nsga-ii algorithm
در نشریات گروه مدیریت-
سیستم تولید سلولی پویا، یکی از سیستم های تولیدی شناخته شده است که امکان افزایش میزان واکنش پذیری، انعطاف پذیری و چابکی را در تولید ، به منظور رقابت در بازار فراهم می کند؛ ولی با رشد توسعه صنعتی و توجه روزافزون جوامع به میزان مصرف انرژی و شرایط کارکنان در تولید، با چالش جدیدی مواجه شده است؛ به نحوی که باید مباحث پایداری را از همان ابتدا و در طراحی چیدمان تسهیلات بگنجاند. این مقاله یک مسیله بهینه سازی چندهدفه را در یک سیستم تولید سلولی پویا، با در نظر گرفتن میزان مصرف انرژی (الکتریکی) و توجه به ایمنی محیط کار کارکنان بررسی می کند. برای این امر یک مدل جدید، توسعه یافته است که حداقل سازی هزینه های جابه جایی و بازآرایی تسهیلات، حداقل سازی خطرات محیط کار (خطر بالقوه قرارگیری ماشین آلات در مکان خاص) و مصرف انرژی الکتریکی در عملیات تولید محصول را دنبال می کند. به منظور نزدیک شدن مدل به شرایط واقعی، دیگر موضوعات مربوط به محیط واقعی تولید، مانند استخدام و اخراج اپراتورها در هر دوره، آموزش، دستمزد و تخصیص نیز در مدل گنجانده شده است. مدل پیشنهادی با طراحی نمونه هایی در ابعاد مختلف و با استفاده از روش اپسیلون، محدودیت و الگوریتم فرا ابتکاری NSGA-II و MOPSO حل و با استفاده از شاخص های عملکردی (میانگین فاصله از ایده آل، پراکندگی، یکنواختی و زمان پردازش) مقایسه و با استفاده از آزمون T تحلیل شده است. نتایج نشان داد کیفیت جواب های حاصل از الگوریتم NSGA-II نسبت به دیگر روش ها بهتر بوده و از نظر زمان حل، حداقل 2 برابر زودتر از روش اپسیلون محدودیت به جواب رسیده است.
کلید واژگان: چیدمان تسهیلات، سیستم تولید سلولی پویا، تولید پایدار، تخصیص اپراتور، روش اپسیلون محدودیت، الگوریتم NSGA-IIPurposeThe design of facility layout and production planning accordingly is significantly important in the manufacturing industries. This type of design in traditional units is mainly based on the lowest cost of moving materials and effective environmental indicators, and social factors are ignored in the planning and design of facility layout; Therefore, usually, the arrangement does not match the human capacity, the intensity of the employees' work is not scientific and it causes a lot of damage to the physical and mental health of the employees for a long time. Considering the importance of the mentioned items, paying attention to biological issues such as energy, which is one of the main concerns of the country, and social issues, such as the safety of the operator's work environment, which is followed by governmental and non-governmental associations, can be considered a positive and new step in the layout design.
Design/methodology/approach:
In this paper, a multi-objective mathematical programming model has been developed in a dynamic cellular manufacturing system, taking into account the minimization of the costs of moving and rearranging the facilities, the minimization of the risks of the work environment (the potential risk of placing machinery in a certain place), and the consumption of electrical energy in product production operations. To make the model closer to reality, other issues related to the production environment such as hiring and firing operators in each period, training, wages and their allocation are also included in the model. The proposed model is solved by designing samples in different dimensions, applying the epsilon constraint method and meta-heuristic algorithm NSGA-II and MOPSO, using performance indicators, and associated comparison and analysis by T-test.
FindingsPerformance indices (spacing metric, diversification metric, mean ideal distance, CPU time) in solution methods were calculated and compared based on information inspired by the subject literature and the design of 15 problems with different dimensions. The results indicated that the quality of the solutions obtained from the NSGA-II algorithm was better than other methods and in terms of the solution time, the solution was reached at least two times earlier than the epsilon constraint method.
Research limitations/implications:
For future studies, it is suggested to investigate the performance of other meta-heuristic algorithms to solve the proposed model; Also, the combination of other real-world industrial factors such as financial and energy resource limitations, facility idle time, and unequal facility dimensions can be considerably valuable for future research. In addition, the uncertainty of the parameters, which is one of the main and practical issues in the real world, can be added to the model in terms of demand or processing time.
Practical implications:
The dynamic cellular manufacturing system is one of the well-known manufacturing systems that provides the possibility of increasing the level of reactivity, flexibility and agility in production to compete in the market, but with the growth of industrial development and the increasing attention of societies to the amount of energy consumption and the conditions of employees in production with a new challenge. It has been faced in such a way that it should include sustainability issues from the very beginning and in the design of the facility layout. The proposed model has provided a stable, dynamic and optimal layout by creating a balance between the dimensions of sustainability (cost, energy and layout safety) in manufacturing industries.
