دانشگاه علوم و فنون مازندران
پایاننامه کارشناسی ارشد
رشته مهندسی صنایع-صنایع
برنامه زمانبندی تولید پیشرفته چند دورهای با تقاضای احتمالی و محدودیت ظرفیت منابع تولیدی
اساتید راهنما:
دکتر ایرج مهدوی
دکتر علی تاجدین
استاد مشاور:
دکتر جواد رضائیان
دانشجو:
قاسم عباسیان
زمستان 92
تقدیم به
همه کسانی که در تمامی ادوار زندگی مرا یاری نمودهاند
تشکر و قدردانی
با سپاس و قدردانی فراوان از کلیه اساتید محترم و دوستان عزیزی که در تکمیل این رساله مرا یاری نمودهاند بالاخص:
دکتر ایرج مهدوی و دکتر علی تاجدین :
که در تمامی مراحل تکمیل این رساله حضور موثری داشتهاند و با راهنماییهای ارزنده خودشان در بهتر شدن کیفیت این رساله نقشه بسزایی را ایفا کردهاند.
فصل اول: مقدمه و کلیات…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..1
1-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2
2-1 مفروضات ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 3
3-1 هدف از اجرا……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 3
4-1 توجیح ضرورت انجام طرح………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 4
5-1 روش پژوهش و روش های اجرایی آن……………………………………………………………………………………………………………………… 4
6-1 آرایش کلی تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 5
فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق………………………………………………………………………………………………………………………………………………..6
1-2 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 7
2-2 تعریف علم تحقیق در عملیات………………………………………………………………………………………………………………………………………… 8
2-3 تعریف برنامه ریزی خطی….9……………………………………….…………………….………..………….………………………..
2-4 زمان بندی………………………….10……………………………………….………………………..…………….………………………..
5-2 برنامه ریزي در محیط تولید……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 11
2 -5-1 کاربرد های برنامه ریزی تولید 12……..……………………………………………………………………………………………..………..
2-5-2 اقسام برنامه ریزي تولید…………………………………………………………………..…….…………………………13
2-5-2-1برنامه ریزي بلند مدت13…………………………………………………….…………….…….…………………
2-5-2-2 برنامه ریزي میان مدت14……………………………………………………………….…….………………….
2-5-2-3- برنامه ریزي کوتاه مدت15…………………………………………………….……….…….…………..……
2-6 برنامه ریزي مواد مورد نیاز15………………………………………….………………….………..………….………………………..
2-7 برنامه ریزي ظرفیت مورد نیاز16……………………………………….……..…………………..………….………………………..
2-8 تولید بهنگام16…………………………………………………………………..……………………………………………………………..
2-9 برنامه ریزي تولید ادغامی17………………………………………..……………………………..………….………………………..
2-9-1 اهداف برنامه ریزي تولید ادغامی18……………………………………………..…………………………………………………..…….
2-9-2 نقش برنامه ریزی ادغامی در زنجیره تامین20………………………………………..…………………………………………..…….
2 -9-3 پاسخگویی به تغییرپذیری قابل پیشبینی در زنجیره تامین20………………….………………………………………..…….
2-9-4 برنامه ریزی ادغامی با استفاده از برنامه ریزی خطی24……………………………………………………….……………..…….
2-9-5 استراتژي هاي برنامه ریزي تولید ادغامی براي ارضاي تقاضا25………………………………………………..……..
2-9-6 فرایند برنامه ریزي تولید ادغامی26.……………………………………………………………………………………………….…………
2-10 منطق فازي28………….….……………………………………………………….………………………………………………………..…………
2-11 ویژگی های مدل های تعیین اندازه اندازه انباشته31……….……..……………………………………………………………..…………..
2 -11-1 افق برنامه ریزی 31……..……………………………………………..……………………………………………………………………………..
2 -11-2 راه اندازی 32……..………………………………………………….…………………………………………………………………………………..
2 -11-3 سطح تولید 32……..…………………………………………….……………………………………………………………………………..………..
2 -11-4 تعداد محصول نهایی 33……..………………………………………………..………………………………………………………….………..
2 -11-5 تقاضا 34……..……………………………………………………………………………………………………………………………………….………..
2 -11-6 ظرفیت 35……..……………………………………………………………………………………………………………………………………………..
2 -11-7 کمبود 36……..…………………………………………………………………………………………………………………………………….………..
2 -11-8 محدودیت موجودی 36……..……………………………………….……………………………………………………………………..………..
2 -11-9 انبار 37……..……………………………………….………………………………………………………………………………………………………………..
2 -11-10 زمان تحویل 37……..……………………………………….……………………………………………………………………………………………..
2-12 مروری بر تحقیقات پیشین38………….….………………………………………………………………………………………………………………
فصل سوم: مدل پیشنهادی و الگوریتم حل آن………………………………………………………………………………………………………………………..46
3-1 مقدمه 47…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3-2 تعریف مسله 47……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………
3-3 مفروضات 49…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3-4 علایم 49………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……….
3-5 مدل پیشنهادی 51………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……….
3-6 الگوریتم حل 52………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……….
فصل چهارم: محاسبات و تحلیل نتایج…………………………………………………………………………………………………………………………………………61
1-4 مقدمه62…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
2-4 مثال عددی 62………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………………………………77
1-5 مقدمه78…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
2-5 خلاصه فصول78…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
3-5 نتایج79………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……….
4-5 ارائه پیشنهادات برای تحقیقات آتی 79…………………………………………………………………………………………………………….……
منابع و مراجع …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..81
پیوست ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….89
Abstract ………………………………………………………………………………………………………………………….91
فهرست جداول
جدول(2-1)- دسته بندی کلی انواع مدل های عدم قطعیت در سیستم های تولیدی..30…………………….……..
جدول(4-1)- اطلاعات مسله………………………………………………………………………………………63
جدول(4-2)- اندازه انباشته در دوره های مختلف 64……………………………………………….……………..
جدول(4-3)- هزینه تولید انباشته از دوره i تا دوره jام66…………………………………………………….…..
جدول(4-4)- شبکه هزینه 67………………………………………………………………..……………………..
جدول(4-5)- نحوه پیدا کردن مسیربهینه70………….…………………………………………………..………….
فهرست اشکال
شکل (2-1)- نمایش یک سیستم تولیدی ادغامی………………………………………………………………………………18
شکل (3-1)- مساله تعیین اندازه انیاشته بهینه……………………………………………………………………………………..48
چکیده
برنامه‌ريزي توليد در واقع تخصیص و تعيين ترتيب اولويت‌هاي انجام كارها به صورت بهينه مي‌باشد واضح است كه براي يك واحد توليدي حداقل نمودن هزينه و افزايش بهره‌وري اهميت زيادي دارد بنابراين تنظیم فعالیتها در برنامه به منظور حداقل كردن هزينه و افزايش بهره‌وري ضرورت دارد. در نظرگيري تقاضا به صورت متغير تصادفي نتايج برنامهريزي را به واقعيت نزديك ميكند. در حالتي كه مقدار تقاضا متغير تصادفي باشد مسئله بسيار پيچيده ميشود. در این تحقیق با ارائه یک مدل تعیین اندازه انباشته با ظرفیت محدود 1(CLSP) برای محیطهای احتمالی اندازه انباشته بهینه بدست میآید تا مجموع کل هزینهها بهینه گردد. محصول مورد نظر در طول افق زمانبندی متناهی و طی چند دوره تولید میشود که در پایان هر دوره مقداری از آن باید تولید و به مشتریان و بازار عرضه شود. با توجه به شرایط دنیای واقعی و عدم توانایی در تعیین میزان تقاضا به طور دقیق، میزان تقاضا بصورت احتمالی مورد بررسی قرار میگیرد و در هر دوره تقاضا مستقل از دورههای دیگر از یک توزیع احتمال پیروی میکنند. برای حل مدل تعیین اندازه انباشته بهینه با ظرفیت محدود از ترکیب دو الگوریتم حل pdla و کوتاهترین مسیر استفاده شده است که نتایج بدست آمده کارایی این ترکیب را برای حل مسله CLSP نشان میدهد.
