طراحی مدل یکپارچه تشکیل سلول با چیدمان سلول و زمانبندی عملیات ها و حل آن با الگوریتم ژنتیک

رشته مدیریت سیستم و بهره وری

اطلاعات پایان نامه
عنوان پایان نامهطراحی مدل یکپارچه تشکیل سلول با چیدمان سلول و زمانبندی عملیات ها و حل آن با الگوریتم ژنتیک
رشته و گرایشمدیریت سیستم و بهره وری
روش تحقیقالگوریتم ژنتیک
تعداد صفحات۱۲۶
فایل انجام الگوریتم ژنتیکدارد
سال انجام تحقیق۱۳۹۳
کلمات کلیدیتولید سلولی، تشکیل سلول، چیدمان سلولی، زمانبندی گروهی، الگوریتم ژنتیک
نوع فایلاین فایل به صورت ورد(Word) و تایپ شده و آماده استفاده می باشد.

چکیده

سیستم­های تولید سلولی برای بهبود کارایی و انعطاف­پذیری تولید مورد استفاده قرار گرفته­اند. طراحی یک سیستم تولید سلولی شامل سه تصمیم­گیری مهم می­باشد: تشکیل سلول (CF)، چیدمان سلولی (CL) و زمانبندی سلولی (CS). این سه فاکتور با هم در ارتباط بوده و بر یکدیگر تاثیر می­گذارند. در این تحقیق یک مدل یکپارچه به طور همزمان به این سه زیر مساله پرداخته در حالیکه در بخش چیدمان سلولی با در نظر گرفتن سلول­ به عنوان واحد مستقل آن­ها را در دو نوع چیدمان خطی تک ردیفی و خطی دو ردیفی مورد بررسی قرار داده و یک چیدمان مناسب و کارا با هدف حداقل نمودن زمان تکمیل کارها پیشنهاد شده است. برای حل مدل یکپارچه طراحی سلول در مقیاس­های واقعی یک الگوریتم ژنتیک توسعه یافته است. یک مثال برای اعتبارسنجی مدل و همچنین آشنایی با رویکرد مدل در نرم افزار لینگو حل و نتایج آن تشریح شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می­دهد هنگام طراحی سلول با استفاده از این مدل یکپارچه، چیدمان سلولی خطی دو ردیفی در مقایسه با خطی تک ردیفی که معمول­تر است، نتایج بهتری خواهد داشت.

واژگان کلیدی: تولید سلولی، تشکیل سلول، چیدمان سلولی، زمانبندی گروهی، الگوریتم ژنتیک

کلمات کلیدی: ارزش ویژه برند، کیفیت، وفاداری، آگاهی ، تداعی،محصولات غذایی

فهرست مطالب

   عنوان و شماره صفحه

فصل اول کلیات تحقیق

۱-۱- مقدمه ۲

۱-۲- بیان مساله ۳

۱-۳- هدف انجام تحقیق. ۵

۱-۴- ضرورت انجام تحقیق. ۵

۱-۵- ساختار تحقیق. ۶

فصل دوم مرور ادبیات

۲-۱- مقدمه ۸

۲-۲- تکنولوژی گروهی. ۹

۲-۲-۱- کاربرد کدگذاری در تکنولوژی گروهی‌ ۱۰

۲-۲-۲- نتایج‌ انعطاف‌پذیری‌ ۱۱

۲-۳- تولید سلولی. ۱۶

۲-۳-۱- مزایا و معایب تولید سلولی.. ۲۴

۲-۴- زمانبندی. ۳۴

۲-۴-۱- مدل‌های زمانبندی.. ۳۹

۲-۵- مروری بر مسائل تولید سلولی با رویکردهای تشکیل سلول، چیدمان سلول و زمانبندی گروهی  ۴۳

