عنوان رساله : تعیین اندازه انباشته و زمانبندی یکپارچه در محیط تولیدی چند مرحله ای با محدودیت ظرفیت

 دانشجو: رضا رمضانیان           E_Mail: reza.ramezanian@gmail.com

 استاد راهنما: دکتر سعیدی

 اساتید مشاور: دکتر تیموری، دکتر فتاحی

 تاریخ دفاع: یکشنبه 12/3/92

  چکیده

  تعیین اندازه انباشته و زمانبندی متعلق به دو سطح تصمیم‌گیری مختلف در برنامه‌ریزی تولید می‌باشند، بطوری‌که تعیین اندازه انباشته در سطح میان‌مدت و زمانبندی در سطح کوتاه‌مدت می‌باشد. این دو مساله دارای ارتباط نزدیکی می‌باشند زیرا نتایج مساله تعیین اندازه انباشته که مقادیر تولید در هر دوره را تعیین می‌کند به‌عنوان ورودی مساله زمانبندی می‌باشد. زمانبندی در سطح عملیاتی کارگاه با مشخص شدن میزان مورد نیاز هر محصول قابل اجرا خواهد بود. بنابراین برای دستیابی به جواب‌های با کیفیت بهتر می‌بایست وابستگی درونی بین این دو مساله در نظر گرفته شود و تصمیمات برنامه‌ریزی، می‌بایست بطور همزمان صورت پذیرد. هدف در مسئله تعیین اندازه انباشته و زمانبندی همزمان، تعیین مقادیر تولید و سطوح موجودی (کمبود) برای هر محصول در هر دوره و مشخص نمودن توالی تولید انباشته محصولات می‌باشد و تقاضای مشتری با کمترین هزینه کل تولید، تامین گردد.

  در این رساله، یک سیستم تولیدی چندکالایی چنددوره‌ای چندمرحله‌ای در نظر گرفته شده است و مساله تعیین اندازه انباشته و زمانبندی یکپارچه و همزمان در این محیط تولیدی با محدودیت ظرفیت ماشین‌آلات و راه‌اندازی وابسته به توالی با فرضیات عملی و واقعی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. بطور کلی هدف این تحقیق مدل‌سازی ریاضی و حل مساله مورد نظر بصورت کارا می‌باشد. در مرحله مدل‌سازی، تا حد ممکن بر روی حذف فرضیات مدل‌سازی محدودکننده به منظور ارائه یک مدل ریاضی جهت تطابق بیشتر با واقعیت بیرونی، تمرکز می‌شود و در بخش حل نیز با توجه به اینکه مساله مورد مطالعه جزء مسائل NP-hard ( مارولیاس و سانگ، 2009؛ پینِدو، 2008) می‌باشد، روش‌های حل ابتکاری بر پایه مدل ریاضی و الگوریتم‌های فراابتکاری کارا برای مساله توسعه داده می‌شود.

  برای سیستم تولیدی چندمرحله‌ای مورد مطالعه، مدل‌های برنامه‌ریزی عددصحیح مختلط [1] کارا با رویکرد ظرف زمانی بزرگ با قابلیت تعیین همزمان اندازه انباشته محصولات مختلف و توالی آن‌ها، پیشنهاد گردیده است. رویکرد مدل‌سازی پیشنهادی منتج به کاهش چشمگیر تعداد متغیرهای باینری [2] و تعداد محدودیت‌ها مورد نیاز برای مدل‌سازی مساله می‌گردد. شرایط کارگاهی مختلف نظیر امکان انتقال راه‌اندازی، محدودیت عدم دسترسی ماشین‌آلات، هم‌پوشانی عملیات و وجود عدم قطعیت در محیط تولیدی مطالعه و مدل‌های ریاضی مورد نظر پیشنهاد می‌گردد. با توجه به پیچیدگی محاسباتی بالای مساله، برای به‌دست آوردن جواب‌های نزدیک به بهینه، روش‌های ابتکاری بر پایه برنامه‌ریزی ریاضی مختلط [3] در چهارچوب افق غلطان [4] ، الگوریتم ابتکاری ثابت و آزادسازی با افق غلطان و روش‌های فراابتکاری شامل الگوریتم تبرید شبیه‌سازی‌شده، الگوریتم بهینه‌سازی دسته ذرات و الگوریتم هیبرید مبتنی بر تبرید شبیه‌سازی‌شده و کرم شب‌تاب توسعه می‌یابد. برای دست‌یابی به جواب‌های بهتر و پایدارتر، پارامترهای الگوریتم‌های ارائه‌شده با استفاده از روش تاگوچی تنظیم می‌گردد. نتایج محاسباتی، عملکرد و کارایی روش‌های حل پیشنهادی را تایید می‌کند.

  واژه‌های کلیدی: تعیین اندازه انباشته و زمانبندی یکپارچه، تولید چندمرحله‌ای، محدودیت ظرفیت ماشین، راه‌اندازی وابسته به توالی، عدم دسترسی ماشین، هم‌پوشانی عملیات، عدم قطعیت، روش‌های ابتکاری و فراابتکاری.

  [1] Mixed-integer programming (MIP) models

  [2] Binary variables

  [3] MIP-based heuristics

  [4] Rolling horizon