هزینه های حمل و نقل با تخصیص دادن بین20% تا 50% از هزینه های عملیاتی به خود شرکت ها را با مساله داشتن یک سیستم حمل و نقل مناسب و مطابق با نیاز دنیای مدرن امروز روبه رو می سازد. لذا هرگونه صرفه جویی در این هزینه ها به شکل عمده ای روی کارایی کل سیستم ساخت و تولید تاثیر گذار می باشد. طراحی مسیر حرکت از موضوعات مهم در طراحی و کنترل سیستم های حمل و نقل اتوماتیک می باشد لذا جزء اولین مسائلی است که مورد بررسی قرار می گیرد. در این تحقیق مفاهیم مختلف مطرح در طراحی یک سیستم حمل و نقل اتوماتیک، تأثیر عوامل مختلف بر روی سیستم حمل و نقل اتوماتیک به ویژه مساله طراحی مسیر حرکت سیستم حمل و نقل اتوماتیک به تفصیل بیان شده و روش حل ابتکاری جستجوی انتشاری برای مساله طراحی پیکر بندی چند حلقه ای معرفی شده است. نتایج حاصله از حل مساله از طریق الگوریتم جستجوی انتشاری با تست های آماری و سایر الگوریتم های موجود در ادبیات موضوع مقایسه شده است.

ابهام و عدم قطعیت موجود در داده های پروژه های واقعی سبب بروز ریسک در معیارهای ارزیابی پروژه ها می گردد. در سال های اخیر استفاده از منطق فازی در حوزه ی مدیریت ریسک به دلیل سازگاری بیشتر با عدم قطعیت، به طرز چشمگیری مورد توجه محققین این رشته قرار گرفته است.آنالیز ریسک به عنوان بخشی از چرخه ی مدیریت ریسک، با توجه به ماهیت نامطمئن پروژه ها، به اولویت بندی ریسک های شناسایی شده می پردازد. این پایان نامه با توجه به قابلیت نظریه ی فازی در مدل سازی عدم قطعیت، این نظریه ی ارزشمند را در آنالیز ریسک به کار می گیرد. به دلیل ضعف در مستندسازی پروژه ها و عدم دسترسی به اطلاعات ثبت شده، یکی از غنی ترین منابع اطلاعاتی، تجربه ی افراد متخصص است. این پایان نامه ضمن صورت بندی ریاضی نظرات کیفی کارشناسان و بیان شاخص های ارزیابی ریسک به صورت متغیرهای زبانی، با استفاده از برخی روش های مقایسه ی اعداد فازی به اولویت بندی ریسک های پروژه می پردازد.

در این پایان نامه سه مدل ریاضی توصیف کننده فرآیند رگ زایی تومور، مورد بررسی قرار گرفته است. کمینه سازی حجم سلول های تومور در بازه ی زمانی براساس مدل های مذکور، به صورت مسئله ای از نظریه کنترل بهینه در نظر گرفته شده است. آن گاه با استفاده از ابزارهای این نظریه، راهکارهای درمانی بهینه را برای چگونگی مصرف دارو در طول دوره ی درمان جستجو نموده ایم. از اصل بیشینه سازی پونتریاگین (pmp)، شیوه های درمان ثابت، روش گسسته سازی avk و روش نشاندن برای ارائه این طرح های درمان بهینه بهره گرفته شده است. راهکار ارائه شده از روش گسسته سازی avk، برخی از راهکارهای درمانی با دوز ثابت و راهکار ترکیبی نشاندن-pmp برای اولین بار بررسی شده اند. نتایج عددی نشان داده اند که شیوه های درمانی بهینه حاصل، علاوه بر برآورده ساختن هدف، دارای قابلیت اجرایی بالینی نیز می باشند. نشان داده شده است که برجسته ترین آنها روش گسسته سازی avk می باشد؛ زیرا قادر است دوزهای دارویی را در بازه های زمانی مورد نظر ثابت مشخص نماید و این بیشتر با خواست پزشکان در اجرای بالینی است.

