دانلود پایان نامه

طبقهبندیهای متنوعی از مسایل تولید صورت گرفتهاند که در ادامه به چند مورد اشاره میکنیم. میلر5]4[ مسایل زمانبندی تولید را بر اساس ساختار تولید به هشت دسته تک ماشینه6، کارگاه گردش کاری7، کارگاهی8، کارگاه باز9، ماشینهای موازی10، کارگاه گردش کاری با ماشینهای موازی11، کارگاهی با ماشینهای موازی12و کارگاه باز با ماشینهای موازی13 تقسیم کرد. تقسیمبندی این مسایل و نحوه ارتباط آن ها در شکل 1-1 نشان داده شدهاند.
گوپتا14]5[ مسایل زمانبندی تولید را به صورت پویا15 یا ایستا16، قطعی17 یا احتمالی18، تک محصولی19 یا چند محصولی20، تک پردازشی یا چند پردازشی و … دستهبندی کرد. گراهام21 و همکاران ]6[ مسایل زمانبندی قطعی را با سه تایی طبقهبندی کردند، که بیانگر محیط ماشین و تعریفی از نظم و سازماندهی ماشین، نشان دهنده جزییات و ویژگیهای فرایند یا محدودیتها، و تابع هدف زمانبندی (معیار زمانبندی) هستند.

شکل 1-1-تقسیم بندی و نحوه ارتباط مسایل زمانبندی]4[
1-4-1- طبقهبندی محیطهای تولیدی
محیط پایه تک ماشینه
ابتداییترین مدل زمانبندی تولید، انجام کار متوالی روی یک ماشین است. در این سیستمها تنها یک ماشین روی کارهای مختلف، فرایندی را انجام میدهند و به عبارت دیگر، میتوانیم بگوییم که برای هر کار تنها یک فرایند تعریف میشود.
محیط ماشینهای موازی
مجموعهای از ماشینهایی به صورت موازی در کنار هم قرار میگیرند و عملیات پردازش روی کارها را انجام میدهند. در این حالت، هر کار تنها نیاز به یک فرایند دارد . ابتدا هر یک از کارها به ماشینها تخصیص مییابد و سپس برای کارهای تخصیص یافته به هر ماشین یک ترتیب تعیین میشود. ماشینهای موازی به سه صورت مختلف ماشینهای موازی یکسان22، ماشینهای موازی با سرعتهای متفاوت23، ماشینهای موازی ناوابسته24 تقسیم میشوند.
کارگاه جریان کاری یا جریان کاری مرتب25
در اکثر سیستمهای ساخت و مونتاژ تعدادی عملیات روی هر کار انجام میشود. اغلب، این عملیات روی همه کارها به ترتیب یکسانی انجام میشود، که این خود دلیل بر این است که کارها در مسیر یکسانی جریان مییابند. در واقع، ماشینها در چنین محیطی که کارگاه گردش کاری (فلوشاپ) معروف است، به صورت سری چیده میشوند.
کارگاه گردش کاری ناجایگشتی26
این مساله حالت جامعتری از مساله گردش کاری کلاسیک است که در آن توالی انجام کارها بر روی ماشینها لزوما یکسان نیست.
کارگاه گردش کاری ترکیبی27
در این مساله در هر مرحله تعدادی ماشین به صورت موازی قرار دارند که تعداد آنها میتواند یکسان یا متفاوت باشد. به علاوه، هر کار میتواند همه مراحل را برای پردازش طی نکند، یعنی بیشترین تعداد عملیات هر کار برابر با تعداد مراحل باشد.
محیط کارگاهی
این محیط شامل ماشین است که در آن هر کار دارای مسیر مخصوصی است. دو حالت مهم در این محیط قابل تصور است. حالت اول اینکه هر کار روی هر ماشین حداکثر یک بار پردازش شود، در صورتی که در حالت دوم امکان دارد یک کار بیش از یک بار روی یک ماشین پردازش شود که اصطلاحا آن را گردش دوباره میگوییم28.
محیط کارگاهی انعطافپذیر29
مساله کارگاهی انعطافپذیر، حالت کلی و تعمیمیافته مساله زمانبندی کارگاهی کلاسیک است به طوری که در آن هر یک از عملیات میتواند توسط هر یک از مجموعه ماشینهای در دسترس برای عملیات، که زیرمجموعهای از ماشینآلات موجود است، پردازش شود.
محیط کارگاه باز
در این محیط ماشین وجود دارند و هر یک از کارها میتواند روی هر یک از ماشین پردازش شود. علاوه بر این، ممکن است که زمان بعضی از فرایندها برابر با صفر باشد. در این محیط، هیچ محدودیتی از نظر مسیر کارها در میان ماشینها وجود ندارد و مدیر برنامهریزی تعیین کننده مسیر کارهاست.
کارگاه باز با ماشینهای موازی (کارگاه عمومی ترکیبی30) به صورت ترکیبی از محیط مورد نظر و ماشینهای موازی تعریف میشود]7[.

