زمان بندی ماشین های موازی نامرتبط به همراه دوباره کاری با در نظر گرفتن محدودیت دسترسی به ماشین ها

رشته صنایع یکی از مهمترین زیر شاخه های فنی و مهندسی شامل گرایش های متعددی در مقطع کارشناسی ارشد میباشد . در ادامه به معرفی نمونه بسیار جدید پایان نامه ارشد مهندسی صنایع   با عنوان : زمان بندی ماشین های موازی نامرتبط به همراه دوباره کاری با در نظر گرفتن محدودیت دسترسی به ماشین ها که در 160 صفحه در فرمت قابل ویرایش Word به نگارش در آمده میپردازیم .

چکیده تحقیق زمان بندی ماشین های موازی نامرتبط به همراه دوباره کاری با در نظر گرفتن محدودیت دسترسی به ماشین ها :

زمان ­بندی و توالی عملیات نوعی فرآیند تصمیم­ گیری است که با هدف بهینه­ سازی یک یا چند معیار، به ­دنبال تخصیص بهینه منابع محدود به تعدادی کار در طول افق زمان­ بندی است و نقشی حیاتی در بقای سیستم­های تولیدی و خدماتی ایفا می­کند. در تحقیق پیش رو، مسئله زمان ­بندی ماشین های موازی نامرتبط با فرض دسترسی محدود به ماشین­ ها، زمان­های نصب وابسته به توالی و وابسته به نوع ماشین و احتمال تولید اقلام فاقد کیفیت مورد بررسی قرار می­گیرد. از فرآیندهای دوباره ­کاری با هدف رساندن سطح کیفی اقلام معیوب به یک سطح قابل قبول استفاده می­شود. به ­منظور مدل­ سازی مسئله یاد شده، یک مدل ریاضی پیشنهاد و از معیار بیشینه زمان تکمیل کارها به­ عنوان تابع هدف در مسئله موردنظر استفاده شده است. از آنجایی که این مسئله از لحاظ پیچیدگی در دسته مسائل Strongly NP-hard جای می­گیرد، در نتیجه الگوریتم­های دقیق از کارایی لازم برای حل مسائل در ابعاد متوسط و بزرگ برخوردار نیستند. بنابراین، به­ منظور یافتن جواب­های بهینه و یا نزدیک به بهینه از الگوریتم­های فراابتکاری شامل الگوریتم ژنتیک و الگوریتم زنبور­عسل استفاده شده است. در حل مسائل با ابعاد کوچک که حتی در بعضی موارد از پیچیدگی بالایی برخوردار هستند، مقادیر بدست آمده از الگوریتم­های ژنتیک و زنبور­عسل با جواب­ های بهینه مقایسه شده است که نتایج حاکی از آن است که الگوریتم­های یاد شده قادر به تولید جواب­هایی به خوبی جواب­های بدست آمده از الگوریتم­های دقیق در یک زمان  محاسباتی بسیار کوتاه ­تر می­باشند.

واژه ­های کلیدی: ماشین های موازی نامرتبط ، فرآیندهای دوباره ­کاری، زمان نصب وابسته به توالی کارها و وابسته به نوع ماشین، دسترسی محدود به ماشین­ها

