دانلود پایان نامه : سیستم برنامه ریزی و کنترل تولید در صحن کارخانه با استفاده از همکاری عامل های هوشمند برای حصول به سفارشی سازی انبوه

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکاترونیک

عنوان : سیستم برنامه ریزی و کنترل تولید در صحن کارخانه با استفاده از همکاری عامل های هوشمند برای حصول به سفارشی سازی انبوه

دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
دانشکده مکانیک

پایان نامه کارشناسی ارشد
رشته مهندسی مکاترونیک

عنوان
سیستم برنامه­ ریزی و کنترل تولید در صحن کارخانه با استفاده از همکاری عامل­های هوشمند برای حصول به سفارشی­سازی انبوه

استاد راهنما

دکتر مهرداد کازرونی

بهمن 1388

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)

فهرست مطالب

فصل 1: مقدمه. 5

1-1- مقدمه. 6

1-2- نوآوری­های تحقیق.. 7

1-3- ساختار پایان نامه . 7

فصل 2: سفارشي‌سازي در توليد انبوه. 9

2-1- مقدمه. 10

2-2- سطوح سفارشي‌سازي.. 12

2-3- توانمندي‌هاي مورد نياز براي اجراي سفارشي‌سازي در تولید انبوه 16

2-5- جمع­بندی و نتیجه­گیری.. 18

فصل 3: برنامه­ ریزی و زمانبندی.. 19

3-1- مقدمه. 20

3-2- مدلسازی سیستم تولید در برنامه­ ریزی و زمانبندی.. 21

3-3- کارها، ماشینها و کارگاهها 24

3-4- معیارهای کارایی در زمانبندی تولید. 28

3-5- مدلسازی ریاضی مسأله زمانبندی کارگاه منعطف.. 32

3-6- پیشینه تحقیق در زمینه زمانبندی کارگاه منعطف.. 35

3-7- جمع­بندی و نتیجه­گیری.. 37

فصل 4: فرااکتشافات در بهینه­سازی.. Error! Bookmark not defined.

4-1- مقدمه. 80

4-2- تعاريف اوليه. 80

4-3- روشهاي مبتنی بر مسیر. 85

4-4- روشهاي جستجوي محلي کاوشگرانه. 92

4-5- روشهاي مبتني بر جمعيت.. 97

4-6- جمع­بندی و نتیجه­گیری.. 107

فصل 5: بهینه­سازی چندهدفه با حرکت جمعی ذرات.. 40

5-1- مقدمه. 41

5-5- جمع­بندی و نتیجه­گیری.. 61

فصل 6: کاربرد DbMOPSO در  برنامه­ ریزی و زمانبندی کارگاه منعطف.. 63

6-1- مقدمه. 64

6-2- فضای جستجو. 65

6-3- مسائل مورد بررسی.. 66

6-4- نتایج شبیه سازی.. 71

6-6- جمع­بندی و نتیجه­گیری.. 75

فصل 7: جمع­بندی و نتیجه­گیری.. 76

7-1- مقدمه. 77

7-2- دستاوردهای تحقیق.. 77

7-3- محورهای مطالعه و گسترش بیشتر. 78

مراجع. 109

 

 

 


 

فهرست جداول

جدول 2-1: سطوح سفارشی سازی عام 15
جدول 6-1: زمانهای اجرای عملیات مربوط به نمونه مسئله 1 95
جدول 6-2: زمانهای اجرای عملیات مربوط به نمونه مسئله 2 96
جدول 6-3: زمانهای اجرای عملیات مربوط به نمونه مسئله 3 97
جدول 6-4: زمانهای اجرای عملیات مربوط به نمونه مسئله 4 98
جدول 6-5: مقادیر توابع هدف راه حل­های بدست آمده برای مسئله نمونه 1 توسط کاسم و همکاران 100
جدول 6-6: مقادیر توابع هدف راه حل­های بدست آمده برای مسئله نمونه 1 با استفاده از الگوریتم DbMOPSO 100
جدول 6-7: مقادیر توابع هدف راه حل­های بدست آمده برای مسئله نمونه 2 توسط کاسم و همکاران 101
جدول 6-8: مقادیر توابع هدف راه حل­های بدست آمده برای مسئله نمونه 2 با استفاده از الگوریتم DbMOPSO 101
جدول 6-9: مقادیر توابع هدف راه حل­های بدست آمده برای مسئله نمونه 3 توسط کاسم و همکاران 102
جدول 6-10: مقادیر توابع هدف راه حل­های بدست آمده برای مسئله نمونه 3 با استفاده از الگوریتم DbMOPSO 102
جدول 6-11: مقادیر توابع هدف راه حل­های بدست آمده برای مسئله نمونه 4 توسط کاسم و همکاران 103
جدول 6-12: مقادیر توابع هدف راه حل­های بدست آمده برای مسئله نمونه 4 با استفاده از الگوریتم DbMOPSO 103

