تعیین همزمان اندازه انباشته و زمان بندی محصولات در محیط تولید کارگاهی

با توجه به رقابت تنگاتنگ موجود بین سازمان های تولیدی، یکی از بزرگ ترین چالش های این سازمان-ها چگونگی برنامه ریزی سازمان برای استفاده از منابع به منظور دستیابی به نحوه استفاده بهینه از منابع سیستم است. در واقع سازمانی موفق است که بتواند به بهترین نحو از منابع خود استفاده کند. داشتن برنامه ریزی تولید مناسب در طول افق برنامه ریزی عاملی است که استفاده بهینه از منابع سازمان اعم از منابع انسانی، تجهیزات،منابع مالی و ... را به دنبال خواهد داشت. از این رو محققان بسیاری در زمینه های مرتبط با مسائل برنامه ریزی تولید به پژوهش پرداخته اند. مسئله زمان بندی و تعیین اندازه انباشته یکی از مهم ترین و در عین حال دشوار ترین مسائل مربوط به برنامه ریزی تولید است. آنچه در این رساله مورد بررسی قرار گرفته، مسئله تعیین همزمان اندازه-انباشته و زمان بندی است که محیط های تولیدی کار کارگاهی چند محصولی، چند دوره ای با ماشین-های با ظرفیت محدود را لحاظ می کند. تقاضای محصولات پویا و قطعی است و در انتهای هر دوره از افق برنامه ریزی می بایست تقاضای محصولات مختلف در آن دوره پاسخ گفته شود. در این مسئله فرض بر این است که هر محصول در طول فرایند تولید خود مجاز است حداکثر یک بار از هر مرحله عبور کند و از طرفی به هنگام تغییر تولید از یک محصول به محصولی دیگر روی یک ماشین، هزینه و زمانی به سازمان تحمیل می شود که وابسته به توالی محصولات تولیدی است و راه اندازی ها قابلیت انتقال از یک دوره به دوره آتی را دارند. ساختاری که برای محصولات تولیدی سازمان در نظر گرفته شده است، ساختار محصولی کلی است. در مدلی که برای مسئله با فرضیات فوق طراحی شده است، هدف تعیین میزان تولید هر محصول روی هر ماشین در هر دوره، تعیین زمان بندی تولید محصولات روی ماشین آلات، تعیین زمان و میزان بی کاری ماشین آلات می باشد، به نحوی که مجموع هزینه های سیستم حداقل گردد. هزینه های سیستم مجموع هزینه نگهداری موجودی، هزینه بی کاری، هزینه تولید و هزینه راه اندازی ماشین آلات می باشد. مسائل برنامه ریزی تولید در حالت ساده و ابتدایی خود در دسته مسائل np-hard قرار می گیرند. حال با توجه اضافه شدن فرضیات فوق به مسئله، قطعاً به درجه پیچیدگی محاسباتی مسئله افزوده می شود که در این حالت نیاز به استفاده از الگوریتم های ابتکاری و فرا ابتکاری برای حل مسئله امری انکار ناپذیر است. با توجه به np-hard بودن مسئله مورد بررسی، برای مقایسه عملکرد الگوریتم های طراحی شده در ابعاد بزرگ تر، نیاز به معیاری غیر از جواب بهینه مسئله است. از این رو، دو حد پاینن محاسباتی برای مدل طراحی و توسعه داده شد و در نهایت با توجه به نتایج بررسی نمونه های حل شده یکی از این دو حد پایین به عنوان معیار مقایسه انتخاب شد تا عملکرد الگوریتم ها بر اساس آن سنجیده شود. الگوریتم هایی که در این پژوهش به کار گرفته شده اند، الگوریتم های جدیدی هستند که با توجه به ویژگی های الگوریتم های به کار رفته برای حل این نوع از مسائل انتخاب شده اند. دو الگوریتم ابتکاری برای حل مدل ارائه شده طراحی شده است، یکی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک بوده و گام های آن به گونه ای طراحی شده است که فضای جستجوی الگوریتم فقط به فضای شدنی مسئله محدود می شود. دومین الگوریتم مبتنی بر جابجایی تولید در طول دوره های افق برنامه ریزی است. روشی که برای تنظیم پارامترهای الگوریتم به کار گرفته شده است، روش طراحی آزمایش تاگوچی است.