وبلاگ

مدل های کار کارگاهی^[۴۲]
یکی از پر کاربردترین سیستم های تولیدی است که دارای کاربردهای فراوانی در دنیای واقعی است. ماشین های مختلفی در کارگاه وجود دارند و یک کار ممکن است نیاز به چندین یا همه ماشین­ها با توالی خاصی داشته باشد. تنها محدودیتی که در این مدل ها وجود دارد این است که یک کار نمی تواند بیش از یک بار از ماشین استفاده کند. هدف این مدل ها می تواند کمینه سازی حداکثر زمان تکمیل کارها یا حداقل جریمه دیرکرد باشد. در کارگاه های چند عملیاتی، کارها اغلب دارای مسیرهای مختلفی می باشند. چنین محیطی بیان کننده کار کارگاهی می باشد که در واقع تعمیمی از مدل جریان کارگاهی است. در حقیقت مدل جریان کارگاهی مدل کار کارگاهی است که در آن هر کار مسیر یکسانی دارد. ساده ترین مدل کارگاهی فرض می کند که هر کار حداکثر یک بار بر روی ماشین خاصی پردازش می شود. درحالی که در مدل هایی ممکن است که یک کار چند بار در مسیرش در طول سیستم بر روی ماشینی خاص پردازش شود. چنین محیط­هایی مقید به گردش کاری مجدد هستند که به طور قابل ملاحظه ای پیچیدگی مدل را افزایش می­ دهند. تعمیمی از مدل کار کارگاهی مدل کار کارگاهی انعطاف پذیر^[۴۳] است که برای پردازش کارها دارای چندین ماشین به صورت موازی می باشد.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

مساله زمانبندی کار کارگاهی یکی از مشهورتر ین و پیچیده ترین مسایل زمانبندی است که پیداکردن جو اب بهینه برای آن از مرتبه سخت است . هدف مسائل برنامه ریزی کارگاهی تخصیص m ایستگاه به n کار می باشد. در اینجا سه دیدیگاه سنتی برای حل این نوع از مسایل وجود دارد: قانون اولویت^[۴۴] ، بهینه سازی ترکیبی^[۴۵] و تحلیل با محدودیت^[۴۶]. کارگاه یک سیستم تولیدی با ظرفیت تولید محصول با تعداد متغیر کار و زمان فعالیت متفاوت برای هر کار است .فعالیت متفاوت در محصول و ایستگاه نیازمند پردازش هر مرحله از تولید می باشد که پیداکردن زمانبندی مناسب اغلب خیلی سخت است. روش های حل سنتی معمولا مساله را در مقیاس کوچک و پارامتر های مشخص و قطعی حل می کنند .صنعت امروزی فارغ از قطعیت و خواص محصولات غیر قابل پیش بینی است. متغییر های غیر قطعی و محدودیت های ناشی از آن در حل مبتنی به نگاه سنتی وجود ندارند.
مسله زمانبندی کار کارگاهی با مجموعه ای از کارها J={J₁,J₂,…,J_n} و مجموعه ای از منابع R={R₁,R₂,…,R_n} نمایش داده می شود. هر کار J_i شامل مجموعه ای از فعالیت ها T={T₁,T₂,…,T_n} که باید بین زمان آماده^[۴۷] و زمان انجام^[۴۸] انجام شوند. انجام هر فعالیت T_i نیازمند استفاده از مجموعه منابعR () در فاصله زمانی (d) می باشد. زمان شروع s برای فعالیت از موقعی است که شروع به استفاده از منابع بکند [۴۲،۴۳،۴۴،۴۵].
به بیان دیگری از مسئله زمانبندی کار کارگاهی از دیدگاه محققین دیگر می پردازیم، آنها در ارائه تعریفی از مسله زمانبندی کار کارگاهی کلاسیک ایستا و معمولی که n کار و m ماشین را شامل می­شوند ضوابط و محدودیت های ذیل را مطرح کردند:

• • هیچ ماشینی نمی تواند بیش از یک کار را در یک زمان انجام دهد.

