توسعه مدل ریاضی زمان بندی کارگاهی منعطف با در نظر گرفتن محدودیتهای دوگانه منابع انسانی و ماشین آلات، تاثیر یادگیری و وقفههای تولید
کلمات کلیدی:
زمانبندی کارگاهی منعطف, محدودیتهای دوگانه منابع, اثر یادگیری, وقفههای تولید, الگوریتم فراابتکاری, تابآوری تولیدچکیده
پژوهش حاضر با هدف ارائه یک مدل جامع برای زمانبندی کارگاهی منعطف با در نظر گرفتن محدودیتهای دوگانه منابع، اثر یادگیری و وقفههای تولید انجام شده است. در مدل پیشنهادی، هر عملیات علاوه بر تخصیص به ماشین مناسب، نیازمند تخصیص اپراتور واجد شرایط نیز بوده و زمان پردازش عملیات تابعی از سطح یادگیری نیروی کار در نظر گرفته شده است. همچنین، به منظور نزدیکسازی مدل به شرایط واقعی تولید، وقفههای تولید به عنوان یکی از عوامل اختلالزا در فرآیند زمانبندی لحاظ شدهاند. برای حل مسئله، ابتدا یک مدل ریاضی مناسب توسعه داده شد و سپس با توجه به ماهیت NP-hard مسئله، یک روش حل فراابتکاری برای دستیابی به جوابهای با کیفیت در ابعاد مختلف مسئله به کار گرفته شد. به منظور ارزیابی کارایی مدل و روش پیشنهادی، مجموعهای از مسائل نمونه در ابعاد کوچک، متوسط و بزرگ طراحی و حل شد. نتایج محاسباتی نشان داد که مدل پیشنهادی توانایی تولید جوابهای شدنی و با کیفیت مناسب را در تمامی سطوح مسئله دارد و در مقایسه با روش مبنا، بهبود معناداری در مقدار تابع هدف ایجاد میکند. همچنین، تحلیل حساسیت بیانگر آن بود که افزایش شدت وقفههای تولید موجب افت عملکرد سیستم میشود، در حالی که اثر یادگیری نیروی کار میتواند بخشی از آثار منفی این وقفهها را جبران کند. این یافته نشان میدهد که تقویت مهارت و تجربه اپراتورها، علاوه بر افزایش بهرهوری، نقش مهمی در ارتقای تابآوری سیستم تولید در برابر اختلالات ایفا میکند. در مجموع، پژوهش حاضر با تلفیق همزمان محدودیتهای دوگانه منابع، یادگیری اپراتورها و وقفههای تولید، چارچوبی واقعبینانهتر برای مدلسازی و حل مسئله زمانبندی کارگاهی منعطف ارائه میدهد و میتواند مبنای مناسبی برای تصمیمگیری در محیطهای تولیدی پیچیده و پویا باشد.
مراجع
[1] Xie, J., Li, X., Gao, L., & Gui, L. (2022). A hybrid algorithm with a new neighborhood structure for job shop scheduling problems. Computers & Industrial Engineering, 169, 108205.
[2] Tang, J., Gong, G., Peng, N., Zhu, K., Huang, D., & Luo, Q. (2024). An effective memetic algorithm for distributed flexible job shop scheduling problem considering integrated sequencing flexibility. Expert Systems with Applications, 242, 122734.
[3] Yuan, M., Huang, H., Li, Z., Zhang, C., Pei, F., & Gu, W. (2023). A multi-agent double deep-Q-network based on state machine and event stream for flexible job shop scheduling problem. Advanced Engineering Informatics, 58, 102230.
[4] Rolf, B., Jackson, I., Müller, M., Lang, S., Reggelin, T., & Ivanov, D. (2023). A review on reinforcement learning algorithms and applications in supply chain management. International Journal of Production Research, 61(20), 7151-7179.
[5] Li, Y., Liao, C., Wang, L., Xiao, Y., Cao, Y., & Guo, S. (2023). A reinforcement learning-artificial bee colony algorithm for flexible job-shop scheduling problem with lot streaming. Applied Soft Computing, 146, 110658.
[6] Kaya, S., Gümüşçü, A., Aydilek, I. B., Karacizmeli, I. H., & Tenekeci, M. E. (2021). Solution for flow shop scheduling problems using chaotic hybrid firefly and particle swarm optimization algorithm with improved local search. Soft Computing, 25(10), 7143-7154.
[7] Kumari, M., De, P. K., Narang, P., & Shah, N. H. (2023). Integrated optimization of inventory, replenishment, and vehicle routing for a sustainable supply chain utilizing a novel hybrid algorithm with carbon emission regulation. Expert Systems with Applications, 220, 119667.
[8] Konovalenko, I., & Ludwig, A. (2022). Generating decision support for alarm processing in cold supply chains using a hybrid k-NN algorithm. Expert Systems with Applications, 190, 116208.
[9] Cáceres-Gelvez, S., Arango-Serna, M. D., & Zapata-Cortes, J. A. (2024). Optimising production scheduling decisions in flowshop manufacturing cells for a sportswear manufacturing case. International Journal of Advanced Operations Management, 15(4), 324-348.
[10] Akl, A. M., El Sawah, S., Chakrabortty, R. K., & Turan, H. H. (2022). A joint optimization of strategic workforce planning and preventive maintenance scheduling: a simulation–Optimization approach. Reliability Engineering & System Safety, 219(1), 108-175.
[11] Do Amaral, J. V. S., Montevechi, J. A. B., de Carvalho Miranda, R., & de Sousa Junior, W. T. (2022). Metamodel-based simulation optimization: A systematic literature review. Simulation Modelling Practice and Theory, 114(1), 102403.
[12] Chen, R., Yang, B., Li, S., & Wang, S. (2020). A self-learning genetic algorithm based on reinforcement learning for flexible job-shop scheduling problem. Computers & Industrial Engineering, 149, 106778.
[13] Sun, J., Zhang, G., Lu, J., & Zhang, W. (2021). A hybrid many-objective evolutionary algorithm for flexible job-shop scheduling problem with transportation and setup times. Computers & Operations Research, 132, 105263.
[14] An, Y., Chen, X., Gao, K., Zhang, L., Li, Y., & Zhao, Z. (2023a). A hybrid multi-objective evolutionary algorithm for solving an adaptive flexible job-shop rescheduling problem with real-time order acceptance and condition-based preventive maintenance. Expert Systems with Applications, 212, 118711.
[15] An, Y., Chen, X., Gao, K., Zhang, L., Li, Y., & Zhao, Z. (2023b). Integrated optimization of real-time order acceptance and flexible job-shop rescheduling with multi-level imperfect maintenance constraints. Swarm and Evolutionary Computation, 77, 101243.
[16] Martins, M. S., Viegas, J. L., Coito, T., Firme, B., Costigliola, A., Figueiredo, J., Sousa, J. M. (2023). Minimizing total completion time in large-sized pharmaceutical quality control scheduling. Journal of Heuristics, 29(1), 177-206.
[17] Pal, M., Mittal, M. L., Soni, G., Chouhan, S. S., & Kumar, M. (2023). A multi-agent system for FJSP with setup and transportation times. Expert Systems with Applications, 216, 119474.
دانلود
گاهشمار انتشار
- ارسال
- بازنگری
- پذیرش
شماره
نوع مقاله
مجوز
حق نشر 1404 احمد صفری (نویسنده); محمدرضا فیلی زاده (نویسنده مسئول); اسماعیل مهدی زاده, مجید وزيري سرشک, رویا محمد علی اهری (نویسنده)

این پروژه تحت مجوز بین المللی Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 می باشد.