فصل سوم روش تحقیق

۳-۱- مقدمه ۵۳

۳-۲- مفروضات.. ۵۴

۳-۳- نمادهای مدل. ۵۵

۳-۳-۱- اندیس­ها ۵۵

۳-۳-۲- پارامترهای ورودی.. ۵۶

۳-۳-۳- پارامترهای خروجی.. ۵۶

۳-۳-۴- متغیرهای تصمیم­گیری.. ۵۷

۳-۴- مدل ریاضی. ۵۷

۴-۴- تشریح مدل. ۵۷

۳-۲- روش حل با استفاده از الگوریتم ژنتیک.. ۶۱

۳-۲-۱- آشنایی با الگوریتم ژنتیک… ۶۱

۳-۲-۱-۱- مقدمه. ۶۱

۳-۲-۱-۲- زمینه های بیولوژیکی.. ۶۳

۳-۲-۱-۳- فضای جستجو. ۶۴

۳-۲-۱-۴- مسائل NP. 65

۳-۲-۱-۵- مفاهیم اولیه در الگوریتم ژنتیک… ۶۷

۳-۲-۱-۵-۱- اصول پایه. ۶۷

۳-۲-۱-۵-۲- شمای کلی الگوریتم ژنتیک… ۶۷

۳-۲-۱-۵-۳- کد کردن. ۶۹

۳-۲-۱-۵-۴- روش های کدینگ… ۷۰

۳-۲-۱-۵-۵- کروموزوم. ۷۳

۳-۲-۱-۵-۶- جمعیت… ۷۳

۳-۲-۱-۵-۷- مقدار برازندگی.. ۷۴

۳-۲-۱-۵-۸- عملگر تقاطع.. ۷۵

۳-۲-۱-۵-۹- عملگر جهش…. ۷۷

۳-۲-۱-۵-۱۰- روش های انتخاب… ۷۷

۳-۲-۱-۶- ارائه الگوریتم پیشنهادی. ۸۰

۳-۲-۱-۷- نمایش کروموزوم. ۸۰

۳-۲-۱-۸- ایجاد جمعیت اولیه. ۸۲

۳-۲-۱-۹- تابع برازندگی.. ۸۲

۳-۲-۱-۱۰- انتخاب… ۸۳

۳-۲-۱-۱۱- تقاطع.. ۸۳

۳-۲-۱-۱۲- جهش…. ۸۶

۳-۲-۱-۱۳- معیار توقف… ۸۶

فصل چهارم محاسبات و تحلیل نتایج

۴-۱- مقدمه ۸۸

۴-۲- اعتبارسنجی و ارائه مثال عددی. ۸۸

۴-۳- نتایج محاسباتی و تحلیل آنها ۹۳

فصل پنجم نتیجه­گیری و پیشنهادات

۵-۱- نتیجه­گیری. ۱۰۰

۵-۲- پیشنهادات برای تحقیقات آتی. ۱۰۰

پیوست

کد الگوریتم ژنتیک در نرم افزار متلب… ۱۰۳

منابع و مراجع. ۱۰۹

منابع

  • [۱] Wu X, Chu CH, Wang Y, Yue D.Genetic algorithms for integrating cell formation with machine layout and scheduling. Comput Ind Eng ۵۳:۲۷۷–۲۸۹.(۲۰۰۷)
  • [۲] Arkat J, Hosseinabadi M, Hosseini Integrating cell formation with cellular layout and operations scheduling. Manufact Technol , 61:637-647.(۲۰۱۲)
  • [۳] Heragu, S. S., & Kusiak, A.Machine layout problem in flexible manufacturing systems. Operations Research, 36, 258–۲۶۸.(۱۹۸۸)
  • [۴] Chin-Chih Chang, Tai-Hsi Wu, Chien-Wei Wu.An efficient approach to determine cell formation, cell layout and intracellular machine sequence in cellular manufacturing systems. Computers & Industrial Engineering 66 438–۴۵۰.(۲۰۱۳)
  • [۵] Burbide, J.L., The Introduction Of Group Technology. Heinemann, London, U-K, (1975).
  • [۶] Ben-Arieh, David. Analysis of a distributed group technology methodology. Computers and Industrial Engeneering, Vol 35 PP. 69-72, (1998)
  • [۷] Greogory V, Spriggs. Mark T. Achieving competitive advantage through group technology, Business Horizons, Vol 39, P83, May/July (1996).
  • [۸] Jensen, John B., Malhotra, Manojk, Philipoom, Patrick R. Machine dedication and process flexibility in a group technology environment. Journal Of Operation Management, Vol 14, PP 19-39, (1995).
  • [۹] Black, J. The Design of the Factory with a Future. McGraw-Hill, Inc, New York, 1991.
  • Askin, R. and Standridge, C. Modeling and Analysis of Manufacturing Systems. John Wiley & Sons, New York, (1993).
  • Selim, H., Askin, R. and Vakharia, A. Cell Formation in Group Technology: Review, Evaluation and Directions for Future Research. Computers and Industrial Engineering, ۳۴(۱):۳-۲۰, (۱۹۹۸).
