فهرست مطالب

پژوهشهای مهندسی صنایع در سیستمهای تولید - پیاپی 12 (بهار و تابستان 1397)

نشریه پژوهشهای مهندسی صنایع در سیستمهای تولید
پیاپی 12 (بهار و تابستان 1397)

  • 120 صفحه، بهای روی جلد: 100,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1397/06/31
  • تعداد عناوین: 7
|
  • واحد مرادی، مهدی یوسفی نژاد عطاری *، هیوا فاروقی صفحات 1-17
    در این مقاله مسئله زمان بندی در سلول های تولیدی رباتیک سه ماشینه برای تولید قطعات مختلف با فرض وجود تعویض ابزار مورد بررسی قرار ‏گرفته است. در سلول تولیدی رباتیک انعطاف‎ ‎پذیر ماشین‎ ‎ها از طریق تعویض ابزار می‎ ‎توانند کلیه عملیات مربوط به تولید قطعات را انجام دهند. از آنجا ‏که مخزن ابزار ماشین ها دارای ظرفیت محدود است،‏ لذا برای تولید قطعات مختلف توسط ماشین ها، نیاز به تعویض ابزار خواهد بود. مسئله ی اصلی در ‏این مقاله تصمیم گیری در مورد سیاست جابجایی قطعات توسط ربات، ترتیب ورود قطعات به سلول تولیدی رباتیک و همچنین نحوه ی تعویض ابزار ‏روی ماشین ها برای رسیدن به زمان سیکل بهینه می باشد. از این رو در این مقاله رویکردی جدید برای محاسبه تعداد تعویض ابزار ارائه شده است و ‏مدل برنامه ریزی ریاضی کمینه سازی زمان سیکل تولیدی مساله مورد بررسی ارائه شده است. توسط مدل نشان داده شده است که زمان تعویض ابزار را ‏می توان با مسائل موجود در سلول های تولیدی رباتیک ادغام و فرمول بندی کرد و نتایج حاصل نشان داد که زمان تعویض ابزار و توالی ورود قطعات در ‏انتخاب سیاست حرکتی ربات و زمان تولید تاثیر مستقیم دارد. با استفاده از نرم افزار ‏GAMS‏ مسائل عددی مربوط به مدل ریاضی حل شده و نشان ‏داده شده است که نرم افزار ‏GAMS‏ برای قطعات بیشتر از 8 در زمان معقول به جواب نمی رسد، ولی مسائلی تا 80 قطعه مختلف با استفاده از ‏الگوریتم ژنتیک در زمان معقول به جواب می رسند. همچنین نشان داده شده است که زمان حل توسط الگوریتم ژنتیک کمتر از زمان حل به وسیله ‏GAMS‏ می باشد. ‏
    کلیدواژگان: زمانبندی، سلول تولیدی رباتیک، تعویض ابزار، توالی ورود قطعات، الگوریتم ژنتیک
  • مجید کردبچه، رامین صادقیان * صفحات 19-31
    طرح ریزی فرایند و زمان بندی دو حوزه کلیدی با اهداف مختلف در سیستم ساخت هستند. بطور سنتی این دو حوزه جداگانه و بطور متوالی، با یک معیار بهینه سازی با لحاظ مفروضاتی مورد استفاده قرار می گیرند. در شرایط واقعی این مفروضات نظیر دردسترس بودن دائمی منابع و ماشین آلات و عدم وجود انعطاف پذیری در طرح ریزی فرایند ، حل مساله را فاقدجواب موجه می سازد. در این تحقیق به منظور افزایش کارایی و انطباق بیشتر با دنیای واقعی، بهینه سازی مساله طرح ریزی و زمان بندی فرایند با چهار معیار و لحاظ قابلیت انعطاف پذیری در ترتیب انجام فعالیت های کار و تنظیمات پویا، نظیر خرابی ماشین و ورود محصول جدید انجام پذیرفته است. در فرایند حل مساله، تئوری بازی مبتنی بر روش سازشکارانه توسعه داده شده و الگوریتم ترکیبی فرابتکاری (GA, TS) مورد استفاده قرارگرفته است. اعتبارسنجی رویکرد نشان دهنده این است که رویکرد توسعه داده شده یک روش مناسب و اثربخش در حل مساله چند هدفه، با لحاظ محدودیت های ذکر شده می باشد.