در تحلیل های کلاسیک مسائل بودجه بندی و سهمیه بندی سرمایه ای، فرض بر قطعی و معین بودن داده های مسأله می باشد. در بیشتر پروژه ها زمان نقش مهمی را ایفا می کند، بنابراین داده های مالی از جمله نرخ سود مورد انتظار، جریان نقدینگی و ارزش نهایی به آینده مربوط شده و با عدم قطعیت مواجه می باشند. در این راستا ابزار ریاضی مناسب برای مدل بندی کردن مسأله، ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه، مسأله بودجه بندی سرمایه ای به دو صورت سهمیه بندی سرمایه ای داخلی و بودجه بندی چندملیتی مورد بررسی قرار می دهیم. ابتدا به منظور بررسی مسأله سهمیه بندی سرمایه ای داخلی، مدل قطعی سهمیه بندی سرمایه ای خالص وینگارتنر و همچنین مدل گسترش یافته آن را بیان، سپس یک مدل برنامه ریزی خطی فازی و یک روش حل را برای آنها ارائه می دهیم. در ادامه با ارائه چند مثال عددی نشان می دهیم، نظریه مجموعه های فازی در برخی مسائل بودجه بندی سرمایه ای، کارآیی لازم را برای مدل کردن ابهام و عدم قطعیت های مسأله ندارد. سپس یک نظریه قطعیت جدید را معرفی و به وسیله ی آن مسأله بودجه بندی سرمایه ای چند ملیتی را مورد بررسی قرار می دهیم.

فرآیند بودجه بندی به دلیل اجرای دو نقش اصلی در هر سازمان، چگونگی اختصاص منابع به هزینه ها و کنترل نتایج حاصل از آن، نقش بسیار مهمی در بقای هر سازمان ایفا می کند. در این راستا در اختیار داشتن ابزار ریاضی مناسب برای مدل بندی یک سیستم بودجه بندی، به طوری که ضمن برآورده کردن اهداف مدیران چگونگی تخصیص بهترین هزینه کرد را به هر قسمت برای دریافت بیشترین سود معین کند، امری ضروری است. در این پایان نامه مساله مدل بندی یک سیستم بهینه بودجه بندی با استفاده از تحلیل پوششی داده ها مورد بررسی قرار داده شده است. ابتدا ضمن معرفی مدل های تحلیل پوششی داده ها، سیستم بهینه تحلیل پوششی داده ها جهت اختصاص بودجه بهینه به واحد تصمیم گیرنده هدف، به منظور کسب بیشترین درآمد معرفی می گردد. سپس با بیان قضایایی، شرایط لازم برای تعیین بودجه بهینه حداقل هزینه بیشترین درآمد و پیش بینی تراکم بررسی می گردد. در ادامه با تعمیم روش قبل، سیستم بهینه بودجه بندی بر اساس بودجه در دسترس سازمان طوری طراحی می گردد که ضمن اختصاص بودجه بهینه به ترتیب اولویت بودجه بندی به واحد های سازمان، بودجه بهینه کل سازمان و بیشترین سود سازمان نیز تعیین شود. همچنین با توجه به بودجه در دسترس سازمان کمبود بودجه و یا بودجه مازاد نیز مشخص می گردد. از آنجا که سازمان ها پس از مدتی مایل به تاسیس واحد جدیدی هستند، تاثیر اضافه شدن این واحد جدید در بودجه بهینه اختصاص داده شده بررسی می گردد. همچنین با معرفی مدل برنامه ریزی خطی چند هدفه امکان بررسی اهداف متفاوتی در سیستم بهینه بودجه بندی ارائه شده مورد تحقیق قرار گرفته است. مثال های عددی در تمامی موارد نحوه ی اجرا و مزایای روش ها را تبیین می کنند.