  • Groover, M. Automation, Production Systems, and Computer Integrated Manufacturing. Prentice Hall, Englewood, NJ, (1987).
  • Wemmerlov, U. and John, D. Cellular Manufacturing at 46 User Plants: Implementation experiences and Performance Improvements. International Journal of Production Research, ۳۵(۱):۲۹-۴۹, (۱۹۹۷).
  • Stalk, N. and Hout, T. Competing Against Time. Free Press, New York, (1990).
  • Fry, T., Breen, M. and Wilson, M. A Successful Implementation of Group Technology and Cell Manufacturing. Production and Inventory Management Journal, ۲۸(۳):۴-۶,(۱۹۸۷).
  • Choi, M. Manufacturing Cell Design. Production and Inventory Management Journal, 33(2):66-69, (1992).
  • Askin, R. and Standridge, C. Modeling and Analysis of Manufacturing Systems. John Wiley & Sons, New York, (1993).
  • Burbidge, J. and Dale, B. Planning the Introduction and Predicting the Benefits of Group Technology. Engineering Costs and Production Economics, ۸, ۱۱۷-۱۲۸, (۱۹۸۴).
  • Collet, S. and Spicer, R. Improving Productivity through Cellular Manufacturing. Production and Inventory Management Journal, ۳۶(۱):۷۱-۷۵, (۱۹۹۵)
  • Collet, S. and Spicer, R. Improving Productivity through Cellular Manufacturing. Production and Inventory Management Journal, ۳۶(۱):۷۱-۷۵, (۱۹۹۵).
  • Hyer, N. L. and Wemmerlov, U., Group technology and productivity, Harvard business review, 62, No. 4., 140-149, (1984).
  • Hyer, N. The Potential of Group Technology for U.S. Manufacturing. Journal of Operations Management, ۴(۳):۱۸۳-۲۰۲, (۱۹۸۴).
  • Levasseur, G., Helms, M. and Zink, A. A Conversion from a Functional to a Cellular Manufacturing Layout at Steward, Inc. Production and Inventory Management Journal, ۳۶(۳):۳۷-۴۲, (۱۹۹۵).
  • Singh, N. and Rajamaani, D. Cellular Manufacturing Systems: Design, Planning and Control. Chapman and Hall, New York, (1996).
  • Wemmerlov, U. and Hyer, N. Cellular Manufacturing in the US Industry: A Survey of Users. International Journal of Production Research, ۲۷(۹):۱۵۱۱-۱۵۳۰, (۱۹۸۹).
  • Suresh, N. and Meredith, J. Coping with the Loss of Pooling Synergy in Cellular Manufacturing Systems. Management Science, ۴۰(۴):۴۶۶-۴۸۳, (۱۹۹۴).
  • Greene, T. and Sadowski, R. A Review of Cellular Manufacturing Assumptions, Advantages, and Design Techniques. Journal of Operations Management, ۴(۲):۸۵-۹۷,(۱۹۸۴).
  • Shafer, S. and Charnes, J. . Cellular versus Functional Layouts under a Variety of Shop Operating Conditions. Decision Sciences, ۲۴(۳):۶۶۵-۶۸۲, (۱۹۹۴).
  • Chandrasekharan, M. and Rajagopalan, R. ZODIAC: An Algorithm for Concurrent Formation of Part Families and Machine Cells. International Journal of Production Research, ۲۵(۶):۴۵۱-۴۶۴, (۱۹۸۷).
  • Howard, M. and Newman, R. From Job Shop to Just-in-Time-A Successful Conversion. Production and Inventory Management Journal, ۳۴(۳):۷۰-۷۴, (۱۹۹۳).