Social implications:
Ignoring social issues and mismanagement of human resources has resulted in unforeseen costs for manufacturing companies. This study attempts to propose a model that is closer to reality and provides a more accurate and safe arrangement by considering various dimensions of human resource management in production, such as hiring, firing, training, wages, and allocation, which are effective tools for decision-making in organizations, alongside workplace safety.
Originality/value:
In this paper, a nonlinear mixed integer programming model is proposed for the facility layout problem in a dynamic and sustainable cellular space. In this model, the amount of energy consumption, which is one of the main issues that manufacturing industries deal with, has been addressed and has helped industries in improving their performance. Two approaches have been proposed for this issue. The amount of energy used to move the machines and the amount of energy used in processing each part/product based on the selection of the best route. In this model, the best production route is selected in such a way that, in addition to reducing production costs, energy consumption in moving parts and processing each operation should be reduced.
Keywords: Facility layout, Dynamic Cellular Manufacturing System, sustainable manufacturing, Operator assignment, Epsilon constraint method, NSGA-II algorithm -
در این مقاله یک مدل ریاضی برای مسئله سیستم تولیدی همکارانه ساخت بر اساس سفارش با رعایت انصاف برای تخصیص بار های تولید طراحی شده است. اهداف اصلی مدل، کمینه سازی هزینه های کل تولید و حداکثر استفاده از منابع به منظور تخصیص عادلانه بار های تولید در شرایط عدم قطعیت است. برای کنترل پارامتر های غیرقطعی از روش برنامه ریزی فازی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش نرخ عدم قطعیت، هزینه های سیستم تولید افزایش می یابد. ازآنجاکه ظرفیت کارخانه ها ثابت است، با افزایش مقدار تقاضا، مقدار تولید افزایش و حداکثر استفاده از منابع هر کارخانه نیز افزایش می یابد؛ همچنین بر خلاف روند تغییرات هزینه سیستم، با افزایش تعداد کارخانه ها، حداکثر استفاده از منابع در دسترس کاهش یافته است. برای حل مسایل نمونه با اندازه بزرگ از الگوریتم NSGA II با یک کروموزوم مناسب برای جست وجوی فضای مسئله استفاده شده است. نتایج عددی از حل 15 مسئله نمونه، نشان از کارایی بالای الگوریتم NSGA II در حل مسئله سیستم تولیدی همکارانه در زمان بسیار کوتاه دارد.
کلید واژگان: ساخت بر اساس سفارش، برنامه ریزی فازی، سیستم تولید همکارانه، الگوریتم NSGA II، عدم قطعیتWe present a mathematical model for the problem of collaborative production system based on order with fairness to allocate production loads. The main objectives of the model are to minimize total production costs and maximize the use of resources in order to distribute production loads fairly in conditions of uncertainty. Fuzzy programming was used to control uncertain parameters. The results show that, with increasing the uncertainty rates, production system costs have increased. Since the capacity of factories is constant, with the increase in demand, the amount of production has increased and the maximum use of resources of each factory has also increased. Also, contrary to the trend of system cost changes, with the increase in the number of factories, the maximum use of available resources has decreased. To solve large sample problems, the NSGA II algorithm with a suitable chromosome is used to search the problem space. Numerical results of solving 15 sample problems show the high efficiency of NSGA II algorithm in solving the problem of cooperative production system in a very short time.
Keywords: Make to order, Fuzzy Programming, collaborative production system, NSGA II Algorithm, Uncertainty -
هدف
پیدا کردن زیرمجموعه ای از مجموعه ویژگی ها، مسئله ای است که در زمینه های مختلفی مانند یادگیری ماشین و شناسایی آماری الگوها، کاربرد گسترده ای دارد. با توجه به اینکه افزایش تعداد ویژگی ها، هزینه محاسباتی سیستم را به طور تصاعدی افزایش می دهد، این پژوهش به دنبال طراحی و پیاده سازی سیستم هایی با کمترین تعداد ویژگی و کارایی قابل قبول است.
روشبا توجه به لزوم جست وجوی کارآمد در فضای جواب، در این پژوهش برای انتخاب ویژگی در داده های چندکلاسه، از الگوریتم ژنتیک (GA) و الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نامغلوب (NSGA II) چندهدفه با هدف افزایش دقت طبقه بندی و کاهش تعداد ویژگی ها استفاده شده است. روش ارایه شده، بر مبنای دو روش طبقه بندی ماشین بردار پشتیبان (SVM) و K نزدیک ترین همسایه (KNN) روی 6 مجموعه داده اعتباری به اجرا درآمد و نتایج آن تجزیه و تحلیل شد.
یافته هاالگوریتم ژنتیک و الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نامغلوب چندهدفه برای افزایش دقت طبقه بندی و کاهش تعداد ویژگی ها در مسئله انتخاب ویژگی در داده های چندکلاسه کارکرد مناسبی دارند. نتایج به دست آمده، نشان دهنده بهبود در دقت طبقه بندی، هم زمان با کاهش چشمگیر در تعداد ویژگی ها در هر دو روش ماشین بردار پشتیبان و نزدیک ترین همسایه است.
