الگوریتمهای فراابتکاری 46 میباشند. مرور دقیق رویکردهای حل مساله تشکیل سلول در مقالات [35-38] در دسترس هستند.
طراحی چیدمان سلولی هدف برخی از مطالعات طراحی سیستمهای تولید سلولی است. اکثر تحقیقات فرض کردهاند که سلول تشکیل شده است و سپس به حل مساله چیدمان درون سلولی47 و بین سلولی48 پرداختهاند. کاندراسخاران و راجاگوپالان49 [39] یک الگوریتم سنجش و مقیاسگذاری چند بعدی برای طراحی چیدمان بین سلولی با در نظر گرفتن سلول از پیش تشکیل شده، پیشنهاد کرده است. روش CLASS 50، یک روش مبتنی بر شبیهسازی تبرید است که توسط جاجودیا51 [40] ارائه گردید بطوریکه چیدمان بین سلولی و درون سلولی را به طور همزمان مشخص مینماید. سالوم52 [41] یک رویکرد دو مرحلهای را با استفاده از شبیهسازی برای حل مساله چیدمان سیستم تولید سلولی ارائه نمود. اوربان53 [42] یک مدل یکپارچه برای فرمولبندی مساله چیدمان ماشینها و همچنین مساله تخصیص محصولات پیشنهاد کرده است بطوریکه در آن پیکربندی سیستم تولیدی توسط الزامات ساخت دیکته میشوند.
برخی محققان دو موضوع تشکیل سلول و چیدمان سلول را تواما مورد مطالعه قرار دادهاند. آروینده و ایرانی54 [43] اثرات چهار مساله (تشکیل سلول، تکثیر ماشین55، چیدمان درون سلولی و بین سلولی) را در طراحی سیستم تولید سلولی و هچنین اثرشان بر یکدیگر را مورد تحقیق و بررسی قرار دادهاند و برای حل این زیرمسالهها به طور همزمان یک رویکرد حل تکرار شونده پیشنهاد دادهاند. آکتورک56 [44] یک مدل ریاضی برای تعیین چیدمان درون سلولی و تشکیل سلول با هدف حداقل کردن هزینه جابجایی مواد را ارائه کرده است. او همچنین مقادیری به عنوان مقادیر عدم تشابه بین قطعهها بر اساس توالی عملیاتها پیشنهاد کرده است. چیانگ و لی57 [45] دو مساله تشکیل سلول و چیدمان بین سلولی را با لحاظ چیدمان خطی برای سلولهای ماشینی با هدف حداقل کردن هزینه جریان بین سلولی مورد تحقیق و بررسی قرار دادهاند. آنها برای حل این مساله از رویکرد ترکیبی شبیهساری تبرید با الگوریتم برنامهریزی پویا بهره گرفتهاند. مهدوی و همکارانش58 [46] یک الگوریتم ابتکاری مبتنی بر ماتریس جریان برای تشکیل سلولها و چیدمان ماشینهای داخل هر یک از سلولها به طور همزمان پیشنهاد دادهاند. آهی و همکارانش59 [47] یک رویکرد حل دو مرحلهای را برای حل همزمان مسائل تشکیل سلول و چیدمان سلول توسعه دادند که در مرحله نخست، یک حل اولیه با استفاده از تکنیکی برای معیار رتبهبندی توسط حل ایدهآل بدست میآید و سپس در مرحله دوم، این حل بهبود مییابد. وو و همکارانش60 [48] و [1] یک مدل ریاضی را پیشنهاد داده و یک الگوریتم ژنتیک برای حل مساله تشکیل سلول و چیدمان سلول به طور همزمان توسعه دادهاند.
از طرف دیگر، تصمیمگیری در مورد زمانبندی سلولی در سیستمهای تولید سلولی توسط برخی دیگر از محققان مورد مطالعه قرار گرفته است. سریدهار و راجندران 61 [49] یک الگوریتم ترکیبی شبیهسازی تبرید به منظور حل مساله زمانبندی در سیستمهای تولید سلولی ارائه کرده است. در این تحقیق فرض بر آن است که سلولها از قبل تشکیل شدهاند و الگوریتم پیشنهادی سعی بر آن دارد که یک توالی از عملیاتها را با هدف حداقل کردن مجموع زمانهای تکمیل همه کارها در یک سلول، بدست آورد. اتمانی و همکاران62 [50] یک مدل برنامهریزی ریاضی معرفی نمودهاند که دو مساله تشکیل سلول و تخصیص عملیاتها را همزمان حل میکند. هدف مدل آنها حداقل کردن مجموع هزینههای حمل و نقل، فیکسچرها و عملیاتها میباشد. آنها همچنین چندین برنامه فرآیند برای هر قطعه در نظر گرفتهاند بطوریکه هر عملیات از یک نوع قطعه میتواند بر روی بیش از یک ماشین پردازش شود. الگوریتم SVS یک الگوریتم ابتکاری دو مرحلهای است که توسط سلیمانپور و همکارانش[51] برای حداقل کردن زمان تکمیل آخرین کار در سیستم تولید سلولی پیشنهاد شده است. مراحل اول و دوم (با نامهای زمانبندی درون سلولی و زمانبندی بین سلول) به ترتیب توالی عملیاتها و توالی سلولها را تعیین مینمایند. فرانکا و همکاران63 [52] از الگوریتمهای ابتکاری برای حل مساله زمانبندی خانوادههای قطعات و کارهای درون هر یک از خانواده قطعهها در یک سلول تولیدی خط جریان با در نظر گرفتن زمانهای راهاندازی وابسته به توالی خانواده استفاده کرده است. ردی و نارندران64 [53] یک سری روشهای ابتکاری برای زمانبندی کارها در یک خانواده قطعه از طریق شناسایی زیرخانوادهها پیشنهاد داده است. در این تحقیق هدف بهبود بهرهبرداری از ماشینها در یک سلول، کاهش میزان تاخیر و تعداد کارهایی که با تاخیر صورت میگیرند، است.
