دانشگاه یـــزد
مدیریت، اقتصاد و حسابداری
گروه مدیریت صنعتی
پایان نامه
برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مدیریت صنعتی – تولید صنعتی
بهینه‌سازیِ شبیه‌سازیِ برنامه تولید با بهره گرفتن از الگوریتم ژنتیک
(مطالعه موردی: کارخانه کاشی گلدیس)
استاد راهنما :
دکتر علیرضا ناصر صدرآبادی
استاد مشاور :
دکتر حبیب زارع احمدآبادی
زمستان 93
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
در حال حاضر پیچیدگی و پویایی روزافزون محیط‌های تولیدی، کاربرد مدل‌های تحلیلی را در ارزیابی و تصمیم‌گیری آن ها با محدودیت‌های قابل توجهی روبه‌رو نموده است. لذا استفاده از شبیه‌سازی رایانه‌ای به‌عنوان ابزاری که قابلیت گسترده‌ای در فرموله‌نمودن سیستم‌های فوق دارد، به‌طور وسیع مورد استقبال قرار گرفته است. با این وجود، ارائه بهترین راه‌حل همواره یکی از چالش‌های اصلی این حوزه است.
در این راستا، پژوهش پیش رو به چگونگی حل مشکل برنامه‌ریزی خط تولید کاشی کارخانه مورد مطالعه پرداخت. مسئله تعیین تعداد بافرهای تخصیصی به هر خط بود. با بهره گرفتن از ترکیب تکنیک شبیه‌سازی رایانه‌ای و الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک، تعداد بهنیه بافرهای تخصیصی مشخص شد و زمان توقف کوره به حداقل ممکن خود رسید. ابتدا، سیستم تولیدی با بهره گرفتن از تکنیک شبیه‌سازی مدل شد و سپس از ترکیب آن با الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک، جواب‌های بهینه حاصل شدند.
بطور خلاصه، می‌توان هدف از انجام این پژوهش را این‌چُنین بیان کرد:
کاهش زمان توقف کوره از طریق تخصیص بهینه بافرها به خطوط تولیدی از طریق ترکیب تکینک شبیه‌سازی و الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک.
کلمات کلیدی: بهینه‌سازیِ شبیه‌سازی، الگوریتم‌های فراابتکاری، الگوریتم ژنتیک، برنامه‌ریزی تولید
فهرست مطالب
2-2- مدیریت تولید و سیستم‌های تولیدی 11
2-3- انواع سیستم‌های تولیدی 13
2-4- دسته‌بندی سیستم‌های تولیدی 14
2-5- آشنایی با فرایندهای تولید و انواع آن 16
2-6- نقش شبیه‌سازی در مسائل برنامه‌ریزی تولید 18
2-7- تهیه برنامه زمان‌بندی توسط برنامه شبیه‌ساز 19
2-7-1- شبیه‌سازی برای تنظیم پارامترهای الگوریتم‌های ابتكاری 20
2-7-2- شبیه‌سازی برای ارزیابی راهكارهای متفاوت زمان‌بندی 21
2-7-3- شبیه‌سازی برای تقلید رفتارهای تصادفی سیستم 22
2-8- درنگی بر مفاهیم شبیه‌سازی 23
2-8-3- اجزای یک مدل شبیه‌سازی 24
2-9- کاربردهای شبیه‌سازی در اداره واحدهای تولیدی 25
2-10- محاسن کاربرد شبیه‌سازی در صنعت 25
2-11- انواع نرم‌افزارهای شبیه‌سازی 26
2-12- بهینه‌سازیِ شبیه‌سازی 27
2-13- روش‌های بهینه‌سازی شبیه‌سازی 27
2-14- معرفی انواع الگوریتم‌های فراابتکاری 30
2-14-1-1- مراحل اجرای الگوریتم نزول 31