نتیجه گیریبا توجه به نتایج، رویکرد پیشنهادشده در این پژوهش برای مسئله انتخاب ویژگی ها کارایی بسیار خوبی دارد.
کلید واژگان: برنامه ریزی چندهدفه، انتخاب زیرمجموعه ویژگی ها، الگوریتم های فرا ابتکاری، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم NSGA IIObjectiveFinding a subset of features is an issue that has been widely used in a variety of fields such as machine learning and statistical pattern recognition. Since increasing the number of features increases the computational cost of a system, it seems necessary to develop and implement systems with minimum features and acceptable efficiency.
MethodsConsidering objective, it's developmental research and in terms of two Meta-heuristic algorithms, namely genetic algorithm (GA) and multi-objective non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA II). The multi-objective method compared to the single-objective method has reduced the number of features to 50% in all instances; it doesn't make much difference in classification accuracy. The proposed method is applied on six datasets of credit data, and the results were analyzed using two common classifiers namely, support vector machine (SVM) and K-nearest neighbors (KNN). Comparing two classifiers applied on datasets, K- nearest neighbors (KNN) compared to the support vector machine (SVM) has shown relatively better performance in increasing the classification accuracy and reducing the number of attributes.
ResultsGenetic algorithm and multi objective non-dominated sorting genetic algorithm have a good performance in increasing the accuracy of classification and reducing the number of attributes in feature selection problem of multi-class data. The results also indicate an increase in classification accuracy, simultaneously with a significant decrease in the number of features in both KNN and SVM methods.
ConclusionAccording to the results, the proposed approach has a high efficiency in features selection problem.
Keywords: Multi-Objective Programming, Feature Subset Selection, Meta-heuristic algorithm, Genetic Algorithm, NSGA II Algorithm -
مدیریت زنجیره تامین غذایی به دلیل مقیاس بالایی آن در صنعت، مقدار اتلاف مواد غذایی در جهان و رابطه بین اتلاف مواد غذایی و سوء تغذیه جهانی از اهمیت بالایی برخوردار است. زنجیره تامین مواد غذایی شامل تهیه و تولید غذا و شرکت های تولیدکننده، عمده فروشی و کارخانه های توزیع، دلالان، مکان های سرویس غذا و رستوران هاست. بررسی اقلام فسادپذیر در قالب زنجیره تامین می تواند نیازهای بخشی از صنایع که با این اقلام در ارتباط هستند را برطرف کند. این مقاله مسئله طراحی شبکه زنجیره تامین مواد غذایی فاسدشدنی با ریسک اختلال را مطالعه می کند که شامل مکان یابی تسهیلات، تخصیص جریان بین تسهیلات و تصمیمات مسیریابی است و به ارایه مدل سه هدفه جهت کمینه سازی هزینه های عملیاتی شامل هزینه بازگشایی مراکز خدمات رسانی، هزینه تعمیر مسیرها در جریان اختلال و هزینه تقاضاهای برآورده نشده، کمینه سازی زمان پاسخ و بیشینه سازی قابلیت اطمینان مسیرها می پردازد. درستی مدل پیشنهادی از طریق حل با روش محدودیت اپسیلون در نرم افزار گمز بررسی می شود. از آنجا که این مسئله جز و آن دسته مسایلNP-hard به شمار می آید، برای حل آن در ابعاد بزرگ از الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب استفاده می شود. در خاتمه، جهت نشان دادن کارایی مدل پیشنهادی ارایه شده، نمونه مطالعات واقعی شامل نواحی ده گانه منطقه یک شهر تهران مورد آزمون قرار می گیرد.کلید واژگان: زنجیره تامین مواد غذایی، فسادپذیر، ریسک اختلال، الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوبFood supply chain management is very vital due to its high scale in industry, amount of wastage of food in theworld and relationship between wastage of food and under-nourishment. It consists of producing the food andmanufacturing companies, whole sale and distributors, brokers, food service places, restaurants and retail groceryfirms. Studying perishable goods in a supply chain can be helpful for industries that are related to these kinds ofgoods. Because of the important role of location and routing in a supply chain, unity of these elements leading toan efficient supply chain. Recently, multi-layer and multi-facility problems in a supply chain have been studiedin large scale. Connection between facilities (i.e., the best flow allocating between facilities and vehicle routingfor supplying the perishable foods) is one of the key subjects for this problem. This paper studies a perishable foodsupply chain network with disruption risk including the location of facilities, allocating flow between facilitiesand routing decisions. It also presents a multi-objective model to minimize the operational costs (e.g., openingcost, route repairing cost during the disruption and unsatisfied demands cost), minimize the response time, andmaximize the reliability of minimum routes. Validity of the model is investigated by the ε-constraint method inGams. Since this problem is an NP-hard one, the NSGA-II is used for solving this problem in large sizes. Finally,to show the efficiency of the proposed model, a real case study including 10 zone of district 1 of Tehran is applied.Keywords: food supply chain, perishable, disruption risk, NSGA-II algorithm