1-4-2- خصوصیات کار و محدودیتهایی که بر محیط اعمال میشود
محدودیتهای مختلفی وجود دارند که محیطهای معرفی شده را از حالت عمومی آنها در میآورند و مسایل مختلف و محیطهای جدید زمانبندی را ایجاد میکنند. در ادامه به برخی از آنها اشاره میکنیم:
عدم انتظار31(): در این محدودیت، کارها مجاز به انتظار بین دو ماشین متوالی نیستند.
محدودیت تقدم32() :در این محدودیت شروع یک فرایند یک کار بستگی به اتمام فرایندی از کار یا کارهای دیگر دارد.
زمان آزادسازی33(): در این حالت ممکن است که کار ام در لحظهی صفر آماده به پردازش نباشد و بعد از زمان که زمان آزادسازی نامیده می شود، امکان پردازش بر روی آن فراهم میشود.
زمانهای آمادهسازی34 : در مدلهای کلاسیک زمانبندی تولید، زمانهای آمادهسازی بخشی از زمان پردازش کارها در نظر گرفته میشوند، اما در برخی شرایط واقعی، زمان آمادهسازی تاثیر بهسزایی دارد و نمیتوان به سادگی آن را نادیده گرفت. زمانهای آمادهسازی به دو حالت مستقل و وابسته به توالی در مسایل زمانبندی تولید بررسی شدهاند. در حالت اول، زمان آمادهسازی یک کار بر روی یک ماشین کاملا مستقل است، ولی در حالت دوم، این زمان وابسته به کاری است که پیش از این کار روی ماشین پردازش شده است.
زمان فرایند وابسته به وضعیت35 : در این حالت، زمان فرایند یک عملیات وابسته به مدت زمان انتظار کار پس از اتمام عملیات پیشین است. برای مثال، در فرایندهایی که حرارت از اهمیت خاصی برخورد
ار است و توقف کار بین ماشینها مجاز است، ولی در عین حال باعث از دست رفتن حرارت میشود،این وضعیت پدیدار میشود.
بلوکه شدن36 : این محدودیت در محیط کارگاه گردش کاری اتفاق میافتد. اگر انبار بین دو ماشین متوالی محدود پر شود، ماشین قبلی نمیتواند کار تکمیل شده را آزاد کند، لذا به بلوکه شدن ماشین میانجامد. عمومیترین حالت زمانی است که انبار بین دو ماشین متوالی برابر با صفر باشد.
در ادامه به معرفی دو محدودیت رد یا پذیرش سفارشات و تعمیرات پیشگیرانه میپردازیم.

1-4-2-1- محدودیت رد یا پذیرش سفارشات37
در اکثر مواقع زمانبندی هنگامی مطرح میشود که مسایل اصلی در خصوص برنامهریزی حل شده باشد به عبارت دیگر، زمانبندی در درجه دوم برای اتخاذ تصمیمات قرار دارد. از آنجا که به علت محدودیتهای عملیاتی و محدودیتهای تجهیزات نمیتوان همه سفارشات را قبول کرد بحث رد یا قبول سفارشات مطرح میشود.
در مسایل با محدودیت رد یا قبول سفارشات، دو تصمیم لازم و ملزم یکدیگر باید گرفته شوند، اول اینکه کدام یک از سفارشها برای تولید پذیرفته شوند و دوم ترتیب پردازش آنها به چه صورت باشد. به عبارت دیگر، با این سوال مواجه هستیم که کدام کارها پذیرفته و با چه توالی محصولات تولید شوند؟ برای پاسخ به این سوالها باید مطالعات بازار و تجزیه و تحلیلهای اقتصادی انجام شوند. در مساله زمانبندی با محدودیت پذیرش سفارشات، کارها با توجه به درآمد حاصل از پردازش هر سفارش و هزینههای عملیاتی آنها مانند هزینههای دیرکرد، هزینههای زودکرد، تأثیرات هر کار بر روی تجهیزات و غیره ارزیابی میشوند.