واضح است که اکثر مطالعاتی که در زمینه سیستمهای تولید سلولی صورت گرفتهاند به حل یکی از سه فاکتور تصمیمگیری (CF,CL و CS) پرداختهاند و برخی از آنها این دو یا سه موضوع را به طور متوالی و پی در پی65 در نظر گرفتهاند. این رویکردها راه حلهایی را ارائه میدهند که ممکن است تنها برای یکی از این سه مساله کارآمد باشند، اما راه حلهای رضایتبخشی برای کل مجموعه سیستم به دنبال نداشته باشند. این رخداد به دلیل تاثیر این سه زیر مساله بر روی یکدیگر در هنگام طراحی سیستم تولید سلولی میباشد. حل یکی از این زیر مسالهها بدون در نظر گرفتن ارتباط بین آنها تضمین نمیکند که راه حل ارائه شده، بقیه زیر مسالهها را نیز ارضاء نماید. اهمیت یکپارچگی تشکیل سلول و چیدمان سلولی توسط لوجندران 66 [54] و آورینده و ایرانی مورد تاکید قرار گرفته است. وو و همکارانش [1] نشان دادهاند که تشکیل سلول و زمانبندی سلول با هم در ارتباط هستند و راه حلی که برای مساله زمانبندی بدست آوردند به طور مستقیم تحت تاثیر مساله تشکیل سلول است. تنها مدل ریاضی که تشکیل سلول را با چیدمان بین سلولی و درون سلولی ادغام نموده است توسط وو و همکارانش [48] و [55] ارائه شده است اما در مدل و راه حل آنها چیدمان سلولی به روش درستی انجام نشده و سلولها ممکن است با یکدیگر همپوشانی داشته باشند. اگر سلولها با یکدیگر همپوشانی داشته باشند همانند حالتی که در طراحی سلولهای مجازی رخ میدهد، در اینصورت دیگر چیدمان بین سلولی معنایی نخواهد داشت. این مشکل همپوشانی سلولها توسط آرکات و همکارانش [2] با تعیین محل دقیق ماشینها در درون سلولهای مجزا از هم و تحت چیدمان مستطیلی رفع شده است. آنها مدل یکپارچه خود را با استفاده از الگوریتم ژنتیک حل کردهاند. آرکات و همکارانش [56] با حفظ شرایط تحقیق پیشین خود در این زمینه با افزودن یک هدف دیگر به مدل، یک مدل چند هدفه را معرفی نمودند که به طور همزمان به تشکیل سلول، چیدمان سلول و زمانبندی عملیاتها با هدف حداقل کردن هزینه کل جابجایی قطعهها و زمان تکمیل آخرین کار میپردازد. برای حل این مساله یک الگوریتم ژنتیک چند هدفه67 توسعه دادهاند. در جدول 2-4 خلاصهای از تحقیقات اخیری که حداقل دو زیر مساله از سه زیر مساله تصمیمگیری CF, CL و CS را در سیستمهای تولید سلولی مورد مطالعه قرار دادهاند ارائه شده است.
اگرچه آرکات [2] در مدل خود به تعیین محل دقیق ماشینها و عدم هم پوشانی سلولها پرداخته است اما سلولها از چیدمان مناسبی برخوردار نسیتند و به چیدمان مناسب سلولها به طور مجزا و مستقل در کنار یکدیگر توجه نشده است. ما در مطالعه پیش رو علاوه بر حفظ مزایای مدلهای ارائه شده قبلی در این زمینه به چیدمان مناسب سلولها به طور مستقل پرداخته و نحوه قرار گیری بهینه سلولها در کنار یکدیگر را تعیین میکنیم. در مطالعات گذشته در بخش چیدمان سلولی به سلولها به عنوان یک واحد مجزا و مسقل توجه نشده و فاصله بین سلولها در محاسبات و فرضیات تنها با یک تغییر مقیاس به طور کلی در نظر گرفته شده است. در حالیکه در این تحقیق در چیدمان بین سلولی
جدول 24. خلاصهای از مرور ادبیات
فاصله سلولها به طور جداگانه بیان شده و در تعیین چیدمان بهینه سلولها در کنار هم مورد استفاده قرار گرفته است.