    کلیدواژگان: طرح ریزی و زمان بندی یکپارچه فرایند، تئوری بازی مبتنی بر همکاری، فراابتکاری، چند هدفه، تنظیمات پویا
  • محمد کاویانی چراتی، سید حسن قدسی پور، جعفر قیدرخلجانی * صفحات 33-47
    امروزه توسعه فناوری و توجه به نوآوری باعث شده است ذائقه‏ی بازار به ویژه بازار مد و پوشاک دستخوش تغییرات مداوم شود. در چنین بازارهایی خرده فروشان و تولیدکننده‏گان چابکی و انعطاف‏پذیری را به عنوان یکی از راهبردها در زنجیره تامین خود مد نظر قرار داده‏اند. در این مقاله ابتدا یک مدل استکلبرگ دو-سطحی شامل خرده‏فروش و تولیدکننده که به صورت سنتی بر سر مقدار کالا و قیمت فروش آن باهم رقابت دارند ارائه شده است. سپس مدل دیگری با اضافه نمودن برخی از ویژگی‏های چابکی به مدل اول توسعه داده شده است. در این مدل علاوه بر در نظر گرفتن رقابت بین اعضای زنجیره تامین، تاثیر رفتار مشتریان بر تصمیمات اعضای زنجیره تامین نیز لحاظ شده است. هدف این مقاله ارائه راهکاری مناسب برای تعیین مقدار سفارش، مقدار تولید و قیمت با در نظر گرفتن شرایط رقابت، نیاز بازار و رفتار مشتریان برای حداکثر کردن سود تولیدکننده و خرده فروش و همچنین کاهش مقدار حراج می باشد. مدل استکلبرگ دو-سطحی ارائه شده ابتدا با رویکرد کاهن-تاکر تک -سطحی شده و کارایی مدل با یک مثال عددی بررسی و تحلیل شده است. نتایج مدل دوم نشان می دهد که خرده فروش و تولیدکننده با به کارگیری پاسخ دهی سریع و چابکی می توانند قیمت فروش را افزایش و مقدار حراج کالا در انتهای فصل فروش را کاهش دهند که در نهایت موجب افزایش سود هر دو عضو زنجیره تامین شده است.
    کلیدواژگان: زنجیره تامین رقابتی، پاسخ دهی سریع، تولیدکننده چابک، استکلبرگ دو-سطحی
  • درین صفاری، عبدالله آقایی *، عماد روغنیان صفحات 49-61
    در این مقاله مساله مکان‏ یابی-تخصیص تسهیلات چند‏سطحی مستعد ازدحام بررسی می‏ گردد. در بسیاری از مسائل مکان ‏یابی دنیای واقعی، یک مرکز خدماتی قادر به خدمت‏ دهی همزمان تمامی تقاضای دریافت خدمت از آن مرکز نمی ‏باشد، بنابراین تشکیل صف و ازدحام غیر‏قابل‏ اجتناب است. بدین منظور یک مدل برنامه ‏ریزی عدد‏صحیح غیرخطی چند‏هدفه برای مساله مکان‏ یابی تسهیلات صفی با ساختاری مشابه شبکه صف سری M/M/1 طراحی می‏ شود که در آن تسهیلات دارای چندین سطح هستند و مشتریان برای تکمیل خدمت باید همه سطوح را طی کنند. توابع هدف مدل کمینه‏ سازی مجموع مدت‏ زمان سفر مشتریان به تسهیلات و مدت‏ زمان انتظار در سیستم، و کمینه‏ سازی حداکثر احتمال بیکاری در تسهیلات است. مدل ریاضی پیشنهادی به ‏کمک ابزار تحلیل حساسیت، اعتبار‏سنجی و تاثیر تغییرات محتمل پارامترها بر روی جواب پارتو بررسی می‏ گردد. نتایج بدست آمده نشان‏ دهنده صحت رفتار مدل نسبت به پارامترهای حساس مساله است. همچنین برای ارزیابی مدل تعدادی مثال عددی ارائه و با استفاده از روش محدودیت اپسیلن تقویت‏ شده در بهینه‏ سازی چند‏هدفه، حل می‏ شوند. مکان‏ مناسب از بین مکان‏ های بالقوه برای تعداد مناسبی از تسهیلات در هر سطح و تخصیص مشتریان به تسهیلات هر سطح به‏ کمک جواب‏‏ های پارتوی بدست آمده تعیین می‏ شوند.