-
از اهداف مهم هر پروژه زمان، هزینه و کیفیت می باشند. امروزه، ذی نفعان هر پروژه به دنبال کاهش هزینه های کل پروژه همزمان با کاهش زمان و افزایش کیفیت پروژه می باشند. این مسئله پژوهشگران را به سوی توسعه مدل هایی که عامل کیفیت را به مدل های قبلی موازنه هزینه -زمان می افزاید، هدایت می کند. در این مقاله یک مدل موازنه زمان - هزینه - کیفیت با سه تابع هدف، کمینه کردن زمان ختم پروژه، کمینه کردن هزینه کل پروژه و بیشینه کردن کیفیت کل انجام فعالیت ها در یک شبکه PERT با فعالیت های چند حالته مورد بررسی قرار گرفت. بعد از ارایه مدل ریاضی مناسب، بر اساس یک طرح آزمایش برای سطوح ممکن هر متغیر تصمیم تعیین گردید. سپس با استفاده از فرایند شبیه سازی، مقادیر تصادفی متغیرهای تصمیم و متغیرهای پاسخ در هر بار اجرا حاصل و با به کارگیری شبکه های عصبی، یک مدل شبکه عصبی برقرار گردید. برای حل این مدل، از آنجا که مسئله مورد نظر در مقوله NP-hard قرار می گیرد، از دو الگوریتم NSGA-II و MOPSO استفاده گردید. برای ارزیابی کارایی مدل، مسایل مورد نظر در یک شبکه PERT با مقیاس های کوچک، متوسط و بزرگ آزمایش شد. پارامترهای این دو الگوریتم فراابتکاری به وسیله روش تاگوچی تنظیم و نتایج به دست آمده بر مبنای پارامترهای تنظیم شده نشان داد که الگوریتم NSGA-II نسبت به MOPSO عملکرد بهتری داردکلید واژگان: الگوریتم MOPSO، الگوریتم NSGA-II، شبکه PERT، شبیه سازی، مدیریت پروژهTime, cost and quality are important goals of any project. Todays, the demand of project stakeholders to reduce total project costs has increased simultaneously time reduction and augment in quality of the project. This leads researchers to develop models that add quality factor to previous models of cost-time balance. In this paper, a time-cost-quality trade -off model with three objective functions includes minimizing project termination, minimizing total project cost and maximizing total quality of activities in a multi-modal PERT network was investigated. After presenting the appropriate mathematical model, a decision was made on the basis of a test plan of possible levels for each variable. Then, using the simulation process, random values of decision variables and response variables were implemented at each time, and we developed a neural network model using artificial neural networks. To solve this model, since the problem is in the NP-hard category, two multi-objective meta-heuristic algorithms NSGA-II and MOPSO were used. To determine the performance of the proposed model, the problem was tested on a small, medium and large-scale PERT network. The parameters of these two meta-heuristic algorithms were adjusted by Taguchi method and the results were based on the parameters set showed that the NSGA-II algorithm performs better than the MOPSO algorithm.Keywords: MOPSO Algorithm, NSGA-II algorithm, PERT network, Simulation, Project Management
-
نشریه مدیریت فردا، پیاپی 62 (بهار 1399)، صص 195 -206
سبد سرمایه گذاری مجموعه یا ترکیبی از دارایی های مالی و غیر مالی می باشد که ممکن است توسط یک فرد و یا سازمان انجام شود و چگونگی تشکیل و بهینه سازی آن از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از نکات بسیار مهم در فرآیند سرمایه گذاری و تشکیل پرتفوی که در نظر گرفتن آن موجب تطابق هر چه بیشتر مدل با دنیای واقعی و افزایش کارآمدی آن می گردد، در نظر گرفتن عدم قطعیت موجود در بازار های مالی است. لذا هدف از این پژوهش، ارایه یک مدل دو هدفه انتخاب سبد سرمایه با قابلیت پیاده سازی در شرایط عدم قطعیت داده های مالی می باشد که بدین منظور از رویکرد بهینه سازی استوار استفاده شده است. لازم به ذکر است که بازده و ارزش در معرض خطر مشروط به عنوان اهداف مدل در نظر گرفته شده اند و محدودیت های معاملاتی تعداد سهام مجاز و حدود خرید هر سهم نیز به مدل اضافه گردیده اند. هم چنین با توجه به پیچیدگی مدل ارایه شده، از الگوریتم فرا ابتکاری NSGA-II به منظور حل مدل پیشنهادی پژوهش بهره گرفته شده است. در نهایت نیز مدل با استفاده از داده های واقعی مربوط به 100 و 200 سهم از بورس اوراق بهادار تهران برای بازه زمانی سال 1396، اجرا و حل گردید که نتایج حاکی از کارآمدی رویکرد پیشنهادی به منظور تشکیل سبد سهام با توجه به مطلوبیت ها و محدودیت های سرمایه گذار در شرایط عدم قطعیت داده های مالی می باشد.
