با وجود روابط متقابل بین موارد فوق، در اکثر مطالعات این موارد به طور مستقل مورد بررسی قرار گرفتهاند. مقاله (وو و سایرین ]۸۷[) به بررسی روابط بین موارد بالا پرداختهاند.
از میان این موارد، چیدمان گروهی جریانهای مختلف قطعات و هزینه های جابجایی قطعات را نتیجه میدهد. در مقایسه با پیکربندی سلولی، مساله چیدمان در سیستمهای تولید سلولی کمتر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. به سبب کمبود سوابق در بحثهای چیدمان، مزیتهایش در سیستمهای تولید سلولی کمتر تحقق یافته است ]۷۱[.
یک موضوع قابل توجه در تولید سلولی کوتاه کردن چرخه حیات تولید میباشد. نادیده گرفتن محصولات جدیدی که به وجود میآیند می تواند در آینده تغییرات پیش بینی نشدهای را به سیستمهای تولید سلولی تحمیل کند و باعث قطع تولید و هزینه های غیرمنتظره می شود. از این رو تغییرات چرخه تولید باید در طراحی سلولها در نظر گرفته شود. اینگونه مدلها سیستمهای تولید سلولی پویا (DCMS) نامیده میشوند]۶۳[.
ترکیب محصول به یک مجموعه از انواع قطعاتی که باید در یک دوره برنامه ریزی تولید شود اشاره دارد. یک مثال از مساله تولید سلولی پویا در طی چهار دوره در شکل ۳-۳ نشان داده شده است که مبتنی بر مدل پویای چیدمان ماشینآلات میباشد. ]۶۴[
شکل ۴-۳: سیستم تولید سلولی پویا
در نظر بگیرید X پیکربندی سلولی بهینه در دوره اول با توجه به هزینه جابجایی قطعات است. در دوره ۲ تغییر تقاضای قطعات باعث می شود پیکربندی سلولی بهینه تغییر کند و منتج به پیکربندی Y در دوره ۲ می شود. به طور مشابه به علت تغییر تقاضای پیش رو در دوره ۳ و ۴، پیکربندی سلولی بهینه به ترتیب به Z و Y تغییر مییابد. اگر هیچ هزینهای برای تغییر از یک پیکربندی بهینه به پیکربندی بهینه دیگر در نظر گرفته نشود، بهترین استراتژی بکاربردن پیکربندی بهینه برای هر دوره میباشد. اما پیکربندی دوباره سلولها هزینههایی نظیر: جابجایی ماشین آلات، نصب و برداشتن ماشینها، زمان تولید از دست رفته و راه اندازی دوباره را تحمیل می کند. به دلیل هزینه های پیکربندی مجدد، ممکن است یک پیکربندی زیر بهینه در یک دوره بهترین باشد زیرا بکار بستن این پیکربندی زیر بهینه ممکن است باعث کاهش هزینه های پیکربندی مجدد و هزینه های کلی گردد. ]۹[ از اینرو هنگام ایجاد سلولهای تولیدی در نظر گرفتن هزینه های پیکربندی مجدد سلولها امری مهم میباشد. همانطور که در بالا ذکر شد، پیکربندی مجدد سلولها به سبب نوسانات در میزان تقاضای تولید میباشد. در این مورد یک تصمیم مناسب از میان استراتژی های موجود از قبیل خریداری ماشینآلات جدید، جابجایی ماشینها بین جایگاههای تخصیص یافته جاری، طراحی مجدد تولید قطعات و غیره، جهت کاهش هزینه های خرید و سرمایه گذاری ماشینها، و هزینه پیکربندی مجدد و هزینه جابجایی درون سلولی و برون سلولی قطعات گرفته می شود.
۱-۲-۳ : انواع رویکردهای تولیدی
رویکردهای تولیدی را براساس چیدمان ماشین آلات در آنها میتوان به سه دسته کلی تقسیم کرد:
عملکردی[۹۸]
خطی[۹۹]
سلولی[۱۰۰]
۱-۱-۲-۳ : چیدمان عملکردی
چیدمان عملکردی، چیدمانی است که ترتیب قرار گرفتن ماشینها در درون بخشها براساس عملکرد آنها میباشد. به عبارت دیگر ماشینهای مشابه که دارای عملکرد یکسان هستند به یک بخش منتقل میشوند. بدین ترتیب که در کارگاه بخشهایی از قبیل دریل، تراش و … خواهیم داشت. این نوع چیدمانها قادر به پردازش طیف وسیعی از قطعات میباشند. بنابراین تنوع تولید در این سیستمها بسیار بالاست سیستمهای تولید کارگاهی جزء این دسته از سیستمها هستند]۵۲[ .(شکل (۵-۳) را ملاحظه کنید).