    کلیدواژگان: مکان‏ یابی-تخصیص، خدمات چند سطحی، تئوری صف، بهینه‏ سازی چند هدفه، روش محدودیت اپسیلن تقویت شده
  • لیلا ایزدی، فردین احمدی زر *، جمال ارکات صفحات 63-81
    در این مقاله، مساله زمان بندی یکپارچه تولید و توزیع با در نظر گرفتن مسیریابی وسایل نقلیه بررسی می شود. یک کارخانه که چند خط تولید موازی در اختیار دارد، سفارش های مشتریان را دریافت می کند؛ پس از تولید محصولات سفارش داده شده، آن ها به صورت دسته ای بوسیله ناوگانی از وسایل نقلیه برای مشتریان ارسال می شوند. بر خلاف شیوه ارسال مستقیم سفارشات از کارخانه برای هر یک از مشتریان، ارسال دسته ای به علت استفاده حداکثری از ظرفیت وسایل حمل و نقل باعث کاهش هزینه های حمل می شود، اما ممکن است منجر به افزایش هزینه های نگه داری و دیرکرد شود. هدف، یافتن یک برنامه زمانی یکپارچه ی تولید و توزیع است به گونه ای که هزینه های آماده سازی، نگه داری، توزیع و دیرکرد حداقل شود. ابتدا، مساله به صورت یک مدل برنامه-ریزی خطی عددصحیح مختلط مدله می شود. به دلیل NP-hard بودن آن، یک الگوریتم ترکیبی از الگوریتم رقابت استعماری و قواعد غلبه برای حل مسائل با ابعاد بزرگ ارائه می شود. به منظور ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهادی، تعدادی مساله نمونه تولید و حل می شوند. نتایج محاسباتی حاکی از آن است که الگوریتم عملکرد خوبی برای مسائل با ابعاد بزرگ دارد.
    کلیدواژگان: زمان بندی یکپارچه، مسیریابی وسایل نقلیه، ارسال دسته ای، هزینه نگه داری، الگوریتم رقابت استعماری، قواعد غلبه
  • عادله کردگاری *، کوروش عشقی، حسین اکبری پور صفحات 83-101
    در این پژوهش، به عنوان نخستین نوآوری، مدلسازی عدد صحیح مساله ترکیب سرویس ها ضمن رعایت ساختار عمومی ترکیب سرویس ها (متشکل از ساختارهای متوالی، موازی و حلقه ای) ارایه شده و حمل و نقل بین منابع تولیدی پراکنده در سطح جغرافیا نیز به عنوان یک نوآوری جدید در مدل ریاضی لحاظ گردیده است. در ادامه، دو مساله نمونه ی متفاوت از ترکیب سرویس های ساخت و تولید توسعه می یابد به نحوی که در آنها هر یک از مراکز استان های ایران شامل یک کارخانه تولیدی هستند و توانایی انجام برخی از سرویس های از پیش تعیین شده را خواهند داشت. جهت حل بهینه مسائل نمونه مذکور از الگوریتم شاخه و کران بهره گرفته می شود. علاوه بر این، پیش از توسعه الگوریتم فراابتکاری به منظور حل مساله، آنالیز چشم انداز مساله ترکیب سرویس ها صورت می پذیرد. نتایج این آنالیز بیان می دارد که چشم انداز مساله ساختار تصادفی یکنواخت دارد و بهینه های محلی در فضای حل مساله پراکنده شده اند. در چنین شرایطی، الگوریتم های مبتنی بر یک جواب می توانند با آغاز از هر پاسخ اولیه و پس از چند تکرار به یک بهینه محلی نایل آیند. لذا به منظور حل مساله، ساده ترین الگوریتم فراابتکاری مبتنی بر یک جواب، یعنی الگوریتم جست وجوی محلی نیز می تواند راهگشا باشد. در پایان، نتایج الگوریتم فراابتکاری با نتایج الگوریتم دقیق مورد مقایسه قرار گرفته که توانایی الگوریتم جست وجوی محلی در حل بهینه و یا نزدیک به بهینه مساله ترکیب سرویس ها با هزینه محاسباتی کمتر را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: ساخت و تولید ابری، ترکیب سرویس ها، بهینه سازی، الگوریتم جستجوی محلی، آنالیز چشم انداز
  • وحید عبدالله زاده، عیسی نخعی کمال آبادی *، سید محمد حاجی مولانا، سید حسام الدین ذگردی صفحات 103-117
    در این تحقیق، زمان بندی یکپارچه بارگیری و توزیع فرآورده های نفتی پرمصرف از انبارهای نفت چندگانه مورد مطالعه قرار گرفته است. توزیع فرآورده های نفتی پرمصرف مستلزم حمل مستقیم بر اساس سفارش های صادر شده از سوی مشتریان می باشد. در این مقاله مدل ریاضی جهت برنامه ریزی یکپارچه بارگیری و توزیع فرآورده های نفتی پرمصرف از انبارهای مختلف با هدف حداقل کردن مجموع هزینه های خرید، حمل و توزیع و تاخیر در تحویل فرآورده ها ارائه می گردد. با توجه به ماهیت NP-hard این مسئله، روش حلی ترکیبی، مبتنی بر شبیه سازی جهت ایجاد و حفظ پاسخ های موجه و الگوریتم های فراابتکاری جهت جستجوی فضای جواب ارائه شده است. کارایی رویکرد حل پیشنهادی از طریق حل مسائل نمونه تصادفی در ابعاد مختلف مورد بررسی قرار گرفته و عملکرد الگوریتم های GA-MPC و 2011 SPSO با ویرایش های اولیه این الگوریتم ها مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج مقایسات، نشان دهنده عملکرد بهتر الگوریتم ژنتیک در اغلب مسائل با ابعاد واقعی نسبت به سایر الگوریتم های بررسی شده است.
