بهینه سازی جانمایی ایستگاه های تولیدی با رویکرد گروه های محور

جانمایی یک جنبه مهم از طراحی کارخانه است که به طور مستقیم بر ملاحظات ایمنی و هزینه های ارتباطی ایستگاه ها تأثیر می گذارد. مسائل جانمایی تجهیزات معمولاٌ با یکی از دو رویکرد سلسله مراتبی یا یکپارچه فرمول بندی می شوند. در رویکرد سلسله مراتبی، مسأله جانمایی پس از فازهای طراحی فرآیند و عملیات کارخانه بررسی می شود، در حالی که در رویکرد یکپارچه به طور هم زمان با فازهای طراحی فرآیند و عملیات تحلیل می گردد. هدف این پژوهش ارائه رویکردی جدید، تحت عنوان رویکرد گروه های محور است که ضمن استفاده از مزایای رویکردهای قبل، برای فرمول بندی کارکردهای حوزه های مختلف در طراحی کارخانه که با جانمایی دارای اثر متقابل هستند، به کار می رود. در این رویکرد متناسب با نظر طراحان، ابتدا کارکرد فازهای قبل از چیدمان تجهیزات (مانند طراحی فرآیند، انتخاب دستگاه ها و مسیر تولید)، مستقلاً توسط تیم طراحی و مهندسی مدل سازی می شوند. سپس مدل های حاصل به گونه ای حل می شوند که برای ورودی مسأله جانمایی، به جای یک گزینه، مجموعه ای از گزینه های ممکن داشته باشیم. رویکرد مذکور برای فرمول بندی مسائل جانمایی در کارخانه هایی با تولید گسسته و پیوسته به صورت مدل برنامه ریزی خطی مختلط عدد صحیح توسعه داده شده است. تمام محدودیت های استفاده شده در مدل ها، خطی در نظر گرفته شده است. ویژگی های متمایز این مدل ها با مدل های مرسوم عبارت اند از: وجود ایستگاه های محور، ابعاد متفاوت و متغیر برای ایستگاه ها، قابلیت چرخش ایستگاه ها، رعایت فواصل ایمنی و مکان های ورودی و خروجی متفاوت برای ایستگاه ها. همچنین برای حل مدل جانمایی کارخانه های تولید پیوسته، یک روش ابتکاری توسعه داده شده و با استفاده از راه کارهای گروه های گسست و لیست ممنوعه بهینه شده است. برای بررسی پارامترهای مدل مانند احتمال قبول جواب بدتر، احتمال اجرای زیربرنامه ها، تعداد دستگاه های انتخابی و تعداد دستگاه های گروه های گسست، یک آزمایش عاملی محدود طراحی و اجرا شده و با استفاده از نتایج آن، اثر متقابل بین پارامترها بررسی گردیده است. سپس با توجه به نتایج آزمایش اول یک آزمایش عاملی با سطوح و آزمایشات بیشتر طراحی و اجرا شده که از نتایج آن برای انتخاب ترکیب برتر پارامترها با روش شباهت به گزینه ایده آل استفاده می شود. نهایتاً، برای ارزیابی الگوریتم، تعدادی مسأله جدید طراحی و با الگوریتم پیشنهادی و مدل جانمایی در کارخانه های تولید پیوسته (توسط نرم افزار cplex) حل شد. مقایسه نتایج به دست آمده نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی در مسائلی با کمتر از 15 دستگاه، در مدت زمان کوتاهی به جواب بهینه رسیده است. به علاوه، در مسائلی با ابعاد بزرگتر تقریباً در تمامی مسائل طراحی شده، جواب حاصل از الگوریتم، بهتر از جواب به دست آمده از نرم افزار cplex در زمان محدود است.