اهداف تصمیم‌گیری در قالب یک تابع هدف صریح و بیان موانع تصمیم‌گیری به صورت محدودیت‌های صریح شروع می‌شود[33].
تابع هدف آرمانی باید دربرگیرنده تمام هزینه های سیستم برای اجرای تصمیمات مربوط به زمانبندی باشد. به هر حال، به هنگام اجرای آن در عمل، اندازه گیری یا حتی مشخص کردن کامل چنین هزینه هایی مشکل است. در حقیقت، هزینه های عمده عملیاتی (و به آسانی قابل تشخیص ترین آنها) را کار برنامه ریزی، تعیین میکند، در حالی که تفکیک هزینه های کوتاه مدت دشوار است و آنها اغلب ثابت به نظر میآیند.
با وجود این، سه نوع از اهداف تصمیم‌گیری در زمانبندی عمده‌تر به نظر می‌رسند: بهره‌برداری کارا از منابع، پاسخگویی سریع به تقاضا و انطباق دقیق زمان‌های تحویل، موعدهای تحویل تعیین شده. غالباً می‌توان از یک ضابطه مهم هزینه‌ای مربوط به سنجش عملکرد سیستم مانند زمان بیکاری ماشین، زمان انتظار برای انجام کار یا تأخیر کار به عنوان جانشینی برای هزینه کل سیستم استفاده کرد.
دو نوع از محدودیت‌های مربوط به امکان‌پذیری معمولاً در مسائل زمانبندی ظاهر می‌شود: اولاً محدودیت‌هایی در دسترس‌پذیری منابع وجود دارد، ثانیاً محدودیت‌های تکنولوژیکی در ترتیب انجام کارها وجود دارد. جواب هر مسأله زمانبندی یافتن راه حلی امکان‌پذیر برای این نوع محدویت است. به گونه ای که حل هر مسأله زمانبندی برابر با پاسخگویی به این دو سوال است:
1. کدام منبع برای انجام هر وظیفه تخصیص داده خواهد شد؟
2. هر وظیفه در چه وقت انجام خواهد شد؟
به عبارت دیگر، وظیفه اصلی مسائل زمانبندی به تصمیم‌گیری در مورد تخصیص منابع و توالی عملیات منحصر می‌شود. نوشتارهای زمانبندی مملو از مدل‌های ریاضی برای پاسخگویی به این دو سوال تصمیم‌گیری است[33].
به طور سنتی مسائل زمانبندی به صورت مسائل بهینه‌سازی محدودیت‌دار به ویژه مسائل مربوط به تخصیص منابع است و در این حالت عملیات مورد بررسی قرار گرفته است. در برخی موارد مسأله زمانبندی تنها مربوط به تخصیص منابع است و در این حالات مدل‌های برنامه‌ریزی ریاضی معمولاً می‌تواند برای تعیین تصمیمات در زمینه تخصیص منابع بهینه مورد استفاده قرار گیرد. از طرف دیگر مسائلی که صرفاً مقوله توالی عملیات را در نظر دارد نیز به حوزه زمانبندی مربوط می شود.
عناصر مهم مدلهای زمانبندی کارها و منابعاند. در نوشتارهای مربوط به زمانبندی، منابع نوعاً بر حسب قابلیتهای کمی وکیفی خود مشخص میشوند، به طوری که هر مدل نشان دهنده نوع و میزان هر منبع است. هر کار مشخص بر حسب اطلاعاتی از قبیل منبع مورد احتیاج، مدت انجام آن کار، زمانی که انجام آن را می توان شروع کرد وزمان تحویل آن توصیف می شود. به علاوه مجموعه ای از کارها را بعضاً می توان برحسب محدودیتهای تکنولوژیکی (روابط تقدمی) که در مورد عناصر متشکله آن صدق میکند بیان کرد.
نظریه زمانبندی همچنین شامل شیوه‌های متنوع و مختلفی است که در حل مسائل زمانبندی مفید واقع می‌شود. در واقع حوزه زمانبندی به صورت نقطه کانونی ایجاد، به کارگیری و ارزیابی روش‌های ترکیبی، شیوه‌های شبیه‌سازی، روش‌های شبکه‌ای و رویکردهای ابتکاری حل مسائل در آمده است. انتخاب شیوه مناسب به پیچیدگی مسأله طبیعت مدل و انتخاب معیار کارایی و عوامل دیگر بستگی دارد. در خیلی از حالات بهتر است چند شیوه به عنوان گزینه‌های مختلف برخورد به مسأله در نظر گرفته شود[33].
در عمل، زمانبندی‌ها با استفاده از الگوریتم زمانبندی با قوانین بر پایه دانش ایجاد می‌شوند. الگوریتم‌های زمانبندی، زمانبندی‌هایی را توسعه می‌دهد که یک معیار اندازه‌گیری مانند حداقل کردن انحراف از موعد تحویل، حداقل جریمه دیرکرد یا حداقل حداکثر دیرکرد و همچنین کل مدت زمان ساخت41 را بهینه می‌کند. امروزه به کارگیری الگوریتم‌های ابتکاری و فراابتکاری برای حل مسائل توالی و زمانبندی و به دست آوردن حل‌های بهینه و یا نزدیک به بهینه بسیار متداول شده است[33].