 


 

فهرست اشکال

شکل 3-1: نمودار جریان اطلاعات در یک سیستم تولیدی 23
شکل 4-1: الگوریتم بهبود تکراری 46
شکل 4-2: الگوریتم گداخت شبیه­سازی شده 46
شکل 4-3: ایده جستجوی محلی هدایت شده 54
شکل 4-4: یک مرحله دلخواه از ILS 56
شکل 4-5: قالب کلی الگوریتم­های محاسبات تکاملی 58
شکل 4-6: قالب کلی الگوریتم حرکت جمعی ذرات 65
شکل 5-1: مفهوم راه­حل بهینه پارتو 70
شکل 5-2: نمایش مفهوم غلبه در فضای اهداف 71
شکل 5-3: نمایش Pareto Optimal Front در فضای اهداف 72
شکل 5-4: الگوریتم DbMOPSO 76
شکل 5-5: نتیجه حاصل از الگوریتم NSGA II در حل مسئله نمونه 1 78
شکل 5-6: نتیجه حاصل از الگوریتم PAES در حل مسئله نمونه 1 78
شکل 5-7: نتیجه حاصل از الگوریتم MOPSO در حل مسئله نمونه 1 79
شکل 5-8: نتیجه حاصل از الگوریتم DbMOPSO در حل مسئله نمونه 1 79
شکل 5-9: نتیجه حاصل از الگوریتم NSGA II در حل مسئله نمونه 2 81
شکل 5-10: نتیجه حاصل از الگوریتم PAES در حل مسئله نمونه 2 81
شکل 5-11: نتیجه حاصل از الگوریتم MOPSO در حل مسئله نمونه 2 82
شکل 5-12: نتیجه حاصل از الگوریتم DbMOPSO در حل مسئله نمونه 2 82
شکل 5-13: نتیجه حاصل از الگوریتم NSGA II در حل مسئله نمونه 3 84
شکل 5-14: نتیجه حاصل از الگوریتم PAES در حل مسئله نمونه 3 84
شکل 5-15: نتیجه حاصل از الگوریتم MOPSO در حل مسئله نمونه 3 85
شکل 5-16: نتیجه حاصل از الگوریتم DbMOPSO در حل مسئله نمونه 3 85
شکل 5-17: نتیجه حاصل از الگوریتم NSGA II در حل مسئله نمونه 4 87
شکل 5-18: نتیجه حاصل از الگوریتم PAES در حل مسئله نمونه 4 87
شکل 5-19: نتیجه حاصل از الگوریتم MOPSO در حل مسئله نمونه 4 88
شکل 5-20: نتیجه حاصل از الگوریتم DbMOPSO در حل مسئله نمونه 4 88

 

-1- مقدمه

پيشرفت­هاي اخير در توليد منعطف و تکنولوژي اطلاعات اين امکان را فراهم کرده است که سيستم­هاي توليدي بتوانند با هزينه پايين­تر طيف وسيع­تري از محصولات يا خدمات را ارائه نمايند. به­علاوه افزايش رقابت در سطح جهاني منجر به رويارويي صنايع با رويکرد افزايش ارزش مشتري در ارائه محصول يا خدمات شده است. بنابراين لزوم درنظر گرفتن نيازهاي خاص هر کدام از مشتريان، توليد­کنندگان را به سمت دخالت دادن مشتريان در فرآيند توليد رهنمون شده است. در اين ميان سفارشي‌سازي در توليد انبوه[1] يکي از روش‌هاي نوين توليد است که هر روز مورد توجه توليدکنندگان بيشتري قرار مي‌گيرد. سفارشي‌سازي در توليد انبوه، توانايي توليد محصول يا خدمات مختص هر مشتري بر اساس سفارش يا نيازهاي شناخته شده او از طريق يک فرآيند کاملاً انعطاف‌پذير و يکپارچه با حفظ مزاياي توليد انبوه است. سفارشي‌سازي در توليد انبوه يکي از فرصت‌هايي است که از طريق رشد و هماهنگي تکنولوژي‌هاي توليد و تکنولوژي اطلاعات در اختيار توليدکنندگان قرار گرفته است.

