بخشی از مقاله
چکیده
مسئله متعادلسازي خط مونتاژ ازجمله مسائل بهینهسازي است که در ادبیات موضوع بهوفور توسط محققین مختلف موردمطالعه قرارگرفته است . بااینوجود و پس از شش دهه تحقیق و توسعه، وجود شکافی عمیق بین مطالعات دانشگاهی انجامشده در این زمینه با کاربردهاي عملی مسئله متعادلسازي خط مونتاژ در محیط واقعی صنعت محسوس میباشد.
ازاینرو، در این تحقیق متعادلسازي خط مونتاژ در محیط واقعی صنعت با استفاده از مدلهاي برنامهریزي ریاضی موردتوجه قرارگرفته است. خط مونتاژ مذکور به صورتی جامع مطالعه گردیده و با توجه به شرایط جاري در کف کارگاه، یک مدل برنامهریزي ریاضی جهت متعادلسازي آن ارائه گردیده است. توابع هدف بر مبناي نظر نخبگان در صنعت تحت بررسی وزن دهی شدهاند و از رویکرد برنامهریزي سازگار جهت پیادهسازي مدل پیشنهادي در صنعت تحت بررسی استفادهشده است. نتایج حاصل از پیادهسازي مدل، حاکی از افزایش حداکثري نرخ تولید و نیز بهبود در نحوه تخصیص فعالیتها به ایستگاههاي کاري میباشد.
1. مقدمه
در بازارهاي رقابتی امروز، شرکتها در تلاشاند تا با تولید محصولات متنوع و ارضاي تقاضاي طیف وسیعی از مشتریان، سهم بازار خود را افزایش دهند. داشتن یک خط مونتاژ منعطف و متعادل، یک فاکتور کلیدي و مهم براي موفقیت در این محیط متغیر و پرفشار است. خطوط مونتاژ شامل ترتیبی از ایستگاههاي کاري میباشند که در هرکدام از این ایستگاهها یک سري فعالیتهاي تکراري بر روي محصول انجام میشود .[1]
عموما به دلیل بالا بودن میزان سرمایهگذاري موردنیاز، طراحی - و بازطراحی - این خطوط از اهمیت عملیاتی خاصی برخوردار است .[2] در میان تصمیماتی که در مراحل طراحی - و بازطراحی - خط مونتاژ اتخاذ میگردد، متعادلسازي آن از اهمیت ویژهاي برخوردار است . [2] این مسئله ازجمله تصمیمات اساسی است که هم در ابتداي طراحی خط مونتاژ و هم در طول حیات آن همواره موردتوجه طراحان و مهندسین قرار میگیرد .
بنابراین باید توجه نمود، مسئله متعادلسازي خط مونتاژ در شرکتهاي صنعتی، صرفاًنه یک مسئله عملیاتی بلکه یک مسئله راهبردي و استراتژیک است. زیرا که به دلیل فعالیت مستمر، عدم متعادل بودن خط مونتاژ موجب کاهش بهرهوري آن شده و هزینههاي زائد تولیدي را بهشدت افزایش میدهد. از طرفی بالانس مجدد و متوالی خط مونتاژ نیز به دلیل جابجایی تسهیلات تولیدي هزینه زا بوده و مقرونبهصرفه نیست.
ازاینرو ضروري است، متعادل نمودن خط مونتاژ به درستترین نحو ممکن صورت پذیرد و بهترین و بهینهترین تخصیص فعالیتها به ایستگاههاي کاري را در جهت ارضاي اهداف موردنظر حاصل نماید. ازجمله روشهایی که میتوان به این مهم دستیافت، استفاده از مدلهاي برنامهریزي ریاضی میباشد که بر مبناي واقعیات جاري در صنعت مورد نظر طراحی گردیدهاند.
خط مونتاژي که در این تحقیق موردمطالعه قرارگرفته است، از نوع خطوط مونتاژ چند محصولی دستهاي میباشد . در این نوع از خطوط مونتاژ، مدلهاي مختلف از یک محصول پایهاي در دستههایی جداگانه تولید میگردند. این نوع از خطوط مونتاژ بهندرت در ادبیات موضوع موردمطالعه قرارگرفتهاند. در ادامه مقاله و در بخش دوم ادبیات مسئله متعادلسازي خط مونتاژ در حالت چند محصولی دستهاي با تأکید بر مطالعات تجربی انجامشده در این زمینه مرور خواهد گردید .