شکل۵-۳: چیدمان عملکردی]۵۲[
۲-۱-۲-۳ : چیدمان خطی
چیدمان خطی، چیدمانی است که در آن ترتیب قرار گرفتن ماشینآلات براساس فرایند تولید قطعه میباشد. در این چیدمان ماشینها به ترتیبی که مورد استفاده قرار میگیرند یکی بعد از دیگری چیده میشوند. در شکل (۵-۳) یک نوع چیدمان خطی نشان داده شده است. چیدمان خطی بیشتر در صنایعی مورد استفاده قرار میگیرد که در آنها حجم تولید بالا و تنوع آن پایین باشد این نوع چیدمانها به علت وجود رقابت شدید در بازارهای جهانی و تغییرات روز افزون نیازهای مشتری کارایی کمی دارند]۵۲[.
شکل۶-۳: چیدمان خطی]۵۲[
۳-۱-۲-۳ : چیدمان سلولی
چیدمان سلولی ترکیبی از دو چیدمان عملکردی و خطی میباشد. این نوع چیدمان نتیجه مستقیم تکنولوژی گروهی است هر سلول شامل چندین ماشین متفاوت میباشد که دارای عملکردهای متفاوت هستند. در شکل (۶-۳) میتوانید یک نوع چیدمان سلولی را ملاحظه فرمایید.
تفکیک سلولها براساس خانوادههای قطعات است. در حقیقت قطعات براساس نوع فرآیندشان در درون خانوادهها گروهبندی شده و در نهایت سلولها براساس خانواده قطعات تشکیل میگردند]۵۲[.
شکل۷-۳: چیدمان سلولی ]۵۲[
۲-۲-۳ : انواع سلولها و تعریف سلولهای تولید انعطافپذیر
به طور کلی، سلولهای تولیدی میتوانند به چهار طبقه عمده تقسیم شوند:
سلولهای سنتی[۱۰۱]
سلولهای تک ماشینه NC
سلولهای چند ماشینه یکپارچه[۱۰۲]
سلولهای تولید انعطافپذیر
۱-۲-۲-۳ : سلولهای سنتی
سلولهای سنتی، عمدتاً محدود به یک ماشین NC میباشند در حقیقت خود ماشین به نوعی یک سلول محسوب می شود از خصوصیات بارز این نوع سلولها میتوان به انبار محدود، تغییر دهنده ابزار اتوماتیک و کنترل هر ماشین توسط یک اپراتور، اشاره کرد. این سلولها برای اولین بار در اواسط دهه ۱۹۶۰ مطرح گردیدند]۵۲[.
۲-۲-۲-۳ : سلولهای تک ماشینه NC
از خصوصیات بارز این نوع سلولها که به مینی سلول[۱۰۳] نیز شهرت یافتهاند، بارگذاری اتوماتیک با پالتهای تخصیص کار میباشد که به کمک یک سیستم حمل و نقل اتوماتیک انجام می شود به علاوه در این سلولها هر ماشین NC دارای یک محل ذخیره سازی ابزار نیز میباشد. از دیگر مزایای این سلولها حذف اپراتور از ماشینهاست]۵۲[.
۳-۲-۲-۳ : سلولهای چند ماشینه یکپارچه
این سلولها از چند ماشین با عملکردهای متفاوت تشکیل میشوند که قطعات به صورت نظام نوبتی چه در ورود به سلول و چه در مقابل ماشین حرکت می کنند. در این نوع سلولها وظیفه حمل و نقل بر عهده یک ربات است. همچنین قطعات میتوانند در کنار ماشینها در درون پالت قرار گیرند یک از کاربردهای این نوع سلولها مربوط به تولیدات با حجم بالا و تنوع پایین میباشد. حرکت قطعات در این نوع سلولها به صورت خطی میباشد]۵۲[.
۴-۲-۲-۳ : سلولهای تولید انعطافپذیر
سلولهای تولید انعطافپذیر، سلولهایی میباشند که شامل چندین ماشین CNC، جابجایی تصادفی اتوماتیک قطعات از / به ایستگاههای پردازش و سیستم کنترل کامپیوتری مرکزی میباشند. این نوع سلولها ترکیبی از سیستم تولید سلولی و سیستم تولید انعطافپذیر بوده و بنابراین مزایای هر دو این سیستمها را دارا هستند. این نوع سلولها قادر به تولید با حجم و تنوع بالا هستند]۵۲[ .
