امروزه با توجه وجود رقابت تنگاتنگ بین سازمان های تولیدی، استفاده بهینه از منابع یکی از بزرگ ترین چالش هایی است که چنین سازمان هایی با آن مواجه هستند. به نوعی می توان گفت که موفقیت سازمان های تولیدی بستگی زیادی به استفاده درست از منابعی نظیر، ماشین آلات، منابع مالی و . . . دارد. از این رو مدیران چنین سازمان هایی نیاز مبرمی به برنامه ریزی تولید دارند تا با استفاده از آن منابع سازمان را به شکل صحیحی در جهت پاسخگویی به تقاضای مشتریان به کار گیرند. در جهت پاسخگویی به این نیاز مدیران، محققان پژوهش های فراوانی را در راستای انواع مسایل برنامه ریزی تولید انجام داده اند. در میان تمام این مسایل یکی از دشوار ترین و در عین حال مهم ترین مسایل، مسئله تعیین اندازه انباشته و زمان بندی تولید می باشد. در این پژوهش به محیط های تولیدی ای پرداخته می شود که در آن چند محصول می بایست در چند دوره در محیط جریان کارگاهی توسط ماشین آلاتی با ظرفیت تولید محدود تولید شوند. تقاضای محصولات قطعی و ثابت می باشد. همچنین تولید محصولات می تواند به گونه ای باشد که محصول در انتهای هر دوره با کمبود مواجه شود و هزینه کمبود را به سیستم تحمیل کند و یا در انبار ذخیره شده و هزینه نگهداری را به سیستم تحمیل نماید. همچنین هنگامی که بر روی یک ماشین، برنامه تولید از یک محصول به محصول دیگر تغییر می کند یک زمان راه اندازی و یک هزینه راه اندازی به سیستم تحمیل می شود که این زمان و هزینه وابسته به نوع محصولاتی است که در حال تغییر بر روی ماشین آلات هستند. تحت چنین شرایطی، مسئله مدل سازی می شود. هدف تعیین میزان تولید هر محصول روی هر ماشین در هر دوره، تعیین زمان بندی تولید محصولات روی ماشین آلات، تعیین میزان و نوع محصولی که مشتری با کمبود مواجه می شود می باشد، به نحوی که مجموع هزینه های سیستم حداقل گردد. هزینه های سیستم مجموع هزینه نگهداری موجودی، هزینه کمبود، هزینه تولید و هزینه راه اندازی ماشین آلات می باشد. مدل پیشنهاد شده از نوع مسایلی با درجه پیچیدگی بسیار زیاد هستند، از این رو به منظور حل این مدل در ابعاد متوسط و بزرگ از الگوریتم های فرا ابتکاری استفاده می شود. الگوریتم هایی که در این تحقیق از آن ها استفاده شده است الگوریتم های نوعاً جدید و یا الگوریتم هایی هستند که به دلیل کارایی زیاد در حل چنین مسایلی به طور گسترده ای توسط محققان و پژوهشگران استفاده شده است. الگوریتم رقابت استعماری ، الگوریتم پرندگان و الگوریتم ژنتیک الگوریتم هایی هستند که در این مطالعه از آن برای حل مدل استفاده شده است. همچنین به منظور تنظیم پارامتر های الگوریتم از متدولوژی طراحی آزمایشات استفاده شده است. در نهایت به منظور سنجش میزان کارایی حد پایینی برای مدل توسعه می دهیم.

در این پژوهش به مطالعه و بررسی مدلهای ریاضی مسئله بالانس خط تولید پرداخته میشود. مدلهای متنوعی توسعه داده شده و این مدل ها با استفاده از روشهای گوناگون بهبود می یابند. آزمایش روی داده های موجود در ادبیات، عملکرد خوب مدلها و روشهای بهبود را نشان میدهند.