  • Levasseur, G., Helms, M. and Zink, A. A Conversion from a Functional to a Cellular Manufacturing Layout at Steward, Inc. Production and Inventory Management Journal, ۳۶(۳):۳۷-۴۲, (۱۹۹۵).
  • K. R., Introduction to Sequencing and Scheduling, John Wiley & Sons, New York, (۱۹۷۴).
  • Baker, K.R., Scheduling groups of jobs in the two machine flow shop, Mathematical and Computer Modeling, Vol. 13, P.P. 29–۳۶, (۱۹۹۰).
  • Jabal Ameli MS, Arkat J, Barzinpour F .Modelling the effects of machine breakdowns in the generalized cell formation problem. Int J Adv Manuf Tech ۳۹:۸۳۸–۸۵۰ (۲۰۰۸).
  • Reisman A, Kumar A, Motwani J, Cheng C .Cellular manufacturing: a statistical review of the literature. Oper Res ۴۵:۵۰۸–۵۲۰ (۱۹۹۷).
  • Selim HM, Askin RG, Vakharia AJ Cell formation in group technology: review, evaluation and directions for future research. Comput Ind Eng ۳۴:۳–۲۰ (۱۹۹۸).
  • Mahadavi I, Paydar MM, Solimanpur M, Hidarzade A Genetic algorithm approach for solving a cell formation problem in cellular manufacturing. Expert Syst Appl ۳۶:۶۵۹۸–۶۶۰۴ (۲۰۰۹).
  • Li X, Baki MF, Aneja YP. An ant colony optimization metaheuristic for machine—part cell formation problems. Comput Oper Res ۳۷:۲۰۷۱–۲۰۸۱ (۲۰۱۰).
  • Chandrasekharan MP, Rajagopalan R .A multidimensional scaling algorithm for group layout in cellular manufacturing. Int J Prod Econ ۳۲:۱۶–۶۵ (۱۹۹۳).
  • Jajodia S, Minis I, Harhalakis G, Proth J .CLASS: computerized layout solutions using simulated annealing. Int J Prod Res ۳۰(۱):۹۵–۱۰۸ (۱۹۹۲).
  • Salum L .The cellular manufacturing layout problem. Int J Prod Res ۳۸(۵):۱۰۵۳–۱۰۶۹ (۲۰۰۰).
  • Urban TL, Chiang W, Russell R .The integrated machine allocation and layout problem. Int J Prod Res ۳۸(۱۳):۲۹۱۱–۲۹۳۰ (۲۰۰۰).
  • Arvindh B, Irani A . Cell formation: the need for an integrated solution of subproblems. Int J Prod Res ۳۲(۵):۱۱۹۷– ۱۲۱۸ (۱۹۹۴).
  • Akturk MS .A note on the within-cell layout problem based on operation sequences. Prod Plan Control ۷(۱):۹۹–۱۰۳ (۱۹۹۶).
  • Chiang CP, Lee SD . Joint determination of machine cells and linear intercell layout. Comput Oper Res ۳۱:۱۶۰۳–۱۶۱۹ (۲۰۰۴).
  • Mahdavi I, Shirazi B, Paydar MM . A flow matrix-based heuristic algorithm for cell formation and layout design in cellular manufacturing system. Int J Adv Manuf Tech ۳۹:۹۴۳–۹۵۳ (۲۰۰۸).
  • Ahi A, Aryanezhad MB, Ashtiani B, Makui A .A novel approach to determine cell formation, intracellular machine layout and cell layout in the CMS problem based on TOPSIS method. Comput Oper Res ۳۶:۱۴۷۸–۱۴۹۶ (۲۰۰۹).
  • Wu X, Chu CH, Wang Y, Yan W .Concurrent design of cellular manufacturing systems: a genetic algorithm approach. Int J Prod Res ۴۴(۶):۱۲۱۷–۱۲۴۱ (۲۰۰۶).
  • Sridhar J, Rajendran C .Scheduling in a cellular manufacturing system: a simulated annealing approach. Int J Prod Res ۳۱ (۱۲):۲۹۲۷–۲۹۴۵ (۱۹۹۳).