واضح است فعاليت‌هايي که در سيستم‌هاي سفارشي‌سازي در توليد انبوه انجام مي‌شوند نيازمند همکاري گسترده، تبادل اطلاعات و تعامل در محدوده سازمان و خارج از آن است. بخشي از اين تعامل در جهت برنامه‌ريزي تخصيص وظايف به منابع و زمان‌بندي اجراي وظايف بر روي منابع است. مسئله برنامه­ ریزی تخصیص وظایف به منابع و زمانبندی اجرای وظایف یکی از پیچیده­ترین مسائل بهینه­سازی ترکیبیاتی به­شمار می­آید که در این تحقیق سعی بر آن است که گسترشی در زمینه حل این دسته مسائل حاصل گردد.

در سيستم‌هاي سفارشي‌سازي در توليد انبوه، از آنجايي که هر کالاي توليد شده داراي شرايط خاص خود، براساس نياز اعلام شده مشتري خواهد بود، مسئله هماهنگي و تعامل اجزا در صحن کارخانه شکل پيچيده­تري به‌خود مي‌گيرد. براي حل مسئله برنامه­ريزي در چنين شرايطي اجزای سيستم برنامه‌ريزي بايد داراي ويژگي‌هايي همچون برقراري ارتباط با اجزای ديگر، واکنشي بودن و خودمختاري باشند. با توجه به اين ويژگي‌ها بهره‌گيري از سيستم‌هاي تکاملی چندعاملی بعنوان يکي از راه‌حل‌هاي مناسب مطرح مي‌گردد. در اين روش با بهره‌گيري از اجتماعي از عامل‌ها که هر کدام داراي مجموعه‌اي از خصوصیات و منابع مي‌باشند مي‌توان راه‌حل‌هايي در محيط محاسباتي پويا بدست آورد.

 

1-2- نوآوری­های تحقیق

در این تحقیق با توجه به پیشینه تحقیقاتی که در زمینه حل مسئله برنامه­ ریزی و زمانبندی کار کارگاهی منعطف صورت گرفته است، الگویی جدید و مؤثر برای مدل­سازی فضای جواب مسئله مطرح می­گردد. الگوی ارائه شده، دارای خصوصیات ویژه­ای است که از جمله مهم­ترین آن­ها می­توان به حل همزمان زیر مسئله­های برنامه­ ریزی تخصیص وظایف به منابع و زمانبندی ترتیب اجرای وظایف، اشاره کرد. در ادامه پژوهش به معرفی الگوریتم بهینه­سازی حرکت جمعی ذرات پرداخته می­شود و شکل جدیدی از این الگوریتم برای حل مسائل بهینه­سازی چندهدفه، معرفی می­گردد که در آن انتخاب ذرات راهنما براساس چگالی ذرات در فضای اهداف صورت می­گیرد، سپس الگوریتم ارائه شده با یکی از الگوریتم­های مشابه مقایسه می­شود. بعد از آن، دو ایده ارائه شده، در حل مسئله  زمانبندی کار کارگاهی منعطف به­کار گرفته شده و نتایج آن مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

 