در این پایان نامه مساله جدول زمان بندی دروس دانشگاهی را به صورت یک مساله بسته بندی مجموعه همخراه با قیود حاشیه ای مدل بندی می کنیم. بدین منظور سعی می کنیم برخی محدودیت های مساله رابا محدودیت هایی معادل که به شکل محدودیت های مساله بسته بندی مجموعه ای می باشند، جایگزین کنیم. سپس خانواده ای از صفحات برش را برای این مساله شرح داده و معتبر بودن این برش ها برای مساله اصلی را مورد بررسی قرار می دهیم. پس از ان با استفاده از برش های بدست امده مدل بندی جدیدی برای مساله بدست می اوریم. در پایان به بررسی نتایج عددی پرداخته و با اعمال روشهای معرفی شده بر روی مساله جدول زمان بندی دروس دانشگاه صنعتی شیراز ان ها را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهیم.

در فرایند چیدمان تسهیلات ترتیب قرار گیری اجزای فیزیکی یک سیستم تولیدی شامل ماشین آلات، تجهیزات تولید و امکانات خدماتی کارخانه مشخص می گردد. در حدود 20 تا 50 درصد از کل هزینه های عملیاتی در کارخانجات تولیدی را می توان به طراحی چیدمان و سیستم جابجایی مواد در کارخانه تخصیص داد. چیدمان مناسب می تواند 10 تا 30 درصد در این هزینه صرفه جویی نماید. در این رساله مسأله چیدمان تسهیلات با مساحت های نابرابر مبتنی بر ساختار نواری منعطف بررسی شده است. برای حل مسأله الگوریتمی ابتکاری بر پایه الگوریتم مورچگان پیشنهاد شده است. این روش برای چند مسأله نمونه پیاده سازی شده است. درصد بهبود نتایج بدست آمده در مقایسه با بهترین جواب های موجود، موثر بودن الگوریتم پیشنهادی را نشان می دهد. در این رساله علاوه بر طراحی چیدمان کلی، الگوریتمی ابتکاری برای تعیین ایستگاه ارسال و برداشت هر دپارتمان نیز ارائه شده است.

ساخت محصولات مختلف، مطابق با درخواست مشتری و تنوعی که این نوع سفارشات جهت واحدهای صنعتی ایجاد میکند، با وجود افزایش رضایت مصرف کنندگان، سودآوری تولید کنندگان را به چالش می کشد. در روش تولید کارگاهی، چند محصول متفاوت بطور همزمان می بایست تولید گردند که هر محصول توالی عملیات مخصوص به خود را بر روی ماشین ها یا منابع محدود در دسترس، دارا می باشد. تولید کارگاهی برنامه ریزی و زمان بندی پیچیده ای را می طلبد (np-hard)، که با روش های قطعی دست یابی به جواب بهینه بسیار زمان بر بوده و با افزایش ابعاد مسائل، در زمان معقول غیرممکن می نماید. بنابراین، جهت حل این مسائل استفاده و بهبود روش های ابتکاری بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در مسائل دنیای واقعی دست یابی به چند هدف بطور همزمان، مطلوب مدیران می باشد که گاه این اهداف در تعارض با یکدیگر می باشند. پس بجای یک جواب، لیستی از جواب ها جهت تصمیم گیری ارائه می گردد. در این رساله، کمینه کردن همزمان دو تابع هدف مورد نظر می باشد: زمان اتمام آخرین کار(makespan) و تعداد کارهای تحویل شده با تاخیر. در این رساله با ارائه ابتکاراتی در استفاده از گراف عملیات جهت دستیابی به جواب اولیه، موجب تسریع در یافتن محدوده جواب ها شده، سپس با الگوریتم ابتکاری مورچگان و استفاده از جستجوی محلی، جواب ها بهبود میابد. سرعت بالای الگوریتم پیشنهادی در حل مسائل و کیفیت مناسب جواب های نهایی به اثبات رسیده است.