واژگان کلیدی: برنامهریزی تولید ، تقاضای احتمالی، مسئله اندازه انباشته با ظرفیت محدود
فصل اول:
مقدمه و کلیات تحقیق
1-1- مقدمه
برنامه‌ريزي توليد در واقع زمانبندي و تعيين ترتيب اولويت‌هاي انجام كارها به صورت بهينه مي‌باشد واضح است كه براي يك واحد توليدي حداقل نمودن هزينه و افزايش بهره‌وري اهميت زيادي دارد بنابراين نوبت‌بندي در برنامه به منظور حداقل كردن هزينه و افزايش بهره‌وري ضرورت دارد. بدليل استفاده از بر نامهريزي توليد با تقاضاي احتمالي در سيستمهاي توليد مطابق سفارش مشتري و سيستمهاي مونتاژ مطابق سفارش، اهميت اين نوع برنامهريزي افزايش يافته است. در نظرگيري تقاضا به صورت متغير تصادفي نتايج برنامهريزي را به واقعيت نزديك ميكند. در حالتي كه مقدار تقاضا متغير تصادفي باشد مسئله بسيار پيچيده ميشود . داشتن يك برنامه زمانبندي توليد مناسب، تاثير زيادي بر افزايش كارائي و دسترسي به اهداف سازمان دارد. مدل زمانبندي توليد در هر يك از سازمان‌هاي توليدي با توجه به اهداف و اولويت‏هاي دسترسي به هر يك از آن‌ها متفاوت است. بنابراين براي تعيين مدل زمانبندي مناسب در سازمان ابتدا بايد اهداف، اولويت و محدوديت منابع مورد بررسي قرار گيرد.
با توجه به آنکه در محیط واقعی با مسائل پویا و غیرقطعی مواجه هستیم. لذا ضرورت دارد در یک مدل ریاضی یکپارچه و با استفاده از مفاهیم احتمالی به تشریح مسله زمانبندی تولید بپردازیم.
این تحقیق برای دستیابی به یک مدل ریاضی زمانبندی تولید و ارائه یک الگوریتم حل و تلاش در بهبود جواب نهایی میباشد
1-2- مفروضات:
ورودیهای مدل شامل ورودیها با مقادیر قطعی و ورودیها با مقادیر احتمالی میباشد در این مدل فرض خواهد شد تقاضا به صورت احتمالی بیان میشود و سایر پارامترهای مدل به صورت قطعی در نظر گرفته میشود.
در این مسئله افق برنامهریزی در H دوره زمانی تشکیل شده است و تقاضا در هر دوره غیرمنفی و مستقل از دیگر دورهها و بصورت احتمالی با تابع چگالی مشخص میباشد. هزینه نگهداری ( ht ) و هزینه کمبود ( πt ) در پایان هر دوره محاسبه میشوند. در این مسئله نسبت هزینه کمبود به نگهداری را برابر P در نظر می گیریم.هزینه راه اندازی ( At ) در هر دوره تولیدی محاسبه میشود و هزینه راه اندازی در دورهای محاسبه میشود که انباشته در آن دوره وارد میشود.در دوره زمانبندی هیچ نوع تخفیفی وجود نخواهد داشت و همچنین قبل از دوره اول هیچ انباشتهای تولید نخواهد شد واولین انباشته تولیدی در دوره اول وارد سیستم میشود.
1-3- هدف از اجراء :
هدف، زمانبندي توليد تخصيص منابع محدود در طول زمان براي انجام گروهي از فعاليت‏ها است. این تحقیق با هدف دستیابی به یک مدل ریاضی جهت برنامهریزی محصول مورد نظر شروع شده است و در ادامه با استفاده از الگوریتمهای PDLA و کوتاهترین مسیر و با تطبیق دادن مدل با دنیای واقعی اقدام به حل آن میکنیم .
1- 4- توجيه ضرورت انجام طرح :
ضرورت برنامهريزي بر كسي پوشيده نيست و بطور خاص موضوع برنامهريزي در فرايند توليد گاه داراي چنان مزايايي است كه در صورت عدم وجود، سازمانهاي توليدي را از مسير سالم رشد و ادامه حيات در محيط رقابتي منحرف ميسازد. در صورت پيادهسازي موفق يك سيستم مديريت توليد جامع، شركتها ميتوانند از مزاياي زير برخوردار گردند. پيادهسازي کامل و موفق سيستم هاي رايج مديريت توليد و مواد از قبيل برنامهريزي احتياجات مواد, تئوري محدوديتها، ،توليد درست به موقع در دنياي واقعي بدليل فراگيري الزامات اجرايي آن در اغلب زيربخشهاي سيستم توليدي که منجر به پيچيدگي عملي آنها شده، در اغلب کشورهای در حال توسعه که داراي سيستمهاي توليد نيمه سنتي میباشد، کاري زمانبر و طولاني مدت خواهد بود بر همین اساس با ارایه مدل ریاضی و تطبیق آن با دنیای واقعی سعی در بهبود تصمیمات مدیریتی در این زمینه داشتهایم.
و همچنین با توجه به کاستیهای الگوریتم حل PDLAدر مواقعی که مدل دارای محدودیت میباشد سعی بر آن شدیم که بر این کاستی پوشش دهیم.
1-5- روش پژوهش و روش های اجرائی:
روش پژوهش مبتنی بر روش تجربی است به این مفهوم که اطلاعات واقعی از شرایط با پارامترهای مدل مورد دسترس قرار میگیرد و مدل توسعه داده شده، با اطلاعات واقعی مورد ارزیابی قرار میگیرد بطوری که بعد از جمعآوری اطلاعات مدل ریاضی آن در شرایط عدم اطمینان ارائه میشود و سپس از این مدل برای حل یک مسله در دنیای واقعی استفاده میشود.
1-6- آرایش کلی تحقیق:
در ادامه و در فصل دوم مفاهیمی از قبیل برنامهریزیهای بلند مدت و کوتاه مدت و میان مدت و ادبیات موضوعی در رابطه با این پروژه مطرح میشود و گذری هم بر تحقیقات انجام شده در این زمینه میکنیم و در فصل سوم به تشریح مساله و مدل پیشنهادی پرداخته و برخی از ویژگیهای مدل را بررسی میکنیم و برای حل آن از ترکیب دو الگوریتم حل، اقدام به پیدا کردن جواب میکنیم . در فصل چهارم پس از بیان نحوه ساخته شدن مدل با ارایه مثال و محاسبات آن به تشریح الگوریتم حل و بررسی نتایج میپردازیم و در نهایت در فصل پنجم به ارائه یک سری پیشنهادات جهت تحقیقات آینده تحقیق خود را به پایان میرسانیم.