1-3- ساختار پایان نامه

در ادامه مطالب پایان نامه ، در فصل دوم مفاهيم سفارشي‌سازي انبوه و سطوح پياده‌سازي آن ارائه خواهد شد و  فاکتورهايي که منجر به پياده‌سازي موفق آن مي‌شوند از ديدگاه نويسندگان و محققين مختلف مورد بررسي قرار مي‌گيرند و مسئله برنامه­ ریزی و زمانبندی تولید برای حصول به سفارشی­سازی در تولید انبوه به مسئله برنامه­ ریزی و زمانبندی کارگاه تولید منعطف[2]  با چند هدف، کاهش[3] می­یابد. از اینجا به بعد رويكرد پژوهش به سوي حل مسئله زمانبندی چندهدفه در کار کارگاهی منعطف، خواهد بود. در فصل سوم، مفاهیم زمانبندی کارگاهی مطرح شده و با استفاده از آن­ها یک مدل ریاضی مناسب برای مسئله زمانبندی کار کارگاهی منعطف بدست می­آید. در ادامه پایان نامه در فصل چهارم مروری کوتاه به مفهوم فرااکتشاف[4] و کاربرد آن در مسائل بهینه­سازی انجام می­گردد. در این فصل چند روش فرااکتشافی مهم که در بهینه­سازی به­طور گسترده­ای مورد استفاده قرار می­گیرند در قالب سه دسته معرفی می­شوند. در فصل پنجم روشهای بهینه­سازی چندهدفه با تکیه بر الگوریتم بهینه­سازی حرکت جمعی ذرات[5] بعنوان یک روش تکاملی[6] چندعاملی[7] مورد مطالعه قرار می­گیرد و الگوریتم جدیدی مبتنی بر چگالی هسته[8] ذرات در فضای اهداف، ارائه شده و با یکی از الگوریتم­های بهینه­سازی چندهدفه مبتنی بر حرکت جمعی ذرات مقایسه می­گردد. در فصل ششم، ابتدا نمایش جدیدی از فضای جستجوی مسئله زمانبندی کار کارگاهی منعطف معرفی می­گردد که قابلیت حل زیرمسئله­های تخصیص عملیات به ماشین­ها و زمانبندی ترتیب اجرای عملیات را بطور همزمان بدست می­دهد. سپس در ادامه این فصل، الگوریتم بهینه­سازی که در فصل پنجم معرفی شده است برای حل مسئله زمانبندی کار کارگاهی منعطف مورد استفاده قرار گرفته و نتایج آن با روش­های دیگر مقایسه می­شود. در نهایت در فصل هفتم به بحث و نتیجه­گیری درباره نتایج تحقیق انجام شده در این پایان نامه پرداخته و پیشنهاداتی برای گسترش تحقیقات در این زمینه، ارائه می­شود

پيشرفت‌هاي اخير در توليد منعطف و تكنولوژي اطلاعات، كه سيستم­هاي توليد را قادر به ارائه طيف وسيع­تري از محصولات با هزينه پايين‌تر مي‌كنند، كوتاه شدن چرخه عمر محصول، و رقابت صنعتي فزاينده‌اي كه نياز به استراتژي‌هاي توليدي كه به نيازهاي يكايك مشتريان توجه مي‌كنند منجر به ظهور سفارشي‌سازي در توليد انبوه گرديد.

يكي از اولين افرادي كه صحبت از سفارشي‌سازي در توليد انبوه را مطرح كرد آلوين تافلر بود. آلوين تافلر کار خود را به عنوان يک روزنامه نگار شروع کرد ولي با انتشار اولين کتاب خود به نام “ضربه آينده” [1] در سال 1970 به شهرت بين‌المللي رسيد. “موج سوم” [2] ده سال بعد و “انتقال قدرت” [3] ده سال پس از آن منتشر شدند. منظور از موج سوم که در عنوان کتاب به آن اشاره شده، جامعه فوق صنعتي است که در اواخر قرن بيستم ظهور کرده و هنوز هم در حال شکل‌گيري است. اين جامعه بعد از موج دوم، يعني جامعه صنعتي به وجود آمد که خود ناشي از انقلاب صنعتي بود. جامعه صنعتي هم بعد از مرحله کشاورزي به وجود آمد که به عنوان موج اول شناخته شده است. هر موج جديد توسط توسعه فنآوري جديدي ظاهر شد. بالاخره فنآوري الکترونيک موج سوم را به وجود آورد. توجه اصلي تافلر انتقال از موج دوم به موج سوم در جوامع پيشرفته است، گو اينکه البته حوزه احتمالي اصطکاک بين انسان‌هايي که در مراحل مختلف پيشرفت (شرايط امواج مختلف) قرار دارند و با هم همزيستي مي‌کنند را نيز مورد بررسي قرار مي‌دهد. به نظر تافلر، صفت مشخصه موج سوم به جاي توليد انبوه، سفارشي سازي انبوه است.