ضرورت انجام تحقیق

مسائل زمان­ بندی ماشین­ های موازی نامرتبط، یکی از کاربردی ترین مسائل در سیستم­های تولیدی و خدماتی می­باشد که در مقایسه با انواع دیگر مسائل ماشین­ های موازی، با توجه کمتری از سوی محققین روبرو بوده است. همچنین، موضوع کاهش هزینه ­های تولید همواره به ­عنوان یکی از اهداف عملیاتی بیشتر واحد­های تولیدی مطرح بوده است و یکی از موثرین روش­ها در تحقق این هدف، دوباره ­کاری اقلام معیوب می­باشد. لذا در این تحقیق، مسئله زمان­بندی ماشین­های موازی نامرتبط با فرض امکان دوباره ­کاری اقلام معیوب مورد بررسی قرار می­گیرد. همچنین در مسئله فوق، بدلیل اهمیت زمان­ های آماده ­سازی وابسته به توالی در بسیاری از صنایع، فرض وابسته بودن زمان آماده ­سازی ماشین به توالی کارها و نوع ماشین ­آلات در مسئله لحاظ شده است. با تحقیقات صورت­ گرفته در زمینه مسائل زمان­بندی ماشین­ های موازی، جای خالی تحقیقی که در آن مسئله ماشین­های موازی نامرتبط با فرض امکان دوباره­ کاری اقلام فاقد کیفیت و محدودیت­های زمان دسترسی به کارها، زمان نصب وابسته به توالی و وابسته به نوع ماشین و دسترسی محدود به ماشین­ها مورد بررسی قرار گرفته باشد، احساس می­شد. لذا در تحقیق پیش رو، مسئله یاد شده مورد مطالعه قرار گرفته است و یک مدل بهینه­ سازی برای آن ارائه می­شود و از الگوریتم­های فراابتکاری شامل الگوریتم ژنتیک و الگوریتم زنبور عسل به ­منظور حل مدل در اندازه­ های کاربردی استفاده می شود.