فصل دوم:
ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1- مقدمه
امروزه برنامهریزی تولید2 نقش بسیار پررنگی در بقا و پیشرفت یک کارخانه دارا میباشد. با حرکت سریع مشاغل به سمت جهانی شدن، صنایع تولیدی نیز برای دستیابی به سهم بیشتری از بازارهای جهانی با هم در رقابت هستند. در چنین محیط متراکمی شرایط شرکتها تحت تاثیر متغیرهای درون و برون سازمانی قرار میگیرد. این امر باعث میشود تصمیمگیری در مورد مسائل مختلف بسیار پیچیده گردد. افزایش روز افزون پیچیدگی مسائل رو در روی مشاغل از یک سو و ناتوانی انسان به عنوان تصمیم گیرنده در برابر حل ذهنی این مسائل از سوی دیگر باعث توجه بیشتر به مدلهای بهینهسازی گردیده است.
برنامهریزی تولید به عنوان یکی از مهمترین مسائل تولیدی همواره جایگاه ویژهای در میان محققین داشته است. هدف از برنامهریزی تولید بکارگیری منابع محدود در فرایندهای تولیدی میباشد به نحوی که تقاضای مشتریان3 در افق برنامهریزی4 برآورده گردد. به بیان دیگر مسائل برنامهریزی تولید جزء گروهی از مسائل تولیدی قرار میگیرند که با حداقل هزینه تقاضای بازار را تامین کند و یا تقاضای بازار را بگونهای برآورده سازد که سود حداکثر گردد.
. امروزه برخی از كارخانجات كشور، بدون استفاده از روش‌هاي علمي برنامه‌ريزي توليد مشغول به كار هستند و لذا با مسائلي مانند وقفه‌‌هاي مختلف در توليد،‌ عدم وجود پيش بيني درخصوص مواد اوليه مورد نياز، مدت زمان لازم براي توليد، عدم توانايي تصميم گيري در خصوص تركيب توليد و … مواجه هستند که این لزوم یک برنامهی تولیدی مناسب را برای استفادهی درست از ظرفیتهای موجود ضروری میدارد. آنچه که بیش از هر چیز در دنیای امروز حائز اهمیت و قابل توجه میباشد سیر دگرگونی شتابدار و اساسی محیط های رقابتی و رقابت در کسب سهم بیشتری از بازار و مشتریان است . صنایع دائماً در حال بررسی و تغییر سیستمهای تولیدی خود برای کاهش زمان های تولید محصولات و تحویل بموقع محصولات به مشتریان هستند . عدم تخصیص درست منابع ، عدم زمانبندی صحیح تولید محصولات و عدم استفاده بهینه از ظرفیت ماشینآلات از عمده مشکلات و مسائلی است که در صنایع تولیدی ما وجود دارد و با توجه به سیستم سنتی و تفکرات سنتی موجود در کارخانجات صنعتی کشور ما این امر به صورت عمده قابل مشاهده میباشد . برای غلبه بر این جریان باید بر پایههای تغییر و تحولات یعنی نوگرائی، نواندیشی و نوآفرینی در همه مجموعههای سیاسی، تجاری، صنعتی، فرهنگی و اجتماعی اهتمام کامل نمود و به دنبال راهبردهای پرورش خلاقیت و تحولگرایی بود . در این رابطه تا نظام تمایلات ، نظام اندیشهها و نظام رفتارها متحول نشود انتظار تکامل و تحول داشتن بیهوده است . در همین راستا مدیران موفق صنایع به دنبال راههای علمی، برای مرتفع کردن مشکلات شرکتها و صنایع خود برای از بین بردن این گونه مسائل میباشند. در این رابطه طبق تحقیقات انجام شده ؛ استفاده از علوم مختلف از جمله ریاضی ، تحقیق در عملیات و آمار در بهبود وضعیت تولید شرکتها تاثیر بسزایی دارد .
2-2- تعریف علم تحقیق در عملیات5 :
علم تحقیق در عملیات پیدا کردن بهترین راه حل برای مسائل مدیریت است و تحقیق در عملیات، علم مدیریت کمی است و اساس آن نیز عوامل کمی بوده که از دلایل این علم است . یکی از پرکاربردترین مباحث تحقیق در عملیات کاهش زمانهای تولید و هزینهها است . مبحث مدل سازی خطوط تولید و زمانبندی تولید محصولات از مباحث موجود و مهم در علوم تحقیق در عملیات میباشد که در کاهش زمانهای تولید و تحویل بموقع محصولات به مشتریان نقش بسزایی دارد.
2-3- تعریف برنامهریزی خطی6 :
برنامهریزی خطی، تکنیک ریاضی است که به طور وسیع در طرحریزیهای مدیریت به کار برده میشود. این کاربرد منوط به این است که هدف معینی برای حداکثر یا حداقل کردن وجود داشته باشد. دستیابی به این هدف مستلزم رعایت تعدادی محدودیت می باشد تا بتوان معادله هدف و سایر نامساویهای محدودیت را به صورت روابط خطی نشان داد . برنامهريزي خطي ميتواند در زمينههاي مختلف مورد مطالعه و استفاده قرار گيرد. برنامهريزي خطي به طور عمده در موقعيتهاي تولیدی، تجاري و اقتصادي مورد استفاده قرار ميگيرد اما براي بعضي از مسائل مهندسي نيز ميتواند به کار برده شود. بعضي از صنعتها که برنامهريزي خطي را مورد استفاده قرار ميدهند عبارتند از حمل و نقل، انرژي و کارخانجات تولیدی و … . همچنين برنامهریزی خطی در مدل کردن مسائلي از قبيل زمانبندي، برنامهريزي، مسيريابي، تخصيص و طراحي مفيد است . يک ارزيابي انجام شده از 500 شرکت بزرگ دنيا، نشان داد که 85% درصد آنها از برنامهريزي خطي استفاده نموده اند.
برنامهريزي خطي کاربردهاي متعددي در ارتش، حکومت، صنعت و مهندسي شهرسازي يافته است همچنين اغلب به عنوان بخشي از طرحهاي محاسباتي، حل مسائل برنامهريزي غير خطي، برنامههاي گسسته، مسائل ترکيباتي، مسائل کنترل بهينه و برنامهريزي احتمالي به کار ميرود.
از دلایل مهم برنامهريزي خطي در زمينه بهینهسازی می توان استفاده از مسائل عملي در تحقيق عمليات به عنوان مسئله برنامهريزي خطي نام برد. همچنين تعدادي از الگوريتمهاي ديگر مسائل بهينهسازي به وسيلهي حل مسائل برنامهريزي خطي، به عنوان زير مسئله کار ميکنند. به طور تاريخي ايدههاي برنامهريزي خطي الهامبخش بسياري از مفاهيم اوليه تئوري  بهينهسازي مانند دوگانگي، تجزيه، اهميت تحدب و تعميم آن بوده است.
 برنامهريزي خطي به طور عمده در اقتصاد کلان، مديرت تجاري، حداکثر کردن درآمد يا حداقل کردن هزينهي توليد به کار ميرود. به عنوان مثال در زمینههای مديریت موجودي، مديریت دارايي و سهام، تخصيص منابع انساني و منابع غيرانساني و برنامهريزي سفرهاي تبليغاتي از برنامهریزی خطی استفاده میکنند.
