طراحی مدل جدید و حل مسأله زمان بندی ماشین های پردازشگر دسته ای موازی

پیشرفت نرم افزاری و سخت افزاری کامپیوتر و توسعه روش های فراابتکاری در مسائل صنعتی و مدیریتی طی 50 سال اخیر سبب تغییر رویکردهای سنتی به رویکردهای نوین در امر مدیریت بر هزینه، زمان و منابع شده است. یکی از مسائل مهم، مسئله بهینه سازی زمانبندی است که نقش مهمی در کاهش هزینه های تولید و هزینه های منابع مورد استفاده دارد. در ارتباط با مسائل زمانبندی، نسل جدیدی از پردازش کارها به صورت پردازش همزمان دسته ای در محیط های صنعتی نیاز شد که موجب کاهش در زمانهای آماده سازی، هزینه های حمل و تسریع در عملیات پردازش نسبت به پردازش تکی کارها شود. در این نوع پردازش با توجه به محدودیتی که برای اندازه هر دسته جهت پردازش وجود دارد تعداد محدودی کار تا جایی که از ظرفیت دسته تجاوز نکنند در دسته قرار می گیرند و روی ماشین پردازشگر دسته ای پردازش می شوند. در این پایان نامه مدل ریاضی جدید با محدودیت های زمان دسترس بودن کارها و اندازه ظرفیت دسته، با هدف کاهش تجمیع خطی هزینه های حداکثر زمان تکمیل و هزینه های زودکرد و دیرکرد تحویل محصول در مسئله زمانبندی ماشین های موازی پردازشگر دسته ای ارائه شد. از آنجایی که مدل پیشنهادی np-hard است، روش حلی بر مبنای الگوریتم جستجوی هماهنگی برای حل مسأله مورد مطالعه، توسعه داده شد. جهت ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهادی، مسائل نمونه مطابق با پژوهش های پیشین شناسایی و ایجاد شد. 5 روش برای حل مسأله شامل الگوریتم جستجوی هماهنگی پیشنهادی، الگوریتم جستجوی هماهنگی ساده، جستجوی هماهنگی بهبود یافته، جستجوی هماهنگی بهترین کلی و همچنین الگوریتم ژنتیک ساده توسعه داده شد و نتایج آنها جهت حل مدل پیشنهادی با هم مقایسه و بررسی شد. در تحقیقات انجام شده و مطالعه سابقه استفاده از روش جستجوی هماهنگی در مسائل مختلف، عیب مهم این الگوریتم که افتادن این الگوریتم در دام بهینه محلی است، بررسی شد و جهت رفع این مشکل و افزایش کارایی الگوریتم، روش جستجوی هماهنگی بر مبنای روش بهینه سازی گروه ذرات ایجاد شد و از ایده روش شبیه سازی تبرید و تکنیک فاز شروع دوباره در ساختار آن استفاده شد. شرط توقف الگوریتم ها در اجرای هر نمونه مسأله جهت منصفانه بودن مقایسات به صورت ثابت و مساوی در نظر گرفته شده است. همچنین از آنجایی که کیفیت عملکرد الگوریتم های فراابتکاری به پارامترها و عملگرهای انتخابی بستگی دارد، در این تحقیق، همه ی پارامترها و عملگرهای الگوریتم های پیشنهادی، به طور جداگانه با استفاده از روش طراحی آزمایشهای تاگوچی تنظیم شده است. نتایج حاصل از اجرای این الگوریتم در اکثر نمونه مسائل ایجاد شده روی مدل پیشنهادی، کارایی مناسب و رفع مشکل ذکر شده را نشان می دهد.