کلید واژگان: مسئله انتخاب سبد سرمایه، محدودیت های معاملاتی، بهینه سازی استوار، عدم قطعیت، الگوریتم فرا ابتکاری NSGA-IIManagement tomorrow, Volume:19 Issue: 62, 2020, PP 195 -206Portfolio is a collection or combination of investments in financial and non-financial assets that may be carried out by an individual or organization. How to select and optimize of portfolio is very important. One of the most important points that should be considered in the proposed approach for portfolio selection, is uncertainty. Because, one of the most important features of financial markets is their uncertainty. Thus, the purpose of this study is to present a bi-objective model for portfolio selection that is capable to be used under uncertainty of financial data and for this purpose, a robust optimization approach has been used. It should be noted that return and conditional value at risk (CVaR) are considered as model objectives, and the constraints of the number of shares and the purchasing volume of each share have been added to the model. Also, due to the complexity of the proposed model, a NSGA-II meta-heuristic algorithm has been used to solve the suggested model of research. Finally, the presented model was solved by using the actual data of 200 stocks of Tehran stock market for the period of 2017 and the results were analyzed. The results indicate the efficiency of the proposed approach portfolio selection according to the investor's preferences and constraints under uncertainty of financial data.
Keywords: Portfolio Selection Problem, Trading Constraints, Robust Optimization, Uncertainty, NSGA-II Algorithm -
طبقه بندی داده ها از مباحث اساسی علم مدیریت است که از رویکردهای مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است. روش های هوش مصنوعی از مهمترین روش های طبقه بندی هستند که اغلب آنها تابع دقت کل را در ارزیابی عملکرد مد نظر قرار می دهند. از آنجاییکه در دیتاست های نامتوازن، این تابع، هزینه خطاهای پیش بینی را یکسان در نظر می گیرد، در این پژوهش علاوه بر تابع دقت کل، از تابع حساسیت نیز به منظور افزایش دقت در هر یک از کلاس های از پیش تعریف شده، استفاده شده است. به علاوه، بدلیل پیچیدگی فرآیند کسب اطلاعات از تصمیم گیرنده، از الگوریتم فرا ابتکاری NSGA II جهت استنتاج مقادیر پارامترها، (بردار وزن و سطوح برش بین کلاس ها) استفاده گردیده است. در هر تکرار، الگوریتم با استفاده از بردار وزن برآورد شده و دیتاست ها، امتیاز هر آلترناتیو را با تابع Sum Product محاسبه نموده و در مقایسه با سطوح برش تخمینی، آن آلترناتیو را به یکی از دسته ها تخصیص می دهد. سپس با استفاده از توابع برازش، دسته تخمینی و دسته واقعی را مقایسه نموده و این فرایند تا بهینه سازی پارامترها ادامه می یابد. مقایسه نتایج الگوریتم های NSGA II و NRGA، نشان دهنده کارایی بالای الگوریتم ارائه شده است.کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک با رتبه بندی نامغلوب (NSGA II)، طبقه بندی چند کلاسه، دیتاست های نامتوازن، الگوریتم NRGAData classification is one of the main issues in management science which took into account from different approaches. Artificial intelligence methods are among the most important classification methods, most of them consider total accuracy function in performance evaluation. Since in imbalanced data sets this function considers the cost of prediction errors as a fix amount, in this research a sensitivity function in used in addition to the accuracy function in order to increase the accuracy in all of the predefined classes. In addition, due to complexity in process of seeking information from decision maker, NSGA II algorithm is used to extract the parameters (Weight vector and cut levels between classes). In each iteration, based on the estimated weight vector and data sets, the algorithm calculate the score of each alternative using Sum Product function and then allocates the alternative to one of the classes, comparing to the estimated cut levels,. Then, using the fitness functions, the estimation class and the actual class will compare by two algorithms and this process will continue since optimizing the parameters. Comparison of the NSGA II and NRGA algorithms show the high efficiency of the proposed algorithm.Keywords: : NSGA II Algorithm, Multiclass Classification, imbalanced datasets, NRGA Algorithm
-
هدف
این پژوهش با هدف بررسی هم زمان دو دسته از مسائل پرکاربرد در حوزه تولید و عملیات شامل مسئله تخصیص افزونگی و تخصیص بافر انجام شده است. در این پژوهش، به دنبال بهینه سازی اهدافی از جمله دسترس پذیری، هزینه های سیستم و ظرفیت بافرها هستیم و بدین منظور متغیرهایی از جمله میزان بهینه ظرفیت بافرهای بین ماشین آلات، تعداد ماشین آلات با قابلیت اطمینان زیاد و تخصیص آنها و برنامه زمانی مناسب تعمیر و نگهداری بررسی شده است.