مساله زمان بندی جریان کارگاهی، در زمان وجود یک جریان پیوسته از کارهای تولیدی بر روی چند ماشین مطرح می گردد. پیچیدگی این مسائل از نوع نمایی بوده و برای حل آن نیاز است از الگوریتم های ابتکاری یا فراابتکاری استفاده شود. در این رساله برای حل مساله جریان کارگاهی با انسداد ترکیبی و تابع هدف حداقل سازی زمان انجام کارها، از الگوریتم فرا ابتکاری مورچگان استفاده شده است. پس از تشریح انواع انسداد در مسأله کارگاه جریانی، مراحل الگوریتم پیشنهادی تشریح شده است. جهت بهبود الگوریتم پیشنهادی، از الگوریتم های جست و جوی محلی جهت بهبود نتایج استفاده شده است. مقایسه نتایج بدست آمده از الگوریتم پیشنهادی بر روی مسائل نمونه که در ادبیات این موضوع وجود دارد، با مقالات چاپ شده نشان دهنده کارایی مناسب الگوریتم پیشنهادی می باشد.

در شرایط حاضر و با توجه به افزایش شدت رقابت سازمان های تولیدی، زمان بندی برنامه از اهمیت بیشتری برخوردار است. در این تحقیق یک مدلسازی جدید برای مسئله جریان کارگاهی دو مرحله ای انعطاف پذیر با حالت ورود دسته ای سری کارها به مرحله اول ارائه شده است. تابع هدف در این تحقیق عبارت است از حداقل کردن مقدار دامنه عملیات و حداکثر تأخیر در مدل ارائه شده. در این مسئله از سه الگوریتم فراابتکاری ژنتیک، جستجوی ممنوعه و شبیه سازی تبرید چندهدفه به منظور حل مدل استفاده شده است. به منظور بررسی عملکرد جواب های به دست آمده از روش های ارائه شده از معیارهای کارایی همگرایی و تنوع استفاده شده است.

در این پایان نامه، یک مدل برنامه ریزی استوار برای طراحی شبکه زنجیره تامین سبز (زیست محیطی) رو به جلو و معکوس تحت عدم قطعیت شرایط اقتصادی آینده ارائه خواهد شد. در ابتدا، یک مدل برنامه ریزی عدد صحیح مخلوط قطعی ارائه می گردد؛ سپس مدل استوار آن با استفاده از رویکرد مبتنی بر سناریو و روش مولوی توسعه داده می شود. مسأله طراحی شبکه مورد نظر شامل فرضیاتی از قبیل: چند محصولی، چند سطحی و تک دورهای می باشد. به علت عدم ثبات شرایط اقتصادی، عدم قطعیت در این مسأله به شکلی متفاوت با مقالات گذشته در نظر گرفته شده¬ است. از آنجایی که شرایط اقتصادی بی ثبات بر روی تقاضا و همچنین قیمت های مواد اولیه، سوخت و ... تاثیر گذار است، در نتیجه پارامترهای تقاضا و هزینه کل تولید و حمل و نقل در مسئله غیرقطعی می باشند. مدل پیشنهادی همچنین آلودگی های بخش تولیدی و سیستم حمل ونقل زنجیره را نیز در نظر گرفته و با ارائه یک تابع هدف و روش eco-indicator 99 سعی در کاهش آن ها را دارد. از طرفی دیگر، مراکز تولید و توزیع به صورت دو منظوره فعالیت می کنند. از مزایای این روش صرفه جویی در هزینه ها و کاهش آلودگی در نتیجه ی استفاده از تجهیزات حمل و نقل و زیرساخت های مشترک می باشد.

در این پایان نامه، یک مدل برنامه ریزی استوار برای طراحی شبکه زنجیره تامین سبز (زیست محیطی) رو به جلو و معکوس تحت عدم قطعیت شرایط اقتصادی آینده ارائه خواهد شد. در ابتدا، یک مدل برنامه ریزی عدد صحیح مخلوط قطعی ارائه می گردد؛ سپس مدل استوار آن با استفاده از رویکرد مبتنی بر سناریو و روش مولوی توسعه داده می شود. مسأله طراحی شبکه مورد نظر شامل فرضیاتی از قبیل: چند محصولی، چند سطحی و تک دوره ای می باشد. به علت عدم ثبات شرایط اقتصادی، عدم قطعیت در این مسأله به شکلی متفاوت با مقالات گذشته در نظر گرفته شده است. از آنجایی که شرایط اقتصادی بی ثبات بر روی تقاضا و همچنین قیمت های مواد اولیه، سوخت و ... تاثیرگذار است، در نتیجه پارامترهای تقاضا و هزینه کل تولید و حمل و نقل در مسئله غیرقطعی می باشند. مدل پیشنهادی همچنین آلودگی های بخش تولیدی و سیستم حمل ونقل زنجیره را نیز در نظر گرفته و با ارائه یک تابع هدف و روش eco-indicator 99 سعی در کاهش آن ها را دارد. از طرفی دیگر، مراکز تولید و توزیع به صورت دو منظوره فعالیت می کنند. از مزایای این روش صرفه جویی در هزینه ها و کاهش آلودگی در نتیجه ی استفاده از تجهیزات حمل و نقل و زیرساخت های مشترک می باشد.

یکی از مهم ترین و کلیدی ترین عوامل موفقیت سازمان های تولیدی یا خدماتی، بحث جانمایی تسهیلات می باشد؛ که تأتیر قابل توجهی بر عملکرد سیستم دارد. منظور از تسهیلات کلیه قسمت های خدماتی و یا تولیدی یک کارخانه است. در چیدمان تسهیلات ترتیب قرارگیری اجزای فیزیکی یک سیستم تولیدی یا خدماتی شامل ماشین آلات، تجهیزات تولید، امکانات خدماتی، دپارتمان ها، انبار و ... مشخص می گردد. بر طبق نظریه فرانسیس، هزینه جریان مواد 20 تا 50 درصد کل هزینه های عملیاتی و هم چنین 15 تا 70 درصد هزینه تولید محصول را در بردارد؛ که چیدمان مناسب می تواند 10 تا 30 درصد در این هزینه صرفه جویی نماید. در این رساله مسئله طراحی چیدمان بلاکی با مساحت های نابرابر بررسی شده است. برای این منظور نشان داده شده است که با استفاده از مفهوم زوج گراف می توان مدل برنامه‎ ریزی عدد صحیح آمیخته را به یک مدل خطی تبدیل نمود. از این ایده در الگوریتمی ترکیبی مبتنی بر الگوریتم زنبور عسل و تبرید شبیه سازی شده برای حل ابتکاری مسئله استفاده شده است. مقایسه نتایج بدست آمده با بهترین جواب های موجود، موثر بودن الگوریتم پیشنهادی را نشان می دهد. در این رساله علاوه بر طراحی چیدمان کلی، ایستگاه های ارسال و برداشت جهت مبادی ورود و خروج مواد برای هر دپارتمان نیز تعیین شده است.

استفاده از سیمان در صنعت ساخت و ساز روز به روز در حال افزایش بوده و فناوری¬ها و دانش مرتبط با تولید آن نیز در حال بهبود و گسترش می¬باشد. تولید سیمان ماهیتاً نیازمند صرف مقادیر قابل توجهی از انرژی¬های الکتریکی و حرارتی است. به همین منظور تا کنون تحقیقات گسترده¬ای با هدف توسعه راهکارهای بهبود کارایی انرژی در این صنعت انرژی¬بر انجام گرفته است. اولویت¬بندی این راهکارها با توجه به معیارهای متضاد و چندگانه یکی از چالش¬های این حوزه تحقیقاتی می¬باشد که به طور سیستماتیک و تحلیلی چندان مورد بررسی قرار نگرفته است. در این رساله، با استفاده از روش تحلیل پوششی داده¬ها، به عنوان رویکردی تحلیلی و سیستماتیک، مدلی به منظور اولویت¬بندی راهکارهای بهبود کارایی انرژی در صنعت سیمان ارائه شده است. این مدل به مدیران این صنعت در راستای گزینش روش-های مناسب کمک می¬نماید.

در محیط رقابتی امروز لازم است پروژه ها در زمان کمتری اجرا شده و منابع به صورت بهینه مورد استفاده قرار گیرند. از این رو مدیریت و زمانبندی پروژه با استفاده از ابزاری کارا یک ضرورت به حساب می آید. مسائل زمانبندی پروژه با منابع محدود از جمله پرکاربردترین مسائل برنامه ریزی پروژه است. بدلیل پیچیدگی بالا استفاده از برنامه ریزی ریاضی برای حل این مسائل عملا امکان پذیر نیست. به همین منظور در این پایان نامه روشی ابتکاری برای حل این مسأله ارائه شده است. روش ارائه شده ترکیبی از الگوریتم فرا ابتکاری مورچگان، الگوریتم تبرید شبیه سازی شده و الگوریتم ابتکاری حذف و اضافه می باشد. در ابتدا با استفاده از الگوریتم ابتکاری حذف و اضافه، فعالیت های پروژه کاسته شده و سپس با استفاده از الگوریتم مورچگان پروژه کاهش یافته زمانبندی می شود. سپس فعالیت های حذف شده مجددا به زمانبندی اضافه می شوند. در نهایت جواب های بدست آمده از مرحله قبل با استفاده از الگوریتم تبریدشبیه سازی بهبود داده می شوند. بکارگیری روش پیشنهادی بر روی 1560 مسأله نمونه و مقایسه نتایج با سایر روش های موجود، مؤثر بودن الگوریتم پیشنهادی را نشان می دهد.

در سال های اخیر ارائه الگوریتم های کارا برای زمان بندی جریان کارگاهی مورد توجه مدیران واحدهای تولیدی قرارگرفته است. مسأله زمان بندی جریان کارگاهی با محدودیت عدم توقف و با هدف کمینه سازی طولانی ترین زمان تکمیل، یک مسأله np-سخت است. به همین دلیل در تحقیقات اخیر الگوریتم های فراابتکاری زیادی برای حل آن ارائه شده است. در این پایان نامه سه الگوریتم فراابتکاری برپایه الگوریتم مورچگان برای حل این مساله ارائه شده است. تفاوت الگوریتم های ارائه شده در نحوه استفاده از الگوریتم جستجوی محلی می باشد. در الگوریتم های ارائه شده، الگوریتم های جابجایی، الحاقی، شبیه سازی تبرید و الگوریتم اصلاح شده بر اساس الگوریتم های جابجایی و الحاقی برای حل مسئله پیشنهاد شده است. الگوریتمهای پیشنهادی بر روی مسائل نمونه که در ادبیات این موضوع وجود دارد، پیاده سازی شده است. مقایسه الگوریتم های ارائه شده با یکدیگر نشان دهنده کارا بودن الگوریتم اصلاح شده می باشد. همچنین مقایسه نتایج بدست امده با نتایج به چاپ رسیده در سال های اخیر نشان دهنده دقت و رقابت پذیری بالای الگوریتمهای پیشنهادی نسبت به سایر الگوریتم های موجود برای حل مساله مورد بحث، می باشد.

در این پایان نامه یک روش شاخه و هزینه برای حل مساله ی زمانبندی دروس دانشگاهی طراحی و پیاده سازی شده و مورد آزمون قرار می گیرد. ابتدا یک مدل بندی صحیح از مساله ی زمانبندی دروس دانشگاهی مورد بررسی قرار می گیرد. سپس محدودیت ها ی عمومی و ساختار خاص را با یک تقسیم بندی مناسب از محدودیت ها معرفی می شود. پس از آن، روش تولید ستون برای حل مساله ی آزاد سازی شده ی محدودیت ها ی عمومی مورد بررسی قرار می گیرد. برای زیرمساله ی تولید شده در روش تولید ستون، که یک مساله ی بسته بندی مجموعه ی وزن دار است، سه روش ابتکاری معرفی شده و بهترین روش در روش تولید ستون استفاده می شود. این روش در هر گره از روش شاخه و هزینه، مساله ی آزاد سازی شده را حل می کند. در پایان نتایج عددی به دست آمده از اعمال روش شاخه و هزینه، را با یک روش شاخه و برش مقایسه می شود و با تجزیه و تحلیل نتایج عددی، کارایی روش ارایه شده را مورد مطالعه قرار می گیرد.