عضو شوید
عضویت سریع
تبادل لینک هوشمند 
آمار مطالب
آمار بازدیدPlease enter banners and links.
2-6-1- موعد تحویل معلوم 352-6-2- موعد تحویل نا معلوم 35
2-7- مروری بر مطالعات زمانبندی با اثر استهلاک 36
2-8- روش های حل 37
2-8-1- مروری الگوریتم های ابتکاری 37
2-8-2- مروری الگوریتم های فرا ابتکاری 37
2-9- مروری بر کارهای انجام شده 38
فصل 3- روش تحقیق 39
3-1- مقدمه 40
3-2- مدل ریاضی پیشنهادی41
3-2-1- اندیسها 41
3-2-2- پارامترهای ورودی 42
3-2-3- متغیرهای تصمیم 42
3-2-4- ساختار اصلی مدل43
3-2-5- اعتبار سنجی مدل 46
3-3- ساختار کلی الگوریتم های تکاملی 46
3-4- الگوریتم ژنتیک 47
3-4-1- تعریف 47
3-4-2- گذری برژنتیک طبیعی 49
3-4-3- واژگان الگوریتم ژنتیک 56
3-4-4- ساختار کلی الگوریتم ژنتیک 57
3-4-5-مفاهیم کلیدی الگوریتم ژنتیک 60
3-4-6- کدینگ 60
3-4-7- ایجاد جمعیت اولیه 63
3-4-8- اعمال ژنتیک 64
3-4-8-1- عملگر جهشی 64
3-4-8-2- عملگر تقاطعی 65
3-4-8-3- عمل تحول 66
3-4-8-3-1- فضای نمونه گیری 67
3-4-8-3-2- مکانیسم نمونه گیری 68
3-4-8-3-3- احتمال انتخاب 70
3-4-9- تابع برازش70
3-4-10 – روش اجرای الگوریتم ژنتیک 71
3-4-11- استرتتژی برخورد با محدودیت ها 73
3-4-11-1- استرتتژی اصلاح عملگرهای ژنتیک 74
3-4-11-2- استرتتژی ردی 74
3-4-11-3- استرتتژی اصلاحی74
3-4-11-4- استرتتژی جریمه ای 75
3-4-12- انواع عملگر های تقاطعی 76
3-4-12-1- یک نقطه برش 76
3-4-12-2- دو نقطه برش 77
3-4-12-3- چند نقطه برش 77
3-4-12-4- بخش- نگاشته 78
3-4-12-5- ترتیب 79
3-4-13- عملگر های جهشی 80
3-4-13-1- جابجایی 81
3-4-13-2- وارونگی 82
3-4-13-3- جایگذاری 82
3-4-13-4- تغییر مکان 83
3-4-13-5- ابتکاری 83
3-10- ساختار الگوریتم ژنتیک پیشنهادی 84
3-10-1- ساختار کروموزوم 84
3-10-2- جمعیت اولیه 85
3-10-3- تابع برازش 86
3-10-4- عملگر تقاطع 86
3-10-5- عملگر جهش 88
3-10-6- ارزیابی فرزندان 89
3-10-7- جستجوی محلی 89
3-10-8- معیار توقف 89
3-11- جمع بندی 90
فصل 4- محاسبات و یافته های تحقیق 91
4-1- مقدمه 92
4-2- تولید مساله نمونه 93
4-3- تنظیم پارامترهای الگوریتم 94
4-4- معیار های عملکرد 95
4-4-1- شاخص زمان محاسباتی 95
4-4-2- روش های اندازه گیری عملکرد الگوریتم 95
4-5- جمع بندی 101
فصل 5- نتیجه گیری و پیشنهادات آتی 102
5-1- نتیجه گیری 103
5-2- پیشنهادات آتی 104
فهرست منابع و مراجع105
لیست شکل ها
شکل 1-1. دسته بندی مسائل زمانبندی بر اساس مسیر تولید 6
شکل 3-1. فرایند مدل تئوری داروین 52
شکل 3-2. فضای کدینگ و فضای جواب 62
شکل 3-2. قانونمندی و موجه بودن 63
شکل 3-4. ساختار دو بخش و نحوه کدگشایی کروموزوم 85
شکل 3-5. نحوه عملکرد عملگر تقاطع 87
شکل 3-6. شبه نمایش و نخوه علکرد عملگر جهش88
شکل 4-1. نمودار RPD 98
شکل 4-2. نمودار زمان محاسباتی الگوریتم ژنتیک 99
لیست جداول
جدول 3-1. داده مقایسه الگوریتم ژنتیک با فرآیند تکامل 55
جدول 4-1. بازه های توزیع یکنواخت مناسب برای پارامترهای ورودی مساله 93
جدول 4-2. پارامترهای مناسب الگوریتم ژنتیک94
جدول 4-3. نتایج بدست آمده از روش دقیق و الگوریتم ژنتیک 97
فصل اول
مقدمه و
2434590275399500کلیات تحقیق
1-1- زمانبندي
زمان، همواره يك محدوديت مهم و اساسي بوده است. انسان ها سعي مي كنند فعاليت هايشان را به گونه اي زمانبندي كنند كه بتوانند كارهايشان را در زمان دسترس انجام دهند. به طور كلي زمانبندي، عمل تعيين توالي ياترتيب فعاليت ها براي ارضاي نیازمندي ها و نيل به اهداف مشخص با توجه به محدوديت هاي موجود است. به صورت دقيق تر زمانبندي را مي توان تخصيص منابع در طول زمان براي اجراي مجموعه اي از وظايف تعريف كرد. اين تعريف نسبتاً كلي، دو مفهوم مختلف را در پي دارد. اول اين كه زمانبندي نوعي تصميم گيري است كه در جريان آن برنامه زماني را تعيين مي كنند كه پيامدهاي آن را مي توان در تصميم گيري هاي ديگر نيز استفاده كرد. از طرف ديگر، زمانبندي مبحثي نظري است كه مجموعه اي از اصول، مدل ها، روش ها و نتايج منطقي را در بر مي گيرد.
1-1-1- اهميت و ضرورت زمانبندي توليد
با ادامه فرايند صنعتي شدن جهان، منابع بيشتري حالت بحراني به خود مي گيرند. امروزه ماشين آلات، نيروي انساني و تسهيلات به عنوان منابع بحراني در توليد و فعاليت هاي خدماتي در نظر گرفته مي شوند. زمانبندي اين منابع منجر به ارتقاء كارايي، بهره وري و در نهايت، سودآوي مي شود. فعاليت هاي زمانبندي مي تواند گستره ي وسيعي از فعاليت ها را در برگيرند. كه از آن جمله كار با كاغذ و مداد، نرم افزارهاي صفحه گسترده، ترسيم نمودارها و دياگرام ها تا كار با الگوريتم ها و نظريه هاي پيچيده را مي توان نام برد.
زمانبندي، مشخص مي كند چه موقع زمان پردازش هر كار روي هر يك از ماشين هايي كه آن كار در فرآيند توليد خود به آن نياز دارند، آغاز مي شود. به علاوه، اين برنامه زمان پايان هر كار را روي هر ماشين تعيين مي كند. بنابراين نتيجه فرآيند زمانبندي، يك جدول زماني براي كارها و ماشين هاست. زمان شروع اولين فرايند هر كار بايد بزرگتر يا مساوي زمان ورود آن كار به كارگاه باشد. از طرف ديگر در صورتي كه براي محصولي، موعد تحويل در نظر گرفته شده است، زمان پايان آخرين فرايند آن محصول حتي الامكان نبايد از اين زمان تجاوز كند. زمانبندي توليد را مي توان به صورت تعيين توالي زماني و تخصيص سفارشات مشتريان به منابع موجود توليد (اعم از پرسنل، ماشين آلات، ابزار و غيره) به منظور انجام مجموعه اي از عمليات مربوطه تعريف كرد.