در بخش سوم مدل ریاضی پیشنهادي جهت متعادلسازي خط مونتاژ تحت بررسی ارائه خواهد شد. در بخش چهارم، به تشریح مطالعه تجربی صورت گرفته خواهیم پرداخت. نحوه پیادهسازي مدل پیشنهادي در صنعت تحت بررسی و بحث درباره نتایج آن نیز در بخش پنجم ارائه خواهد شد. در پایان جمعبندي نهایی پژوهش و پیشنهادها جهت تحقیقات آتی در بخش ششم ارائه خواهد گردید.
2. مرور ادبیات
نخستین مدل ریاضی درزمینه مسئله متعادلسازي خط مونتاژ توسط سالوسن در سال 1955 ارائه گردیده است .[3] در دهههاي اخیر، محققین بسیاري مسئله متعادلسازي خط مونتاژ را در تحقیقات خود موردتوجه قرار دادهاند. اما برخلاف سایر انواع این مسئله، مسئله متعادلسازي خط مونتاژ در حالت چند محصولی دستهاي بهندرت در ادبیات موضوع موردتوجه قرارگرفته است. تنها دو مطالعه موردي در این زمینه صورت گرفته است. کبیر و تابوکانون[4] یک خط مونتاژ از نوع تولید دستهاي را موردمطالعه قرار داده، و تعداد ایستگاههاي کاري موردنیاز را بهوسیله یک رویکرد چند معیاره تعیین نمودهاند.
پاستور و همکاران [5] جهت متعادلسازي یک خط مونتاژ چند محصولی واقعی دو عدد الگوریتم فرا ابتکاري جستجوي ممنوعه ارائه نمودهاند. سپس، این دو الگوریتم پیشنهادي را به همراه چهار روش ابتکاري موجود در داخل یک فرآیند حل تکراري جهت متعادلسازي خط مونتاژ چند محصولی مذکور بهکاربردهاند. مطالعه ادبیات موضوع نشان میدهد که، تاکنون هیچ مدل ریاضی جهت متعادلسازي خطوط مونتاژ چند محصولی دستهاي ارائه نگردیده است.
همچنین، باوجود شش دهه تحقیق و توسعه، وجود شکافی عمیق بین مطالعات آکادمیک انجامشده با کاربردهاي عملی مسئله متعادلسازي خط مونتاژ در محیط واقعی صنعت محسوس میباشد. در این مقاله، یک خط مونتاژ در محیط واقعی صنعت به صورتی جامع موردمطالعه قرارگرفته و با لحاظ قرار دادن شرایط جاري در کف کارگاه، مدلی ریاضی جهت متعادلسازي خط مونتاژ در حالت تولید چند محصولی دستهاي ارائه گردیده است.
3. مدل ریاضی پیشنهادي
در این بخش مدل برنامهریزي ریاضی پیشنهادي جهت متعادلسازي خط مونتاژ تحت بررسی تشریح میگردد. مدل مذکور حالت توسعه یافتهاي از یک مدل برنامهریزي ریاضی عدد صحیح مختلط چندهدفه میباشد که جهت متعادلسازي خطوط مونتاژ در حالت چند محصولی دستهاي ارائه گردیده است. در طراحی این مدل، واقعیتهاي جاري در خط مونتاژ تحت بررسی نظیر تسهیلات با مکان ثابت، فعالیتهاي پیش مونتاژي و نیز سرعت ثابت وسیله حمل مواد - کانوایر - مدنظر قرار گرفته است. مفروضات مدل پیشنهادي به شرح زیر میباشند:
1. خط مونتاژ موردبحث، از نوع خطوط مونتاژ چند محصولی دستهاي است که در آن مدلهاي مختلف از یک محصول پایهاي در دستههایی جداگانه تولید میگردند.
2. خط مونتاژ مذکور از نوع خطوط مستقیم با سرعت ثابت1 بوده و هیچ نوع بافر یا محل ذخیرهسازي در بین ایستگاههاي کاري تعبیه نشده است.
3. سرعت وسیله حمل مواد بین ایستگاههاي کاري - کانوایر - در بازهاي مشخص قابل تنظیم و تغییر میباشد.
4. تقاضاي هرکدام از مدلهاي تولیدي در افق برنامهریزي موردنظر، مشخص و معلوم است.
5. زمان فعالیتها قطعی در نظر گرفتهشدهاند.
6. زمان فعالیتهاي مشترك، در مدلهاي مختلف یکسان است.
7. تعداد ایستگاههاي کاري مشخص و ثابت در نظر گرفتهشده است.
8. هیچ زمان آمادهسازي در بین مدلهاي مختلف، آنگاهکه خط مونتاژ از تولید یک مدل به تولید مدل دیگر تغییر کاربري میدهد، وجود ندارد.
9. شماره فعالیتهاي مشترك در محصولات مختلف یکسان است.