1-4-2-2- محدودیت دسترسی به ماشینها
در بیشتر پژوهشهای مربوط به زمانبندی فرض میشود که همه ماشینها به طور پیوسته در افق برنامهریزی برای پردازش کارها در دسترس هستند. اما در واقع عواملی همچون خرابی ماشینآلات، انجام فعالیتهای نگهداری و تعمیرات،تعطیلات و غیره در بازههایی از زمان میتوانند ماشینها را از دسترس خارج کنند. انجام فعالیتهای نگهداری و تعمیرات از دلایل عمده محدودیت دسترسی ماشینها هستند.
عملیات نگهداری به دو دسته کلی تقسیم می شوند: نگهداری اصلاح کننده38 و نگهداری پیشگیرانه39. نگهداری اصلاح کننده وقتی انجام میشود که خرابی قبلا رخ داده باشد، ولی در نگهداری پیشگیرانه، برای نگه داشتن ماشین در یک سطح مطلوب، اگرچه ماشین هنوز میتواند عملیات پردازش را انجام دهد، عملیات تعمیرات پیشگیرانه انجام میشوند]11[.
زمانبندی تولید و زمانبندی فعالیتهای نگهداری و تعمیرات از مسایل مهم مدیریت تولید به شمار میآیند، که غالبا به صورت جداگانه بررسی میشوند. انجام فعالیتهای نگهداری تعمیرات به ظاهر سبب هدر رفتن زمان تولید و در نتیجه تولید کمتر یا عدم تحویل به موقع سفارشات میشود، اما عدم انجام آنها باعث افزایش نرخ خرابی خواهد شد که به فرسوده شدن ماشینآلات، افزایش خرابی و در نتیجه عدم تحویل به موقع کارها، عدم برآورد تقاضای مشتریان، بیکاری مستقیم و نا مستقیم نیروی کار، افزایش هزینههای مربوط به تعمیر و تعویض ماشینها و در مجموع ضررهای کمی و کیفی منجر میشود.
زمانبندی با محدودیت دسترسی ماشینها شرایط واقعیتر و جامعتری از محیطهای تولیدی را در نظر میگیرد که در نهایت به یک زمانبندی مناسبتر با هزینههای کمتر میانجامد.به همین دلیل، این موضوع به یکی از موضوعات جذاب برای پژوهشگران در دهه اخیر تبدیل شده است. محدودیت دسترسی ماشینها اولین بار توسط آدیری و همکاران ]8[ در سال 1989 در مساله زمانبندی تکی با یک بازه عدم دسترسی معلوم، بررسی شد. مرورهای جامعی از پژوهشهای انجام شده در این زمینه توسط اسمیت]9[ و ما و همکاران ]10[ گردآوری شدهاند.
در ادامه، به برخی از مفروضات و ویژگیهای موثر در مسایل زمانبندی با محدودیت دسترسی ماشینها اشاره میکنیم.
با توجه به قطع پردازش عملیات، کارها به سه دسته از سر گرفتنی40(اگر پردازش کاری قطع شود، ادامه کار پس از دسترسی ماشین قابل انجام است)، بدون از سرگیری41(اگر پردازش کاری قطع شود، پس از دسترسی ماشین کار از ابتدا پردازش میشود) و نیمه از سر گرفتنی42(اگر پردازش کاری قطع شود، پس از دسترسی ماشین بخشی از کار دوباره پردازش می شود) تقسیم میشوند]12[.