1-1-2- معيارهاي كارايي زمانبندي
معمولاً زمانبندي با توجه به اهدافي نظير دستيابي به موعدهاي تعهد شده، كمينه سازي زمان كار در جريان ساخت و موجودي كار در جريان ساخت، بيشينه سازي خروجي و بهره برداري بيشتر از مراكز كاري انجام مي شود. قابل ذكر است كه ممكن است اين اهداف با يكديگر در تناقض باشند. لذا در مسائل زمانبندي ممكن است به لحاظ تكنيكي مشكلاتي رخ دهد.
1-1-3- اطلاعات مورد نياز در زمانبندي
براي توسعه يك برنامه زمانبندي، بايد پردازش هر كار روي هر ماشين را بدانيم. برا ي محاسبه پردازش يك كار، بايد عوامل مربوط به ماشين از قبيل زمان راه اندازي، زمان پردازش واحد محصول، سرعت ماشين و عوامل كيفي به همراه تعداد يا مقدار محصول توليدي را در نظر بگيرم. براي پياده سازي الگوريتم ها با قواعد زمانبندي در يك كارخانه به اطلاعات مختلفي نياز است. اين اطلاعات، ممكن است شامل برنامه كاري اپراتورها، ماشين آلات و مشخصات آنها، اطلاعات تعميرات و نگهداري، ميزان پيشرفت كارهاي زمانبندي شده اي كه در حال حاضر در حال پردازش هستند و وضعيت فعلي ماشين ها از لحاظ دسترسي (به عنوان مثال : مشغول، بيكار، خراب و نيازمند تعمير) باشد. از طرفي به اطلاعاتي در مورد مشتريان از قبيل نام مشتريان، محصول و مقدار سفاش و تاريخ تحويل مقرر نيز نياز داريم از نظر مديريت، هر يك از سفارشات، اولويتي براي انجام دارد كه اين اولويت را مي توان به صورت كمي يا به صورت كيفي در قالب وزن هر سفارش بيان كرد. اطلاعات مربوط به برنامه ريزي نيازمندي هاي مواد مي تواند در تعيين زودترين زمان شروع پردازش هركار مورد استفاده قرار گيرد.
در عمل برنامه هاي زمانبندي با استفاده از الگوريتم ها و يا روش هاي قاعده مند ايجاد مي شوند. الگوريتم هاي زمانبندي برنامه ها را باهدف بهينه سازي يك يا چند معيار مانند حداقل سازي انحراف از موعد تحويل، حداقل سازي هزينه دير كرد و… توليد مي كنند روش هاي قاعده مند سعي در يافتن يك برنامه زماني شدني در محيط عملياتي توليد دارند.
اطلاعات برنامه زمانبندي، به اشكال مختلفي نمايش داده مي شوند. نمودار گانت كه اولين بار توسط هنري گانت در اواخر قرن نوزدهم معرفي و برنامه زمانبندي مورد استفاده قرار گرفت، همچنان يكي از رايج ترين ابزارهاي نمايش اطلاعات برنامه زمانبندي است.
بر این اساس مسائل زمانبندی را می توان به صورت زیر دسته بندی نمود.
کارگاه تک ماشین : فقط یک ماشین در دسترس بوده و هر کار فقط به یک عملیات نیاز دارد.
کارگاه جریان کاری یا کارگاه جریان کاری مرتب : تعداد g ماشین متوالی وجود دارد و هر کار می بایست روی هر ماشین با همان توالی (یک مسیر تولید) پردازش شود.
کار کارگاهی: هر کار به چند عملیات نیاز دارد. جمعا به تعداد g ماشین متوالی وجود دارد و هر کار مسیر تولید خاص خود را دارد.
کارگاه عمومی : هر کار به چند عملیات نیاز دارد. جمعا به تعداد g ماشین وجود دارد، اما الگوی جریان معین نیست. به عبارت دیگر در انجام یک کار ممکن است از یک ماشین چندبار استفاده شود.
ماشین های موازی: هر کار تک عملیاتی بوده و در هر مرحله چندین ماشین برای انجام فرایند در دسترس است. در این حالت ماشین ها می توانند یکسان (I)، یکنواخت (U)، و یا نا مرتبط (R) باشند.
کارگاه جریان کاری مختلط: این حالت تعمیم یافته حالت محیط کارگاه جریان کاری و ماشین های موازی است. در اینجا g کارگاه متوالی وجود دارد که در مرحله t آن به تعداد mt ماشین بطور موازی کار می کنند. در هر کارگاه، یک کار حداکثر روی یک ماشین می تواند انجام شود.
کار کارگاهی با ماشین های دوتایی (کارگاهی منعطف): این حالت تعمیم یافته محیط کار کارگاهی و ماشین های موازی است. در اینجا g کارگاه وجود دارد که mtماشین موازی در کارگاه t کار می کنند. در هر کارگاه، یک کار حداکثر روی یک ماشین می تواند پردازش شود.
کارگاه جریان کاري مونتاژ دو مرحلهای: این محیط، حالت خاصی از کارگاه جریان کاري مختلط میباشد که در آن t=2است و تعداد ماشینها در مرحلۀ اول برابرm و در مرحلۀ دوم (مرحلۀ مونتاژ) برابر یک میباشد.
شکل 1-1. دسته بندی مسائل زمانبندی بر اساس مسیر تولید]1[
در شکل(1-1) رابطه بین محیط هاي مختلف نشان داده شده است. در این نمودار هر کمان ازP1 به P2 ،بدین معنی است که P2 حالت خاصی از P1 است و یا به عبارت دیگر P1 شکل تعمیم یافته P2 است
از طرفي ديگر، سيستم هاي توليدي در دنياي واقعي با پديده هاي تصادفي بسياري روبرو هستند كه موجب قطع با شكست سيستم مي گردد. اين رويدادها به عنوان رويدادهاي زمان واقعي شناخته مي شوند. اين رويداد را مي توان بر اساس محيط زمانبندي به دو گروه زير تقسيم نمود :
* رويدادهاي زمان واقعي مرتبط با منابع
اين رويدادها در ارتباط با منابع سيستم از جمله خرابي ماشين، تعميرات و نگهداري، بيماري اپراتور، تاخير در ورود يا كمبود مواد، خرابي ابزار، محدوديت در بارگذاري ماشين، خرابي مواد و غيره هستند.
* رويدادهاي زمان واقعي مرتبط با كار
اين رويدادها در ارتباط با كارهاي ورودي به سيستم از جمله تغيير در موعد تحويل، تغيير در زمان پردازش، تغيير در اولويت كار، زمان ورود تصادفي غير صفر و غيره مي باشند.
1-2- تعريف برخي از مفاهيم اوليه
زمان پردازش هر عمليات (Ptij)
زمان انجام عمليات براي كار i روي ماشين j در مرحله t را نشان مي دهد در حالتي كه زمان پردازش عمليات مستقل از ماشين هاي موجود در يك مرحله باشد و يا عمليات فقط به روي يك ماشين انجام شود، نماد j حذف مي شود.
زمان دسترسي به كار (ri)
زماني است كه يك كار وارد كارگاه شده و آماده دريافت سرويس هاي لازم از ماشين هاي توليدي است.اين زمان زودترين زماني است كه مي توان عمليات پردازش را به روي يك كار آغاز نمود.
موعد تحویل (di)
زماني است كه توليد كننده متعهد به تحويل كار به مشتري نهايي است تحويل كار به مشتري پس از موعد تحويل امكان پذير است ولي توليد كننده بايستي جريمه اي را بابت دير كرد بپردازد.
زمان تكميل كار (Ci)
زماني است كه آخرين پردازش مورد نياز براي تكميل كار i به اتمام مي رسد. پس از اين مرحله، محصول نهايي آماده ي تحويل به مشتري است.
مدت جريان ساخت (Fi)
مدت زماني است كه كار i در سيستم قرار دارد. مدت جريان ساخت كار i از رابطه Fi=C- ri i به دست مي آيد.