2-4-1- مدل‌های زمانبندی [64]
در اصطلاح برنامه‌ریزی تولید، مدل‌های زمانبندی می‌تواند به دسته‌های زیر تقسیم بندی شود:
تک ماشین:
تنها یک ماشین در دسترس است و کارهایی که می‌رسند نیاز به خدماتی از این ماشین دارند. در هر زمان یک کار به وسیله ماشین پردازش می‌شود. هر کار یک زمان پردازش و یک موعد تحویل دارد و ممکن است مشخصه‌های دیگری مانند اولویت نیز دارا باشد. همچنین ممکن است که یک تابع جریمه برای کارهایی که از موعد تحویل انحراف دارند داشته باشیم. متداولترین هدف، ترتیب دهی کارها روی ماشین‌ها است به منظور حداقل کردن جریمه دیر بودن که معمولا جریمه دیرکرد نامیده می‌شود. براساس سایر هدف‌ها معیارهای بسیاری ممکن است به عنوان یک پایه برای ایجاد زمانبندی به کار رود.
گردش کاری:
کارها روی چندین ماشین در یک توالی یکسان پردازش می‌شود. لیکن زمان پردازش هر کار روی هر ماشین ممکن است متفاوت باشد. هدف حداقل کردن زمان مورد نیاز برای تکمیل همه کارها می‌تواند باشد که زمان تکمیل کل نامیده می‌شود.
ماشین‌های موازی:
تعدادی ماشین مشابه در دسترس است و کارها می‌تواند روی هر یک از ماشین‌ها پردازش شود. کارها می‌تواند به هم وابسته باشد و هدف می‌تواند به صورت حداقل کردن زمان تکمیل کل باشد.
سیستم تولید کارگاهی:
یکی از متداولترین سیستم‌های تولیدی به کار رفته می‌باشد. ماشین‌های مختلفی در کارگاه وجود دارد و یک کار ممکن است که نیاز به چندین ماشین یا همه ماشین‌ها با توالی‌های خاص داشته باشد. تنها محدودیت آن است که یک کار نمی‌تواند بیش از یک بار از یک ماشین استفاده کند. هدف می‌تواند حداقل کردن زمان کل تکمیل یا حداقل جریمه دیر کرد باشد.
سیستم کارگاهی باز:
شبیه به سیستم تولید کارگاهی است غیر از این نکته که یک کار ممکن است روی ماشین‌ها به هر توالی‌ای که کار نیاز داشته باشد، پردازش شود. به عبارت دیگر، هیچ توالی وابسته عملیاتی وجود ندارد که یک کار دنبال کند. هدف معمولا حداقل کردن زمان تکمیل است.
سیستم کارگاهی وابسته:
یک محیط سیستم کارگاهی است که ترتیب پردازش یک یا چند کار بستگی به پردازش سایر کارها دارد که تولید کارگاهی وابسته گفته می‌شود. هدف معمولا حداقل کردن زمان تکمیل است.
پردازش دسته‌ای:
کارها به صورت دسته ای پردازش می‌شوند، هر دسته نیاز به زمان پردازش معین دارد، ممکن است برای اینکه چند کار می‌تواند در یک زمان پردازش شود محدودیت ظرفیت داشته باشیم. یک فر نانوایی با حجم محدود یک مثال از پردازش دسته‌ای است.
زمان‌های آماده‌سازی وابسته به توالی:
برخی از نویسندگان این مسئله را با عنوان پردازش دسته ای نیز می‌گویند. هر کار ممکن است به یک نوع تعلق داشته باشد. اگر کارهای همان نوع یکی بعد از دیگری پردازش شود هزینه آماده‌سازی وجود ندارد. از طرف دیگر، اگر یک نوع متفاوت از کار پردازش شود هزینه آماده‌سازی وجود دارد. هر کار یک موعد تحویل دارد و ما می‌خواهیم کارها را برای حداقل کردن کل جریمه دیرکرد در نظر بگیریم.
هزینه راه‌اندازی وابسته به توالی:
ماشین‌ها تولیدی هریک بسته به اینکه در چه توالی از تولید قرار می‌گیرند دارای هزینه راه‌اندازی می‌باشند. یکی از این هزینه‌ها بطور مثال می‌تواند تعداد قطعات و یا مواد اولیه ضایع شده برای کالیبره کردن ماشین مورد نظر باشد. این هزینه بیشتر در صنایع شیمیایی نمود پیدا می‌کند. البته در صنایع تولیدی همچنین هزینه ای وجود دارد که سالن رنگ می‌تواند مثالی از آن باشد.
خط مونتاژ:
کارها از یک توالی معین عبور می‌کنند و هدف تعریف ایستگاه‌های کاری و تخصیص کارها به این ایستگاه‌ها به منظور به دست آوردن یک سطح تولید معین و کارا می‌باشد.