• • هر کار توسط هر ماشین فقط یک مرتبه ویزیت می شود. یعنی دوبار ویزیت نمی شود.

• • هر ماشین فقط یک مدل از کارها را می تواند انجام دهد.

• • سیستم نمی تواند مقطوع^[۴۹] باشد زیرا هر عملیات از هر کار حتما بایستی اتمام یابد.

• • هیچ ماشینی نمی تواند یک کار را متوقف کند و کار دیگری را شروع کند قبل از آنکه کار قبلی به پایان برسد.

• • قبلا زمان پردازش برای هر عملیات O_ji در ماشین مخصوص m با T_jim مشخص شده است، در اینجا j و i ایندکس هایی از کارها و عملیات ها هستند.

• • از قبل ترتیبی از ماشین ها برای هر کار بایستی محیا شود.

• • ماشین ها در هر زمان قابل دسترس می باشند.

در شکل ۲-۶ مثال مربوط به مسئله زمانبندی کار کارگاهی با سه کار و سه ماشین را مشاهده می کنید:
شکل ‏۲‑۶: مساله سه کار و سه ماشین
در شکل ۲-۷ نمودار گانت^[۵۰] بر طبق ماشین و در شکل ۲-۸ نمودار گانت بر اساس کارها را مشاهده می کنید:
شکل ‏۲‑۷: نمودار گانت بر طبق ماشین
شکل ‏۲‑۸: نمودار گانت بر اساس کار
در حل مساله از تکنیکی که در شکل ۲-۹ مشاهده می کنید استفاده شده است.
شکل ‏۲‑۹: تکنیک بکار برده شده برای مسائل Job shop
مدل های کارگاه باز^[۵۱]
مدل های کارگاه باز شبیه به مسائل کار کارگاهی هستند با این تفاوت که یک کار ممکن است بر روی ماشین ها، با هر توالی دلخواهی پردازش شود. به عبارت دیگر، هیچ توالی وابسته به عملیاتی وجود ندارد که یک کار از آن پیروی کند و هر کار از هر ماشین فقط یک بار می­گذرد. معیار مورد نظر در این مسائل معمولا کمینه سازی حداکثر زمان تکمیل کارها می باشد.
مسئله زمانبندی کارگاه باز یک مسئله زمانبندی رایج و معمولی است و در عرصه مهندسی کاربرد دارد. در برخی از موارد صنعتی، زمانبندی کارگاه باز می تواند مسئله زمانبندی بزرگی مثل ساخت هواپیما را انجام دهد. در موارد این چنین، ارزش زمان سرمایه^[۵۲] نقش مهمی در تعیین زمان ثابت دارد [۱۸،۱۹،۲۱،۲۴].
مسئله زمانبندی کارگاه باز یک مسئله زمانبندی مهم و جهانی است و این مسئله به طور وسیع در صنعت کاربرد دارد. مسئله زمانبندی کارگاه باز جزء مسائل سخت است. مسئله زمانبندی کارگاه باز شبیه به مسئله زمانبندی کار کارگاهی است با این تفاوت که در هر کار هیچ نوع اولویتی بین فرایند یا عملیات هر کار وجود ندارد. در مسئله زمانبندی کارگاه باز فضای راه حل به طور قابل ملاحظه­ای بزرگتر از مسئله زمانبندی کار کارگاهی است و به نظر می رسد که در کتاب ها و مقالات به آن کمتر توجه شده است. شرح مسئله زمانبندی کارگاه باز توسط گراهام و همکارانش بدین صورت باشد: یک تعداد کار به تعداد n (J₁,J₂, … , J_n) وجود دارد که روی یک سلسله ماشین به تعداد m (M₁,M₂, … , M_m) قابل پردازش است، هر کار متشکل از mعملیات ( m=1 to j ) می­باشد که هر کدام باید روی یک ماشین متفاوت برای یک زمان مشخص شده پردازش شوند. عملیات هر کار می تواند در هر ماشینی پردازش شود ولی در هر زمان نهایتا یک عمل روی هر ماشین می تواند پردازش شود، و یک عمل از هر کار می تواند در یک زمان پردازش شود [۲۶،۳۹،۴۰،۶۳،۶۵].