2-4- زمان بندی7 :
در جهان رقابتي حاضر، توالي و زمانبندي مؤثر، يكي از ضرورت‌هاي بقا در بازار است. زمانبندي، ابزاري است كه استفاده از منابع در دسترس را بهينه مي‌سازد. در زمانبندي، منابع و كارها ممكن است انواع گوناگوني داشته باشند. زمان همواره محدوديتي اساسي بوده است. توالي عمليات و زمانبندي، تصميماتي هستند كه در صنايع توليدي و خدماتي نقش بسيار مهمي دارند. در دنياي رقابتي امروز، توالي و زمانبندي مؤثر شرط لازم براي بقاست. زمانبندي، تعيين اولويت‌ها يا مرتب‌كردن فعاليت‌ها به‌منظور برآورده ساختن نيازمندي‌ها، محدوديت‌ها يا اهداف معين است. از آنجا كه زمان همواره منبعي محدود بوده است، فعاليت‌ها بايد بگونه‌اي زمانبندي شوند تا از مصرف بهينة اين منبع، اطمينان حاصل شود. با توسعة صنعتي، مسئله محدوديت منابع بحراني‌تر شده است. درحال حاضر ماشين‌ها، نيروي كار و تسهيلات نيز علاوه‌ بر زمان به‌ عنوان منبعي بحراني در فعاليت‌هاي توليدي و خدماتي شناخته مي‌شوند. زمانبندي صحيح اين منابع، منجر به افزايش كارايي، مصرف و در نهايت سودآوري مي‌شود.
2-5- برنامهریزی در محیط تولید
مدلسازي یک برنامهریزی تولید اين امكان را فراهم ميكند كه مدير بتواند فرايند توليد را از ابعاد مختلف زماني و هزينه‌‌اي بهينه كرده و بهره‌وري توليد را افزايش دهد. روش‌هاي حل مسائل توليد از طريق مدل‌‌هاي كمي، نه تنها راه حل بهينه را براي وضعيت فعلي توليد نشان خواهد داد بلكه به برنامه‌ريزان كمك خواهد نمود كه به سوالاتي از قبيل “چه خواهد شد اگر …” نيز پاسخ گويند و حال آنكه پاسخ اين گونه سوالات از طريق تجربي و عملي ممكن است هزينهزا و در بسياري از موارد غير ممكن باشد [1]. ضرورت برنامهريزي بر كسي پوشيده نيست و بطور خاص موضوع برنامهريزي در فرايند توليد گاه داراي چنان مزايايي است كه در صورت عدم وجود، سازمانهاي توليدي را از مسير سالم رشد و ادامه حيات در محيط رقابتي منحرف ميسازد. در صورت پيادهسازي موفق يك سيستم مديريت توليد8 جامع، شركتها ميتوانند از مزاياي زير برخوردار گردند.
2-5-1- کاربردهای برنامهریزی تولید:
كاربردهاي اصلي برنامهریزی تولید
– كمك به مسئولين خط توليد در برنامهريزي بهينه توليد
– كاهش حجم موجودي در انبار
– افزايش قدرت پيشبيني وضعيت توليد و در نتيجه كمك به تصميمگيري در پذيرش سفارشات
– استفاده بهينه از توان ماشين آلات و پرسنل
– افزايش سود و كاهش هزينهها به واسطه نتيجه بهينهسازي
– افزايش خوش قولي به واسطه تحويل به موقع9 محصول به مشتري
– تعيين برنامه بهينه توليد هر ماشين 
– كاهش زمان بيكاري10 ماشين آلات بواسطه انتظار براي دريافت قطعه نيم ساخته
كاربردهاي جانبي برنامهریزی تولید
– كمك به تصميم گيري در زمينه بكارگيري ماشين آلات جديد
– تحليل حساسيت11 عمليات توليد نسبت به تغيير شرايط مختلف
– كمك به شناسايي تنگناها و گلوگاهها12
2-5-2- اقسام برنامهریزی تولید
برنامهریزی تولید یکی از ارکان اصلی در شکوفایی یک صنعت می باشد که خود با توجه به ساختارش به انواع مختلفی تقسیم می گردد که بصورت زیر است. برنامهریزی در محیط تولید را میتوان به سه دستهی برنامهریزی بلند مدت ، میان مدت ، و کوتاه مدت تقسیم کرد. که در ادامه سوالات و اهداف در هر یک تشریح میگردد.
2-5-2-1- برنامهریزی بلند مدت13
برنامهریزی بلند مدت سه حوزهی کلی از مسائل برنامهربزی تولید را پوشش میدهد. سوالات مطرح شده در این برنامهریزی بسیار کلی و مربوط به افق 2 تا 10 ساله است.
چه محصولی تولید شود؟
در این حوزه برنامهریزی و تصمیم گیری در مورد نوع محصول، چرخه ی عمر آن، زمان معرفی به بازار و خروج از بازار، نحوهی تولید(مونتاژ) و همینطور طراحی محصول صورت میگیرد.
چقدر تولید شود؟
در این حوزه در مورد تکنولوژی مورد استفاده، استفاده از فرایندهای تخصصی، تعیین هزینههای ثابت و متغیر تولید، تعیین نقطهی سر به سر تولید و تعیین سطح نیروی انسانی مورد نیاز تصمیمگیری میگردد.
کجا تولید شود؟
در این حوزه در مورد مکان کارخانه، نزدیکی به منابع یا مشتری، استفاده از موقعیتهای متعدد برای احداث کارخانه، میزان تولید در هر موقعیت تولید تصمیمگیری میگردد.
2-5-2-2- برنامهریزی میان مدت14
برنامه ریزی میان مدت شامل مسائل مطرح در افق برنامهریزی کمتر از سه سال میشود. پرسشهای اصلی که در این بخش مطرح می شود شامل موارد زیر است:
– چه کسی؟
در این قسمت مسائل مرتبط با نیروی انسانی برنامهریزی میشود. تعیین ساختار زمانی، مشخصسازی گروه های کاری، تدوین شرح وظایف، جذب نیروی انسانی و اندازه گیری کار و آموزش مواردی است که در مورد آنها تصمیمگیری میشود.
چگونه؟
قسمت عمده از مسائل این حوزه با فرایندها و نحوهی قرارگیری آنها در محیط کارخانه مرتبط است. تعیین اهداف چیدمان، تعیین موقعیت تجهیزات، توالی فرایندها، تعیین تجهیزات انتقال مواد از مسائل مطرح در این حوزه است.
چه وقت؟
در این قسمت به مسائلی همچون زمانبندی تولید، برنامهریزی ظرفیت تولید، تخمین هزینهی فعالیتها و استفاده از تامین کنندهی خارجی میپردازیم.
2-5-2-3- برنامهریزی کوتاه مدت15
این حوزه مختص به مسائل برنامهریزی کمتر از سه ماه است. در این مرحله جزئیات برنامههای کلی مراحل قبل مشخص و برنامهریزی میشود [2].
2-6- برنامهریزی مواد مورد نیاز16
در این مرحله مسائل مربوط به مواد برنامهریزی میگردد. تعیین زمان تحویل، دفعات سفارش، چگونگی انبار مواد، بسته بندی، کیفیت، تعداد سفارش، از مسائلی است که در این مرحله در مورد آنها تصمیمگیری میشود.
2-7- برنامهریزی ظرفیت مورد نیاز17
مشخص کردن هزینهی تاخیر، کمبود، اولویتبندی تولید محصولات، بکارگیری سیاستهای تسریع تولید، تعیین اندازهی دستههای تولید، توالی عملیات، بررسی صف، بهرهوری ماشین آلات و نیروی انسانی، اندازهگیری عملکرد تولید همگی از جمله مسائلی است که در این قسمت به آن توجه میگردد.