تاخير (Li)
فاصله زماني بين تكميل يك كار و موعد تحويل آن را تاخير مي نامند. در صورتي كه زمان تكميل كاري قبل از موعد تحويل آن باشد. مقدار تاخير آن كار، منفي و در صورتي كه كاري بعد از موعد تحويل آن تكميل شود، تاخير آن كار، مثبت خواهد بود. تاخير كار i از رابطه Li = Ci – di محاسبه مي شود كه در اين رابطه Ci زمان تكميل كار i و di مدت زمان تحويل كار i مي باشد.
دير كرد (Ti)
دير كرد كار i از رابطه Ti = max { 0 , Ci –di } به دست مي آيد به اين ترتيب كه اگر كار i بعد از موعد تحويل آن تحويل شود، دير كرد، تاخير كار يا همان Li مي باشد و در غير اين صورت ديركرد را صفر در نظر مي گيرند.
زودكرد (Ei)
زودكرد كار i از رابطه Ei= max { 0 , di- Ci } به دست مي آيد. به اين ترتيب كه اگر كار i قبل از موعد تحويل آن تحويل شود، زود كرد، برابر با مقدار di- Ci در غير اينصورت زودكرد را صفر در نظر مي گيرند.
1-3- نگهداری و تعمیرات
از دهه 1930 ميلادي به بعد تحولات اساسي در امور نت و مديریت آن به وجود آمده است. هر چند كه تا پيش از جنگ جهاني دوم به‌دليل استفاده از تجهيزات و ماشين‌آلات ساده و ابتدايي نيازي به استفاده از روش‌ها و سيستم‌هاي مدون نگهداري و تعميرات نبود و عمليات نت عمدتاً به يك سري سرويس‌هاي ساده چون تميزكاري، روغن‌كاري و روانكاري محدود مي‌شد، اما با گذشت زمان و در خلال جنگ جهاني دوم به دليل مقتضيات زماني و نياز به توليد انبوه جهت پوشش تقاضاي بازار و كاهش هزينه‌هاي توليد به‌ازاي واحد محصول، استراتژي توليد به سمت مكانيزاسيون و استفاده از ماشين‌آلات و تجهيزات پيچيده متمايل گرديد. افزايش سطح مكانيزاسيون و بكارگيري روش‌هاي توليد انبوه، ماشين‌آلات و تجهيزاتي به مراتب پيچيده‌تر، متنوع‌تر و گران‌تر را مي‌طلبيد. بنابراين افزايش عمر ماشين‌آلات به عنوان يك سرمايه و دارايي با ارزش اهميت بسياري پيدا كرد. بعلاوه با توسعه سيستم‌هاي توليد انبوه، افزايش قابليت اطمينان دستگاه ها جهت جلوگيري از توقف توليد نيز دغدغه جديدي در سازمانها و صنايع توليدي به نظر مي‌آمد. در اين برهه جهت كنترل و مديريت هزينه هاي تعميراتي تجهيزات و نيز يافتن راه هايي جهت افزايش عمر مفيد آنها و جلوگيري از توقفات توليد ناشي از خرابي تجهيزات و حذف اثرات سوء آن، سيستم‌هاي نت مدون پا به عرصه گذاشتند و رفته رفته تكنيك‌ها، روش‌ها و سيستم‌هاي جامع‌تر با كارايي و اهداف متعالي‌تر ايجاد گرديدند.]2[از نیمه ی دوم قرن حاضر ، به علت بالا رفتن سطح دانش و تکنولوژی، پیچیدگی طرح و حرکات ماشین آلات، هزینه ی سنگینی که در اثر رکود های احتمالی و غیر منتظره به سیستم صنعتی تحمیل می شد و لزوم آمادگی و در دسترس بودن آنها در مواقعی که مورد نیازاست، اهمیت نگهداری و تعمیرات چندین برابر شد. توجه به نت، محدود به خطوط تولید نشده و در بسیاری از صنایع مانند هواپیما سازی و نیروگاه های هسته ای که وقوع خرابی، خسارت های جانی و زیست محیطی فراوان به دنبال دارد، اهمیت زیادی دارد.
1-3-1-اهميت نگهداري و تعميرات و نقش آن در سازمان
آمادگي تجهيزات و ماشین آلات یک سازمان تولیدی – خدماتی براي مقابله با تغییرات بازار از مؤلفه هاي اساسي توان رقابتی آن سازمان مي باشد. به طور حتم شرط لازم و عنصراساسي در مؤثر بودن تجهيزات، ميزان بهره برداري قابليت هاي آن در بازده مفيد تجهيزات است. اين موضوع سبب بيان اهميت نت در سازمان هاي تولیدی شده كه ميزان بهره برداري از آن تابع وجود سيستم هاي يكپارچه سخت افزاري و نرم افزاري نت مي باشد که در غير اين صورت با افزايش نرخ خرابي ها و كاهش عمر مفيد تجهيزات و بالا رفتن نرخ استهلاك، سرمايه گذاري بعمل آمده از مدار عمليات خارج و در نتيجه سبب تضعيف موقعیت رقابتی سازمان خواهد شد. به همين دليل نظام هاي نت رابطه مستقيم با ميزان آمادگي سازمانها برای مواجهه با تغییرات دارند.]2[
1-3-2- سيستم‌ها و روش‌هاي نت
برخي از روش‌ها و سيستم‌هاي نگهداری و تعمیرات كه در طول سال های گذشته ابداع شده و تا كنون مورد استفاده قرار گرفته‌اند عبارت‌اند از:
1-3-2-1-سيستم‌هاي غير برنامهاي واكنشي
اين سيستم كه به تعميرات اضطراري نيز مشهور مي‌باشد، رفع خرابي و انجام تعميرات در صورت وقوع خرابي
تجهيزات و وقوع مشكلات بدون برنامه‌ريزي قبلي را پشتيباني مي‌كند.
1-3-2-2-سيستم‌هاي برنامهاي
در اين نوع سيستم‌ها يك طرح و برنامه قبلي در تدوين فعاليت‌هاي نت بكار بسته مي‌شود، هدف عمده اين سيستم‌ها جلوگيري از تعميرات اضطراري و توقفات پيش‌بيني نشده مي‌باشد.
1-3-2-3- نت پيشگيرا نه
فعاليت‌هاي بازرسي، بازديد، تنظيم، تعويض و تعمير قطعات و ماشين‌آلات كه بصورت دوره‌اي و برنامه‌ريزي شده انجام مي‌گيرند. هدف از اين فعاليت‌ها جلوگيري از توقفات پيش‌بيني نشده ماشين‌آلات و تجهيزات و كاهش تعميرات اساسي مي‌باشد و معمولاً دارای دو رویکرد زیر می باشد :
1-3-2-3-1-تعميرات منظم ودوره ای
در اين نوع تعميرات معمولاً براساس توصيه‌هاي تأمين‌كنندگان و سازندگان تجهيزات و يا بعضاً براساس تجربيات گذشته، به برنامه بازديد، تعويض و يا تعمير قطعات حساس و با اهميت و يا بخش‌هاي مهم دستگاهها و ماشين‌آلات مي‌پردازند. اين نوع عمليات معمولاً تعميرات مبتني بر زمان ، سيكل توليد، مقدار محصول و… مي‌باشد.
1-3-2-3-2-تعميرات پيش‌گويانه
هارتمن تعمیرات پيش گويانه را چنين تعريف مي‌كند: «پيشگويي روندهاي ترسيمي مربوط به مقادير اندازهگيري شده با درنظرگرفتن محدوديت‌هاي فني به‌منظور تشخيص، تحليل و اصلاح مشكلات تجهيزات، پيش از خرابي». در اين نوع سيستم‌ها كه يك روش نت مبتني بر شرايط مي‌باشند، براساس اندازهگيري عوامل و پارامترهاي از پيش تعيين شده تجهيزات بحراني و سپس تجزيه و تحليل سوابق اين اطلاعات مي‌توان به پيش‌بيني عمر مفيد قطعات و تعيين متوسط زمان بين خرابي ها و متوسط زمان تعمير پرداخت. برخي از اين پارامترها عبارتند از: سرعت ارتعاش، حرارت، نتايج آناليز روغن، فشار، تنش، خستگي، مقاومت، ظرفيت واقعي و… . البته در اختيار داشتن اطلاعات به روز مي‌تواند مؤثر باشد.
1-3-2-4-نگهداري و تعميرات اصلاحي
در اين سيستم‌ها براساس اطلاعات و سوابق نگهداري و تعميرات ماشين‌آلات مشكل‌دار و نيز بررسي پارامترهاي اقتصادي و غيره، به‌طراحي مجدد دستگاه هايي با طراحي و برنامه‌ريزي در راستاي اصلاح اين شرايط مي‌پردازند. با اين اقدامات و اصلاحات صورت گرفته كارايي دستگاه ها افزايش يافته و تعميرات پيشگيرانه آنها كاهش مي‌يابد. درنتيجه قابليت اطمينان و تعميرپذيري دستگاه افزايش خواهد يافت.
1-3-2-5-تعميرات اساسي
در مواقعي که امكان انجام تعميرات پيشگيرانه در مدت زمان كوتاه وجود نداشته باشد و يا سنجش‌هاي آسيب‌ديده و مشكل‌دار دستگاه ها زياد باشند، با يك طرح و برنامه قبلي مدون و در زمان مناسب (ايام تعطيل و يا كم‌كاري ماشين) به مونتاژ كردن دستگاه و انجام تعميرات اساسي مي‌پردازند. گاهي دامنه چنين تعميراتي چنان وسيع است كه مي‌بايست براي مدتي خط توليد متوقف گردد. بنابراين چنين اقداماتي را مي‌بايست در قالب پروژه هاي نت تعريف نمود و ملزومات و منابع مورد نياز آنها از پيش طرح‌ريزي و تأمين گردد.
1-3-2-6-سيستم‌هاي نت فراگير و جامع
در اين سيستم‌ها عمليات نت به عنوان بخش مجزا و تنها محدود به واحد نت در نظر گرفته نمي‌شود. علاوه بر اين از تمركز بر روي تجهيزات و ماشين‌آلات پرهيز مي‌شود و سيستم نت در راستاي برنامه‌ها و اهداف سازمان قرار گرفته و همياري و همكاري همه سازمان در جهت افزايش بهره‌وري كل سازمان ملاك فعاليت خواهد بو د.
1-3-2-6-1-نگهداري و تعميرات مبتني بر قابليت اطمينان
جان موبري RCMرا چنين تعريف مي‌كند: «نت مبتني بر قابليت اطمينان، فرآيندي است براي مشخص كردن ملزومات نت هر دستگاهی كه در طول عمر عملياتي‌اش استفاده مي‌گردد». اين فرآيند امكان تشخيص خرابي‌هاي قابل پيشگويي، قابل پيشگيري و تصادفي را فراهم مي‌سازد. براي مشخص كردن ملزومات نت يك دستگاه، كاركرد و سابقه آن بايد مورد تجزيه و تحليل قرار گيرد.
بكارگيري مناسب RCM توانمندي پرسنل نت را در بكارگيري روش‌هاي مرسوم بالا برده و با دقت به پارامترهاي «پرسنلي، زمان، ماهيت خرابی، نوع خرابی، خسارت، درجه بحراني در خطوط توليد، اولويت، مسائل اقتصادي و غيره» مي‌پردازد و پس از تحليل، برنامه‌ريزي را در تصميم‌گيري حمايت و هدايت مي‌كند.
1-3-2-6-2- سيستم نگهداري و تعميرات بهره‌ور فراگير
TPM، همان نت بهره‌ور PM بود كه در صنايع ژاپن مورد بهبود قرار گرفت، TPM شعار «من توليد مي‌كنم و تو نگهداري و تعمير مي‌نمايی» را برداشته و بر اين نكته تأكيد نمود كه در بهسازي تجهيزات بايد همه افراد سازمان، حتي مدير‌ان بالا دستي نيز درگير باشندTPM .، افزايش بهره‌وري در كنار افزايش رضايت شغلي و مسائل انساني را دنبال مي‌كند و توجه آن بر كاهش ضايعات تجهيزات مي‌باشد و به بالا بردن اثربخشي تجهيزات و بيشينه‌‌سازي خروجي‌هاي آنها توجه دارد. همچنین سعي در حفظ تجهيزات در شرايط مطلوب دارد تا از خرابي هاي ا ضطراري، ضايعات ناشي از كاهش سرعت توليد و ضايعات كيفيت در فرآيند توليد جلوگيري بعمل آيد.]3[
در حقیقت تعمیرات و نگهداری پیشگیرانه شامل عملیات هایی است که روی دستگاه ها و تجهیزات ،قبل از اینکه شکست یا از کارافتادگی رخ بدهد ،در مقاطع زمانی ثابت و از پیش تعیین شده ،انجام می شود.هدف از تعمیرات و نگهداری پیشگیرانه جلوگیری از خرابی و شکست ،قبل از رخ دادن است.می توان گفت هدف از آن به حداقل رساندن احتمال خرابی یا شکست می باشد.مزیت لحاظ کردن تعمیرات و نگهداری پیشگیرانه این است که سیستم همیشه در وضعیت خوبی قرار دارد،بدین معنی که خرابی ها یا شکست های غیر مترقبه کاهش پیدا می کند.هدف تعمیرات و نگهداری پیشگیرانه عبارتند از:
افزایش قابلیت اطمینان دستگاه ها و در نتیجه کاهش شکست ها در طول عملیات،که با کاهش هزینه در هزینه ها و افزایش بهره وری در تداخل است.
افزایش عمر قابل استفاده تجهیزات
بهبود مدیریت و طرح ریزی محصول
تضمین سلامت و ایمنی
1-4- نظام تولید بهنگام
نظام تولید بهنگام تفکر و نگرشی نوین در اداره سازمان های صنعتی است که با استفاده از تکنیک ها و روش های برخاسته از آن، حذف کامل و جامع اتلاف و افزایش بهره وری در تمامی فعالیت ها اعم از داخل و خارج سازمان تعقیب میگردد.
تعاریف بسیاری توسط کارشناسان برای افزایش تولید بهنگام ارائه شده است، در زیر به تعدادی از تعاریف اشاره شده است.
پافشاری بر کیفیت برتر انجام امور خرید و تولید و… دقیقا در زمان مقرر
بهنگام بودن نظام، مستلزم بهنگام بودن همه اجزای آن است
درکل JIT یعنی فقط بهنگام ” نه دیرتر و نه زودتر”
ظهور JIT در واقع انقلابی در دنیای تولید بود. از اواخر دهه 80 تاکنون هر صنعتگری تمایل به اجرای سیستم تولید JIT در کارخانه اش را دارد. در واقع ، JIT به معنی تولید محصولات مورد نیاز، به مقدار مورد نیاز و در زمان مورد نیاز میباشد.
در JIT هدف تولید بهنگام است، بدین معنی که اگر مشتری و تولیدکننده زمان تحویل کالا را در یک زمان معین توافق کنند، تولیدکننده باید تولیدات خود را طوری برنامه ریزی کندکه کالا را در حد امکان در زمان مناسب تولید و در زمان مقرر تعیین شده به دست مشتری برساند. اگر این کالا دیرتر از زمان تحویل آماده شود تولیدکننده متحمل جریمهای به عنوان تاخیر تولید خواهد شد، که این جریمه ممکن است به صورت های مختلف نمود پیدا کند.همچنین اگر تولیدکننده، کالا را زودتر از زمان تحویل تولید کند، این کالا را باید تا زمان تحویل در انبار نگهداری کند و در این صورت نیز متحمل هزینه خواهد شد.
1-5- اثر استهلاک و زمانبندی
در مسایل زمانبدی کلاسیک زمان پردازش کارها ثابت فرض می شود. در صورتی که وضعیت های زیادی وجود دارد که زمان پردازش کار ممکن است به موقعیت آن کار در توالی بستگی داشته باشد]4[. این پدیده اثر یادگیری یا اثر استهلاک نامیده می شود. در فضای یادگیری کارهایی که در توالی های دورتر قرار دارند دارای زمان گردازش کمترند در حالی که در فضای استهلاک کارهایی که در توالی های دورتر قرار دارند دارای زمان طولانی تری می باشند. اولین مطالعات زمانبندی با در نظر گرفتن اثر استهلاک توسط موشیو ]5[ارائه شده است. گوردون و همکاران ]6[مسائل متنوعی از زمانبندی تک ماشین را مورد مطالعه قرار دادند که زمان پردازش یک کار به موقعیت انجام ان کار در توالی و یا زمان شروع ان کار وابسته می باشد. گوردون و استروسویچ ]7 [الگوریتم های برمبنای برنامه ریزی پویا برای حل مساله زمانبندی تک ماشین و تعیین موعد تحویل ارائه نمودند که زمان پردازش کارها در آن بر مبنای موقیعت بنا نهاده شد بود. ژائو و همکاران ]8[ بر روی مساله زمانبندی یک ماشین با توجه به اثر استهلاک مطالعه انجام داد. آنها نشان دادند که مسائل زمانبندی با توجه به اثر استهلاک ویژگی های جالب توجهی دارد و دو مساله با منابع محدود را حل نمودند.
از طرف دیگر، در اکثر موقعیت های تولیدی ماشین ها ممکن است نیاز به تعمیرات دوره ای داشته باشند بنابراین یک مدل زمانبندی واقع بینانه باید به نگهداری ماشین نیز توجه داشته باشد.
1-5-1- اثر استهلاک مبتنی بر تکرار:
اولین نوع یادگیری، استهلاک مبتنی بر تکرار است که در آن استهلاک بر اساس تعداد صحیحی از کارهایی است که تا کنون پردازش شده اند. نوع دیگری از استهلاک ، رویکرد مجموع زمان پردازش است که زمان پردازش تمام کارهایی که تا کنون انجام شده را مد نظر قرار میدهد. هر کدام از این رویکردها از اعتبار کافی برخوردارند. رویکرد مبتنی بر تکرار فرض می کند که استهلاک بر اساس زمان پردازش عملیات های مستقل مثل آماده سازی و تنظیم ماشین آلات رخ میدهد. این فرض در مواقعی که زمان پردازش کارها اساسا خودکار و توسط ماشین و بدون دخالت انسان انجام شود، جنبه کاربردی خواهد داشت. از نمونه های کاربردی این رویکرد میتوان به پردازش کارت های حافظه و تخته مدار اشاره کرد.
دارلی یانگ ]10[ با استفاده از فرمول زیر اثر استهلاک را در محیط های زمانبندی فرموله کرد که در آن pi=1,2, …, n زمان پردازش عادی کار i ام و pir زمان پردازش کار i ام در موقعیت r ام است.
pir=pi×rα (1-1)
با در نظر گرفتن معادله بالا زمان پردازش کارها با افزایش تکرار افزایش می یابد، به این معنا که استهلاک صرفا بر اساس تعداد کارهای مستقل از زمان پردازش آن افزایش میابد. این فرمول تقریبی از چگونگی تاثیر اثر استهلاک روی زمان پردازش کارها ارائه می دهد.
رویکرد دیگری که در آن زمان پردازش به موقعیت انجام کار در توالی وابسته است به صورت زیر است
pir=pi+b.r (2-1)
1-6- مشخصات مساله ماشین های موازی این مطالعه
فرضیاتی که در این مطالعه زمانبندی لحاظ شده است در زیر لیست شده اند:
هر کار باید روی یک ماشین انجام شود.
شکست کار مجاز نمیباشد.
تمام کارها در لحظه صفر آماده می باشند.
مدت زمان انجام کار بستگی به موقعیت کار بعد از آخرین عملیات نگهداری و تعمیرات دارد.
هر ماشین در هر لحظه میتواند فقط یک کار را انجام دهد.
تمام ماشین ها توانایی پردازش تمام کارها را دارند.
بیکاری ماشین تنها در زمان های تعمیرات مجاز می باشد.
زمان انجام عملیات تعمیرات و نگهداری تنها می تواند بعد از اتمام یک کار باشد.
هر ماشین بعد از انجام عملیات نگهداری به شرایط اولیه خود باز گشته واستهلاک از نو آغاز میگردد.
هر ماشین ممکن است در یک افق زمانبندی چندین بار مورد تعمیرات نگهداری قرار گیرد.
زمان تعمیرات روی هر ماشین ثابت است.
1-7- روش حل
تا کنون رویکردهای زیادی برای حل مسائل زمانبندی ماشین های موازی توسعه داده شده مانند روش های دقیق؛ ابتکاری و فرا ابتکاری. زمانی که بخواهیم بصورت بهینه مسئله ماشین های موازی را حل کنیم، بهترین تکنیک استفاده از روش شاخه و حد (B&B) است. اما روش های دقیق موفقیت نسبی در حل مسائل با مقیاس کوچک دارند و برای حل بهینه مسائل پیچیده دنیای واقعی که شامل مسائل با مقیاس متوسط و بزرگ است، قادر به حل آن در زمان مناسب نیستند.
طبق مطالعه آقای دارلی یانگ و همکاران ]9[مساله زمانبندی ماشین های موازی با توجه به اثر استهلاک از دسته مسائل Np-hard می باشند. پس می توان نتیجه گرفت که مساله ما با داشتن تابع هدف زمانبندی بهنگام نیز یک مساله Np-hard می باشد.
ما در این مطالعه برای حل مدل مطرح شده در ابعاد کوچک یک مدل ریاضی خطی ارائه نموده و برای نمونه های متوسط و بزرگ یک از روش فرا ابتکاری الگوریتم ژنتیک استفاده نموده ایم.
اهداف تحقیق
اهداف این تحقیق عبارتند از:
بررسی اثر استهلاک در مساله ماشین های موازی
مروری بر مطالعات صورت گرفته در محیط ماشین های موازی، تولید بهنگام و نگهداری و تعمیرات
توسعه مدل ریاضی برای مسئله مطرح شده
توسعه روش فرا ابتکاری برای حل مدل مطرح شده
جمع بندی
مسائل زمانبندی عموما به عنوان یکی از مسائل با درجه پیچیدگی NP-Hard شناخته می شوند. پیچیدگی مطرح شده در محیط زمانبندی ماشین های موازی با در نظر گرفتن اثر استهلاک و کمینه کردن هزینه های مربوط به زودکرد و دیرکرد و هزینه های مربوط به نگهداری و تعمیرات از پیچیدگی به مراتب بیشتری برخوردار خواهد بود. محیط بسیاری از مسائل دنیای واقعی مانند به عنوان مثال، صنایع چوب، صنایع فلزی و … منطبق با محیط ماشین های موازی است. اهمیت این مسئله باعث ایجاد انگیزه جهت حذف فروض ساده ساز و نزدیکی هرچه بیشتر مدل سازی مسئله، با در نظر گرفتن اثر استهلاک به دنیای واقعی گردید. تا کنون هیچ تحقیق منتشر شده ای که همزمان مفروضات فوق را در فضای تولید بهنگام در نظر گرفته باشد، وجود نداشته است.
این پایان نامه دارای ساختار زیر است. در فصل دوم به منظور آشنایی خواننده مروری تقریبا جامع بر ادبیات موضوع در بخش های مختلف اعم از ادبیات موضوع ماشین های موازی با معیارهای مختلف و زمانبندی این سیستم ها با توجه به اثر استهلاک صورت گرفته است. فصل سوم به توسعه مدل ریاضی و مکانیزم الگوریتم ژنتیک و جزیئات الگوریتم ژنتیک توسعه داده شده در این تحقیق آشنا خواهیم شد. در فصل چهارم پس از بیان نحوه تولید مسائل نمونه، پارامترهای الگوریتم فرا ابتکاری توسعه داده شده را با استفاده از روش سعی و خطا و به صورت تجربی تنظیم کرده و با استفاده از معیارهای کارایی معرفی شده، کارایی الگوریتم را اندازه گیری نموده ایم. در پایان بعد از نتیجه گیری کلی، چند زمینه تحقیق برای مطالعات آتی به خوانندگان پیشنهاد شده است.
