عنوان
رويكردي چندهدفه براي حداقل‌سازي هم‌زمان ضايعات طولي، زمان عمليات، هزينه‌هاي عملياتي و ميزان ضايعات در مسئله برش يك‌بعدي
نويسنده اصلي
مدني خو، محمدرضا
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي صنايع
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
در بسياري از صنايع توليدي، مسئله‌ي برش يك‌بعدي به‌عنوان يكي از مسائل بنيادين در استفاده‌ي بهينه از مواد اوليه مطرح است. در اين مسئله، مواد اوليه‌ي طويل نظير ميله‌ها، پروفيل‌ها يا رول‌ها بايد به قطعاتي با طول‌هاي مشخص برش داده شوند، به‌گونه‌اي كه تقاضاي سفارش‌ها به‌طور كامل تأمين شده و ميزان اتلاف منابع به حداقل برسد. اگرچه در اغلب پژوهش‌هاي پيشين تمركز اصلي بر كاهش طول كل ضايعات بوده است، اما در محيط‌هاي واقعي توليد، معيارهاي ديگري همچون هزينه‌هاي عملياتي، زمان انجام عمليات و ميزان مصرف استوك‌ها نيز نقش تعيين‌كننده‌اي در كارايي و بهره‌وري سيستم دارند.
در اين پژوهش، يك مدل چهارهدفه‌ي يكپارچه براي مسئله‌ي برش يك‌بعدي ارائه شده است كه به‌طور هم‌زمان به حداقل‌سازي معيارهاي زير مي‌پردازد:
1. مجموع طول ضايعات مواد اوليه به‌عنوان شاخص بهره‌وري مصرف مواد،
2. هزينه‌هاي عملياتي شامل هزينه‌هاي ثابت استفاده از استوك و هزينه‌هاي متغير برش،
3. زمان عمليات برش و آماده‌سازي به‌عنوان شاخص بهره‌وري فرآيند،
4. تعداد ضايعات به‌منظور كنترل موجودي و برنامه ريزي پسماند.
براي مدل‌سازي اين مسئله، ابتدا يك مدل رياضي مبتني بر برنامه‌ريزي عدد صحيح مختلط (MIP) توسعه داده شده است كه روابط بين آيتم‌ها، استوك‌ها، محدوديت‌هاي طول، تقاضا و قيود عملياتي را به‌صورت دقيق نمايش مي‌دهد. به‌منظور حل مسئله چندهدفه، ابتدا هر يك از توابع هدف به‌صورت جداگانه حل شده و سپس با استفاده از روش نرمال‌سازي حداقل–حداكثر، يك تابع هدف تركيبي وزن‌دار تشكيل گرديده است. اين مدل در نرم‌افزار GAMS پياده‌سازي و حل شده است.
علاوه بر روش دقيق، به‌منظور كاهش زمان محاسباتي و افزايش قابليت حل در مسائل با ابعاد بزرگ، يك الگوريتم هيوريستيكي مبتني بر محيط Excel–VBA طراحي و پياده‌سازي شده‌است. اين الگوريتم بر اساس سياست تخصيص تدريجي آيتم‌ها، اولويت‌دهي به آيتم‌هاي بزرگ‌تر، استفاده از استوك‌هاي باز موجود و انتخاب گزينه‌هايي با هزينه و زمان كمتر عمل مي‌كنند. اجراي هم‌زمان اين دو الگوريتم منجر به توليد الگوهاي برش كارا در زمان محاسباتي بسيار كوتاه مي‌شود.
براي ارزيابي عملكرد روش‌هاي پيشنهادي، 25 مثال عددي طراحي و حل شده و نتايج حاصل از روش دقيق GAMS با نتايج الگوريتم‌هاي هيوريستيكي VBA مقايسه گرديده است. نتايج محاسباتي نشان مي‌دهد كه روش هيوريستيكي پيشنهادي، ضمن كاهش چشمگير زمان محاسباتي، قادر است جواب‌هايي با كيفيت نزديك به جواب‌هاي بهينه روش دقيق توليد نمايد و تعادل مناسبي ميان اهداف چهارگانه برقرار سازد.
به‌كارگيري چارچوب پيشنهادي مي‌تواند در صنايع فلزي، چوب، كاغذ و بسته‌بندي منجر به كاهش ضايعات مواد، بهبود بهره‌وري فرآيند، كاهش هزينه‌ها و ارتقاي عملكرد اقتصادي و زيست‌محيطي گردد.
شماره ركورد
237716
گرايش رشته تحصيلي
بهينه سازي سيستم ها
دانشكده
فني مهندسي گلپايگان
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان