امروزه مسایل زمان بندی در بسیاری از سیستم های تولیدی و خدماتی کاربرد وسیعی یافته اند. جوهره مسایل زمان بندی به تصمیم گیری در مورد تخصیص منابع و توالی عملیات منحصر می شود. عناصر مهم مدل های زمان بندی،کارها و منابع هستند. در مسایل زما ن بندی، منابع معمولاً «ماشین» و وظایف اساسی «کار» نامیده می شود. در اکثر مسایل زمان بندی فرض می شود ماشین در طول افق برنامه ریزی به طور پیوسته کار می کند. این فرض ممکن است در برخی از حالت ها صحیح باشد، اما با در نظرگرفتن عواملی چون عملیات نگهداری و تعمیر، خرابی ها و یا سایر محدودیت های مرتبط با دسترسی ماشین آلات، این فرض صحیح نیست و ممکن است ماشین پس از یک فاصله زمانی به منظور نگهداری و تعمیرات و یا پس از انجام تعدادی کار برای تعویض ابزار متوقف شود. دو گروه کلی برای مسایل با محدودیت دسترسی در نظر گرفته شده که بر اساس ثابت و یا انعطاف پذیر بودن محدودیت دسترسی تقسیم بندی شده اند که در گروه دوم زمان شروع نت، یک متغیر تصمیم است و تحت عنوان زمان بندی تک ماشین با نت انعطاف پذیر از آن یاد می شود. در این مسایل فرض می شود مدت زمان هر دوره نت از قبل معلوم و نت در بازه زمانی از پیش تعیین شده اتفاق می افتد. در این تحقیق مسایل زمان بندی تک ماشین با یک دوره نت انعطاف پذیر مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا یک طبقه بندی کلی از این مسایل ارائه شده و در چارچوب این طبقه بندی، ادبیات موضوع مسایل قطعی زمان بندی تک ماشین با یک و چند دوره ثابت عدم دسترسی و یک و چند دوره نت انعطاف پذیر مرور شده است. در ادامه مسئله زمان بندی تک ماشین با یک دوره نت انعطاف پذیر با هدف کمینه سازی بیشینه زودکرد مطالعه شده است. از آنجایی که در ادبیات موضوع مطالعه ای بر روی این مسئله مشاهده نشده است، ابتدا پیچیدگی این مسئله بررسی و np hard بودن آن نشان داده شد. برای مسئله فوق یک الگوریتم ابتکاری با توسعه داده شد. همچنین یک رویه دقیق شاخه و کران صفر و یک، به همراه حد پایین و یک اصل غلبه کارا برای حل بهینه مسئله ارائه شد. در این رویه از الگوریتم ابتکاری به عنوان حد بالا استفاده گردید. نتایج محاسباتی برای 3840 مسئله نمونه نشان می دهد رویه شاخه و کران قادر به حل بهینه %47/99 از مسایل شده است. در این تحقیق همچنین مسئله زمان بندی تک ماشین با یک دوره نت انعطاف پذیر با هدف کمینه سازی تعداد کارهای دیرکرددار بررسی شده است. از آنجایی که در ادبیات موضوع مطالعه ای روی این مسئله مشاهده نشده است، ابتدا پیچیدگی مسئله مورد بررسی قرار گرفت و np-hard بودن آن نشان داده شد. در ادامه الگوریتم مور و هاجسون برای مسئله تعمیم داده شد. همچنین یک رویه دقیق شاخه و کران صفر و یک، به همراه حد پایین و چند اصل غلبه برای حل بهینه مسئله ارائه شد. در این رویه از الگوریتم مور و هاجسون تعمیم یافته به عنوان حد بالا استفاده گردید. نتایج محاسباتی برای 3840 مسئله نمونه نشان می دهد که رویه شاخه و کران فوق قادر به حل بهینه %34/97 از نمونه ها شده است، که این امر کارایی رویه ارائه شده را نشان می دهد.

در مدل عمومی کارگاه گردش کاری فرض می شود که ظرفیت انبارهای میانی ماشینها نامحدود است. با این وجود، در بسیاری از مدلهای واقعی کارگاه گردش کاری، انباری بین ماشینها وجود ندارد. در سالهای اخیر، مطالعات نسبتاً زیادی در مورد زمانبندی این مدلها با تابع هدف کمینه سازی دامن? عملیات انجام شده است. با این وجود، مطالعات انجام شده با وجود توابع هدف دیگر به شدت کمیاب است. در این مطالعه سعی شده تا روشهای دقیق و غیردقیق کارایی برای حل مسئل? زمانبندی کارگاه گردش کاری بدون وجود انبار های میانی و با تابع هدف کمینه سازی مجموع زمانهای تکمیل کارها ارائه شود. تاکنون هیچ روش دقیقی برای حل مسئل? مورد بررسی مشاهده نشده است. در این مطالعه، ابتدا دو مدل برنامه ریزی اعداد صحیح صفر و یک مختلط برای مسئل? موردنظر ارائه شده که یکی بر مبنای زمانهای خروج کارها از ماشینها و دیگری بر اساس مدت زمانهای بیکاری و مسدود شدن موجود در زمانبندی هر توالی معین گسترش داده شده است. در ادام? این مطالعه، به منظور ارائ? یک روش دقیق کاراتر برای حل مسئل? موردنظر، یک الگوریتم شاخه و کران توسعه داده شده است. بر این اساس، یک روش ابتکاری برای ایجاد یک حد بالای اولیه به همراه چهار حد پایین و سه دستورالعمل برای قرار گرفتن در ساختار الگوریتم شاخه و کران، توسعه داده شده است. الگوریتم شاخه و کران ارائه شده، موفق به حل بهین? 17 مسئله از دو دست? اول مسائل مرجع تیلارد، در محدودیت زمان 3600 ثانیه شده است. پس از توسع? روشهای دقیق گفته شده، به منظور حل مسائل با انداز? بزرگ، یک الگوریتم فرا ابتکاری حریصان? تکرار شوند? بهبود یافته برای حل غیردقیق مسئل? مورد بررسی ارائه شده است. کارایی این الگوریتم، بسیار بیشتر از کارایی تنها الگوریتم فرا ابتکاری ارائه شده تا قبل از این مطالعه برای حل مسئل? موردنظر، می باشد. در پایان این مطالعه سعی شده تا برای حالت دو ماشین? مسئل? گفته شده، گسترشهایی علاوه بر مطالب گفته شده برای حالت عمومی ارائه شود. بر این اساس، ابتدا نحو? به دست آوردن جواب بهین? دو حالت خاص از این مسئله بیان شده است. سپس، یک روش ابتکاری بسیار کارا، یک حد پایین و سه اصل غلبه توسعه داده شده است. این گسترشها به همراه برخی از گسترشهای صورت گرفته برای حالت عمومی مسئله، در ساختار یک الگوریتم شاخه و کران مورد استفاده قرار گرفته است. الگوریتم شاخه و کران حاصل، موفق به حل بهین? 75 درصد از مسائل تا انداز? 30 کار، در محدویت زمان 3600 ثانیه شده است.