بازههای عدم دسترسی : ویژگیهای مربوط به بازههای عدم دسترسی، موجب تنوع زیادی در مدل های زمانبندی با محدودیت دسترسی ماشینها شدهاند. بازههای عدم دسترسی میتوانند ثابت یا از پیش تعیین شده باشند، یا اینکه نامعین باشند و به عنوان متغیرهای تصمیم در مدل تعیین شوند]13[.
همچنین، تعداد بازههای عدم دسترسی در برخی مسایل، یک بازه عدم دسترسی یا چند بازه عدم دسترسی است. طول بازههای عدم دسترسی نیز میتواند ثابت یا متغیر باشد.
1-4-3- توابع هدف و ویژگیهای آنها
هدف در مسایل زمانبندی معمولا کمینهسازی تابعی از زمانهای تکمیل کارهاست که البته این مقادیر به زمانبندی بستگی دارد. در ادامه به معرفی برخی از توابع می پردازیم.
بیشترین زمان تکمیل کارها43
این مقدار که به صورت تعیین می شود ( زمان تکمیل کار ام است)، معادل است با زمان تکمیل آخرین کاری که سیستم را ترک میکند.
مجموع وزنی زمانهای تکمیل44
این مقدار به صورت () تعیین میشود ( وزن یا اهمیت کار است). اگر وزن مقدار هزینه یا اجاره انبار باشد، آنگاه این هدف نشانگر مجموع هزینههای اجاره یا انبار است که توسط برنامه زمانبندی ایجاد میشود.
بیشترین زمان در جریان ساخت
45
این مقدار به صورت تعریف میشود که زمان در جریان ساخت کار ام است و از رابطه به دست میآید.
بیشترین تاخیر46
این هدف به صورت تعریف می شود ( میزان تاخیر کار ام است و به صورت محاسبه می شود که موعد تحویل کار ام است).
مجموع دیرکردها47
تاخیرات مثبت که از رابطه به دست میآیند، دیرکرد نامیده میشوند (میزان دیرکرد کار ام است). مجموع دیرکردها به صورت تعریف میشود. مجموع وزنی دیرکردها به صورت تعریف می شود که ضریب هزینه دیرکرد کار است.
میانگین دیرکردها
به صورت تعریف میشود.
مجموع زودکردها48
تاخیرات منفی که از رابطه به دست میآیند، زودکرد نامیده میشوند (میزان زودکرد کار ام است). مجموع زودکردها به صورت تعریف میشود. مجموع وزنی زودکردها به صورت تعریف میشود که ضریب هزینه زودکرد کار است. هزینه زودکرد میتواند به صورت هزینههای موجودی تعریف شود (اجاره انبار برای کالای ساخته شده).
میانگین زودکردها
به صورت تعریف میشود.
تعداد کارهای دارای دیرکرد49
معمولا تعداد کارهایی که دچار دیرکرد میشوند نیز دارای اهمیت است که از رابطه زیر محاسبه میشود:
(1-1)

(1-2)

1-4-3-1- نظام تولید بهنگام50
نظام تولید بهنگام تفکر و نگرشی نوین در اداره سازمانهای صنعتی است که با استفاده از تکنیکها و روشهای برخاسته از آن، حذف کامل و جامع اتلاف و افزایش بهرهوری در همه فعالیتها اعم از داخل و خارج سازمان تعقیب میشود.
ظهور در واقع انقلابی در دنیای تولید بود. در واقع، به معنی تولید محصولات مورد نیاز به مقدار مورد نیاز و در زمان مورد نیاز است؛ به عبارت دیگر، اگر مشتری و تولیدکننده زمان تحویل کالا را در یک زمان معین توافق کنند، تولید کننده باید تولیدات خود را طوری برنامهریزی کند که کالا را در صورت امکان در زمان مناسب تولید و در زمان مقرر به دست مشتری برساند. اگر کالا دیرتر از موعد تحویل آماده شود، آنگاه تولیدکننده متحمل جریمهای به عنوان جریمه تاخیر (مثل تخفیف به مشتری) خواهد بود. همچنین، اگر کالا زودتر از موعد تحویل تولید شود، آنگاه باید تا زمان تحویل در انبارنگهداری شود که در این صورت نیز متحمل هزینه (مثل هزینه اجاره انبار) خواهد شد.
برای این منظور، توابع هدفهای مختلفی بررسی شدهاند که از آن جمله میتوان به توابع زیر اشاره کرد:
(1-3)

(1-4)

(1-5)

(1-6)

(1-7)

1-5- بیان مساله جریان کارگاهی در نظر گرفتهشده در این مطالعه
در این پایاننامه، حالت جامعتری از مساله زمانبندی کارگاه گردش کاری با در نظر گرفتن محدودیت نگهداری و تعمیرات و محدودیت رد یا پذیرش سفارشات بررسی میشود.
در مساله کارگاه گردش کاری، مجموعه ای از کار که باید بر روی مجموعهای از ماشین پردازش شوند، موجود میباشد. هر یک از کارها شامل توالی عملیات است که به ترتیب بر روی ماشین اول تا ماشین ام پردازش میشوند. زمانی که کاری ماشین ام را ترک کند، تکمیل میشود. سیستم تولیدی گردش کاری در صنایع مختلفی چون خودروسازی، کولرسازی، یخچال سازی، نساجی و غیره کاربردهای فراوانی دارد.
در این پایاننامه، برخلاف تعاریف زمانبندی، ماشینها همیشه در دسترس نیستند و این عدم دسترسی به علت وجود فعالیتهای نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه است.. علاوه بر این، محدودیت رد یا پذیرش سفارشات وجود دارد، به این معنی که همهی سفارشات رسیده پذیرش نمیشوند و با توجه به درآمد و سهم آنها در سود خالص شرکت تصمیم به


دیدگاهتان را بنویسید