیوسته انجام می شود . اگر ماشینی بیشتر از میانگین مدت زمان فعالیت ماشین آلات فعالیت کند، اپراتور تخصیص یافته به آن اضافه کاري انجام می دهد، همچنین مقدار قطعات در جریان تولید نیز کاهش یابد. هزینه آموزش نیرو نیز براساس نوع ماشین تخصیصی، سطح مهارت و توانایی هاي فرد محاسبه می شود .[1] اندیس ها، متغیرها و پارامترهاي مدل در پیوست b معرفی شده اند.
هزینه جابجایی بین سلولی، درون سلولی، هزینه تنظیم و عملیات و عدم استفاده از ماشین آلات به ترتیب بوسیله معادلات 1 ، 2، 3 و 4 محاسبه می شود. هزینه دستمزد، اضافه کاري و آموزش نیروي انسانی به ترتیب در معادلات 5 و 6 محاسبه می گردد. تابع هدف دوم REL - معادله - 7، قابلیت اطمینان مسیر تولید هر یک از قطعات را بیشینه می کند. در معادله 8، قابلیت اطمینان هر مسیر، از حاصلضرب قابلیت اطمینان ماشین آلات آن مسیر با توزیع لگ نرمال و براساس مدت زمان فعالیت آنها - S j - محاسبه می شود.
تابع هدف سوم C max - معادله - 9 مدت زمان تولید محصول را کمینه می کند. محدودیت 10 تاکید می کند که هر قطعه تنها یک نقشه فرآیند انتخاب کند. بوسیله محدودیت 11، هر عملیات از نقشه فرآیند انتخابی، به یک ماشین مشخص در سلول مشخص تخصیص می یابد. بوسیله محدودیت 12 ، هر ماشین حداکثر به یک سلول تخصیص می یابد. محدودیت هاي 13 و 14 به ترتیب حداقل و حداکثر تعداد ماشین آلات در هر سلول را مشخص می کنند. محدودیت 15، تضمین می کند که تخصیص ماشین آلات به سلول ها قبل از تخصیص عملیات انجام شود. به وسیله محدودیت 16 هر ماشین به یک اپراتور و بوسیله محدودیت 17 هر اپراتور به یک ماشین تخصیص داده می شود.
محدودیت 18 نیز کمک می کند که اگر ماشین j به سلول c تخصیص یافته باشد، اپراتور w که به ماشین j تخصیص یافته، به سلول c تخصیص یابد . بوسیله محدودیت 19 براي عملیات o از مسیر p قطعه i زمان شروع عملیات بر روي ماشین j تعیین می شود. بوسیله محدودیت 20 تأکید می شود که براي هر عملیات از قطعه تنها یک زمان شروع وجود دارد . در معادله 21 مدت زمان عملیات o از مسیر p قطعات نوع i بر روي ماشین j محاسبه می گردد.