    کلیدواژگان: زمان بندی یکپارچه بارگیری و توزیع، الگوریتم های فراابتکاری، مدل سازی، حمل مستقیم
|
  • Vahed Moradi, Mehdi Yousefi Nejad Attari *, Hiwa Farughi Pages 1-17
    In this paper, three-machine scheduling problem in robotic production cells that producing different parts and ‎assuming the tool change has been investigated. The main issue in this article is make decisions about how to move ‎the parts by a robot between machines, the order of parts to robotic production cells as well as how to tool switch on ‎the machine is to achieve the optimum cycle time. A new approach to calculate the number of tool switching is ‎provided. Then a programming model for minimizing cycle time is presented in this problem and the results showed ‎that tool changing and parts sequencing has a direct impact on robot movement policy and cycle time. Finally, ‎numerical examples have been studied using Genetic algorithms. The results were compared with software GAMS. ‎It has been proven that GAMS does not answer for more than eight parts in a reasonable time, but examples up to ‎‎80 different parts using Genetic Algorithm reach to answer in a reasonable time.‎
    Keywords: Scheduling, Robotic Production Cell, Tool switching, sequencing, GA
  • Majid Kordbacheh, Ramin Sadeghian * Pages 19-31
    Process planning and scheduling are two key sub-functions in the manufacturing system. Traditionally, these two, were carried out in separate and sequential way with a single criterion optimization and regard to some hypothesizes. In real- world these hypothesizes such as resources and machines permanent availability and process planning inflexibility make the solution will become infeasible. In this paper to improve efficiency and adapt more to the real- world production, with four criteria, alternative operation sequences and dynamic feature such as machine breakdown and new order arrival used to optimize integrated process planning and scheduling (IPPS) problem. In solving problem process, cooperative game theory based on compromise method has been developed and a meta heuristic hybrid algorithm (GA ,TS) are used. The approach has been tested and the result show that the developed approach is a proper method to solve a multi objective IPPS with supposed constraints.
    Keywords: Integrated process planning, scheduling, Cooperative game theory, Multi objective, Dynamic features
  • Mohammad Kaviyani Charati, S.H. Ghodsypour, jafar Gheidar, Kheljani * Pages 33-47
    Growths of technology and innovation have made continual changes in fashion business and costumer tastes. In situations like that, retailers and manufacturers select agility and flexibility as their main supply chain strategies. In this study, a bi-level model including the retailer and manufacturer who traditionally compete on the product quantity and price is proposed; then another model is developed by adding some characteristics of agility to first model. In the proposed model, in addition to the competition between the supply chain members, influences of the customers’ behavior on the decisions of supply chain members are considered. This study is aimed at proposing efficient solutions for determining the price and quantity of ordering and production, considering the situations of competition, customers and market toward maximization of the manufacturers’ and retailers’ profit. The proposed bi-level model is converted to a single-level one using the Karush-Kuhn-Tucker (KKT) and the results of the model are investigated and discussed by employing in a numerical example. Results show that the retailer and manufacturer, by making proper and precise decisions, can increase their sale price. Further, by improving their decisions, they can reduce the product clearance sale at the end of the sales season, which ends in the growth of profit for both of the supply chain members.