فهرست مطالب تحقیق زمان بندی ماشین های موازی نامرتبط

فصل اول.. 1

کلیات تحقیق.. 1

1-1. مقدمه. 2

1-2. تعریف مسئله. 3

1-3. اهداف تحقیق.. 6

1-4. مفروضات عمومی مسئله. 6

1-5. ضرورت انجام تحقیق.. 6

1-6. محتویات تحقیق.. 7

فصل دوم.. 8

مرور ادبیات و پیشینه تحقیق.. 8

2-1. مقدمه. 9

2-2. محیط ­های کارگاهی.. 11

2-2-1. تک ماشینه. 11

2-2-2 . ماشین ­های موازی.. 11

2-2-2-1. ماشین­ های موازی یکسان.. 11

2-2-2-2. ماشین­ های موازی یکنواخت.. 11

2-2-2-3. ماشین های موازی نامرتبط  . 12

2-2-3 . جریان کارگاهی.. 12

2-2-4 . جریان کارگاهی منعطف.. 12

2-2-5 . کار کارگاهی.. 12

2-2-6 . کار کارگاهی منعطف.. 12

2-2-7 . سیستم کارگاهی باز. 13

2-2-8 . سیستم ساخت انعطاف پذیر. 13

2-2-9. سیستم کارگاهی وابسته. 13

2-3. جزئیات و محدودیت­های نحوه پردازش کارها 13

2-3-1. زمان دسترسی به کار . 13

2-3-2. زمان نصب وابسته به توالی . 14

2-3-3. شکست در کارها . 14

2-3-4. اولویت در پردازش کارها . 14

2-3-5. خرابی ماشین .. 14

2-3-6. دسترسی محدود به ماشین­ها . 14

2-3-7. جایگشت .. 14

2-3-8. بلوکه شدن . 15

2-3-9. بدون انتظار . 15

2-3-10. گردش مجدد . 15

2-3-11. گروه­های کاری . 15

2-3-12. پردازش دسته­ای . 15

2-4. توابع هدف.. 16

2-4-1.  بیشینه زمان تکمیل کارها . 16

2-4-2.  بیشینه زمان تاخیر کارها . 16

2-4-3.  مجموع زمان تکمیل کارها . 16

2-4-4. مجموع وزنی زمان تکمیل کارها . 16

2-4-5. مجموع زمان دیر کرد کارها . 16

2-4-6. مجموع وزنی زمان دیرکرد کارها . 16

2-4-7. مجموع تعداد کارهای با تاخیر . 17

2-4-8. مجموع وزنی تعداد کار­های با تاخیر . 17

2-4-9. مجموع زمان­های زودکرد و دیرکرد کارها . 17

2-4-10. مجموع وزنی زمان­های زودکرد و دیرکرد کارها . 17

2-5. پیشینه تحقیق.. 17

2-6. ماشین های موازی نامرتبط      18

2-7. دوباره ­کاری.. 21

2-8.  زمان نصب وابسته به توالی کارها 24

2-9. دسترسی محدود به ماشین­ها 27

2-10. جمع بندی.. 29

فصل سوم.. 30

مدل ریاضی پیشنهادی.. 30

3-1. مقدمه. 31

3-2. تعریف مسئله. 31

3-2. مفروضات مسئله. 32

3-3. مدل ریاضی پیشنهادی.. 33

3-3-1. اندیس­ها و پارامتر­های ورودی به مدل.. 34

3-3-2. متغیرهای تصمیم­گیری.. 34

3-3-3. تابع هدف.. 35

3-3-4. محدودیت­ها 36

3-4. اعتبار سنجی مدل.. 40

3-5. پیچیدگی مسئله. 43

3-6. الگوریتم ژنتیک.. 46

3-6-1. تاریخچه الگوریتم ژنتیک.. 47

3-6-2. واژگان ژنتیک.. 48

3-6-3. ساختار الگوریتم ژنتیک.. 49

3-6-4. کدگذاری.. 50

3-6-5.  ایجاد جمعیت اولیه. 51

3-6-6.  اعمال ژنتیک.. 52

3-6-6-1. عملگرهای تقاطعی.. 52

3-6-6-1-1. يك نقطه برش… 53

3-6-6-1-2. دو نقطه برش… 54

3-6-6-2. عملگرهای جهشی.. 54

3-6-6-2-1. جابجايي.. 55

3-6-6-2-2. وارونگي.. 56

3-6-6-2-3. الحاق یا جاسازی.. 56

3-6-7. عمل تحول.. 57

3-6-7-1. فضای نمونه گیری.. 57

3-6-7-2. فضای نمونه گیری عادی.. 57

3-6-7-3. مکانیسم نمونه گیری.. 57

3-6-7-4.  احتمال انتخاب.. 58

3-6-8. تابع برازش… 59

3-6-9 . استراتژی برخورد با محدودیت.. 59

3-6-9-1. استراتژی اصلاح عملگرهای ژنتیک.. 60

3-6-9-2. استراتژی ردی.. 60

3-6-9-3. استراتژی اصلاحی.. 60

3-6-9-4. استراتژی جریمه ای.. 60

3-6-10. معیار توقف.. 61

3-7. الگوریتم زنبور عسل.. 62

3-7-1. مراحل اجرای الگوریتم.. 63

3-7-2. پارامتر های الگوریتم.. 64

3-7-3. فلوچارت الگوریتم زنبور عسل.. 64

3-7-4. شرح مراحل اجرای الگوریتم.. 65

3-8. جمع­بندی.. 66

فصل چهارم.. 67

