پایان نامه بهینه‌سازیِ شبیه‌سازیِ برنامه تولید با استفاده از الگوریتم ژنتیک

دانشگاه یـــزد

مدیریت، اقتصاد و حسابداری

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مدیریت صنعتی – تولید صنعتی

  عنوان:

بهینه‌سازیِ شبیه‌سازیِ برنامه تولید با استفاده از الگوریتم ژنتیک

(مطالعه موردی: کارخانه کاشی گلدیس)

استاد راهنما :

دکتر علیرضا ناصر صدرآبادی

زمستان 93

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(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 آن‌ها 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 استفاده 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 استفاده 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

فصل اول کلیات پژوهش 1

1-1- مقدمه 2

1-2- بیان مسئله 3

1-3- ضرورت انجام پژوهش 4

1-4- سوالات پژوهش 4

1-5- اهداف پژوهش 5

1-5-1- اهداف کلی 5

1-5-2- اهداف خاص و مصداقی 5

1-6- قلمرو پژوهش 6

1-7- تعریف واژگان کلیدی 6

1-8- جمع‌بندی 7

فصل دوم ادبیات تحقیق 9

2-1- مقدمه 10

2-2- مدیریت تولید و سیستم‌های تولیدی 11

2-2-1- پارادایم‌های تولید 11

2-1-1-1- تولید دستی 12

2-1-1-2-تولید انبوه 12

2-1-1-3- تولید ناب 12

2-1-1-4- تولید چابک 13

2-3- انواع سیستم‌های تولیدی 13

2-4- دسته‌بندی سیستم‌های تولیدی 14

2-5- آشنایی با فرآیندهای 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 ابتکاری 20

2-7-2- شبیه‌سازی برای ارزیابی راهکارهای متفاوت زمان‌بندی 21

2-7-3- شبیه‌سازی برای تقلید رفتارهای تصادفی سیستم 22

2-8- درنگی بر مفاهیم شبیه‌سازی 23

2-8-1- سیستم 23

2-8-2- مدل 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- الگوریتم نزول 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- جستجوی ممنوع 32

2-14-3-1- تاریخچه و زمینه پیدایش 33

2-14-3-2- خط سیر الگوریتم جستجوی ممنوع 33

2-14-4- الگوریتم مورچگان 34

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- الگوریتم ژنتیک 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- پیشینه پژوهش 43

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

فصل سوم روش تحقیق 51

3-1- مقدمه 52

3-2- نوع تحقیق 52

3-3- مراحل تحقیق 54

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

3-4-1-3- جریان مواد 57

3-3-1-4- نمودارهای فرآیند جریان 58

3-4-2- تعریف مسئله 62

3-4-3- تعیین اهداف و طرح کلی پژوهش 64

4-3-4- مدل‌سازی 64

3-4-4-1- روش مدل‌سازی 65

3-4-4-2- انتخاب نرم‌افزار برای شبیه‌سازی سیستم 67

3-4-5- گردآوری داده‌ها 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- تأیید مدل 72

3-4-7-1- تکنیک‌های تأیید مدل 72

3-4-8- اعتبارسنجی مدل 73

3-5- ترکیب مدل شبیه‌سازی شده با الگوریتم ژنتیک 73

فصل چهارم اجرای مدل و تحلیل نتایج 75

4-1- مقدمه 76

4-2- ورودی‌های مدل 76

4-2-1- کارایی ایستگاه‌های کاری 76

4-2-2- اجزای یک مدل شبیه‌سازی 76

4-2-3- زمان‌سنجی 80

4-3- اجرای مدل 82

4-3-1- تایید مدل 82

4-3-2- اعتبارسنجی مدل 83

4-3-3- اجرای مدل 85

4-4- خروجی های مدل 85

فصل پنجم نتیجه‌گیری و پیشنهادات 89

5-1- مقدمه 90

5-2- نتایج 90

5-3- پیشنهادات کاربردی 91

5-4- پیشنهادات برای تحقیقات آتی 92

منابع 93

فهرست اشکال

شکل 2-1- دسته‌بندی انواع سیستم‌های تولیدی ]11[ 14

شکل 2-2- خط جریان کارگاهی با انبار میانگیر]6[ 17

شکل 2-3- بخشی از ورودی‌ها و خروجی‌های یک مدل شبیه‌سازی برنامه‌ریزی و زمان‌بندی تولید]6[ 19

شکل 2-4- تعبیه بخش تهیه برنامه زمان‌بندی در شبیه‌ساز برنامه‌ریزی و زمان‌بندی تولید]6[ 20

شکل 2-5- تنظیم پارامترهای الگوریتم ابتکاری (فراابتکاری) در شبیه‌ساز برنامه‌ریزی و زمان‌بندی تولید]6[ 21

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 کلی 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 فرآیند تولید کاشی 57

شکل3-4- نمایش جریان مواد 57

شکل3-5– نمایش محل انبارهای میانگیر سیستم 63

شکل 3-7- مراحل ارائه مدل معتبر از ورودی‌های سیستم 69

شکل 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- فرآیند جریان واحد پرس 58

نمودار3-2- فرآیند جریان واحد لعاب 59

نمودار3-3- فرآیند جریان واحد کوره 60

نمودار3-4 فرآیند 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 4-2- عناصر مدل 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 4-7- زمان‌ تنظیمات 77

جدول 4-8- درصد ضایعات در هر مرحله 78

جدول4-9 – رویدادهای مدل 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

شکل 4-5 – رویدادهای آینده 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

جدول5-1- خروجی نهایی مسئله

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.