خط مونتاژ حالت ترکیبی:
کار روی یک خط مونتاژ پردازش می‌شود که برای تولید محصولات همانند(نه مشابه) با نیاز‌های کار مختلف و زمان‌های کار ساخته شده است. وقتی تمام داده‌های زمانبندی مشخص هستند، مساله به صورت قطعی در نظر گرفته می‌شود. وقتی داده‌ها در واقعیت احتمالی باشند مساله یک مساله احتمالی نامیده می‌شود. اغلب مسائل زمانبندی یا قطعی هستند و یا می‌توانند با مدل‌های قطعی تخمین زده شود. تنوع دیگر در مسائل زمانبندی فرض مجاز بودن بریدگی است. به این معنی که نیاز به نگه داشتن یک کار بر روی یک ماشین تا تکمیل آن نمی‌باشد. اگر کار دیگری با اولویت بالاتر برسد جایگزین آن می‌شود و کار اولی بعد از تکمیل کار با اولویت بالاتر دوباره بارگذاری می‌شود. فرض می‌کنیم که اگر بریدگی کار مجاز باشد، می‌توانیم یک توالی کاری جدید در هر زمان با بکارگیری روش‌های توالی با هر نوع کاری که در آن زمان در دسترس باشد ایجاد کنیم که در بردارنده کار آغاز شده روی ماشین با زمان پردازش اصلاح شده باشد.
مساله دیگر در زمانبندی مساله انسداد42 است. اگر یک کار تکمیل شده به دلیل محدودیت فضا نتواند از ماشین خارج شود، انسداد رخ می‌دهد. به عبارت دیگر هیچ فضایی برای حرکت کار تکمیل شده وجود ندارد و باید روی ماشین باقی بماند. چنین محدودیتی در فضا نادر است و وقتی به صورت مداوم روی دهد، بهترین راه، ارزیابی علت محدودیت فضا و یافتن یک راه حل برای این مساله است. یک راه حل ممکن می‌تواند چیدمان دوباره تجهیزات باشد. گزینه دیگر می‌تواند ارزیابی و تدبیر روش‌های حمل و نقل مواد باشد. با توجه به اهمیت تولید به موقع در عصر حاضر، از افزایش موجودی جلوگیری می‌شود و مشکل عدم وجود فضای کافی حل می‌شود.
روش‌های زمانبندی ابزاری هستند که اجازه می‌دهند تولید به طور مؤثر انجام شود.کارایی زمانبندی می‌تواند به وسیله شاخص‌های مختلفی ارزیابی شود. دو مورد از متداولترین این شاخص‌ها حداقل کردن زمان مورد نیاز برای تکمیل کارها و حداقل کردن جریمه برای کارهایی که زودتر و یا دیرتر از موعد تحویل تکمیل می‌شوند، است.
در اصطلاح شناسی زمانبندی، توالی، زمانبندی و سیاست زمانبندی به صورت مجزا تعریف می‌شود. توالی معمولا در ارتباط با تغییر کامل مجموعه کارها یا ترتیبی که کارها باید روی یک ماشین معین پردازش شوند، می‌باشد. زمانبندی همانگونه که قبلا اشاره شد، معمولا به تخصیص کارها در بین یک مجموعه پیچیده از ماشین‌ها بر می‌گردد که می‌تواند اجازه بریدگی کارها توسط کارهای دیگر که در زمان دیرتر برسند، بدهد. مفهوم سیاست زمانبندی برای هر حالتی که سیستم می‌تواند داشته باشد برنامه زمانبندی مقرر می‌کند. در مدل‌های قطعی، معمولا تنها توالی‌ها و زمانبندی‌ها دارای اهمیت می‌باشد.
2-5- مروری بر مسائل تولید سلولی با رویکردهای تشکیل سلول، چیدمان سلول و زمانبندی گروهی
برای طراحی موفق یک سیستم تولید سلولی باید سه فاکتور اساسی تشکیل سلول، چیدمان سلول و مدیریت (زمانبندی) سلول در نظر گرفته شوند[1]. اکثر مطالعات صورت گرفته در زمینه طراحی سیستمهای تولید سلولی مربوط به موضوع تشکیل سلول میباشد چرا که مهمترین مساله هنگام طراحی این سیستم است. این تحقیقات را میتوان براساس دو گروه اصلی از دادههای تولیدی مورد استفاده به دو دسته تقسیمبندی نمود [34]: گروه اول روشهایی هستند که از ماتریس قطعه-ماشین به عنوان تنها داده ورودی استفاده میکنند و گروه دوم روشهایی هستند که از دیگر اطلاعات ساخت همچون حجم تولید، زمان راهاندازی و پردازش، توالی عملیات، قابلیتهای ماشین، مسیرهای فرآیندی جایگزین، قابلیت اطمینان ماشین و غیره بهره میگیرند. بسیاری از رویکردهای حل ابتکاری و دقیق که برای حل مسائل تشکیل سلول توسعه یافتهاند شامل مواردی چون رویکرد تحلیل دستهای43، رویکرد تقسیمبندی گراف44، الگوریتمهای انشعاب و تحدید45 و

مطلب مرتبط :   منبع پایان نامه ارشد دربارهاستان هرمزگان، سلسله مراتب، چند شاخصه

Written by 

دیدگاهتان را بنویسید