نتایج محاسباتی و تحلیل آن.. 67

4-1.مقدمه. 68

4-2.  پیاده ­سازی الگوریتم ژنتیک.. 68

4-2-1. ساختار کروموزوم.. 69

4-2-2. جمعیت اولیه. 70

4-2-3. ارزیابی برازندگی تابع هدف.. 71

4-2-4. استراتژی انتخاب.. 71

4-2-5. اپراتورهای ژنتیک.. 73

4-2-6. همگرایی الگوریتم ژنتیک.. 75

4 -2-7. معیار توقف.. 75

4-3. پیاده ­سازی الگوریتم زنبور عسل( شماره یک). 76

4-3-1. مراحل اجرای الگوریتم زنبورعسل (شماره یک). 76

4-3-2. پارامترهای الگوریتم زنبورعسل (شماره یک). 77

4-3-3. روابط حاکم بر مقادیر پارامترها در الگوریتم زنبورعسل (شماره یک). 77

4-4. پیاده ­سازی الگوریتم زنبور عسل(شماره دو). 78

4-4-1. مراحل اجرای الگوریتم زنبورعسل (شماره دو). 78

4-4-2. پارامترهای الگوریتم زنبورعسل (شماره دو). 79

4-5. مجموعه داده­ها 81

4-6. تنظیم پارامترهای کنترلی الگوریتمها 81

4-7. طراحی آزمایشات چندعاملی برای مسائل با ابعاد متوسط. 84

4-7-1.تحلیل نتایج آماری.. 88

4-8. طراحی آزمایشات چندعاملی برای مسائل باابعاد بزرگ.. 92

4-8-1.تحلیل نتایج آماری.. 96

4-9. نتایج محاسباتی.. 99

4-10. جمع­بندی.. 108

فصل پنجم.. 109

نتیجه گیری و پیشنهادات.. 109

5-1. مقدمه. 110

5-2. نتیجه گیری.. 110

5-3. پیشنهادات آتی.. 111

5-3-1. پیشنهادات در زمینه ماهیت مسئله طرح شده در تحقیق.. 111

5-3-2. پیشنهادات در زمینه روش حل مسئله. 112

فهرست منابع. 113

پیوست.. 119

فهرست جداول

جدول 4-1. مقادیر داده­های ورودی به مسائل آزمایشی.. 81

جدول 4-2. پارامترهای کنترلی الگوریتم ژنتیک.. 83

جدول 4-3. پارامترهای کنترلی الگوریتم زنبور شماره یک.. 83

جدول 4-4. پارامترهای کنترلی الگوریتم زنبور شماره دو. 83

جدول 4-5. فاکتورها و سطوح آن­ها در الگوریتم زنبور شماره یک در ابعاد متوسط. 84

جدول 4-6. فاکتورها و سطوح آن­ها در الگوریتم زنبور شماره دو در ابعاد متوسط. 84

جدول 4-7. فاکتورها و سطوح آن­ها در الگوریتم ژنتیک در ابعاد متوسط. 84

جدول 4-8 . ترکیب فاکتورها و سطوح پاسخ مربوط به الگوریتم زنبور1 در مسائل با ابعاد متوسط. 85

جدول4-9 . ضرایب همبستگی تخمینی مدل برای نسبتهای SN، الگوریتم زنبور1، ابعاد متوسط. 86

جدول4-10. آنالیز واریانس برای نسبتهای SN، الگوریتم زنبور1، ابعاد متوسط. 86

جدول 4-11. ضرایب همبستگی تخمینی مدل برای میانگین پاسخها، الگوریتم زنبور1، ابعاد متوسط. 87

جدول 4-12. آنالیز واریانس برای میانگین پاسخها، الگوریتم زنبور1، ابعاد متوسط. 87

جدول 4-13.  جدول پاسخ نسبتهای SN، الگوریتم زنبور1، ابعاد متوسط. 88

جدول4-14. جدول پاسخ میانگین­ها، الگوریتم زنبور1، ابعاد متوسط. 88

جدول 4-15. مقادیر پارامترهای کنترلی الگوریتم زنبور 1، ابعاد متوسط. 90

جدول 4-16.مقادیر پارامترهای کنترلی الگوریتم زنبور 2، ابعاد متوسط. 91

جدول 4-17. مقادیر پارامترهای کنترلی الگوریتم ژنتیک، ابعاد متوسط. 91

جدول 4-18. فاکتورها و سطوح آنها در الگوریتم زنبور شماره یک برای ابعاد بزرگ.. 92

جدول 4-19. فاکتورها و سطوح آنها در الگوریتم زنبور شماره دو برای ابعاد بزرگ.. 92

جدول 4-20. فاکتورها و سطوح آنها در الگوریتم ژنتیک برای ابعاد بزرگ.. 92

جدول 4-21. ترکیب فاکتورها و سطوح پاسخ مربوط به الگوریتم زنبور1 در مسائل با ابعاد بزرگ.. 93

جدول 4-22 . ضرایب همبستگی تخمینی مدل برای نسبتهای SN، الگوریتم زنبور1، ابعاد بزرگ.. 94

جدول 4-23 . آنالیز واریانس برای نسبتهای SN، الگوریتم زنبور1، ابعاد بزرگ.. 94

جدول 4-24. ضرایب همبستگی تخمینی مدل برای میانگین پاسخ­ها، الگوریتم زنبور1، ابعاد بزرگ.. 95