فصل دوم
ادبیات
و پیشینه تحق
2-1- مقدمه:
از آنجایی که تا به حال در هیچ یک از مطالعات موجود در ادبیات ،زمانبندی ماشین های موازی در محیط تولید بهنگام، اثر استهلاک ماشین آلات را در زمان پردازش در نظر گرفته نشده است در این پایان نامه بر آن شدیم این خلا را مورد مطالعه قرار دهیم.
تحقیق در زمینه زمانبندی در طی دهه های گذشته تکامل یافته است و به موضوعی با تاریخچه تحقیقاتی غنی از قواعد ساده تا الگوریتمهای پیچیده نظیر شاخه و حد ،روش های برنامه ریزی پویا ، روش های ابتکاری و روش های فرا ابتکاری تبدیل شده است. مسائل واقعی زمانبندی تولید عموما دارای تعداد زیادی فعالیت و منبع بوده است که مجموعه گوناگونی از اهداف و محدودیت های بهره برداری از منابع در مورد آنها مطرح میشود. بنابراین تعجبی ندارد که فرموله نمودن و روش های حل برنامه ریزی ریاضی آنها نسبتا سنگین و دشوار باشد. عدم قطعیت در محیطهای صنعتی موجبات سخت شدن مسائل زمانبندی تولید را فراهم میکند. در برخی موارد از طریق قواعد یا روش های ابتکاری میتوان این مشکلات را برطرف نمود اما در سایر موارد مدلسازی منطقی یا بهینهسازی پیچیدهتری لازم است.
روش های حل مسائل زمانبندی ماشین های موازی در محیط تولید بهنگام را به سه دسته میتوان تقسیم کرد: 1) روش های دقیق همچون روش های شاخه و کران و برنامه ریزی پویا 2)روشهای فراابتکاری 3) روشهای ابتکاری. به طور کلی الگوریتمهای دقیق، تکنیک های حلی هستند که حل بهینه را پیدا میکنند. این الگوریتم ها فقط برای مسائل کوچک کاربرد دارند چراکه برای مسائل بزرگ نیازمند صرف زمان بسیار زیادی برای رسیدن به حل بهینه هستند که این کار همیشه منطقی و مقرون به صرفه نیست. روشهای فراابتکاری قادر هستند مسائل ترکیباتی مختلف را در زمان معقول حل کرده و و به جوابهای نسبتا خوبی دست یابند.
به جاي پرداختن به نوع بسيار زياد مسائل زمانبندي، ابتدا به ارائه يك طبقه بندي از مسائل زمانبندی ماشین موازی در فضای تولید بهنگام مي پردازيم و با به كارگيري علائم عمومي براي نمايش طبقات مختلف، آنها را خلاصه مي نماييم. در ادامه، به شرح مختصري از رويه ها و الگوريتم هاي بكار رفته براي حل اينگونه مسائل مي پردازيم. از آنجا كه مدل پيشنهادي در اين تحقيق بر پايه الگوريتم ژنتيك مي باشد در پايان نيز مروري بر الگوريتم هاي ژنتيك موجود در ادبيات براي حل مسائل چند هدفه مي پردازيم.
اخیرا مطالعه در زمینه جریمه دیر کرد و زود کرد در مدلهای زمانبندی، بطور وسیعی مورد توجه محققان بوده است.
تحقیق های گذشته بیشتر بر روی معیارهای منظم مانند حداکثر زمان تکمیل، حداکثر دیر کرد و یا میانگین دیر کرد، متمر کز بوده اند. ولی امروزه به دلیل جریمه های حاصل از زود کرد، این معیار نامنظم، نیز مورد توجه محققان علم زمانبندی قرار گرفته است. همه تولید کنندگان برای مقابله با فشارهای رقابتی بطور افزاینده ای خودشان را با عقیده JIT و حداقل هزینه موجودی، مطابقت می دهند که این مستلزم در نظر گرفتن زود کرد کارها می باشد. در واقع در JIT زود کرد کارها به اندازه دیر کرد آنها اهمیت دارد. گرچه فرض بر این است که موعد تحویل یک متغیر خارجی بوده و کنترل آن خارج از عهده مدیران است، ولی اهمیت تحویل در موعد به خوبی روشن است. کانوی[10]، برای اولین بار این نظریه را مطرح کرد که موعد تحویل قسمتی از مسأله زمانبندی است. از کسانی که در این زمینه مطالعه کردند می توان از وبستر و بیکر[11]، راگاتز و مابرت[12]، کریستی و کانت[13]، نام برد. مطالعات زیادی در زمینه مسائل زمانبندی مختلف با معیارهای دیر کرد و زود کرد (E/T) ، صورت گرفته است. وبستر، بیکر و جاگ[14]، مسأله تک ماشینه (E/T) را با در نظر گرفتن موعد تحویل یکسان و نامعین به عنوان یک متغیر تصمیم، برای دو حالت زمان های آماده سازی مستقل و وابسته به توالی با روش الگوریتم ژنتیک حل کرده اند. کریستوفر بک و فیلیپ رفالو[15]، یک روش ترکیبی با استفاده از برنامه ریزی خطی و برنامه ریزی مفید برای مسأله زمانبندی با معیار هزینه زود کرد و دیر کرد ارائه کردند. سوریا د.لیمان، شریکانت س.پالواکر و سانسرن دونگمی[16]، مسأله زمانبندی تک ماشینه با موعد تحویل محدود شده به یک فاصله و زمان پردازش قابل کنترل را ارائه کردند. آنها جریمه کلی که شامل جریمه های زود کرد، دیر کرد، زودترین موعد تحویل، طول فاصله مربوط به موعد تحویل و مقدار واقعی کاهش زمان پردازش می باشد را با یک روش ابتکاری کمینه می کنند.
ون-کیانگ زایو و چانگ لانلی[17]، به بررسی روشهای تقریبی برای تخصیص موعد تحویل مشترک به کارها و زمانبندی آنها در مسأله ماشین های موازی پرداختند. هدف، تخصیص موعد تحویل کارها می باشد، بطوریکه مجموع وزنی موعد تحویل، کل زود کرد و کل دیر کرد کمینه گردند.
زایو کینگ کی و زایان زو[18]، مسأله زمانبندی تک ماشینه با زمان پردازش احتمالی با توزیع نمایی و موعد تحویل احتمالی، با هدف کمینه کردن مجموع هزینه های وزنی دیر کرد و زود کرد را بررسی کرده اند. در این مسأله خرابی ماشین جزو فرضها بوده و مسأله با روش برنامه ریزی پویا حل شده است.
محسن الحافی [19] مسأله زمان انتظار بهینه را در سیستم های تولیدی جزء به جزء، با معیار هزینه های زود کرد و دیر کرد را بررسی کرد. مسأله مذکور شامل N مرحله است که زمان انتظار پشت هر مرحله احتمالی است. هدف در اینجا پیدا کردن زمان های انتظار بهینه بوده، بطوریکه هزینه های دیر کرد و زود کرد کمینه شوند. سانجی رادها کریشنان و جزی ا.ونتورا [20]، مسأله زمانبندی ماشین های موازی با معیار هزینه زود کرد و دیر کرد با زمان های آماده سازی وابسته به توالی با رویکرد فراابتکاری پازپخت شبیه سازی شده حل کرده اند.