وقتي به تاريخچه يا سوابق شركت‏هاي خودروساز مطرح نگاه مي‏كنيم، مي‏بينيم كه آن­ها نيز همين راه­بردها را به كار گرفته‏اند. آن‌ها در دوره‏اي، به توليد انبوه مي‏پرداختند بعد از آن توليد ناب باب شد و اكنون در دوره‏اي هستيم كه توليد انبوه براساس نياز و سليقه مردم يا سفارشی­سازی در تولید انبوه اهميت پيدا كرده است. انجام چنين كاري يعني توليد براساس سفارش مشتري ـ آن هم با همه مزایای تولید انبوه ـ فقط زماني ممكن است كه ابزارهاي آن فراهم باشد.

مفهوم سفارشي‌سازي در توليد انبوه بطور رسمي تقريباً از اواخر دهه 1980 معرفي گرديد و ادامه منطقي توسعه و پيشرفت در زمينه‌هاي مختلف توليد مانند توليد منعطف و بهينه‌سازي شده براساس كيفيت و قيمت است. طبق تعريفي كه دیویس[1] در 1989 ارائه نمود [4]، سفارشي‌سازي در توليد انبوه عبارت از فراهم­سازي محصولات يا سرويس‌هاي اختصاصي براي يك مشتري از طريق چابكي بالا در فرآيند، انعطاف‌پذيري و يك­پارچگي در سيستم توليد است.

بسياري از نويسندگان اين مفهوم را بصورت باريك‌تر و عملي‌تري مورد توجه قرار داده‌اند و تعريف ديگري را ارائه كرده‌اند. آنان معتقدند كه سفارشي‌سازي در توليد انبوه، استفاده از تكنولوژي اطلاعات، فرآيندهاي انعطاف­پذير و معماري سازماني ويژه براي ارائه كردن طيف وسيعي از محصولات و سرويس‌هايي كه به نيازهاي مخصوص هر كدام از مشتريان پاسخ مي‌دهد (اغلب از طريق مجموعه‌اي از انتخاب‌ها) با هزينه‌اي نزديك به توليد انبوه است [5].

در هر دو اين ديدگاه‌ها سفارشي‌سازي در توليد انبوه بعنوان يك ايده سيستماتيك، همه جنبه‌هاي فروش محصول، توسعه، توليد و ارائه آن و بطور كلي زنجيره كاملي از انتخاب مشتري تا تحويل محصول را در بر مي‌گيرد.

با وجود مشكلات زياد پياده‌سازي سيستم‌هاي توليد مبتني بر سفارشي‌سازي در توليد انبوه، مشكلات زير به­نظر اساسي‌تر جلوه مي­كنند: الف) پايين نگه داشتن قيمت محصول سفارشي‌سازي شده متناسب با توليد انبوه محصول استاندارد. ب) دست­يابي به كيفيت بالا براي طيف وسيعي از محصولات و پ) ارتقا و توليد كالاهاي سفارشي بصورت دوره‌اي براي جلب رضايتمندي مشتري و تمايل او براي سفارش محصولات جديدتر. بنابراين سازمان‌هاي توليدي براي پياده‌سازي سيستم‌هاي مبتني بر سفارشي‌سازي در توليد انبوه بايد توانايي انجام تغييراتي همچون موارد زير را داشته باشند: الف) پيمانه‌اي‌سازي محصولات و فرآيندها براي ايجاد قابليت مديريت تنوع محصولات ب) استفاده از سيستم‌هاي نرم‌افزاري مبتني بر دانش[2] و پ) استفاده از سيستم‌هاي توليد و اتوماسيون منعطف.

بنابر موارد ذكر شده، تغيير سيستم توليدي سازمان به سيستم  مبتني بر سفارشي‌سازي در تولید انبوه پيامدهاي بسياري را در توسعه محصول و چرخه توليد ايجاد خواهد نمود. اين پيامدها را مي‌توان در قالب توانمندي در حوزه‌هاي محاسباتي[3]، ارتباطي[4] و اطلاعاتي[5] دسته‌بندي كرد كه موجب بروز نوآوري‌هايي در اتوماسيون منعطف، شبكه‌هاي كامپيوتري صنعتي و طراحي محصول بصورت الكترونيكي مي‌شوند.

تعداد صفحه : 114

قیمت : 14700 تومان

———–

——-

پشتیبانی سایت :               [email protected]

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.

--  --