طراحی و حل مسئله زمانبندی جریان کارگاهی با زمانهای مرتب وابسته به تناوب

تحقیق طراحی و حل مسئله زمانبندی جریان کارگاهی با زمانهای مرتب وابسته به تناوب در حجم 93 صفحه و در قالب word و قابل ویرایش و با قسمتی از متن زیر:

محدوده تحقیق و اهداف آن

    سلولهاي توليدي1 معمولا شامل يك گروه از ماشين آلات كه به توليد محدوده مشخصي از خانواده ها2 تخصيص داده شده اند مي باشد. يك خانواده يك مجموعه اقلام3 است كه نيازمندي مشتركي به لحاظ ابزار و توالي هاي عملياتي دارند. در اين محيط، توليد سلولي نيازمند سه فعاليت برنامه ريزي، قبل از توليد واقعي است. نخست گروهبندي ماشين آلات در سلولهاي توليدي مختلف (فرم دهي سلولها4). دوم، اقلام باید به ماشين آلات مشخص در سلولهاي توليدي، تخصيص داده شوند (بار دادن به ماشين آلات5). سوم، اقلام باید در هر سلول توليدي زمانبندي شوند [5 و 6]. اغلب چنين مسائل زمانبندي شامل سلولهاي توليدي چندتايي و احتمالا پيچيده است. بنابراين تلاشهايی در جهت توسعه مفهوم زمانبندي جهت يك سلول توليدي در يك

زمان صورت گرفته است. اين بخش از تحقیق به مسئله زمانبندي چند سفارش1 دريافتي از چند مشتري در فضای جریان کارگاهی جایگشتی2 با فرض آنكه فعاليتهاي مرتبط با فرم دهي و بار دادن انجام گرفته، مي پردازد. هر سفارش مي تواند به عنوان يك خانواده و هر كار به عنوان يك قلم در نظر گرفته شود. البته يك تفاوت عمده وجود دارد و آن اين است كه همه سفارشات به ابزار و توالي هاي عملياتي يكساني نياز دارند.

    در فرم دهي و باردادن سلولهاي توليدي، اقلام خانواده بر اساس توالي هاي عملياتي به سلولها تخصيص مي يابد. بنابراين جريان مواد و زمانبندي، حتي چنانچه اقلام توليدي نيازمند ابزار متفاوتي جهت تنظيمات باشند، ساده مي شود. در اين فرآيند ممكن است هر خانواده نيازمند ماشين آلات مشابهي باشد و مسلما اقلام با ترتيب مشخصي بر روي ماشين آلات پردازش مي شوند. اين سلولهاي توليدي سلول توليدي جریان کارگاهی خالص نام دارند و مشخص كننده جریان کارگاهی معمول مي باشند. اين شرايط در زمان وجود چندين خانواده با نيازمندي هاي متفاوت صادق نخواهد بود [5]. معمولا يك هزينه تنظيم عمده جهت تغيير پردازش از كارها در يك سفارش به سفارش ديگر نياز است.

    یکی از شناخته شده ترین مسائل زمانبندی مسئله زمانبندی جریان کارگاهی است. این مسئله برای بیش از پنجاه سال در میان محققین جایگاه ویژه ای را برای خود باز کرده است. در این مسئله m مرحله بصورت سری وجود دارد که در هر مرحله یک ماشین  یا بیشتر وجود دارد. n کار باید بر روی m ماشین پردازش شوند. هر کار بر روی هر ماشین، یک زمان پردازش مثبت دارد. در جریان کارگاهی، همه کارها با یک ترتیب بر روی ماشین آلات پردازش می شوند. زمان پردازش هر کار در هر مرحله می تواند متفاوت باشد. در این شرایط برای هرماشین n! تناوب از کارها وجود خواهد داشت و در کل برای مسئله (n!)m تناوب ممکن خواهیم داشت. یک ساده سازی در این ارتباط، حفظ ترتیب پردازش کارها از ماشین 1 تا ماشین m است. این بدان معنی است که کارها با یک ترتیب بر روی همه ماشین آلات پردازش شوند. چنین مسئله ای تحت عنوان مسئله جریان کارگاهی جایگشتی شناخته می شود. در این حالت به اندازه n! تناوب برای کارها وجود خواهد داشت که با این شرایط مسئله تحت عنوان مسئله کاملا سخت شناخته می شود [5].

    از جمله صنایعی که مسائل زمانبندی جریان کارگاهی جایگشتی بصورت کاملا برجسته و حیاتی مطرح می باشد، صنعت نساجی، کابل و رنگ است. در این تحقیق سعی بر آن بوده است تا با ایده گرفتن از چنین صنایعی در دنیای واقعی، تعریف متفاوتی از مسئله زمانبندی بر اساس ماهیت این صنایع در شرایط واقعی ارائه گردد. در حقیقت در اين تحقيق ما يك سلول توليدي تكي كه شامل تعدادي ماشين آلات (مراحل) و تعدادي سفارش كه بايد بر روي ماشين آلات پردازش شوند را در نظر مي گيريم. هر سفارش یک مشتری مشخص دارد و شامل تعداد مشخصي از كارهاي مشابه است. كارهاي هر سفارش بايد از طريق سلولهای

توليد، مرحله به مرحله پردازش شوند و زماني كه اولين كار يك سفارش شروع به پردازش شد، كارهاي متعلق به سفارشات ديگر تا زمان پردازش آخرين كار سفارش مربوطه نمي توانند پردازش شوند. در حقیقت انقطاع سفارش در هنگام پردازش مجاز نبوده ولی چنین کاری در هنگام ارسال سفارش امکان پذیر است. بدیهی است عدم امکان انقطاع سفارش در هنگام پردازش به دلیل هزینه های تنظیم بالا، در این گروه از صنایع و به خصوص در صنعت نساجی می باشد. كارهاي متعلق به يك سفارش دقيقا شبيه به يكديگر هستند و بنابراين زمان يا هزينه تنظيمي ميان دو كار از يك سفارش وجود ندارد. هر سفارش با توجه به مشتری مربوطه، زمان تحویل و هزینه تاخیر مشخص دارد و هزینه های تاخیر به ازای هر واحد از سفارش که با تاخیر ارسال می گردد و هر واحد زمانی تاخیر محاسبه می شود. به همین منظور و به جهت کاهش هزینه های تاخیر، انقطاع سفارش در هنگام ارسال برای مشتری امکان پذیر خواهد بود چراکه هر واحد از یک سفارش با تاخیر که زودتر به دست مشتری برسد هزینه تاخیر کمتری خواهد داشت. هزينه و زمان تنظيم اولين كار از هر سفارش به زمانبندي قبلي بستگي دارد. اين شرايط منطبق با بسياري از مسائل دنياي واقعي است. براي مثال در صنعت نساجی و به خصوص در فرآيند رنگرزي و ريسندگي (همه انواع الياف مانند اكريليك، پلي استر و A-10) تعدادي سفارش وجود دارد كه تفاوت ميان آنها رنگ آنهاست. هر سفارش اندازه مشخصي دارد و زمان و هزينه تنظيم كاملا وابسته به توالي است (فرآيند تميزكاري و انجام برخي تنظيمات براي رنگ جديد بسته به رنگ قبلي است).