2-8- تولید بهنگام18:
یک سیستم جامع که مجموعه فعالیتها و سیستمهای یک نظام تولیدی را در راستای تامین اهداف تولید بر اساس تعداد مورد نیاز از محصول مورد نظر در زمان مورد نیاز در بر میگیرد. امروزه اهداف اصلی یک سیستم تولیدی را می توان به قرار زیر مطرح نمود:
تامین کیفیت مطلوب برای تمام محصولات و قطعات
کمینهسازی هزینه تولید
کمینهسازی هزینه تولید و تحویل به موقع
انعطاف پذیری به لحاظ تنوع و کمیت تولید
ارزش دادن و احترام به نیروی انسانی
از سیاستهای اصلی تولید بهنگام برای دستیابی به اهداف یک سیسیتم تولید میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
حذف کامل اتلافها از قبیل: تولید اضافی، زمان بیکاری و انتظار، حمل و نقل نادرست، صحیح نبودن فرایندها، حرکات اضافی
ارتقا قابلیتهای نیروی انسانی و بکار گیری موثر آن
مشارکت جمعی و بهرهگیری از خلاقیتها و احترام به انسانها
رسیدن به تولید پیوسته
مشتریگرایی و انعطاف پذیری لازم برای پاسخ به تقاضای مشتری.[3]
2-9- برنامهریزی تولید ادغامی19
برنامهریزی تولید ادغامی APP)) جایگاه خاصی در رشتههای مهندسی صنایع20 ، مدیریت صنعتی و سایر گرایشهای علوم مدیریت دارد . این رشته از شاخههای برنامهریزی تولید محسوب شده و به عبارت بهتر از جمله مباحث و مطالب مدیریت تولید و عملیات بشمار میرود [4].
برنامهریزی تولید ادغامی در واقع فرایند برنامهریزی و کنترل وجوه مختلف کل فعالیتهای تولید به منظور برآوردن تقاضای مشتریان کارخانه است. مدیریت مجبور است پیوسته در مقابل تغییراتی که در تقاضا، سطح نیروی انسانی و کارایی ماشین آلات و همچنین سایر عوامل غیر قابل پیش بینی اتفاق می افتد، عکس العمل نشان دهد.
تمامی بخشهای یک سازمان از برنامهریزی تولید ادغامی تاثیر میپذیرند چرا که این برنامه ، استراتژی21های بلند مدت سازمانی را به طرحهای تولیدی کوتاه مدت پیوند میدهد. برنامهریزی تولید ادغامی تقاضای فروش مورد انتظار و ظرفیت تولید شرکت را بعنوان ورودی دریافت کرده و آن را بصورت خانواده محصولات شرکت نشان میدهد. در حقیقت این نوع برنامهریزی فقط تولید خانوادههای محصول را در نظر دارد و توجهی به محصولات منفرد ندارد. بعبارتی برنامهریزی در یک سطح کلی انجام میشود و برای نشان دادن میزان تقاضا و ظرفیت از یک واحد مشترک برای خانوادهی محصول استفاده میگردد، همچنین کل تقاضای محصولاتی که در ساخت آنها از منابع و تجهیزات مشترک و محدود یک کارخانه استفاده میگردد را در نظر میگیرد [4]، همانند شکل 1-2
شکل 2- 1 نمایش یک سیستم تولید ادغامی [1]
2-9-1 اهداف برنامهریزی تولید ادغامی
هدف از برنامهریزی تولید ادغامی دستیابی به یک طرح تولیدی است که بطور اثربخشی منابع سازمان را برای ارضای تقاضای مورد انتظار22 به خدمت میگیرد. کلمهی ادغامی به این معنی است که برنامهریزی در یک سطحی ادغام میگردد که تمام محصولاتی که از منابع و تجهیزات مشترک استفاده میکنند بطور یکجا در نظر گرفته میشود. برنامهریزی تولید ادغامی در واقع فرایند برنامهریزی و کنترل وجوه مختلف کل فعالیتهای تولید به منظور ارضای تقاضای مشتریان کارخانه است. با فرض در اختیار داشتن اطلاعات مربوط به پیش بینی تقاضا ، ظرفیت ماشین آلات ، سطح موجودیها ، سطوح نیروی انسانی و امکانات قرارداد جانبی، مدیریت باید در مورد نرخ تولید در یک افق برنامهریزی میان مدت که از 3 تا 12 ماه متغیر میباشد تصمیم گیری نماید[5].
خروجی حاصل از برنامهریزی تولید ادغامی، میزان تولید ماهانهی کارخانه برای حدود 3 تا 12 ماه آینده بدون وارد شدن به جزئیات تولید میباشد. همانطور که گفته شد هدف این است که تغییرات تقاضا بنحو مطلوبی پاسخ داده شود. در برنامهریزی ادغامی استراتژیهای متفاوتی برای برآورده ساختن تقاضای متغیر وجود دارد که در ادامه به تشریح آن پرداخته خواهد شد.
مهمترین موضوعاتی که معمولا در زمینهی برنامهریزی ادغامی به آن اشاره میشود عبارتند از[6]:
استفادهی یکنواخت و متعادل از ظرفیتها
توجه همزمان به نرخ تولید ، تقاضا ، موجودی و سطح نیروی کار
بهترین استفاده از امکانات و ظرفیت در پاسخگویی به تغییرات تقاضا
طرح حداقل سازی هزینه و پاسخگویی به تغییرات تقاضا بعنوان هدف
پیشبینی تقاضا حداقل برای یک سال آینده
اجتناب از جزئیات و بررسی تقاضا و ظرفیت بصورت کلی
2-9-2- نقش برنامه‌ریزی ادغامی در زنجیره تامین23
دنیایی را فرض کنید که در آن هیچگونه محدودیتی از لحاظ ظرفیت تولیدی، حمل و نقل، انبارداری و حتی اطلاعات وجود ندارد. در این صورت نیازی به برنامه‌ریزی برای پیش‌بینی تقاضا وجود ندارد. در دنیای واقعی ظرفیت هزینه دارد و زمان‌های تحویل طولانی هستند. از اینرو شرکت‌ها باید تصمیماتی با توجه به سطوح ظرفیت، تولید، بیرون سپاری و قیمت گذاری اتخاذ نمایند
2-9-3- پاسخگویی به تغییرپذیری قابل پیش‌بینی در زنجیره تامین
برای محصولاتی با تقاضای پایدار طراحی یک برنامه ادغامی ساده است. لیکن تقاضای بسیاری از محصولات به شدت از پریودی به پریود دیگر متغیر است که اغلب به دلیل تاثیرات قابل پیش‌بینی است. این تاثیرات شامل عوامل فصلی و غیرفصلی است که بر تقاضای محصول تاثیر می‌گذارند. تغییرپذیری قابل پیش‌بینی در محصولاتی با تقاضای قابل پیش‌بینی تغییر می‌کند. محصولاتی که از نوع تغییرات در تقاضا فراتر روند مشکلات بسیاری را ایجاد خواهند کرد که شامل کمبود در پریودهای با تقاضای بالا و موجودی مازاد در پریودهایی با تقاضای اندک است. این مسائل هزینه‌ها را افزایش و پاسخگویی زنجیره تامین را کاهش می‌دهند.
هدف سازمان‌ها در مواجهه با تغییرپذیری قابل پیش‌بینی پاسخگویی به شیوه‌ای است که سودآوری را بیشینه سازد. سازمان‌ها باید یکی از دو گزینه زیر را برای این منظور انتخاب کنند:
مدیریت عرضه با استفاده از موجودی، ظرفیت، قرارداد جانبی و تعویق
مدیریت تقاضا با استفاده از تحفیفات کوتاه مدت
استفاده از این ابزارها به شرکت امکان افزایش سودآوری به دلیل انطباق تقاضا و عرضه را خواهد داد.
مدیریت عرضه
سازمان‌ها می‌توانند عرضه محصول را با کنترل ترکیبی از دو عامل زیر تغییر دهند:
ظرفیت تولید
موجودی
هدف حداکثرسازی سود است که اختلاف میان درآمد حاصل از فروش و هزینه کل مواد، ظرفیت و موجودی است. شرکت‌ها ترکیبی از تغییرات ظرفیت و موجودی را برای مدیریت عرضه به کار می‌گیرند.