    Keywords: Competitive Supply Chain, Quick Response, Agile Manufacturing, Bi-level Stackelberg
  • Dorrin Saffari, abdollah aghaie *, emad roghanian Pages 49-61
    In this paper, we investigate location-allocation problem for multi-layer congestible facilities. In many real word location situations, a service center is not capable of serving all the simultaneous requests made for the service and as a result forming queues and congestion is inevitable. For this purpose, a multi-objective nonlinear integer programming model for queuing facility location problem with the same framework to the M/M/1 series queuing network is designed, in which facilities have several layers and customers should pass all the layers for service completion. The objective functions of the model are minimizing the sum of customers traveling times to facilities and waiting times in the system, and minimizing the maximum idle probability of the facilities. The proposed mathematical model is validated by sensitivity analysis, and the effect of the probable variations of the parameters on the Pareto solution is investigated. The results show that the model behaves correctly to the sensitive parameters of the problem. To evaluate the model, some numerical experiments are presented and solved with the Augmented ε-‏constraint technique of multi-objective optimization as well. The appropriate location among potential sites for appropriate number of facilities and allocation of customers to facilities of each layer are determined by Pareto optimal solutions found.
    Keywords: Location-allocation, Multi-layer service, Queuing theory, Multi-objective optimization, Augmented ?-constraint method
  • Leyla Izadi, Fardin Ahmadizar *, Jamal Arkat Pages 63-81
    In this paper, integrated scheduling of production and distribution with vehicle routing problem is considered. A manufacturer with parallel production lines receives customer orders; after producing them, they are then delivered to the customers in batches by a fleet of vehicles. Unlike a direct delivery of products from the manufacturer to each customer, batch delivery reduces the transportation costs because of the maximum utilization of the vehicle capacities, but it may increase the holding and tardiness costs. The objective is to find an integrated schedule of production and distribution so as to minimize the setup, holding, distribution and tardiness costs. The problem is first formulated as a mixed integer linear programming model. In view of its NP-hardness, a procedure by incorporating dominance properties with imperialist competitive algorithm is then proposed to solve large-sized problem instances. To evaluate the performance of the proposed algorithm, several instances are generated and solved. Computational results demonstrate that the algorithm has a good performance for large problems.
    Keywords: Integrated scheduling, Vehicle routing, Batch delivery, Holding cost, Imperialist competitive algorithm, Dominance properties
  • Adeleh Kerdegari *, Koroush Eshghi, Hossein Akbaripour Pages 83-101
    Service Composition (SC) is an important problem in the Cloud Manufacturing (CM) paradigm in which, after receiving customers’ requests, a composition of cloud services is determined for accomplishment of their needs. Actually, a customer’s need is decomposed to some distinct tasks such that a manufacturing resource or a group of them can perform each task. The ultimate goal of SC is optimal assignment of tasks to resources while specific objective function(s) and constraint(s) are considered. In this paper, as the main contribution, an Integer Programming (IP) model of service composition problem is presented which includes transportation between manufacturing resources scattered over the globe. Then, two different scenarios of SC problem are generated such that each center of Iran's provinces includes a resource which can perform some pre-determined tasks. In addition, distance of center of Iran's provinces as well as transportation time between them are estimated based on real data. In order to solve the mentioned scenarios, Branch and Bound (B&B) exact algorithm is used. Furthermore, before developing a metaheuristic algorithm for implementation in service composition problem, landscape analysis of the problem is completed. Based on the results of this analysis, the problem has a random uniform nature and its local optima are scattered over the search space. As a result, simple single-solution based algorithms such as Local Search (LS) heuristic can be efficient in SC problem solving. Results of comparison between B&B and LS algorithms indicate superiority of LS in finding optimum or near-optimum solution with lower computational cost.
    Keywords: Cloud Manufacturing, Service Composition, Optimization, Local Search Algorithm, Landscape Analysis
  • Vahid Abdollahzadeh, Isa Nakhai Kamalabadi *, Seyed Mohammad Hajimolana, Seyed Hesamodin Zegordi Pages 103-117
    In this research, we study the scheduling of loading and distribution for high consumption oil products while distributed warehouses are assumed. The high consumption of oil products requires direct shipment of orders issued by different customers in different geographical locations. The integrated nonlinear model is proposed to minimize the total cost of the supply chain including purchasing cost, loading, transportation, and late delivery costs. Because of the NP-hard nature of the problem, we proposed a new simulation based algorithm utilizing meta-heuristic algorithms. Then, we conducted several experiments to evaluate the efficiency proposed solution approach. Moreover, we evaluated the performance of the latest versions of genetic algorithm (GA-MPC) and particles swarm optimization (SPSO 2011) as well as the traditional versions within the proposed algorithm to solve the real-world scale problems. The results illustrate the better performance of genetic algorithm for large-scale problems.
    Keywords: Integrated loading, distribution scheduling, Modelling, Direct shipment, Meta-heuristic algorithms