2-14-1-2- نقاط ضعف الگوریتم نزول 31
2-14-2- شبیه‌سازی تبرید تدریجی 31
2-14-2-1- تاریخچه و زمینه پیدایش 31
2-14-2-2- خط سیر الگوریتم تبرید تدریجی 32
2-14-3-1- تاریخچه و زمینه پیدایش 33
2-14-3-2- خط سیر الگوریتم جستجوی ممنوع 33
2-14-4-1- تاریخچه و زمینه پیدایش 34
2-14-4-2- خط سیر الگوریتم مورچگان 34
2-14-4-3- گونه‌های مختلف الگوریتم مورچگان 35
2-14-5-1- تاریخچه و زمینه پیدایش 35
2-14-5-2- خط سیر الگوریتم ژنتیک 36
2-15-5-3- مفاهیم و سازوکارهای الگوریتم ژنتیک 37
2-14-5-4-کاربردهای الگوریتم ژنتیک 39
2-15- نرم‌افزارهای مورد استفاده در پژوهش 42
2-16-1- بخش اول: مروری بر پژوهش‌های کاربرد شبیه‌سازی در سیستم‌های تولیدی 43
2-16-1-1- پیشینه پژوهش‌های داخلی 43
2-16-1-2- پیشینه پژوهش‌های خارجی 44
2-16-2- بخش دوم: مروری بر پژوهش‌های انجام شده در جهت تعیین اندازه انبارهای میانگیر 46
2-16-2-1- پیشینه پژوهش‌های داخلی 46
2-16-2-2- پیشینه پژوهش‌های خارجی 46
3-3-1- گام‌های اساسی در ایجاد و اجرای یک مدل شبیه‌سازی 54
3-4-1- آشنایی با سیستم و اتفاقات جاری آن 54
3-4-1-1- روش تولید کاشی و سرامیک 55
3-4-1-2- معرفی خط تولید کاشی 56
3-3-1-4- نمودارهای فرایند جریان 58
3-4-3- تعیین اهداف و طرح کلی پژوهش 64
3-4-4-2- انتخاب نرم‌افزار برای شبیه‌سازی سیستم 67
3-4-5-1- تجزیه و تحلیل داده‌های ورودی به مدل 68
3-4-5-2- جامعه آماری، حجم نمونه، روش‌های نمونه‌گیری: 70
3-4-6- پیاده‌سازی مدل روی نرم‌افزار 70
3-4-7-1- تکنیک‌های تأیید مدل 72
3-5- ترکیب مدل شبیه‌سازی شده با الگوریتم ژنتیک 73
فصل چهارم اجرای مدل و تحلیل نتایج 75
4-2-1- کارایی ایستگاه‌های کاری 76
4-2-2- اجزای یک مدل شبیه‌سازی 76
فصل پنجم نتیجه‌گیری و پیشنهادات 89
5-4- پیشنهادات برای تحقیقات آتی 92
فهرست اشکال
شکل 2-1- دسته‌بندی انواع سیستم‌های تولیدی ]11[ 14
شکل 2-2- خط جریان كارگاهی با انبار میانگیر]6[ 17
شكل 2-3- بخشی از ورودی‌ها و خروجی‌های یک مدل شبیه‌سازی برنامه‌ریزی و زمان‌بندی تولید]6[ 19
شكل 2-4- تعبیه بخش تهیه برنامه زمان‌بندی در شبیه‌ساز برنامه‌ریزی و زمان‌بندی تولید]6[ 20
شکل 2-6- شبیه‌سازی برای مقایسه عملکرد برنامه‌های زمان‌بندی]6[ 22
شکل 2-7- شبیه‌سازی برای تقلید رفتارهای تصادفی سیستم]6[ 22
شکل 2-8- ساختار كلی بهینه‌سازی شبیه‌سازی]6[ 27
شکل 2-9 – خط سیر الگوریتم ژنتیک]8[ 36
شکل 2-10- جریان کلی الگوریتم ژنتیک]8[ 39
شکل 3-1 – طبقهبندی انواع روش تحقیق]34 [ 53
شکل 3-2– نمایش مراحل تولید کاشی 56
شکل 3-3– نمایش فرایند تولید کاشی 57
شکل3-5– نمایش محل انبارهای میانگیر سیستم 63
شکل 3-7- مراحل ارائه مدل معتبر از ورودی‌های سیستم 69
شكل 3-9- روندنمای نرم‌افزار 74
شکل 4-1- نمایش فرضیات خط تولید مسئله 79