مدیریت ظرفیت
در مدیریت ظرفیت به منظور برآوردن تغییرپذیری قابل پیش‌بینی شرکت‌ها ترکیبی از رویکردهای زیر را به کار می‌گیرند.
انعطاف‌پذیری نیروی کار: در این رویکرد شرکت از ساعات کاری انعطاف‌پذیر برای مدیریت بهتر ظرفیت جهت برآوردن تقاضا استفاده می‌کنند.
استفاده از نیروی کار فصلی : در این رویکرد شرکت از نیروی کار موقتی در طول فصل‌های با تقاضای بالا به منظور افزایش ظرفیت و انطباق با تقاضا استفاده می‌کند.
استفاده از قرارداد جانبی : در این رویکرد شرکت حداکثر تولید را بیرون سپاری می‌کند بگونه‌ای که تولید داخلی یکنواخت مانده و ارزان‌تر انجام می‌شود.
استفاده از تجهیرات دو منظوره- تخصصی و انعطاف‌پذیر: در این رویکرد شرکت از دو دسته تجهیزات تخصصی و انعطاف‌پذیر استفاده می‌کند. تجهیزات تخصصی محصولات باثبات و تجهیزات انعطاف‌پذیر دامنه گسترده از محصولات متنوع را با هزینه بالاتر تولید می‌کنند.
طرحریزی انعطاف‌پذیری محصول در فرآیندهای تولیدی: در این رویکرد شرکت خطوط تولیدی انعطاف‌پذیری دارد که نرخ تولید آنها به سادگی تغییر می‌کند.
مدیریت موجودی
در مدیریت موجودی به منظور برآوردن تغییرپذیری قابل پیش‌بینی شرکت‌ها ترکیبی از رویکردهای زیر را به کار می‌گیرند.
استفاده از قطعات مشترک در محصولات مختلف: در این رویکرد شرکت محصولات مختلف را بگونه‌ای طراحی می‌کند که از قطعات مشترک استفاده کنند.
ساخت موجودی محصولات با تقاضای بالا یا قابل پیش‌بینی: زمانی که بیشتر محصولات یک شرکت دارای فصل‌های مشابهی با تقاضای بالا باشند، بهتر است شرکت محصولاتی تولید کند که تقاضای قابل پیش‌بینی تری در فصل‌های آرام دارند. تولید محصولات غیر قطعی باید نزدیک به فصل‌های فروش انجام شود.
مدیریت تقاضا
شرکت‌ها می‌توانند با استفاده از رویکردهای قیمت گذاری و تخفیف بر تقاضا تاثیر گذارند. تصمیمات کاهش قیمت اغلب توسط خرده فروشان و بدون توجه به کل زنجیره تامین اتخاذ می‌شود. در حالی که برای حداکثرسازی سود این تصمیمات باید به صورت هماهنگ اتخاذ شوند.
چهار عامل بر تصمیم‌گیری پیرامون زمان ارائه تخفیفات تاثیر دارد:
تاثیر تخفیف بر تقاضا
حاشیه سود محصول
هزینه نگهداری موجودی
هزینه تغییر ظرفیت تولید
با ارائه تخفیف تقاضاها افزایش می‌یابند. این افزایش از سه عامل زیر نشات می‌گیرد:
رشد بازار. افزایش در مصرف محصول از سوی مشتریان فعلی یا جدید.
کسب سهم بازار. مشتریان محصول شرکت را با رقیب جایگزین می‌سازند.
خریدهای پیشاپیش. مشتریان خریدهای آتی خود را به زمان حال منتقل می‌کنند.
دو عامل اول تقاضای کلی محصولات شرکت را افزایش می‌دهند در حالی که سومین عامل منجر به جابجایی تقاضاها می‌شود. بهتر است میزان تاثیر سه عامل فوق در افزایش تقاضا باید پیش از تصمیم‌گیری در خصوص زمان تخفیفات تعیین شود.
برنامه‌ریزی ادغامی فرآیندی است که بوسیله آن یک شرکت سطوح ایده‌آل ظرفیت، تولید، قرارداد جانبی، موجودی و حتی قیمت گذاری در طول یک افق زمانی را تعیین می‌کند. هدف برنامه‌ریزی ادغامی برآوردن تقاضا و بیشینه‌سازی سود است. در برنامه‌ریزی ادغامی تصمیمات در سطح ادغامی اتخاذ می‌شوند. در حالت سنتی برنامه‌ریزی ادغامی در سطح بنگاه انجام می‌شد و به عنوان بخشی از زنجیره تامین مد نظر قرار نمی‌گرفت. اما برنامه‌ریزی ادغامی یکی از مهمترین مسائل در زنجیره تامین است. این برنامه‌ریزی برای اثربخش بودن به اطلاعاتی از سرتاسر زنجیره تامین نیاز دارد.
2-9-4- برنامه‌ریزی ادغامی با استفاده از برنامه‌ریزی خطی
همانطور که بیان شد هدف برنامه‌ریزی ادغامی بیشینه‌ سازی سود و برآورد تقاضا است. هر شرکت در تلاش برای برآوردن تقاضا با محدودیت‌های مشخصی چون ظرفیت تجهیزات یا قابلیت تامین کنندگان در تحویل یک قطعه مواجه‌اند. یک ابزار موثر برای بیشینه‌سازی سود در حضور مجموعه‌ای از محدودیت‌ها برنامه‌ریزی خطی است. در این شیوه تابع هدف کمینه سازی هزینه‌های تولید (دستمزد در ساعات عادی و اضافه کاری، استخدام و اخراج، قرارداد جانبی، نگهداری موجودی و کمبود) است. همچنین محدودیت‌هایی چون نیروی کار، استخدام و اخراج، ظرفیت، موازنه موجودی و اضافه کاری نیز در مدل مد نظر قرار می‌گیرد.
خطای پیش‌بینی در برنامه‌ریزی ادغامی
روش برنامه‌ریزی ادغامی بیان شده در این فصل خطاهای پیش‌بینی را منظور نمی‌کند. اما می‌دانیم که خطای پیش‌بینی همواره با خطا همراه است. برای بهبود کیفیت برنامه ادغامی باید خطاهای پیش‌بینی را نیز مد نظر قرار داد. خطای پیش‌بینی با موجودی احتیاطی متناظر است که به صورت موجودی نگهداری شده برای برآورد تقاضاهای بیشتر از پیش‌بینی به کار می‌رود یا ظرفیت احتیاطی که به صورت ظرفیت استفاده شده برای برآوردن تقاضای بیش از پیش‌بینی تعریف می‌شود. شرکت می‌تواند با یکی از شیوه‌های زیر ذخیره ایمنی را برای مواجهه با خطای پیش‌بینی نگهداری کند.
استفاده از اضافه‌کاری به صورت ظرفیت احتیاطی
برخورداری از نیروی کار اضافی به عنوان ظرفیت احتیاطی
استفاده از قرارداد جانبی به عنوان ظرفیت احتیاطی
ساخت و نگهداری ذخیره اضافی به عنوان ذخیره احتیاطی
خرید ظرفیت یا محصول بازار آزاد به عنوان ظرفیت احتیاطی
اقداماتی که یک شرکت انجام می‌دهد بستگی به هزینه نسبی آن دارد.