روشبا توجه به دسته بندی خرابی های اضطراری و پیشگیرانه برای ماشین آلات، لحاظ کردن هزینه هر نوع خرابی برای ماشین آلات و در نظرگیری تابع توزیع غیرنمایی و فزاینده برای انواع خرابی ها که به موجب آن، به دست آوردن و محاسبه توابع ریاضی مربوط به اهداف دسترس پذیری و هزینه به صورت صریح، بسیار سخت می شود، بنابراین رویکرد ترکیبی شبیه سازی، طراحی آزمایش ها و شبکه عصبی به منظور برآورد این دو تابع هدف به کارگرفته شد. همچنین به منظور تحلیل کارایی الگوریتم مورد استفاده، از الگوریتم MOPSO استفاده شد و بر اساس شاخص های سنجش کارایی الگوریتم ها با یکدیگر مقایسه شدند.
یافته هابعد از پیاده سازی مثال عددی با رویکرد مورد استفاده، نتایج تحقیق، حاکی از اعتبار متدلوژی پیشنهادی برای مسئله مورد بررسی بود.
نتیجه گیریبر اساس مجموعه جواب های به دست آمده از الگوریتم های استفاده شده، می توان ترکیب های مختلفی از متغیرهای مورد بررسی (شامل تعداد ماشین آلات در هر ایستگاه، ظرفیت بافر و مدت زمان انجام تعمیرها) را مورد استفاده قرار داد تا به سطح مناسبی از اهداف مسئله دست یابیم.
کلید واژگان: تخصیص بافر، تخصیص افزونگی، شبیه سازی، الگوریتم فراابتکاری NSGA-IIObjectiveThis research was carried out with the aim of simultaneously examining the two categories of the most commonly encountered issues in the field of production and operations including the redundancy allocation and the buffers allocation. The study sought to optimize goals such as accessibility, system costs, and buffer capacity and for this purpose, variables such as the optimum capacity of buffers between machines, the number of high-reliability machines and their allocation, and the appropriate time schedule for maintenance and repair were investigated.
MethodsConsidering the categorization of emergency and preventive failures for machinery, taking into account the cost of any failure for machinery, and considering the non-exponential and increasing distribution function for a variety of failures, it is very difficult to obtain and calculate mathematical functions related to the objectives of Availability and Cost explicitly. Therefore, a combination of simulation, experimental design, and neural network approach was used to estimate these two objective functions. In order to solve the proposed model, the NSGA-II algorithm was coded in MATLAB. Also, in order to analyze the efficiency of the suggested Algorithm, the MOPSO Algorithm was used and the Algorithms were compared with each other based on the performance measures of the algorithms.
ResultsAfter applying the numerical example with the approach used, the results of the research indicate the validity of the proposed methodology for the problem under study.
ConclusionBased on the set of solutions obtained from the algorithms used, different combinations of variables (including the number of machines per station, buffer capacity and duration of repairs) can be used to achieve the appropriate level of objectives.
Keywords: Buffer allocation problem, Redundancy Allocation Problem, simulation, NSGA-II Algorithm -
هدفدر شرکت های پتروشیمی، شیفت های کاری گوناگون و طولانی مدت، می تواند سلامت جسمی و روحی کارکنان را به مخاطره بیندازد؛ در حالی که با زمان بندی مناسب و توجه به قوانین و سیاست های کاری، می توان پیامدهای ناشی از شیفت های کاری آنان را کاهش داد. هدف این پژوهش، ارائه مدل مناسبی برای زمان بندی نیروی انسانی شرکت های پتروشیمی است؛ به گونه ای که با رعایت نیازهای شرکت و شمار بهینه کارکنان در هر شیفت، هزینه های شرکت کمینه و عملکرد و ترجیحات کارکنان نیز بیشینه شود.روشبرای مدل سازی مسئله پژوهش از برنامه ریزی عدد صحیح استفاده شد. به دلیل پیچیدگی مدل و نیز چندهدفه بودن آن، در حل مدل ریاضی پیشنهاد شده، از الگوریتم NSGA-II استفاده شد. برای دستیابی به کارایی بهتر الگوریتم، پارامترهای آن با روش تاگوچی کالیبره گردید.یافته هابر اساس یافته های به دست آمده از سناریوهای مختلف، مدل 21 روزه کار بهتر از مدل کاری 16 روزه است. همچنین، از آنجا که مدل چند هدفه بوده و با رویکرد پارتو حل شده است، تصمیم گیرنده می تواند، با توجه به شرایط، یکی از راه حل های بهینه پارتو را انتخاب کنید.نتیجه گیریاگرچه شیفت بندی و گزینش مدل کاری مناسب برای شرکت های پتروشیمی، پیچیدگی فراوانی دارد، الگوریتم NSGA-II می تواند در تصمیم گیری برای انتخاب بهترین مدل کاری، ابزاری شایسته و توانمند باشد.