جدول 4-25. آنالیز واریانس برای میانگین پاسخ­ها، الگوریتم زنبور1، ابعاد بزرگ.. 95

جدول 4-26.  جدول پاسخ نسبتهای SN، الگوریتم زنبور1، ابعاد بزرگ.. 96

جدول4-27. جدول پاسخ میانگین­ها، الگوریتم زنبور1، ابعاد بزرگ.. 96

جدول4-28. مقادیر پارامترهای کنترلی الگوریتم زنبور1، ابعاد بزرگ.. 98

جدول4-29. مقادیر پارامترهای کنترلی الگوریتم زنبور2، ابعاد بزرگ.. 98

جدول4-30. مقادیر پارامترهای کنترلی الگوریتم ژنتیک، ابعاد بزرگ.. 98

جدول4-31. نتایج محاسباتی حاصل از حل مسائل با ابعاد کوچک.. 100

جدول4-32. زمان­های محاسباتی و میانگین جوابهای حاصل از حل مسائل با ابعاد کوچک.. 101

جدول4-33. نتایج محاسباتی حاصل از حل مسائل با ابعاد متوسط. 103

جدول4-34. زمان­های محاسباتی و میانگین جواب­های حاصل از حل مسائل با ابعاد متوسط. 103

جدول4-35. نتایج محاسباتی حاصل از حل مسائل با ابعاد بزرگ.. 105

جدول4-36. زمان­های محاسباتی و میانگین جواب­های حاصل از حل مسائل با ابعاد بزرگ.. 105

جدول4-37. مقادیر RPD  برای الگوریتم­های ژنتیک، رنبور1 و زنبور2. 107

فهرست اشکال

شکل3-1. حل گرافیکی مسئله (m=2,n=3,L=3) در شرایط فعال نبودن محدودیت دسترسی به ماشین­ها 40

شکل3-2. حل گرافیکی مسئله (m=2,n=3,L=3) در شرایط اعمال محدودیت دسترسی به ماشین­ها 41

شکل3-3. حل گرافیکی مسئله (m=2,n=3,L=3) در شرایط افزایش در زمان نصب کار شماره 3. 42

شکل3-4. سلسله مراتب پیچیدگی محیط­های کارگاهی در مسائل زمان­بندی ]4[. 44

شکل 3-5. سلسله مراتب پیچیدگی جزئیات نحوه پردازش و محدودیت­ها در مسائل زمان­بندی ]4[. 44

شکل 3-6. سلسله مراتب پیچیدگی توابع هدف در مسائل زمان­بندی ]4[. 44

شکل 3-7. سلسله مراتب پیچیدگی تعدادی از مسائل زمان­بندی با تابع هدف Makespan ]4[. 45

شکل 3-8 .مقایسه فضاهای ژنوتیپ و فنوتیپ.. 48

شکل 3-9. فضای موجه، ناموجه و غیرقانونی. 51

شکل3-10 . نحوه عملکرد اپراتور تقاطع یک نقطه برش… 53

شکل3-11. اپراتور تقاطع تک نقطه­ای. 54

شکل 4-1. رویه کلی الگوریتم ژنتیک.. 68

شکل4-2. روش نمایش جواب.. 70

شکل 4-3. عملیات تقاطع. 74

شکل 4-4. پاسخ میانگین­ها، الگوریتم زنبور1، ابعاد متوسط. 89

شکل 4-5. میانگین نسبت SN، الگوریتم زنبور1، ابعاد متوسط. 90

شکل 4-6 . پاسخ میانگین­ها، الگوریتم زنبور1 ، ابعاد بزرگ.. 97

شکل 4-7 . میانگین نسبت SN، الگوریتم زنبور 1، ابعاد بزرگ.. 97

شکل 4-8. میانگین زمان محاسباتی الگوریتم­ها در ابعاد کوچک (2ماشین). 102

شکل 4-9. میانگین زمان محاسباتی الگوریتم­ها در ابعاد متوسط. 104

شکل 4-10. میانگین زمان محاسباتی الگوریتم­ها در ابعاد بزرگ.. 106

شکل 4-11. نمودار LSD  در سطح اطمینان 95% برای معیار RPD.. 107

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، میتوانید از کلیه کارتهای عضو شتاب  استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فایل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.