نقش فناوری اطلاعات در برنامه‌ریزی ادغامی
برنامه‌ریزی ادغامی یکی از حوزه‌هایی است که زنجیره تامین بیشترین استفاده را از فناوری اطلاعات می‌کند. یکی از اولین محصولات فناوری اطلاعات ماژول‌های برنامه‌ریزی ادغامی است که اغلب برنامه‌ریزی کارخانه، تولید یا ساخت نامیده می‌شود. برخی ابعادی که فناوری اطلاعات به ارزش برنامه‌ریزی ادغامی می‌افزاید به شرح زیر است: قابلیت حل مسائل بزرگ، قابلیت حل مسائل پیچیده و قابلیت تعامل با سایر سیستم‌هایی چون مدیریت موجودی و منبع یابی.
2-9-5 استراتژیهای برنامهریزی تولید ادغامی برای ارضای تقاضا
در برنامهریزی تولید ادغامی برای مقابله با تقاضای متغیر که در طول افق برنامهریزی دارای نوسان میباشد از استراتژیهای زیر میتوان بهره برد[7].
الف) استراتژی تعقیب تقاضا
ب) استراتژی تولید یکنواخت
ج) تثبیت نیروی انسانی ، تغییر اوقات کار
د) متوسل شدن به قرارداد جانبی
ه)تغییر سطح رضایتمندی24 مشتری
2-9-6 فرایندهای برنامهریزی تولید ادغامی
تعریف و تبیین اهداف استراتژیک و زیربنایی که تاثیر مستقیم بر روی برنامههای ادغامی ایجاد شده خواهد گذاشت.
انتخاب افق برنامهریزی و تقسیم آن به مجموعهای از دورههای زمانی که معمولا طول آن بستگی به نوع صنعت و هدف کارخانه دارد. در صورتی که تنوع محصولات زیاد باشد با تقسیمبندی و گروهبندی محصولات آنها به خانوادههای محصول تقسیم میگردد.
پیش بینی تقاضای ادغامی در طول افق برنامهریزی برای هر یک از خانوادههای محصول.
با فرض ثابت بودن منابع در طول افق برنامهریزی ، تعیین تسهیلات تولید در دسترس و ظرفیتهایشان در یک واحد مشترک برای تعیین نیازمندیهای ظرفیتی هر گروه محصول.
مقایسه ظرفیت موجود تولیدی با ظرفیت مورد نیاز برای هر دوره برنامهریزی و اگر اختلافی مابین این دو موجود باشد بنحوی که نتوان تقاضا را با ظرفیت موجود برآورده نمود بایستی از یک یا چند تکنیک مدیریت ظرفیت برای تسطیح ظرفیت استفاده گردد[9]. این تکنیکها بصورت زیر است.
تنظیم سطح نیروی انسانی
تنظیم اضافه کاریها و یا زیر ظرفیت کار کردن
تنظیم ساعات کاری در هر روز
بستن قرارداد های جانبی
انباشتن موجودی
استفاده از سیاست کسری موجودی
6-گزینش یک استراتژی برای برنامهریزی تولید ادغامی.
روشها و استراتژیهایی که میتوان از آنها استفاده کرد همگی در طیفی قرار دارند که دو سر آن دو روش تولید یکنواخت و تعقیب تقاضا25 میباشد.
در مسائل دنیای واقعی عدم قطعیت و دقت از داده ها ممکن است بطور همزمان رخ دهد. یک راه حل ساده برای برونرفت از این مشکل جایگزینی و یا ثابت فرض کردن دادههای غیر قطعی و یا نادقیق است که منجر به کاریکاتوری شدن شرایط واقعی میگردد. پس در چنین شرایطی عدم قطعیت بودن باید در بهینهسازی در نظر گرفته شود. ضرورت بکارگیری مدلهای برنامهریزی تولید در شرایطی که با عدم قطعیت در اطلاعات مواجه هستیم و توجه به مدلی که با شرایط واقعی سازگاری بیشتری داشته باشد ما را بر آن داشت که مدلی از برنامهریزی ادغامی ارائه کنیم که سازگاری بیشتری با شرایط واقعی و حاکم بر تصمیمگیری مدیران دارد.
2- 10- منطق فازی
مفهوم منطق فازی اولین بار در پی تنظیم نظریهی مجموعههای فازی بوسیلهی پروفسور لطفی زاده در صحنهی محاسبات نو ظاهر شد.
دانش مورد نیاز برای بسیاری از مسائل مورد مطالعه به دو صورت متمایز ظاهر میگردد:
دانش عینی مثل مدلها ، معادلات ، فرمولهای از پیش تنظیم شده و برای حل و فصل مسائل معمولی فیزیک ، شیمی یا مهندسی مورد استفاده قرار میگیرد.
دانش شخصی مثل دانستنیهایی که تا حدودی قابل توصیف بوده و بیان زبان شناختی بوده ولی امکان کمی کردن آن با استفاده از ریاضیات سنتی وجود ندارد.
از آنجا که در عمل هر دو دانش مورد نیاز است منطق فازی میکوشد آنان را بصورتی منظم ، منطقی و ریاضیاتی با یکدیگر هماهنگ سازد.
در دنیای واقعی اشکال مختلف عدم قطعیت وجود دارد که فرایندهای تولید را تحت تاثیر قرار میدهد. عدم قطعیت به دو دسته تقسیم میشود.
عدم قطعیت محیطی
عدم قطعیت سیستمی
عدم قطعیت محیطی شامل عدم قطعیت خارج از فرایند تولید میباشد. مثل عدم قطعیت تقاضا و تامین مواد. عدم قطعیت سیستمی در رابطه با عدم قطعیت بین فرایند تولید است ، نظیر عدم قطعیت عملکرد عملیات ، عدم قطعیت زمان تاخیر تولید ، عدم قطعیت کیفیت ، خرابی سیستم تولید و تغییرات در ساختار محصول.
در خلال سالها محققین زیادی عدم قطعیت را در سیستمهای تولیدی فرموله کردهاند و رویکردهای متفاوتی برای عدم قطعیتهای متفاوت پیشنهاد شده است که در جدول 2-1 آمده است[9].
جدول2-1 دسته بندی کلی انواع مدل های عدم قطعیت در سیستم های تولیدی[10]
مدل مفهومی26
عوامل عملکرد27
ذخیره ی اطمینانمدل تحلیلی28
فرایندهای سلسله مراتبی
برنامه ریزی ریاضی(MOP,LP,MILP,MINLP )مصون سازی29
برنامه ریزی کلی
برنامه ریزی نیازمندی های خط تولید
انعطاف پذیریبرنامه ریزی احتمالی
تخمین قطعی تبدیل لاپلاس
فرایند تصمیم گیری مارکفمدل های بر اساس هوش مصنوعی
سیستم های خبره
تئوری مجموعه ی فازی
الگوریتم ژنتیک30
الگوریتم جستجوی ممنوعهمدل شبیه سازی
توزیع احتمالی
روش های ابتکاری
تئوری صف

2-11- ویژگی های مدل های تعیین اندازه انباشته
در این قسمت به دنبال آنیم تا با معرفی وبژگیهای گوناگون رایج در ادبیات مسائل تعیین اندازه انباشته بهینه ، پیچیدگی آنرا را مورد تحلیل و بررسی قرار دهیم .
2-11-1- افق برنامهریزی31
افق زمانی فاصله زمانی است که برنامه زمانبندی تولید تا آن زمان گسترش مییابد . افق برنامهریزی به دو دسته کلی متناهی و نامتناهی تقسیم میشود . افق برنامهریزی متناهی معمولاً با تقاضای پویا و نامتناهی با تقاضای ثابت همراه است . حالت دیگری از افق برنامهریزی افق غلتان32 نامیده میشود ، که در آن سیکل معینی تعیین نمیگردد . در این حالت معمولاً با دادههای نامعین سرو کار داریم و دوره های واقعی زمانبندی شده برنامهریزی تولید با توجه به شرایط برنامهریزی به اصطلاح به جلو غلتانده میشود . نکته قابل توجه در این مدل ، قابلیت تولید بیش از یک بار محصولی معین است . اما یکی از مهمترین دستهبندی های افق زمانبندی در مسایل تعیین اندازه انباشته ، دستهبندی بر اساس طول ظرفهای زمانی33 می باشد : ظرف زمانی بزرگ ( بلند )34 و ظرف زمانی کوچک ( کوتاه )35.
