در این تحقیق ترکیبی از دو مسئله معروف زمانبندی کار کارگاهی و مسئله تخصیص درجه دوم ماشین¬ها مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین علاوه بر زمان انجام عملیات، زمان حمل و نقل هم بین هر زوج ماشین¬آلات که وابسته به مکان آنهاست جهت محاسبه زمان تکمیل کل کارها در نظر گرفته شده است. هدف در این تحقیق تعیین همزمان مکان ماشین¬آلات و زمانبندی قطعات بر روی آنهاست به گونه¬ای که زمان تکمیل کل کارها حداقل شود. بدیهی است که این موضوع از مسئله زمانبندی کار کارگاهی که خود مسئله¬ای np-hard است پچیده¬تر است. آنچنان که حل یک مسئله با ابعاد بسیار کوچک با نرم¬افزارهای بهینه¬سازی متداول روزها به طول می¬انجامد. بنابراین برای حل این مسئله، از روشی بر پایه الگوریتم جستجوی پراکنده استفاده شد. جهت مقایسه نتایج، یک الگوریتم ژنتیک و یک الگوریتم جستجوی تصادفی بر روی 135 مسئله نمونه تولید شده اجرا شده-اند. نتایج محاسباتی نشان می¬دهد که الگوریتم جستجوی پراکنده مورد نظر تحت شرایط مشخصی برای تشکیل اجزای آن، نسبت به دیگر روشها عملکرد بهتری داشته است.

رشد روز افزون صنایع دردهه های اخیر و رقابت های شدید در بازارمحصولات سبب توسعه مدلهای بهینه سازی در سیستم های تولیدی مختلف شده است. در صنایع فرآیندی مانند نفت و گاز ،صنایع پتروشیمی، صنایع معدنی و صنایع غذایی، بهینه سازی در بخش های مختلف زنجیره تامین به ویژه در توسعه مدلهای برنامه ریزی تولید و زمانبندی فرآیند های عملیاتی در سال های اخیر به شدت مورد توجه قرار گرفته و مدل های مختلفی بر مبنای شیوه تولید درهریک ارائه شده است. در این صنایع، مسئله برنامه ریزی تولید عموماً تولید، نگهداری و فروش محصول در بازه های میان مدت یا بلند مدت را پوشش می دهد در حالی که مساله زمانبندی تولید به تعیین توالی فرآیندها وموازنه جرمی بین مراحل مختلف در بازه های زمانی کوتاه مدت می پردازد. به دلیل ارتباط نزدیک این دو مساله و تاثیر گذاری آنها بر هم ایده مدل سازی یکپارچه مطرح گردید. این مدل ها اغلب به شرایط مساله وابسته بوده و به همین دلیل مدل های مختلفی برای صنایع تولیدی مختلف ایجاد گردیده است . یکی از صنایعی که تاکنون کمتر به آن پرداخته شده، صنایع فرآیندی پیوسته، چند محصولی، چند هدفه و با قابلیت ذخیره سازی محصولات میانی و نهایی است. که به عنوان مثال می توان نمونه آن را درصنایع فرآوری مواد معدنی و یا درصنایع تولید کنستانتره میوه مشاهده نمود. در این پایان نامه مساله برنامه ریزی تولید و زمانبندی عملیات در این سیستم ها مدلسازی و فرمولبندی شده است. سپس روشی جهت مدل سازی ذخیره سازی محصولات میانی و نهایی مطرح و در انتها الگوریتمی ابتکاری جهت یکپارچه سازی دو مساله ارائه شده است. برای بررسی کارایی الگوریتم ارائه شده یک مجموعه فرآوری سنگ آهن در شرق کشورانتخاب و ایده مطرح شده بر روی این سیستم پیاده سازی گردیده است. مدل سازی و حل الگوریتم ابتکاری در سیستم تولیدی مورد نظراز طریق برنامه نویسی در نرم افزار matlab7.5 انجام شده و از آنجا که روش ابتکاری پیشنهادی نیاز به حل مسائل برنامه ریزی و زمانبندی بصورت تکرار شونده دارد، از جعبه ابزار بهینه سازی matlab بنام تجاری tomlab استفاده شده است که نتایج این مطالعه موردی در انتهای پایان نامه آورده شده است

رقابت شدید در صنایع فرایندی امروزی مانند پالایشگاه ها مجتمع های پتروشیمی و کارخانجات تولید مواد شیمیائی، باعث شده است تا شرکت ها به سمت تولید محصولات متنوع با استفاده از یک خط تولید مشترک حرکت کنند. بدین ترتیب می توان با توجه به نیاز مشتری شرایط فرایندی را تغییر داده و در نتیجه خط تولید را از تولید یک محصول به محصول دیگر تغییر داد و بدین ترتیب با نوسانات بازار هماهنگ شد. برای نیل به این هدف باید برنامه تولید با واقعیات بازار و همچنین محدودیت های بخش تولید هماهنگ باشد. برنامه تولیدی که محدودیت های بخش عملیات را در نظر بگیرد، یک مدل یکپارچه ایجاد می کند که جواب های آن واقعی و اجرای آن نیز امکان پذیر خواهد بود. در این پایان نامه قصد داریم تا یک مدل یکپارچه را برای یک واحد فرایندی با استفاده از رویکرد جزئیات زمانبندی فرموله کرده و سپس از دوروش آن را حل کنیم.

روند اخیرحرکت به سمت محصولات سفارشی و تنوع گرائی در صنایع شیمیائی منجربه ایجادتجهیزات چند محصولی شده اند که اغلب همراه با شبکه های فرایندی پیچیده با کاربرد های چند گانه می باشند. در این صنایع ، با تنظیم شرایط فرایندی می توان خط تولید را از یک محصول به محصول دیگر تغییر داد و بدین ترتیب هماهنگی با شرایط بازار امکان پذیر می شود. سفارشات مشتریان برای محصولات مختلف در بخش برنامه ریزی تولید برآورد،و جهت پوشش تقاضا به قسمت عملیات تولید داده می شود. با فرض اینکه تقاضا حالت قطعی دارد، بخش عملیات باید با توجه به محدودیت های عملیاتی خود اقدام به برنامه ریزی برای تولید محصولات خواسته شده نماید. از آنجا که خط تولید امکان تولید همزمان همه محصولات را ندارد محصولات باید با توالی و مقدار خاصی تولید شوند تا کمترین هزینه های نگهداری ، کمبود و آماده سازی و درنتیجه بالاترین مقدار سود، حاصل شود. این تحقیق به یکپارچه سازی بخش برنامه ربزی تولید با بازه زمانی بلند مدت (ماه) و بخش عملیات تولید، با بازه زمانی کوتاه مدت(روزانه)برای یک واحد فرایندی پیوسته و چند محصولی نمونه می پردازد. ایده یکپارچه سازی در این تحقیق عبارت از رویکرد برنامه ریزی همراه با جزئیات زمانبندی سطح عملیات می باشد. مدل ایجاد شده برمبنای واحد فرایندی نمونه، از دو روش قطعی و فراابتکاری حل ومنجر به مشخص شدن مقدار بهینه تابع هدف، توالی بهینه تولید انواع محصولات وهمچنین مقدار بهینه تولید هر محصول با توجه به هزینه های موجودی، کمبود و آماده سازی می شود.