شریکانت س.پالواکر و سوریا د.لیمان[21]، مسأله زمانبندی با n کار که هر کدام شامل یک عملیات بر روی هر ماشین بوده را با معیار هزینه های دیر کرد و زود کرد بررسی کرده اند. در این مسأله شکستگی کار مجاز نبوده و پارامترهای موعد تحویل و زمان پردازش معین می باشند. هدف در اینجا تعیین تعداد ماشین ها می باشد، بطوریکه هزینه های زود کرد و دیر کرد کمینه گردد.
در این پایان نامه مسأله مورد بررسی، زمانبندی ماشین های موازی با سرعت متفاوت با اهداف کمینه کردن همزمان دو معیار مجموع وزنی دیرکردها و زودکردها و نیز هزینه های استفاده از ماشین آلات در حالی که کارها دارای زمان آماده سازی وابسته به توالی و زمان دسترسی و ماشین ها دارای هزینه راه اندازی و هزینه کار روی ماشین می باشند. هدف پیدا کردن توالی بهینه ایست که توابع هدف تعریف شده بهینه شوند. در ادامه به مروری بر رویکرد و اصول JIT و تحقیقات پیشین در این زمینه می پردازیم.
همانطور که اشاره شد مطالعات زیادی در زمینه زمانبندی بهنگام انجام گرفته است. اما از مطالعاتی که در اثر استهلاک را در زمانبندی مورد مطالعه قرار دادند را می توان
2-2- مروری بر رویکرد و اصول سیستم تولیدی JIT
امروزه با پیشرفت روز افزون تکنولوژی، متنوع شدن نیازها و خواسته های مشتریان حرکت به سوی ساخت و تولید بر اساس سفارش مشتری، محیط رقابتی را در بین شرکت های تولیدی ایجاد و بالطبع مشکلاتی را گریبان گیر آنها نموده است. تولید کنندگان به دنبال سیستم های تولیدی هستند که نیازهای مشتریان نظیر کاهش قیمت، تنوع محصولات، دقت و کیفیت بالا را برآورده سازند. موفق بودن JIT بستگی زیادی به میزان ضایعات ایجاد شده طی فرایند تولید دارد؛ اگر در مرحله ای از تولید ضایعاتی رخ دهد، فرایند های بعدی با مشکل روبرو خواهند شد و کل سیستم دچار اختلال خواهد شد. لذا لازمه ی این سیستم این است که خود کارگران اصلاح کننده سیستم باشند و ضایعات را در حین تولید کشف کرده و نسبت به اصلاح سیستم چه مربوط به ماشین آلات باشد و چه مربوط به کارگران اقدام نمایند[22].
سرعت تولید یک عامل بسیار مهم در سیستم تولید JIT است که هم از لحاظ رویکرد موجودی ها و هم از لحاظ رویکرد کیفیت حائز اهمیت است به عبارتی همیشه اقدام به تولید زیاد و وجود داشتن تعداد زیادی محصول طی فرایند تولید باعث می شود که قسمتی از محصول تکمیل و قسمتی به عنوان کار در جریان ساخت باقی بماند “رویکرد موجودی ها” از طرفی اقدام به تولید زیاد و به جریان انداختن محصولات زیاد باعث می شود که اگر یک نقص در ابتدای فرایند تولید وجود داشته باشد و این نقایص در مراحل بعد کشف شود مقادیر زیادی از محصولات تولید شده مشمول این نقص شود.
تقاضا برای تولید یک عامل بسیار مهم دیکر در سیستم تولید JIT است. تولید زمانی انجام خواهد شد که سفارش از مشتری گرفته شود به همین خاطر این سیستم تولید را اصطلاحا سیستم کشش تولید “تقاضا” نیز نامیده اند، زیرا تا مشتری تقاضا نکند تولیدی انجام نمی شود و لذا عکس سیستم تولیدی سنتی است که در آن مواد تا حد ممکن به فرایند تولید تزریق می شود و فرایند نیز تا حد ممکن تولید می کرد. زیرا هدف این است که مواد خام و قطعات تولیدی فقط در زمان مصرف این مواد و قطعات در فرایند تولید، از فروشندگان تحویل گرفته می شود.
میزان موجودی ها اعم از مواد اولیه، موجودی های نیمه ساخته، کالا و مواد ساخته شده باید تا حد ممکن در سطح بسیار پایین “حتی در حد صفر” نگه داشته شود. مواد فقط زمانی که به آن نیاز است از فروشندگان مواد دریافت شود. میزان اقدام به تولید به نحوی انتخاب می شود که از به وجود آمدن کار در جریان ساخت جلوگیری شود. سیستم تولید JIT بر این اساس بوده که در تولید یک محصول یکسری فعالیتهایی وجود دارد که هیچ گونه ارزشی به محصول تولید شده نمی دهند بلکه فقط هزینه های آن را بالا می برند و از طرفی بعضی از فعالیتها هستند که از ابتدا تا انتها در جهت افزایش ارزش محصول هستند، فعالیتهای غیر ارزشی مثل هزینه های انبارداری، هزینه های راه اندازی دستگاهها و ماشین آلات، فعالیتهای مربوط به بازرسی مواد و کنترل کیفیت محصول، زمانی که کارگران و ماشین آلات بیکار هستند و فعالیتهای ارزشی همان فعالیتهایی است که مستقیما بر روی محصول و در جهت پردازش و تکمیل آن انجام می شود. این فعالیتها اگر انجام نشود محصول نیز به وجود نخواهد آمد، در صورتیکه در خصوص فعالیتهای نوع اول “غیر ارزشی” وجود یا حذف آن اثری بر به وجود آمدن یا نیامدن محصول ندارد.
رویکرد پایانی که می خواهیم به آن اشاره کنیم، رویکرد مدیریت کیفیت در سیستم JIT است. این رویکرد بر این امر اشاره دارد که سیستم تولیدی JIT صرف نظر از سایر رویکردهایش گامی اثر بخش در کنترل هزینه های محصول است بدون اینکه از کیفیت محصول کاسته شود. این امر تا حدی از طریق ارتباط دائمی با تعدادی محدود از فروشندگان منتخب میسر می شود. این ارتباط از این جهت مهم است که برای رسیدن به کیفیت بالا و بلند مدت، لازم است مواد با کیفیت و بدون نقص دریافت شود حتی اگر قیمت خرید این مواد کم ترین نباشد. بنابراین اگر کیفیت مطرح است هزینه مواد خام نباید فاکتور مهم و تعیین کننده ای در انتخاب فروشندگان مواد اولیه باشد. در حقیقت قیمتهای خرید بالاتر، در بلند مدت باعث بهبود کیفیت و صرفه جویی در هزینه ها می شود. برای نمونه اگر یک فروشنده مواد اولیه توانایی تحویل مواد با کیفیت را به طور دائمی تضمین کند از این بابت تولید کننده می تواند زمان صرف شده و به تناسب آن هزینه هایش در بازرسی و آزمایش مواد را کم کند. از طرفی بالا بردن کیفیت علاوه بر برقراری ارتباط با فروشندگان، با عامل مهمتری همچون استقرار موفق سیستم JIT نیز بستگی دارد.
به طور کلی، توابع هدفی که محققان در ادبیات تولید بهنگام به کار می برند را می توانیم به دو دسته اصلی تقسیم کنیم؛ مدل کلاسیک و مدل غیر کلاسیک. بعضی از محققان این تقسیم بندی را به این صورت توضیح داده اند که اگر در محیط JIT، حین انجام کارها، شکست در کارها مجاز نباشد(زمانبندی بدون قطعی کار) مدل مربوطه جزو مدلهای کلاسیک به حساب می آید و اگر شکست در کار مجاز باشد، این مدل از زمانبندی جزو مدلهای غیر کلاسیک به حساب می آید.
در زیر تعدادی از تابع هدف هایی که در محیط کلاسیک JIT، محققان از آن استفاده کرده اند، آورده شده است.