مدلهای SBT شامل دورههای کوتاه زمانی است ، که در آنها تنها یک محصول و یا یک عمل راهاندازی صورت میپذیرد ( مجاز است ) . در مقابل ، مدل BTB دارای دورههای کمتر ولی طولانیتر است و عموماً محدودیتی برای تعداد محصول و یا دفعات راهاندازی در یک دوره معین وجود ندارد .
2-11-2- راهاندازی36
هنگامی که یک محصول یا آیتم بر روی یک ماشین به منظور انجام عملیات بر اساس برنامه تولید بارگذاری میشود اصطلاحاً پدیده راهاندازی صورت گرفته که به دو صورت هزینه و زمان راه اندازی در مدلهای تعیین اندازه انباشته بهینه ظاهر میگردد
2-11-3- سطح تولید :37
سیستمهای تولیدی ممکن است چند مرحلهای38 یا تک مرحلهای39 باشند . در سیستمهای تک مرحلهای ، عموماً محصول نهایی یک محصول ساده است . مواد اولیه پس از طی یک فرآیند همچون ریختهگری یا آهنگری به محصول نهایی تبدیل می گردند به عبارت دیگر مواد اولیه به طور مستقیم به محصول نهایی تبدیل میشوند و یا مواد خریداری شده بدون هیچ فرآیند زیرمونتاژی میانی به محصول نهایی تبدیل میگردد . در این حالت تقاضای محصول به طور مستقیم از سفارش مشتری یا تقاضای بازار تعیین میشود که به این نوع تقاضا ، تقاضای غیر وابسته40 نیز گفته میشود .
در سیستم تولیدی چند مرحلهای یک ارتباط مابین اعضای خانوادگی وجود دارد . مواد خام بعد از سپری کردن چندین عملیات به محصول نهایی تبدیل میشوند . خروجی یک عملیات ( سطح ) ورودی عملیات ( سطح ) بعدی میباشد . بنابراین تقاضای یک قلم در یک سطح بستگی به میزان تقاضای خانواده سطح بالاتر آن قلم دارد . به این نوع تقاضا ، تقاضای وابسته41 گفته میشود . در مباحث تعیین اندازه انباشته ، محیط تولیدی چند مرحلهای بر پیچیدگی مدل میافزاید . مسائل چند مرحلهای بر اساس ساختار محصول همچون سریال ، مونتاژ و سیستم برنامهریزی نیازمندیهای مواد طراحی و مشخص میشود .
2-11-4- تعداد محصول نهایی42
تعداد اقلام نهایی یا محصول نهایی در سیستمهای تولیدی به عنوان یکی از ویژگیهای مسئله مورد توجه قرار میگیرد که در پیچیدگی مدل نقش بسزایی ایفا میکند . در مسائل تعیین اندازه انباشته بهینه دو دستهی اساسی از حیث تعداد محصول نهایی مطرح میباشد . در برنامهریزی تولید تک محصولی43 تنها یک محصول موجود است بطوریکه تمام اقلام در نهایت به آن یک محصول ختم میشود . در مقابل در برنامهریزی تولید چند محصولی44 قرار میگیرد که در چنین مدلی چندین محصول ( دو یا بیشتر ) به منظور تولید برنامهریزی میگردد .
در محیطهای مونتاژی مختلط ، مدل برنامهریزی تولید چند محصولی به شمار میرود . به گونهای که مواد اولیه پس از طی چند مرحله فرایند تولید و یا مونتاژ در پایان آخرین سطح که عموماٌ سطح مونتاژ نیز نامیده می شود به محصول نهایی مونتاژی تبدیل میگردند . در این محیط ها علاوه بر آنکه چندین محصول با زیر اقلام خانواده خود تولید میگردند ممکن است یک یا چند قلم معین در یک یا چند مرحله بین چند محصول مشترک باشد که این نکته برچیدگی چنین محیطهایی میافزاید .
2-11-5- تقاضا45
تقاضا به عنوان یکی از پارامترهای ورودی مسئله تعیین اندازه انباشته مطرح میباشد که براساس معیارهای گوناگون دستهبندیهای مختلفی دارد . در این قسمت سه دسته از این دستهبندیها را بیان میکنیم .
اگر میزان تقاضا در طی زمان ثابت باقی بماند به آن تقاضای ثابت46 گفته میشود . در مقابل آن تقاضای پویا قرار دارد که میزان تقاضای یک محصول در طی زمان تغییر میکند . در واقع اگر طی دورههای زمانبندی شده میزان تقاضا از یک دوره به دوره بعد ثابت بماند به آن تقاضای ثابت ، و در غیر اینصورت به آن تقاضای پویا47 میگویند .
اما دستهبندی دوم براساس معین یا نامعین بودن میزان تقاضا مطرح میگردد . اگر میزان تقاضای یک محصول در طی زمان برنامهریزی معین باشد ، به آن تقاضای معین48 میگویند . باید توجه داشت که تقاضای ثابت و پویا نیز جز همین دسته بشمار میروند .
در برابر تقاضای معین49 ، تقاضای نامعین50 قرار دارد که خود شامل تقاضای فازی51 ، احتمالی52 و تصادفی53 میباشد . در این حالات عموماً برای تقاضا تابعی از سوی مشتری یا بازار تعیین میگردد تا برنامهریزی تولید برای محصولات بر اساس آن صورت پذیرد .
دسته سوم طبقهبندی بر اساس ساختار محیط تعیین میگردد . اگر یک محیط تولیدی چند سطحی داشته باشیم تقاضای وابسته تعریف میگردد . یعنی تقاضای یک قلم در سطح بالاتر به تقاضای اقلام همخانواده در سطوح پایین تر وابسته است . برای مدلهای تک سطحی تقاضای غیروابسته معرفی شده است که تقاضای اقلام مستقیماً از سوی مشتری یا بازار تعیین میگردد .
با توجه به شرایط عدم قطعیت در دنیای واقعی برای مدل تعیین اندازه انباشته در محیط مونتاژی مختلط تقاضای وابستهی پویای فازی در نظر گرفته شده است . به گونهای که به علت چند سطحی بودن محیط ، تقاضا وابسته به علت عدم معین بودن تقاضا طی دورههای مختلف میزان تقاضا بر اساس تابع عضویت هر یک از محصولات تعیین میگردد .
2-11-6- ظرفیت54
بر اساس تعریف نوع ظرفیت مسائل تعیین اندازه انباشته به دو دسته مسائل با محدودیت ظرفیت یا بدون محدودیت ظرفیت تقسیم میشوند . با توجه به شرایط دنیای واقعی و وجود محدودیت منابع ، مدلهای تعیین اندازه انباشته با محدودیت ظرفیت به شرایط واقعی نزدیکتر میباشند . زیرا در محیطهای واقعی تولیدی، کارگاهها غالباً با محدودیتهایی همچون نیروی انسانی ، تجهیزات ، ماشینآلات و بودجه مواجه میباشند . عموماً مسائل



قیمت: تومان

دسته بندی : پایان نامه ارشد

پاسخ دهید