در محیط کسب و کار رقابتی امروزی، شرکت های تولیدی برای ماندن در عرصه رقابت و کسب سود نیازمند مدیریت دقیق و کارا در بهره گیری از منابع هستند. از این رو، تمام بخش های یک شرکت تولیدی از جمله واحد برنامه ریزی تولید باید در راستای بهینه سازی برنامه های خود و پاسخ گویی به تقاضا های موجود گام بردارند. سربرنامه تولید عنصری مهم در زنجیره برنامه ریزی و کنترل تولید است و با سایر سطوح مانند برنامه ریزی تولید ادغامی، برنامه ریزی ظرفیت، بازاریابی و برنامه ریزی توزیع ارتباط تنگاتنگی دارد. در رویکرد متداول سربرنامه تولید، مفروضاتی مانند ظرفیت نامحدود، زمان های پردازش ثابت و تنها یک سناریوی قطعی برای تقاضا حاکم است. اما در برخی مواقع، این مفروضات برای مواجهه با طبیعت متغیر و پویای مسائل دنیای واقعی مناسب نیستند. با توجه به مطالب ذکر شده، در این پایان نامه مدلی کاربردی و نزدیک به شرایط واقعی برای طراحی سربرنامه تولید در صنعت ارائه می شود که ویژگی هایی مانند تقاضای احتمالی مبتنی بر سناریو، زمان های پردازش قابل کنترل و تحمیل تصمیمات برنامه ریزی ادغامی دارد. چون مدل پیشنهادی در ردیف مسائل np-hard قرار می گیرد، الگوریتمی ابتکاری دارای زمان حل و شکاف بهینگی مطلوب با بهره گیری از ساختار مسأله و استفاده از روش جست و جوی محلی و فلسفه تئوری محدودیت ها ارائه و نتایج محاسباتی گزارش می شود. مقایسه الگوریتم پیشنهادی و روش حل دقیق (با استفاده از نرم افزار gams) با توجه به حل 30 مسأله با ابعاد مختلف، حاکی از کاهش زمان حل به میزان 97% (از میانگین 12856 ثانیه به 327 ثانیه) و بهبود کیفیت حل به میزان 81% (از میانگین 6/35% به 1/21%) است. همچنین نتایج نشان می دهد توجه به زمان های پردازش قابل کنترل باعث بهبود فضای حل و استفاده موثرتر از منابع در دسترس می شود.

در این پایان نامه یک مدل ریاضی برای مساله برنامه¬ریزی تولید جامع، در صنایع فرآیندی تحت شرایط احتمالی ارایه شده است. صنایع فرآیندی بر اساس پیوستگی ارتباط اجزاء درون شبکه ای از جریان مواد شناخته میشوند. بنابراین، مدل برنامه ریزی تولید در چارچوب مدل ریاضی شبکه ای، توسعه داده می شود. یک فرض رایج در مسایل برنامه¬ریزی تولید مدل های شبکه ای این است که نسبت خروجی به ورودی یک واحد عملیات تولیدی در طول زمان ثابت و مستقل از عوامل فنی فرآیندها است. اما در بسیاری از موارد عملی، این نسبت با توجه به کیفیت و مشخصات خوراک ورودی، درجه قابلیت اطمینان تجهیزات و نحوه مدیریت موجودی میانی واحدها تغییر می یابند. این پدیده در زمینه ادبیات موضوع به عنوان بازده خروجی واحد شناخته می شود. توجه به اثر بازده خروجی واحدها در یک محیط تولید فرآیندی، می تواند نتایج مثبت بی شماری را هم برای برنامه تولید کل شبکه و هم برای تخمین سطح تامین منابع دربرداشته باشد. به همین دلیل در این پایان نامه، مدل برنامه ریزی تولید ادغامی با در نظرگرفتن تغییرات احتمالی بازده خروجی واحدها ارائه شده است تا توانایی بیشتری در بیان شرایط واقعی محیط های تولیدی فراهم کند. اهداف مدل برنامه ریزی تولید ادغامی شامل کمینه کردن مجموع هزینه های تولید، نیروی انسانی، انتقال و پمپاژ مواد، خرید و تامین خوراک، نگهداری و کمبود موجودی که در نتیجه آن حداکثر سازی سود را به دنبال دارد. چون تغییرات بازده خروجی واحدها به صورت سناریوهایی مشخص دسته بندی می شود، بنابراین چارچوب روش حل پیشنهادی، فرآیند تصمیم گیری مارکوف گسسته-زمان است. بر مبنای مشاهدات دنیای واقعی اعتبار مدل پیشنهادی، از طریق مطالعه موردی بر روی یکی از شرکت های پتروشیمی واقع در جنوب کشور مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که مدل پیشنهادی می تواند به عنوان ابزاری کارآمد برای مدیران و کارشناسان بهره¬برداری مورد استفاده قرار گیرد.