تخصیص بهینه ماشین آلات برای انجام عملیات در سیستم های ساخت انعطاف پذیر با استفاده از برنامه ریزی ریاضی

سیستم های تولید انعطاف پذیر به عنوان سیستم های یکپارچه کنترل عددی کامپیوتری تعریف می شوند که با سیستم حمل خودکار مواد مرتبط می باشند. این سیستم ها کارایی خط انتقال تولید بالا و انعطاف پذیری یک سیستم کارگاهی را بصورت ترکیبی دارا می باشند که مناسب برای تولید دسته ای محصولات در حجم و تنوع متوسط است. بر اساس این ویژگی ها و نیاز به سرمایه گذاری گسترده و وسیع برای اجرای این سیستم ها، تولید انعطاف پذیر در سال های اخیر توجه جهانی را هم در صنعت ساخت و هم در تحقیقات دانشگاهی به خود جلب کرده است. از آنجایی که سیستم های تولید انعطاف پذیر طیف متنوعی از محصولات را تولید می کنند، در این سیستم ها برای انجام یک عمل، ماشین آلات مختلف و نیز ابزارهای گوناگون قابل استفاده است که هر یک هزینه و زمان پردازش خاص خود را دارد. بنابراین یکی از مهمترین مسائل در برنامه ‍ ریزی سیستم های تولید انعطاف‍ پذیر، مسأله انتخاب ابزار و تخصیص عملیات به ماشین‍ آلات می باشد که مستقیماً بر روی هزینه و زمان تولید اثر می گذارد. در این پژوهش، مسأله تخصیص عملیات و ظرفیت ماشین که در سیستم های تولید انعطاف پذیر به وجود می آید در نظر گرفته شده است. فرض شده است که ماشین آلات خودکار بوده و زمان محدود برای انجام عملیات و ظرفیت خشاب ابزار محدود دارند. ابزارها در تعداد مشخص و محدودی موجود هستند. در این پایان نامه برای هر عمل یک وزن در نظر گرفته شده است که وزن یک عمل می تواند نشان دهنده منفعت حاصل از بکارگیری آن عمل، بار پردازشی و یا ارجحیت نسبی آن باشد. هدف، بیشینه کردن وزن مجموع عملیات تخصیص یافته است. این مسأله به صورت یک مدل برنامه ریزی ریاضی با متغیرهای صفر و یک فرمول بندی شده و برای حل آن الگوریتم فراابتکاری مورچگان طراحی شده و در محیط متلب کدنویسی کامپیوتری سازی شده است. به منظور تعیین جواب بهینه نهایی، هر مسئله با استفاده از نرم افزار لینگو نیز برنامه نویسی و حل شده است. جوابهای حاصل از الگوریتم پیشنهادی با جوابهای بدست آمده از لینگو مقایسه شده است. نتایج آزمایش ها حاکی از کارا بودن الگوریتم ارائه شده برای حل این مسأله حتی در ابعاد بزرگ است. در مسائلی با ابعاد کوچک جواب های الگوریتم های جستجوی ممنوع و الگوریتم جستجوی بیم و مورچگان ارائه شده نزدیک بود ولی با بزرگ تر شدن ابعاد مسأله، کیفیت جواب های بدست آمده برای الگوریتم های جستجوی بیم و مورچگان، نسبت به سایر الگوریتم ها بهبود یافت. علاوه بر این بطور کلی، کیفیت جواب های الگوریتم مورچگان ارائه شده نسبت به الگوریتم های جستجوی ممنوع و جستجوی بهترین بهبود، بالاتر بود و تفاوت کمی با جستجوی بیم داشت.