شکل 4-2- توزیع جابجایی TGV حاصل از اجرای مدل 82
شکل 4-3- پارامترهای توزیع Lognormal حاصل از اجرای مدل 82
فهرست نمودارها
نمودار3-1- فرایند جریان واحد پرس 58
نمودار3-2- فرایند جریان واحد لعاب 59
نمودار3-3- فرایند جریان واحد کوره 60
نمودار3-4 فرایند جریان واحد بسته‌بندی 61
فهرست جداول
جدول 2-1– مقایسه انواع سیستم‌های تولیدی]11[ 15
جدول 2-2- معرفی انواع نرم‌افزارهای شبیه‌سازی]16[ 26
جدول 4-1- کارایی ایستگاه‌های کاری 76
جدول 4-3 – اطلاعات عددی عناصر مدل 77
جدول 4-4- مشخصات کوره و ویژگی‌های آن 77
جدول 4-5 – اطلاعات عناصر ورودی در کوره 77
جدول 4-6- زمان خالی شدن واگن 77
جدول 4-8- درصد ضایعات در هر مرحله 78
جدول 4-10- منطق‌های حاکم بر مدل 78
جدول 4-11- منطق تغییر اندازه کوره 80
جدول 4-12- زمان‌سنجی جابجایی TGV در قسمت کوره 81
شکل 4-4 – رویداد در حال وقوع 83
جدول 4-13– مقایسه نتایج حاصل از اجرای مدل و داده‌های واقعی 84
جدول 4–14- نتیجه آزمون T-Test 84
جدول 4–15- پارامترهای موردنیاز اجرای الگوریتم ژنتیک در تکرارهای مختلف 86
جدول 4-16- تعداد بهینه واگن‌ها و پالت‌های حاصل از اجرای مدل 86
در فرایند توسعه بشری، همواره سیستم‌های پیچیده‌تری به‌وجود می‌آیند و به همان نسبت مدیریت، نظارت و کنترل آن ها مشکل‌تر می‌شود]1[. پیچیدگی، پویایی روزافزون و ماهیت تصادفی کارکرد سیستم‌ها بیش‌ازپیش بررسی و تحلیل آن ها را دشوار نموده است. محیط‌های تولیدی و صنعتی نیز از این قاعده مستثنی نیستند. از این نقطه‌نظر، به‌کارگیری مدل‌های تحلیلی بدلیل ساده‌سازی و عدم توجه به تمامی ابعاد مرتبط با سیستم، با محدودیت‌های قابل‌توجهی همراه میشوند و ارائه بهترین راه‌حل، همواره یکی از چالش‌های اصلی در این رویکرد می‌باشد و تعیین مقادیر بهینه متغیرها از طریق روش‌های رایج امکان‌پذیر نمیباشد]2[. برای رفع این معضلات، مدیر ناچار به ارائه راهکارهایی جهت بهبود وضع موجود است. یکی از انواع این راهکارها، بهینه‌سازی شبیه‌سازی است.
خوشبختانه، روش‌های متنوع و گسترده بهینه‌سازی شبیه‌سازی امکان تحلیل مسائل پیچیده را فراهم کرده است. مزیت بارز این روش‌ها در آن است که بدون جستجوی کلیه نقاط فضای موجود، سعی در یافتن جواب بهینه دارند]2[. شبیه‌سازی که به‌عنوان یک تکنیک توانمند تجزیه و تحلیل سیستم‌ها شناخته می‌شود، می‌تواند نقش مهمی را در اداره کارآمد واحدهای تولیدی ایفا کند.
بدلیل تأثیرات متقابلی که قسمت‌های مختلف یک سیستم بر رویهم دارند، علم شبیه‌سازی سیستم‌ها به کمک مدیران و مهندسین آمده است تا به مطالعه و بررسی نتایج حاصل از این اثرات بپردازد. در واقع یکی از کارآمدترین و پیشرفته‌ترین ابزارهای نوین عصر صنعتی و اطلاعاتی جهت تجزیه و تحلیل سیستم‌ها، شبیه‌سازی رایانه‌ای می‌باشد]1[.