هراگو و کوسیاک68 [57] نشان دادهاند که چیدمان ماشینها و سلولها69 با توجه به نوع تجهیزات جابجایی موادی که مورد استفاده قرار میگیرد، تعیین میگردند. از میان انواع مختلف این چیدمانها، چیدمانهای خطی تک ردیفی و دو ردیفی70 بسیار محبوب هستند (شکل 2-4). استفاده مکرر از این چیدمانها به دلیل انعطافپذیری آنها در هنگام کار با تجهیزات مختلف جابجایی مواد میباشد.
شکل 24. چیدمان سلولی پایه الف) چیدمان خطی تک ردیفی ب) چیدمان خطی دو ردیفی
از آنجاییکه چانگ71 و همکارانش [4] نشان دادند که عملکرد چیدمان خطی دو ردیفی بهتر از چیدمان خطی تک ردیفی به جهت کاهش مجموع فاصله جابجایی بین سلولی72 است ما در تعیین چیدمان بهینه سلولها از این نوع بهره گرفتهایم. از طرف دیگر، در این مطالعه در بخش تشکیل سلول به تخصیص قطعه به سلول توجه ویژهای شده است. در سه مقاله اخیر [1]، [2] و [56] تنها مقاله [1] به تشکیل خانواده قطعهها پرداخته است و در این فرآیند به شرط انجام حداقل یک عملیات از مجموعه عملیاتهای یک قطعه توسط یکی از ماشینهای موجود در هر سلول برای اختصاص آن قطعه به سلول کفایت کرده است که این فاکتور باعث ایجاد جابجاییهایی در مساله خواهد که در مدل در نظر گرفته نشده است و مدل را با مشکل مواجه میسازد. در مدل ارائه شده در این تحقیق برای رفع این مشکل نیز راه حلهایی پیشنهاد و در مدل مورد استفاده قرار گرفته است. ما در مطالعه پیش رو به چیدمان بهینه سلولها در کنار یکدیگر و تشکیل خانواده قطعهها به طور مناسب میپردازیم.
فصل سوم
روش تحقیق
3-1- مقدمه
سه فاکتور تشکیل سلول، چیدمان سلولی و زمانبندی علمیاتها در هنگام طراحی سیستمهای تولید سلولی از اهمیت بالایی برخوردار هستند. در مطالعات اخیر محققان موفق به ارائه مدلهایی شدهاند که این سه موضوع اساسی را به طور همزمان در مدل پیشنهادی خود در نظر گرفتهاند و طبعا به نتایج بهتری نسبت به قبل دست یافتهاند. آنچه که مورد توجه این مطالعات قرار نگرفته است موقعیت و چیدمان سلولها به طور مجزا و نحوه قرارگیری بهینه آنها در کنار یکدیگر میباشد. در این مطالعه برای توجه به این مهم، ما از چیدمان خطی دو ردیفی که از جمله چیدمانهای محبوب برای سلولها است به عنوان محل استقرار سلولهای تشکیل شده بهره گرفتهایم. چیدمان ماشینها در هر سلول نیز به صورت خطی تک ردیفی است (شکل 3-1). علاوه بر این، در مساله تشکیل سلول توجه ویژهای به تشکیل خانواده قطعهها نشده است و تنها در یکی از مقالات در تخصیص قطعهها به سلول به شروطی اشاره شده است که برای مدل ارائه شده کافی نیست. با در نظر گرفتن این نکات مدلی که پیشنهاد میشود به حالت واقعی نزدیکتر خواهد بود. در مدل پیشنهادی و پیش رو برای این تخصیص به نکته مهمتری توجه نمودهایم. در ادامه به تشریح مفروضات مساله و بیان مدل ریاضی پرداخته و در انتها روش حل این ارائه میگردد.
شکل 31. چیدمان سلولها و ماشینها
3-2- مفروضات
فرضیاتی که در این مدل در نظر میگیریم به شرح زیر میباشند:
تعداد سلولهای تشکیلی مشخص است.
چیدمان سلولها به صورت خطی دو ردیفی بوده و در هر سلول ماشینها به صورت خطی تک ردیفی قرار میگیرند.
فاصله بین مکانهای نامزد برای استقرار سلولها معلوم بوده و به روش اقلیدسی محاسبه شده است.
d_kk’=√(〖(Y_k-Y_(k^’ ))〗^2 + 〖(X_k-X_(k^’ ))〗^2 )
در هر سلول فاصله بین موقیعتهای نامزد برای قرارگیری ماشینها از قبل محاسبه شده و مشخص میباشد.
حداقل و حداکثر تعداد ماشینها در هر سلول معلوم است.
از هر نوع ماشین تنها یکی موجود است.
عملیاتهای مربوط به قطعهها دارای توالی میباشند.
همه قطعهها در لحظه صفر برای پردازش در دسترس

مطلب مرتبط :   پایان نامه با کلمات کلیدیتوزیع فراوانی، دندانپزشکی، دندانپزشک

Written by 

دیدگاهتان را بنویسید