  • Atmani A, Lashkari RS, Caron RJ .A mathematical programming approach to joint cell formation and operation allocation in cellular manufacturing. Int J Prod Res ۳۱(۱):۱–۱۵ (۱۹۹۵).
  • Solimanpur M, Vrat P, Shankar R .A heuristic to minimize makespan of cell scheduling problem. Int J Prod Econ ۸۸:۲۳۱– ۲۴۱ (۲۰۰۴).
  • Franca PM, Gupta JND, Mendes AS, Moscato P, Veltink KJ . Evolutionary algorithms for scheduling a flow shop manufacturing cell with sequence dependent family setups. Comput Ind Eng ۴۸:۴۹۱–۵۰۶ (۲۰۰۵)
  • Reddy V, Narendran TT .Heuristics for scheduling sequence-dependent set-up jobs in flow line cells. Int J Prod Res ۴۱(۱):۱۹۳–۲۰۶ (۲۰۰۳).
  • Logendran R .Impact of sequence of operations and layout of cells in cellular manufacturing. Int J Prod Res ۲۹(۲):۳۷۵–۳۹۰ (۱۹۹۱).
  • Wu X, Chu CH, Wang Y, Yan W .A genetic algorithm for cellular manufacturing design and layout. Eur J Oper Res ۱۸۱:۱۵۶–۱۶۷ (۲۰۰۷).
  • Arkat J, Hoseinabadi M, Ahmadizar F .Multi-objective genetic algorithm for cell formation problem considering cellular layout and operation scheduling. Comput Int Man (۲۵):۶۲۵-۶۳۵ (۲۰۱۲).
  • Heragu, S. S., & Kusiak, A .Machine layout problem in flexible manufacturing systems. Operations Research, ۳۶, ۲۵۸–۲۶۸ (۱۹۸۸).
  • Karthikeyan, M. Saravanan, K. Ganesh. GT Machine Cell Formation Problem in Scheduling for Cellular Manufacturing System Using Meta-Heuristic Method. Procedia Engineering, Volume 38, Pages 2537-2547 (2012).
  • Chin-Chih Chang, Tai-Hsi Wu, Chien-Wei Wu. An efficient approach to determine cell formation, cell layout and intracellular machine sequence in cellular manufacturing systems. Computers & Industrial Engineering, Volume 66, Issue 2, Pages 438-450 (2013).
  • Iraj Mahdavi, Ehsan Teymourian, Nima Tahami Baher, Vahid Kayvanfar. An integrated model for solving cell formation and cell layout problem simultaneously considering new situations. Journal of Manufacturing Systems, Volume 32, Issue 4, Pages 655-663 (2013).
  • Masoud Bagheri, Mahdi Bashiri. A new mathematical model towards the integration of cell formation with operator assignment and inter-cell layout problems in a dynamic environment. Applied Mathematical Modelling, Volume 38, Issue 4, Pages 1237-1254 (2014).
  • Mohammad Mohammadi, Kamran Forghani. A novel approach for considering layout problem in cellular manufacturing systems with alternative processing routings and subcontracting approach. Applied Mathematical Modelling, Volume 38, Issue 14, Pages 3624-3640 (2014).
  • Kia, F. Khaksar-Haghani, N. Javadian, R. Tavakkoli-Moghaddam. Solving a multi-floor layout design model of a dynamic cellular manufacturing system by an efficient genetic algorithm. Journal of Manufacturing Systems, Volume 33, Issue 1, Pages 218-232 (2014).
  • سید ابراهیم سجاد پور. مساله زمانبندی سلول تولیدی خط جریان غیر مرتب با زمان راه اندازی وابسته به توالی خانواده. پایان نامه. زمستان ۱۳۸۸.