کلید واژگان: زمانبندی، شیفتبندی، برنامه ریزی عدد صحیح، بهینهسازی چند هدفه، الگوریتم NSGA-II، رویکرد پارتوObjectiveIn petrochemical companies, the existence of various, long job shifts can endanger the physical and mental health of employees, while having a proper timetable, in accordance with labor laws and policies, can help reduce the consequences of the disruption of their work shifts. The purpose of this research is to develop a model for timing the manpower of petrochemical companies in such a way that, by meeting the requirements of the company and the optimal number of employees in each shift, it can minimize the company's payment costs, and maximize the performance and preferences of the employees.MethodsThe researchers used integer programming model. Because of the complexity of the issue and the multi-objective nature of the model, to solve the mathematical model, NSGA-II algorithm has been used. In order to obtain a better performance of the algorithm, its parameters were tuned using the Taguchi calibration method.ResultsBased on the findings from various scenarios, the 21-day working model is better than the 16-day working model. Since the model is multi-objective and is solved using the Pareto's approach, the decision maker can, according to the circumstances, choose one of the optimal Pareto solutions.ConclusionPetrochemicals can apply scientific and optimum operation research approaches and its applications, in order to set up employee work schedules, create work-life balance, reduce work-related fatigue, decrease job burnout and improve their performance and productivity. Although scheduling and selecting the appropriate working model is complicated for petrochemical companies, NSGA-II algorithm can be used as an apt and powerful tool in decision making over choosing best working model.Keywords: Scheduling, roistering, Integer planning, Multi objective optimization, NSGA-II Algorithm, Pareto approach
-
این پژوهش به بررسی مساله زمانبندی چند حالته پروژه با در نظر گرفتن برنامه ریزی پرداخت و منابع محدود پرداخته می شود، بطوریکه در مساله پیشنهادی جهت هر چه بیشتر در نظر گرفتن شرایط حاکم در دنیای واقعی، منابع تجدیدپذیر (از جمله نیروی انسانی، ماشین آلات و تجهیزات) و همچنین منابع تجدیدناپذیر (از جمله مصرفی و پول) همزمان در نظر گرفته می شوند. در ادامه پژوهش نیز مبحث زمانبندی و برنامه ریزی پرداخت پروژه با اهداف افزایش NPV پروژه و کاهش زمان اتمام پروژه در مساله مورد بررسی قرار می گیرد. به همین دلیل ابتدا بر اساس فرضیات مطرح شده در فضای مساله، مدل برنامه ریزی غیرخطی ریاضی جهت فرموله سازی مساله ارائه می شود. سپس جهت اعتبارسنجی مدل، چندین مساله نمونه در ابعاد مختلف طراحی می شود و سپس توسط نرم افزار GAMS و روش محدودیت اپسیلون حل می شود. جهت حل مساله در ابعاد بزرگ نیز از روش الگوریتم NSGA-II بهره می بریم و کارایی آن از طریق مقایسه با روش محدودیت اپسیلون سنجیده می شود.کلید واژگان: مساله زمانبندی چند حالته پروژه، ارزش فعلی خالص، برنامه ریزی پرداخت پروژه، روش محدودیت اپسیلون، الگوریتم مرتب سازی نامغلوبThis research studies the multi-mode project scheduling problem aiming to planning of payments considering limited resources. This model tries to propose a schedule as much as possible close to reality with taking the realistic assumptions into account. In the proposed model, renewable resources (including manpower, machinery, and equipment) as well as non-renewable resources (including consumption and money) are simultaneously considered. Then, the issues of scheduling and planning the project payment with the objectives of increasing the NPV of the project and reducing the completion time of the project in are examined. In doing so, a nonlinear mathematical programming model is presented based on the assumptions made in the problem space, to formulate the problem. Then, to validate the model, several random instances are designed in different dimensions and solved by GAMS software and ε-constraint method. To tackle the problem in large dimensions, we also proposed the NSGA-II algorithm. Finally, efficiency of the developed methodology is measured by comparing the results with ε-constraint method.Keywords: Multi-mode project scheduling, NPV, project payment scheduling, ?-constraint method, NSGA-II algorithm
-
سیستم های تولید سلولی یکی از مهم ترین روش های تولید به شمار می روند. در این مقاله، با توجه به انعطاف پذیری در پردازش عملیات، تخصیص ماشین به هر عملیات و تعریف فازی پارامترهای هزینه، یک مدل چندهدفه برای تشکیل یک سیستم تولید سلولی در شرایط پویا ارائه می شود. در مدل پیشنهادی، اهداف حداقل سازی هزینه های سیستم تولید و حداقل سازی واریانس هزینه های فازی درنظر گرفته می شوند. همچنین، به منظور دستیابی به جواب های موثر، یک الگوریتم ترکیبی از NSGA-II و شبیه سازی تبرید تدریجی پیشنهاد می شود و طراحی آزمایشات تاگوچی برای تنظیم پارامترهای این الگوریتم به کار می رود. برای بررسی کارایی الگوریتم پیشنهادی، نتایج به دست آمده از حل چندین مسئله نمونه مختلف، براساس شاخص های زمان CPU، فاصله نسل ها، فاصله بندی و کیفیت جواب ها با نتایج الگوریتم اولیه NSGA-II مقایسه و تحلیل می شود.
