الگویی مبتنی بر شبکه های صف جهت بهینه سازی نرخ تولید در خطوط تولید و مونتاژ گسسته پیشامد

سیستم های تولیدی معمولاً متشکل از ماشین ها یا ایستگاه های کاری هستند به طوری که هدف سازمان که تولید محصول خاصی است را فراهم کنند که این ماشین ها یا ایستگاه ها توسط موجودی های بافر از یکدیگر جدا می شوند. این نحوه قرار گیری و توالی در ادبیات موضوع، خط تولید، خط انتقال یا خط جریان نام دارد. طراحی خط تولیدی مناسب که بتواند نرخ تولید و قابلیت اطمینان سیستم را بالا برد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در دنیای واقعی عوامل مختلفی بر نرخ تولید خط تولید اثر می گذارند که از میان آن ها می توان به تعداد ماشین آلات، زمان های پردازش، ضرایب تغییرات، نرخ های خرابی ماشین آلات، نرخ های تعمیر ماشین آلات و موجودی های بافر اشاره کرد. از جمله راهکارهای مفید جهت دستیابی به نرخ تولید بالاتر استفاده از ماشین های موازی (فعال) یا آماده به کار در ایستگاه های کاری و کاهش مدت زمان پردازش ماشین آلات یا به عبارت دیگر افزایش سرعت عملیات ماشین آلات است. همچنین تأثیر بافرها را می توان در مواردی چون اختلاف زمان های عملیاتی ایستگاه ها، عدم تولید در زمان های آماده سازی و بارگذاری، عدم تولید در زمان های خرابی ماشین آلات و قالب ها، عدم تولید در فعالیت های نگهداری و تعمیرات و غیره به وضوح دید. این مطالعه به طراحی بهینه (یا نزدیک به بهینه) پارامتر های مهم خطوط تولید که از ماشین های مختلف (ایستگاه های مختلف) و بافر های میان آن ها تشکیل می شود می پردازد و در واقع در پی تعیین بهینه (یا نزدیک به بهینه به دلیل استفاده از شبیه سازی و الگوریتم ژنتیک) تعداد ماشین های فعال در هر ایستگاه، ظرفیت بافر های میان ایستگاه ها و مدت زمان پردازش در هر ایستگاه است. رویکرد طراحی بهینه در این مطالعه، حداکثر کردن نرخ تولید با حداقل هزینه خرید ماشین آلات جدید، حداقل میزان موجودی های بافر و حداقل میزان ضایعات خط تولید با توجه به محدودیت های سیستم است، بنابراین این مسئله می بایست در قالب یک مدل چندهدفه مورد تجزیه و تحلیل و بررسی قرار گیرد. با توجه به اینکه از جمله مفروضات مهم این مطالعه که وجه تمایز این مطالعه با مطالعات پیشین است، فرض تبعیت تمامی پارامتر های زمانی خط تولید از توابع توزیع عمومی (نرمال، ویبول، گاما و . . .) است، جهت برآورد نرخ تولید و نرخ ضایعات از متامدل هایی که برازش مناسبی بر داده های حاصل از آزمایش های شبیه سازی داشته باشند استفاده شده است که این متامدل ها با استفاده از طراحی آزمایشات و متدولوژی سطح پاسخ برآورد شده اند. مدل ریاضی چند هدفه غیر خطی پیشنهادی این مطالعه که برای هر حوزه به تفکیک ارائه شده با استفاده از تلفیق روش های ال پی متریک، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم جستجوی خطی به منظور دستیابی به جواب های بهینه (یا نزدیک بهینه) حل شده است.