بهینه‌سازی در علوم ریاضی و رایانه فرایند انتخاب یا یافتن بهترین عضو در مجموعه‌ای از گزینه‌های موجود می‌باشد. هر فرایندی پتانسیل بهینهشدن را دارد و مسائل پیچیده می‌توانند در زمینه‌های مختلف مانند علوم مهندسی، اقتصاد و مدیریت به‌صورت مسائل بهینه‌سازی، مدل‌سازی شوند. هدف از مدل‌سازی مسائل بهینه‌سازی، حداقل‌کردن زمان، هزینه و ریسک و یا حداکثر‌کردن سود، کیفیت و اثربخشی است. برخی از مسائل بهینه‌سازی پیچیده هستند و به‌دست‌آوردن جواب‌های بهینه در زمان معقول با روش حل دقیق، دشوار می‌باشد. از این‌رو توسعه روش‌های حل، در این نوع مسائل که بتوانند در زمان معقول جواب‌های بهینه یا نزدیک به بهینه به‌دست آورند، از نظر اقتصادی بصرفه‌تر است. در سالیان اخیر محققان در اکثر مسائل پیچیده بهینه‌سازی با پیاده‌سازی روش‌های فراابتکاری به نتایج مناسبی دست یافته‌اند]3[.
مدل شبیه‌سازی یک سیستم تولیدی به مثابه ابزار تحلیلی دقیقی است که مدیران، طراحان و برنامه‌ریزان یک واحد تولیدی را قادر می‌سازد تا با نگرشی سیستمی به‌سهولت تأثیر تغییر پارامترها و متغیرهای هر یک از زیرسیستم‌های موجود را بر روی عملکرد مجموعه سیستم تولیدی ارزیابی نموده و درجه اهمیت آنان را در فرایند تأثیرگذاری، محک بزند]4[.
در دنیای صنعتی امروز، شبیه‌سازی به‌عنوان یک روش‌شناسی حل مسائل و تجزیه و تحلیل سیستم‌ها از اهمیت به‌سزایی برخوردار است. قدرت و توانایی این تکنیک در مدل‌سازی سیستم‌های پیچیده صنعتی و خدماتی، سادگی مدل‌سازی، سهولت درک از یک‌سو و پیشرفت سیستم‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری برای حل مدل‌های ایجاد شده از سوی دیگر، شبیه‌سازی را از تکنیک‌های مدل‌سازی متمایز می‌کند. شبیه‌سازی به‌کاربر آن، امکان آزمایش با سیستم‌هایی را می‌دهد که بدون آن، آزمایش غیرممکن یا غیرعملی است]5[.
برنامه‌ریزی تولید نقش به‌سزایی در کاهش قیمت تمام‌شده محصولات دارد. این عامل از مهم‌ترین عوامل رقابتی در هر صنعت است. کارخانجات تولید کاشی هم از این قاعده مستثنی نیستند. از آنجاییکه بقای هر بنگاه اقتصادی وابسته به سودآوری آن می‌باشد، باید با بررسی عمیق و ارائه برنامه بهینه تولید به این مهم دست یافت.
فرایند تولید کاشی کارخانه مورد مطالعه از سه مرحله اصلی آماده‌سازی (پرس و لعاب)، پخت کاشی (کوره) و بسته‌بندی تشکیل شده است که بین این مراحل، انبارهایی جهت نگه‌داری کاشی در جریان ساخت وجود دارد. در این کارخانه، با توجه به اینکه 4 خط پرس و لعاب، 3 خط کوره و 4 خط بسته‌بندی وجود دارد و تولید هر نوع از کاشی به نسبت معینی از ظرفیت خطوط را اشغال می‌کند، استفاده بهینه از ظرفیت انبارهای میانگیر بین خطوط لعاب و کوره و بسته‌بندی و هم‌چنین زمان مناسب برای تغییر اندازه در خطوط بسته‌بندی می‌تواند علاوه‌بر امکان تولید متنوع اندازه و طرح‌های محصولات، باعث به حداقل رساندن توقفات کوره و گلوگاه[1]شدن واحدهای تولیدی (پرس و لعاب و بسته‌بندی) شود. ضمناً، چیدمان اندازه‌های مختلف کاشی روی خطوط، ظرفیت‌های متفاوتی از تولید را ایجاد می‌کند. لازم به ذکر است، توقفات هر بخش رفتار‌ی متفاوت دارد که در ظرفیت تولید تأثیرگذار است و بسته به شرایط باید بتوان چیدمان تولید را مدیریت کرد.
[1]. bottleneck
تعداد صفحه : 174
قیمت :14700 تومان
بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد
و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.
پشتیبانی سایت : * parsavahedi.t@gmail.com
در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.
14,700 تومانافزودن به سبد خرید