کلید واژگان: زمان بندی سیستم تولید سلولی، تئوری فازی، الگوریتم NSGA-II، شبیه سازی تبرید تدریجیCellular manufacturing systems (CMSs) are as one of the most important manufacturing methods.In this paper, is presented a multiple objective model to constitute a CMS under dynamic conditions subject to flexibility of operation processing, assigning machine to each operation and defining cost parameters as fuzzy numbers. In the proposed model, are considered objectives such as minimization of manufacturing system costs and fuzzy costs variance. Also in this paper, in order to attainment of effective solutions, is proposed a hybrid algorithm by NSGA-II and progressive Simulated Annealing (SA) and is applied experimental design of Taguchi for tuning the parameters of this algorithm. For surveying efficiency of the proposed algorithm, results obtained from solving several different sample problems, based on criteria of CPU time, generational distance, spacing and quality metric, are compared and analyzed with results of NSGA-II original algorithm.
Keywords: Cellular Manufacturing System Scheduling, Fuzzy Theory, NSGA-II Algorithm, Progressive Simulated Annealing (SA) -
در این پژوهش به بررسی مسئلهی یکپارچه منبع یابی و سیاست موجودی پرداخته ایم. در بازار رقابتی امروز، منبع یابی از مهم ترین مسائل تصمیم گیری راهبردی سازمان ها است. بسیاری از سازمان ها حجم عظیمی از سرمایه خود را در قالب موجودی نگهداری می کنند؛ بنابراین تصمیمات تاکتیکی کنترل موجودی و انتخاب سیاست بهینه موجودی تاثیر بسیاری بر هزینه آن ها خواهد داشت. تاکنون تحقیقات کمی در حوزه یکپارچه سازی منبع یابی و سیاست موجودی صورت گرفته است. در مسائل واقعی محاسبه دقیق هزینه کمبود موجودی کاری دشوار است. برای رفع این مشکل در این پژوهش، تعداد کمبود به عنوان هدفی مجزا در نظر گرفته شد. ازآنجاکه تقاضای کارخانه ها و زمان تحویل احتمالی هستند، با روش های معمول نمی توان تابع هدف را محاسبه کرد؛ بنابراین برای تخمین مقدار تابع هدف، از شبیه سازی استفاده کردیم. مسئله مطرح شده در این پژوهش از نوع NP-Hard است؛ بنابراین برای یافتن جواب بهینه مسئله از روش های فراابتکاری چندهدفه NSGA-II و MOPSO استفاده کردیم. برای آزمون مدل و الگوریتم ارائه شده، شش مسئله آزمایشی از کوچک تا بزرگ طراحی کردیم و سپس کیفیت تخمین های پارتوی به دست آمده از دو الگوریتم را توسط شش معیار مورد ارزیابی قراردادیم. نتایج نشان دادند که جواب های تولیدشده توسط الگوریتم NSGA-II از کیفیت بیشتری برخوردارند.کلید واژگان: منبع یابی، سیاست کنترل موجودی، بهینه سازی چندهدفه، بهینه سازی شبیه سازی، الگوریتم NSGA، II، الگوریتم MOPSOIn today's competitive market, sourcing is one of the most important strategic decisions of organizations. This problem by considering such factors as transportation, quality and production capacity, selects suppliers for long-term cooperation. Inventory control tactical decisions and selection of optimal inventory policy have a great impact on the cost because many organizations have a tremendous amount of capital in the form of inventory. So far, little research has been done in the area of integrated sourcing and inventory policy and systematic approach to this issue has not yet been considered. In this study, we sought to fill this research gap. In real world problems, it is difficult to calculate the exact cost of inventory shortages. To resolve this problem, shortage number was considered as a separate goal. Also, due to the probabilistic nature of the demand of plants, the objective functions cannot be calculated with conventional methods, so simulation was used to estimate the fitness of objective functions. The issue raised in this study is NP-Hard, so multi-objective meta-heuristics were used for finding the optimum solutions. Then six test problems were developed from small to large. The quality of the Pareto approximation obtained from the NSGA-II and MOPSO algorithms were evaluated by six criteria. Results showed that the solutions generated by the NSGA-II algorithm, the higher the quality.Keywords: Sourcing, Inventory Control Policy, Multi-Objective Optimization, Simulation Optimization, NSGA-II Algorithm, MOPSO Algorithm
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.