۳-۳: مزایای مدل پیشنهادی
تولید سلولی یکی از مهمترین کاربردهای تکنولوژی گروهی در محیط تولیدی امروزی است. در یک سلول تولیدی، قطعات (کارها) با زمان های راه اندازی وشرایط ابزار مشابه به عنوان خانواده قطعات در نظر گرفته می شوند. در یک محیط سلولی، نوعی از ماشینها ویا قطعات با یکدیگر درون خانواده قطعات گروهبندی میشوند. مسائل چیدمان سلولی عمدتاً به چینش ماشینها و ترتیبدهی خانواده قطعات مربوط میشوند به طوری که هر سلول تولیدی به تولید تعداد معینی از خانواده قطعات می پردازد. هنگامی که هر قطعه بر روی هر ماشین به همان ترتیب تخصصی یک سلول تولیدی پردازش شود، آنگاه این سلول، سلول تولیدی خط جریان نامیده می شود. این پایان نامه به بررسی مسئلهقیمتگذاری قطعات، تعیین میزان تولید از هر قطعه، تعیین ماشینهای موجود در هر سلول در هر دوره و همچنین چگونگی تخصیص قطعات درون سلولها بر اساس خانواده قطعات در جهت حداکثر کردن سود می پردازد. تا کنون در هیچ کدام از مدل های موجود تاثیر تعیین قیمت قطعات بر روی شکلدهی سلولها بررسی نشده است. از آنجایی که بدست آوردن حداکثر سود مهمترین هدف در تولید میباشد لذا تعیین مناسب ترین قیمت و بهترین حجم تولید جهت حداکثر کردن سود با اهمیت به نظر میرسد. تعیین قیمت مناسب با توجه به هزینه های مختلف تولید، حجم تولید مناسب را تعیین می کند و این تغییر در میزان تولید در هر دوره باعث تغییر در شکل سلولها میگردد. در این پایان نامه یک مدل ریاضی برای این مسئله در حالت پویا، ارائه شده است که در آن هدف بیشینه کردن سود و مدیریت درآمدها بوسیله تعیین قیمت و حجم تولید با در نظر گرفتن هزینه های حاصل از جابجایی مواد، جابجایی و نگهداری ماشینها و هزینه تولید وابسته به ماشین میباشد.
۴-۳:الگوریتم فراابتکاری ژنتیک:
الگوریتم ژنتیک یکی از مهمترین الگوریتمهای ابتکاری میباشد که از آن برای بهینهسازی توابع مختلف استفاده میشود. در این الگوریتم اطلاعات گذشته با توجه به موروثی بودن الگوریتم استخراج شده و در روند جستجو مورد استفاده قرار میگیرد.
ابتدا توسط هالند[۱۰۴]]۴۴[ یک مفهوم اولیه از الگوریتم ژنتیک ارائه شدو سپس گلدبرگ[۱۰۵]]۳۸[ آن را توصیف کرد. الگوریتمهای ژنتیک، تکنیکهای جستجوی تصادفی هستند که بر اساس انتخاب طبیعی و نسلشناسی طبیعی کار میکنند.
این الگوریتمها تفاوتهایی اساسی با روشهای جستجو و بهینهسازی متداول دارند که گلدبرگ این تفاوتها را به صورت ذیل خلاصه کرده است]۳۸[
الگوریتم ژنتیک با مجموعهای از جوابهای کدگذاری شده کار میکند نه با خود آنها
الگوریتم ژنتیک در یک جمعیت از جوابها و با مجموعهای از آنها شروع به جستجو میکند نه با یک جواب.
الگوریتم ژنتیک از اطلاعات تابع برازش استفاده میکند، نه از مشتقها و یا علوم کمکی دیگر.
الگوریتم ژنتیک از قواعد انتقال احتمالی استفاده میکند نه از قواعد قطعی.
الگوریتم ژنتیک با مجموعهای از جوابهای کدگذاری شده کار میکند نه با خود آنها.
الگوریتم ژنتیک در یک جمعیت از جوابها و با مجموعهای از آنها شروع به جستجو میکند نه با یک جواب.
الگوریتم ژنتیک از اطلاعات تابع برازش استفاده میکند، نه از مشتقها و یا علوم کمکی دیگر.
الگوریتم ژنتیک از قواعد انتقال احتمالی استفاده میکند نه از قواعد قطعی.