هدف مسئله زمانبندی کارگاه باز بدست آوردن یک ترکیب امکان پذیر از سفارشات ماشین و کار تعیین شده است که زمان کلی اتمام کارها در کمترین زمان ممکن باشد. در ادامه به بیان چندین مثال که جز مسائل کارگاه باز می باشد می پردازیم:
تعمیر کردن هواپیماهای بزرگ، که نیاز به تعمیر موتور و سیستم الکتریکی دارد. این دو وظیفه ممکن است به هر ترتیبی انجام شود ولی این غیر ممکن است که این دو کار را با هم انجام دهیم. یا در مثالی دیگر یک گاراژ اتومبیل بزرگ با فروشگاه های اختصاصی را در نظر بگیرید . یک وسیله نقلیه ممکن است به کار های زیر نیاز داشته باشد: تعمیر انباره لوله اگزوز، میزان کردن چرخ­ها و تنظیم موتور. سه عمل از یک کار ممکن است در هر ترتیبی به وجود بیایند. به هر حال، مغازه­های سیستم اگزوز، میزان کردن چرخ ها، و تنظیم موتور درساختمان­های مختلف هستند، و بنابراین انجام دو عمل در یک زمان امکان پذیر نیست، در مسئله زمانبندی کارگاه باز، ما فرض می کنیم که چندین کار از این قبیل کار ها و چندین وسیله نقلیه که نیاز به تعمیر دارند را داریم، موارد دیگر می تواند شامل: کنترل کیفیت مرکزی، انتساب کلاس، معاینه فنی خودرو، و مخابره ماهواره ای و بسیاری از موارد دیگر را می تواند شامل شود.
مدل های کارگاه وابسته^[۵۳]
همان کار کارگاهی است که ترتیب پردازش یک یا چند کار بستگی به پردازش سایر کارها دارد. معیار مورد نظر در این مدل ها معمولا کمینه سازی حداکثر زمان تکمیل کارها است.
مدل های پردازش دسته ای^[۵۴]
در این مدل ها کارها به صورت دسته ای پردازش شده و هر دسته نیاز به زمان پردازش معین دارد. ممکن است برای تعداد کارهایی که می توانند در یک زمان پردازش شوند، محدودیت ظرفیت نیز داشته باشد. یک اجاق آشپزی با حجم محدود مثالی برای پردازش دسته ای می باشد.
مدل های خط مونتاژ
در مسائل مربوط به این مدل ها، کار از یک توالی معین عملیات عبور می کند و هدف تعریف ایستگاه های کاری و تخصیص وظایف به این ایستگاه ها به منظور به دست آوردن یک سطح تولید معین و کاراست.
مدل های خط مونتاژ ترکیبی
در این مدل ها کارها بر روی یک خط مونتاژ پردازش می شوند تا محصولات مشابه (نه یکسان) با نیازمندی ها و زمان های پردازش مختلف تولید شوند.
البته باید اشاره کرد که تقسیم بندی بالا کاملا تمامی کلاس های مدل های زمانبندی از جمله زمانبندی نیروی انسانی و غیره را در بر نمی گیرد ولی می تواند دید مناسبی را به صورت کلی از کلاس های مختلف مدل های زمانبندی ارائه نماید.
محدودیت های زمانبندی
پردازش کارها دارای ویژگی های متفاوت بسیاری می باشد و معمولا مقید به محدودیت های ویژه است. به عنوان مثال در جدول ذیل برخی از محدودیت های مربوط به کارها در مسائل زمانبندی به ازای پارامتر β نشان داده شده است.
جدول ‏۲‑۲: نمایش بعضی از محدودیت های مسائل زمانبندی با پارامتر β