زمان بندی استوار انرژی آگاه برای کارگاه های کوچک و متوسط با ماشین های قدیمی و تعرفه متغیر

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: زمان بندی استوار انرژی آگاه برای کارگاه های کوچک و متوسط با ماشین های قدیمی و تعرفه متغیر

ارائه دهنده: Provider: مجید ناطقی - مهندسی صنایع

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر امیرسامان خیرخواه

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر مهدی کریمی - دکتر صفورا فامیل علمدار

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 10 - 1405/6/23

مکان ارائه: Place of presentation: کلاس 62 گروه صنایع

چکیده: Abstract: در محیط‌های تولیدی کوچک و متوسط، پیچیدگی فرایندهای زمان‌بندی، محدودیت منابع، نوسان زمان پردازش، فرسودگی ماشین‌‎ها و تغییرپذیری عملکرد اپراتورها، دستیابی به برنامه‌های زمان‌بندی کارآمد و پایدار را با چالش مواجه می‌کند. این چالش در شرایطی که هزینه برق به زمان مصرف وابسته باشد، ابعاد اقتصادی بیشتری پیدا می‌کند؛ زیرا زمان اجرای عملیات علاوه بر زمان تکمیل، بر هزینه انرژی نیز اثر می‌گذارد. براین‌اساس، پژوهش حاضر به توسعه یک مدل چندهدفه و استوار برای مسئله زمان‌بندی کارگاه شغلی انعطاف‌پذیر پرداخته است که در آن، زمان تکمیل و هزینه عملیاتی شامل هزینه‎های انرژی‎ و جریمه‎ها به‌صورت هم‌زمان بهینه‌سازی می‌شوند و عدم قطعیت زمان پردازش، راندمان ماشین‌ها، کارایی و نرخ خطای اپراتورها، تعرفه مصرف برق وابسته به زمان و اختلالات ناشی از خرابی ماشین‌ها در فرایند تصمیم‌گیری لحاظ شده‌اند. برای مدل‌سازی عدم قطعیت، از رویکرد استوار پیشوند‌ - محور برتسیماس و سیم استفاده شده و اثر سطح محافظه‌کاری از طریق بودجه عدم قطعیت و حداکثر انحراف کنترل شده است. به‌منظور حل مدل، سه الگوریتم فراابتکاری ممتیک شامل NSGA-II، SPEA2 و MOEA/D توسعه‌یافته و عملکرد آن‌ها در مسائل با ابعاد مختلف با استفاده از معیارهای عددی، شاخص حجم فراگیر، تحلیل همگرایی، جبهه پارتو و آزمون‌های آماری ارزیابی شده است. همچنین، صحت مدل در مسائل کوچک با استفاده از روش دقیق اپسیلون - محدودیت بررسی و عملکرد روش‌های حل با پژوهش مبنا مقایسه شده است. پایداری برنامه‌های زمان‌بندی در برابر خرابی ماشین‌ها نیز با استفاده از شبیه‌سازی مونت‌کارلو مورد ارزیابی قرار گرفته و تحلیل‌های حساسیت برای بررسی اثر عدم قطعیت، تعرفه انرژی، راندمان ماشین‌ها، عملکرد اپراتورها و پارامترهای مدیریتی انجام شده است. نتایج نشان داد که هیچ‌یک از الگوریتم‌ها در تمامی ابعاد مسئله و معیارهای ارزیابی برتری مطلق ندارد و انتخاب روش حل به ساختار مسئله و اولویت تصمیم‌گیرنده وابسته است. یافته‌های تحلیل حساسیت نیز نشان داد که افزایش سطح عدم قطعیت و شدت انحراف زمان پردازش موجب افزایش زمان تکمیل و هزینه عملیاتی می‌شود و شدت انحراف در سناریوهای بررسی‌شده اثر قابل‌توجهی بر هزینه، به‌ویژه هزینه انرژی بیکاری، دارد. همچنین، تغییر ساختار بازه‌های تعرفه‌ای می‌تواند بیش از تغییر صرف سطح قیمت‌ها بر زمان‌بندی اثرگذار باشد. بهبود راندمان ماشین‌ها و افزایش کارایی اپراتورها نیز به کاهش زمان تکمیل و هزینه عملیاتی منجر شد، درحالی‌که افزایش محدود نرخ خطای اپراتورها اثر نسبتاً کمتری نشان داد. نتایج شبیه‌سازی اختلالات نیز مؤثربودن رویکرد استوار در کاهش آثار خرابی ماشین‌ها و افزایش پایداری زمان‌بندی را تأیید کرد. چارچوب پیشنهادی می‌تواند با ایجاد توازن میان زمان تکمیل، هزینه انرژی و پایداری برنامه، به‌عنوان ابزاری برای پشتیبانی از تصمیم‌گیری در زمان‌بندی کارگاه‌های شغلی انعطاف‌پذیر مورداستفاده قرار گیرد.