E+T (2-1)
αE+βT (2-2)
Eα+Tβ (2-3)
E+T2 (2-4)
i=1nj=i+1nCi-Cj (2-5)
i=1nj=i+1nCi-Cj2 (2-6)
i=1nCi-C2 (2-7)
αi=1nEi2+βi=1nTi2 (2-8)
i=1nαiEi2+i=1nβiTi2 (2-9)
2-3-توالي ماشينﻫاي موازي با معيار ديرکرد
۲-3-1- حداقل کل ديرکرد
بايلژ و همکاران [23] مساله توالي مجموعهﺍي از کارهاي مستقل با زمانﻫاي آمادهﺳازي وابسته به توالي را روي مجموعهﺍي از ماشينﻫاي موازي يکنواخت با هدف حداقل کردن کل ديرکرد در نظر ميﮔيرند. در صورتيکه زمان تکميل کار i با ci نشان داده شود, ميزان تاخير کار i برابر با Ti=max{0,ci-di} ميﺑاشد. هدف, يافتن ترتيب پردازش کارها به گونه اي است که مجموع تاخير کارها حداقل گردد. آنها يک رويکرد جستجوي ممنوع (TS) براي مساله تعريف شده در بالا ارائه کردهﺍند. الگوريتم تعريف شده توسط آنها براي حل مساله داده شده توسط سيوريکايا و اولسوي [24] به کار برده شده است (آنها براي مساله حداقل کردن کل هزينهﻫاي زودکرد و ديرکرد يک الگوريتم ژنتيک (GA) با يک اپراتور تقاطعي جديد ارائه کردهﺍند). تفاوت در اين است که در اين مقاله وزن جريمه ديرکرد برابر با صفر در نظر گرفته شده است. نتايج نشان مي دهد که الگوريتم ارائه شده توسط آنها به جوابﻫاي بهتري نسبت به الگوريتم ژنتيک ميﺭسد.
تاپان و همکاران [25] مسائل کل ديرکرد و کل ديرکرد وزني را بررسي کردهﺍند. در حالت تک ماشينه بيشترين تحقيقات انجام شده روي دو مساله کل (ميانگين) ديرکرد و کل (ميانگين) ديرکرد وزني ميﺑاشد. در اين مقاله روشﻫاي فراابتکاري و تکنيکﻫاي بهينهﺳازي براي محيط تک ماشينه با تابع هدف ديرکرد بازنگري شدهﺍند. برخي تعميمﻫاي مسائل کل ديرکرد و کل ديرکرد وزني براي محيطﻫاي چند ماشينه نيز در اين بررسي نشان داده شده است.
سو [26] مسئله زمان بندی ماشین های موازی یکسان را مورد بررسی قرار داده که در آن هدف کمینه کردن (E+T)/Cj می باشد. آنها یک مدل برنامه ریزی عدد صحیح باینری ساده و موثر برای حلCj p||Cmax/ وp||(E+T)/ Cj توسعه دادند.
عزيزقلو و کيرکا [27] مساله زمانبندي کارها روي ماشينﻫاي موازي مشابه را بمنظور حداقل کردن کل ديرکرد در نظر ميﮔيرند. لاموس و همکاران [28] مسأله زمانبندی ماشین های موازی با زمان آماده سازی و محدودیت زمانی برای انجام کارها را مورد بررسی قرار دادند. آنها از روش تبرید شبیه سازی شده به منظور کمینه سازی کل دیر کردها استفاده کردند. يالوي و چو [29] يک روش دقيق براي حل مساله ماشينﻫاي موازي يکسان با تابع هدف کل دير کرد ارائه دادهﺍند. مسئله کمینه سازی کل دیرکردها در ماشین های موازی توسط بیسکاپ و همکاران [30] مورد مطالعه قرار گرفت. به دلیل Np-hard بودن مسأله یک رویکرد فراابتکاری جدید برای مسأله پیشنهاد شد، که نتایج محاسبات انجام شده نشان داد الگوریتم پیشنهادی برای حل مسأله بسیار موثر است.
2-3-2-حداقل کل ديرکرد وزني:
پارک و همکاران [31] مساله زمانبندي را تحت شرايطي بررسي کردهﺍند که مجموعهﺍي از کارها در يک صف منتظر ميﺑاشند. بين اتمام يک کار و شروع کار بعد زمان آمادهﺳازي وجود دارد که وابسته به توالي ميﺑاشد. هدف, يافتن توالي از کارها روي ماشينﻫا است که حاصلضرب ديرکرد در وزنﻫاي داده شده را حداقل کند.
پارک و همکاران [31] يک فاکتور اضافي براي اندازهﮔيري مشخصات مساله معرفي کردهﺍند. سپس آنها از يک شبکه عصبي بمنظور رسيدن به مقادير دقيقﺗري از پارامترهاي پيشﻧگر استفاده کردهﺍند. نتايج کامپيوتري نشان ميﺩهد که روش ارائه شده در اين مقاله بهتر از ساير روشﻫاي ارائه شده تا کنون ميﺑاشد.
ژانگ و همکاران [32] مسأله کمینه کردن میانگین وزنی دیر کردها در ماشین های موازی مرتبط را مورد بررسی قرار دادند. کيم و همکاران [33] چهار الگوريتم ابتکاري بمنظور حل مساله ماشينﻫاي موازي با تابع هدف کل ديرکرد وزني توسعه دادهﺍند. جگلت و ساوری [34] به ارائه یک سری قوانین چیره در مسأله زمانبندی ماشین های موازی با زمان دسترسی به کارها به هدف کمینه کردن کل دیر کرد وزنی پرداختند
2-4-توالي ماشينﻫاي موازي با معيارهاي زودکرد و ديرکرد
با استناد به فلسفه JIT شرکتﻫا سعي در انجام کارها در زماني نزديک به موعد تحويلشان دارند. عدم تحقق اين هدف منجر به تحميل هزينهﻫايي به شرکت ميﮔردد. بنابراين در اغلب مسائل زمانبندي هدف, يافتن طرح بهينهﺍي است که ترکيبي از دو هدف ديرکرد و زودکرد را حداقل سازد. به عنوان هزينهﻫاي زودکرد مي توان به هزينهﻫاي نگهداري و يا خراب شدن کالاهاي فاسدﺷدني اشاره کرد. جريمه پرداختي به مشتري در ازاي تحويل کار ديرتر از موعد تحويل نيز ميﺗواند به عنوان جريمه ديرکرد در نظر گرفته شود. اين جريمه وابسته به عواملي از قبيل ميزان اهميت کار/مشتري ميﺑاشد.
تسای و وانگ [35] 3 مدل برنامه ریزی عددمختلط را برای مسئله ماشینهای موازی نامرتبط با موعدهای تحویل متفاوت پیشنهاد نمودند. هدف این مدلسازی کمینه سازی مجموع زودکرد و دیرکرد می باشد. دراین تحقیق آنها بهترین استفاده از زمان بیکاری ماشینها جهت افزایش انعطاف پذیری زمانبندی کارها را مدنظر قرار دادند.
سنتیل کومار و همکاران [36] از متد فراابتکاری بهینه سازی بخشی دسته و کلونی مورچه برای ایجاد نتایج بهینه براساس معیارهای متفاوت زودکرد و دیرکرد استفاده می نمودند، و روش فازی برای انتخاب بهترین ترکیب وزنی زودکرد و دیرکرد در مورد ماشین موازی غیرمرتبط بکار بردند.
نیکوفرد و همکاران [37] یک مدل ریاضی را برای زمانبندی ماشینهای موازی یکسان با کارهای مانع در فضای کار به موقع که میزان زودکرد و دیرکرد را کمینه می نماید بکار بردند.
دمیرل و همکاران [38] از الگوریتم ژنتیک برای زمانبندی ماشینهای موازی استفاده نمودند. آنها برنامه بهبود و اپراتور عملکردی مناسب را توسعه دادند و با الگوریتم ژنتیک تلفیق نمودند.
کداک سیدهوم و همکاران [39] یک حد پایین برای مسئله زمانبندی زودکرد و دیرکرد در سیستم ماشین های موازی ارائه دادند.
