طراحی الگوریتم فراابتکاری برای زمانبندی ماشینهای موازی نامرتبط با تابع هدف چندگانه در محیط تولید … |
تئوری زمانبندی در ارتباط با مدلهای ریاضی است که فرایند زمانبندی را تشریح میکنند. چشمانداز تئوریک یک نگرش کمی برای بدست آوردن ساختار مسائل در چهارچوب مدلهای ریاضی بهدست میدهد که این امر با تشریح منابع و فعالیتها و تبدیل اهداف تصمیمگیری به یک تابع هدف، صورت میپذیرد. عمل زمانبندی در یک سازمان از مدل ها و روش های ریاضی و یا روش های ابتکاری برای تخصیص منابع محدود به کارهای در حال جریان استفاده می کند. اهمیت توالی ماشین های موازی، با هدف متمرکز بر دیرکرد از آن جهت مورد توجه است که در محیط کسب و کار حاضر، رقابت شرکت های تولیدی از طریق قابلیت آنها برای پاسخگویی سریع به تغییرات سریع در زمینه تجارتی و تولید محصولات با کیفیت بالاتر و هزینه های کمتر تعیین می شود. در نتیجه، منابع، فعالیتها و توابع هدف عناصر کلیدی مدلهای زمانبندی محسوب میشوند.
منابع بر حسب قابلیتهای کمی و کیفی خود مشخص میشوند، بطوریکه هر مدل نشان دهنده نوع و میزان منابع بکار رفته در آن میباشد. از سوی دیگر، فعالیتها بر حسب اطلاعاتی از قبیل منابع مورد نیاز، مدت زمان انجام، زمان آغاز و زمان پایان آنها توصیف میشوند. توابع هدف نیز دربرگیرنده هزینههای سیستم برای اجرای تصمیمات مربوط به تخصیص منابع به فعالیتها میباشند. تصمیمات عمده در فرایند زمانبندی شامل بهرهبرداری کارا از منابع، پاسخگویی سریع به تقاضا و انطباق دقیق زمانهای تحویل با موعدهای تحویل تعیینشده میشوند. شرکت های تولیدی در تلاش هستند تا این قابلیت ها را از طریق اتوماسیون و مفاهیم خلاق مانند تولید به موقع[2] (JIT) ، پاسخگوی سریع[3] (QR) ، تکنولوژی گروهی[4] (GT) و مدیریت کیفیت جامع[5] (TQM) بدست آورند[58].
این مفاهیم ( برای مثال JIT و GT ) به بسیاری از شرکت ها در بدست آوردن سود اقتصادی کمک کرده است. در سیسستم های JIT کار نباید نه زودتر و نه دیرتر تکمیل شود، که به مسائل زمانبندی با هزینه های زودکرد و دیرکرد و تخصیص موعدهای تحویل منجر می شود. در یک بازار رقابتی دیرکرد کارها با توجه به موعد تحویل آنها یک مقیاس عملکرد بسیار مهم برای محیط های تولید متنوع است.
مسائل با تعیین موعد تحویل در 25 سال گذشته بعلت روشهای جدید مدیریت مانند مفاهیم JIT مورد توجه بسیار قرار گرفته است. چنگ که کمک زیادی به مسائل زمانبندی و تخصیص موعد تحویل کرد بیان می کند که تکمیل یک کار زودتر از موعد تحویل به معنی تحمیل هزینه های نگهداری موجودی غیر ضروری است ، در حالیکه تکمیل یک کار دیرتر از موعد تحویل منجر به جریمه های قراردادی و از
دست دادن اعتبار مشتری می شود[33].
بطور جالب توجه هدف مسئله حداقل دیرکرد و زودکرد[6] (ET) کاملا با سیاست کنترل تولید JIT مطابقت دارد.مسئله ماشین های موازی از دو دیدگاه تئوری و عملی دارای اهمیت می باشند. از دیدگاه تئوری به این خاطر که تعمیمی از حالت تک ماشینه می باشد و از دیدگاه عملی به این جهت که در دنیای واقعی بسیارمعمول است مورد توجه قرار گرفته شده است.
مسئله به کارگیری ماشین های موازی از آنجا مورد توجه است که اگر زمانبندی روی یک ماشین منجر به هزینه زیادی شود ممکن است در نظر گرفتن ماشین های بیشتر سبب کاهش هزینه شود. ضمن این که مقدار دیرکرد یا زودکرد نیز می تواند با افزایش تعداد ماشین ها کاهش یابد. در این شرایط هزینه به کارگیری ماشین یا نگهداری ماشین اضافه می شود که با حل مسئله بهینه سازی می توان تعیین کرد چه ماشین هایی به کار گرفته شوند و کدام کارها با چه توالی روی این ماشین ها انجام شود.
در عمل، زمانبندی ها با استفاده از الگوریتم های زمانبندی یا قوانین بر پایه دانش ایجاد می شوند. الگوریتم های زمانبندی ، زمانبندی را توسعه می دهد که یک معیار اندازه گیری مانند حداقل کردن انحراف موعد تحویل، حداقل جریمه دیرکرد یا حداقل حداکثر دیرکرد را بهینه می کند. انگیزه بسیاری از توسعهها و پیشرفتهای علمی در حوزه زمانبندی برخاسته از محیطهای صنعتی است و بهطور طبیعی در بیان مفاهیم زمانبندی از واژههای بکار رفته در صنعت استفاده میشود. به همین خاطر منابع با عنوان ماشین بهکار میروند و به هر کدام از فعالیتها، کار اطلاق میشود بطوریکه کارها اغلب به وسیله مجموعهای از ماشینها در ایستگاههای مختلف کاری با توالی مشخص پردازش میشوند.
بطور کلی، مسائل زمانبندی به صورت مسائل بهینهسازی محدودیتدار بیان میشوند که در آنها به بررسی تصمیمات مربوط به تخصیص ماشینها وتوالی پردازش کارها پرداخته میشود. درحالتی که تنها یک ماشین موجود است، تعیین توالی پردازش کارها یک برنامه زمانی کامل را تشکیل میدهد. مسائل تکماشینه با وجود سادگی ذاتی، سنگبنای درک فراگیر مفاهیم زمانبندی را تشکیل میدهند. درمقابل، زمانبندی مسائل چندماشینه شامل سیستمهای موازی، سیستمهای متوالی و سیستمهای ترکیبی میباشد. در سیستمهای موازی، هر یک از کارها با انجام یک عملیات همانند مسائل تکماشینه بر روی یکی از ماشینهای موازی موجود پردازش میشوند و به دنبال آن تخصیص ماشینها به کارها موضوعیت پیدا میکند. این درحالی است که در سیستم های متوالی و ترکیبی، کارها با انجام چند عملیات بر روی ماشینها پردازش میشوند و مسائل مربوطه ساختار نسبتا پیچیدهتری را تجربه میکنند.
در این تحقیق، به بررسی مسئله زمانبندی ماشینهای موازی نامرتبط[7] به عنوان دسته مهمی از مسائل زمانبندی که دارای اهمیت فراوان از نقطهنظر تئوری و تجربی است، پرداخته میشود. مسائل ماشینهای موازی نامرتبط حالت عمومیتیافته مسائل تکماشینه و حالت خاصی از مسائل ماشینهای متوالی منعطف محسوب میشوند. تکنیکهای بهکار رفته در بهینهسازی این نوع مسائل با اعمال رویههای ترکیبی در مسائل زمانبندی پیچیدهتر استفاده میشوند. در بخشهای آتی این فصل، شرح تفصیلی مسئله مورد بررسی این تحقیق ارائه میشود.
[1] Scheduling
[2] Just In Time
[3] Quick Response
[4] Group Technology
[5] Total Quality Management
[6] Earliness-Tardiness
[7] Unrelated Parallel Machine Scheduling
فرم در حال بارگذاری ...
[شنبه 1399-12-02] [ 12:33:00 ب.ظ ]
|