در بیشتر تحقیقات مرتبط با زمان بندی فرض می شود که ماشین در طول افق برنامه ریزی، پیوسته در دسترس می باشد. اما در دنیای واقعی زمان در دسترس بودن ماشین ها به دلایلی همچون خرابی، هم پوشانی افق های برنامه ریزی و نگهداری و تعمیرات محدود می شود. به طور کلی مسائل زمان بندی با محدودیت دسترسی به سه گروه ثابت، انعطاف پذیر و متغیر تقسیم می شوند. در این تحقیق، تعریف جدیدی از محدودیت دسترسی به نام عدم دسترسی انعطاف پذیر دوره ای دو حالته مورد توجه قرار گرفته است. بر طبق این تعریف، در هر دوره، بیشین? مدت زمان کارکرد پیوست? ماشین می تواند دو مقدار مختلف داشته باشد و مدت زمان دور? عدم دسترسی در پایان هر دوره نیز وابسته به مدت زمان کارکرد پیوست? ماشین، می تواند دو مقدار مختلف اختیار کند. ابتدا یک طبقه بندی کلی از مسائل زمان بندی با محدودیت دسترسی ارائه شده است و در چهارچوب این طبقه بندی، ادبیات موضوع مسائل قطعی زمان بندی با یک یا چند دوره محدودیت دسترسی ثابت، انعطاف پذیر و متغیر بررسی شده است. در ادامه تحقیق، مسئل? زمان بندی تک ماشین با محدودیت دسترسی انعطاف پذیر دوره ای دو حالته و تابع هدف کمینه سازی مجموع زمانهای تکمیل مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل آن که در ادبیات موضوع این تعریف از محدودیت دسترسی مشاهده نشده است، با بررسی پیچیدگی مسئله، np-hard بودن آن محرز گردید. برای حل مسئل? فوق یک الگوریتم ابتکاری به نام blcb با پیچیدگی زمانی o(nlogn) توسعه داده شده است. همچنین یک روی? شاخه و کران جستجوی عمقی به همراه حد پایین و اصول غلبه ارائه شده است. در این رویه، از الگوریتم ابتکاری به عنوان حد بالا استفاده شده است. نتایج محاسباتی برای 1680 مسئله نشان می دهد که روی? شاخه و کران قادر به حل 39/98 درصد از مسائل تا ابعاد 22 کار بوده و متوسط خطای الگوریتم ابتکاری برابر 05/1 درصد می باشد. در بخش دیگر این تحقیق، مسئل? زمان بندی تک ماشین با محدودیت دسترسی انعطاف پذیر دوره ای دو حالته و تابع هدف کمینه-سازی تعداد کارهای دیرکرددار مورد بررسی قرار گرفت و np-hard بودن آن نشان داده شد. برای حل مسئل? فوق، یک الگوریتم ابتکاری به نام h_2 با پیچیدگی زمانی o(nlogn) ارائه شده است. همچنین یک روی? شاخه و کران جستجوی عمقی به همراه حد پایین و اصول غلبه ارائه شده است. در این رویه، از الگوریتم ابتکاری به عنوان حد بالا استفاده شده است. نتایج محاسباتی برای 1680 مسئله نشان می دهد که الگوریتم شاخه و کران قادر به حل 76/94 درصد از مسائل تا ابعاد 20 کار بوده و متوسط خطای الگوریتم ابتکاری برابر 2 درصد می باشد.

در این تحقیق مسئله مکان یابی p- هاب میانه مورد بررسی قرار می گیرد که هدف آن تعیین نقاط هاب و تخصیص نقاط غیر هاب به نقاط انتخاب شده به عنوان هاب می باشد به گونه ای که هزینه کل حمل و نقل و ایجاد تسهیلات هاب کمینه گردد. مدل پیشنهادی به صورت چند دوره ای در نظر گرفته شده است که در آن تقاضاها به صورت دوره ای تغییر می کنند. دوره ها، به صورت گسسته و محدود در نظر گرفته شده است. مکان تسهیلات هاب در این مسئله ثابت فرض می شوند. همچنین برای تسهیلات هاب پس از پایان دوره، بازگشت سرمایه در نظر گرفته می شود. مقدار تابع هدف به صورت ارزش فعلی محاسبه می گردد. در این تحقیق، سعی شده مدلی ارائه شود که شبکه بین هابی را با در نظر گرفتن هزینه حمل و نقل بین نقاط به صورت گراف ناکامل تشکیل دهد به گونه ای که هزینه حمل و نقل کمینه گردد به این معنی که لزوماً نیازی به ارتباط مستقیم بین دو نقطه هاب وجود ندارد. مدل مزبور به لحاظ دشواری حل مسئله و ماهیت np-hard بودن آن و همچنین با توجه به در نظر گرفتن فرضیات مزبور سعی شده به گونه ای که کمترین متغیرها و محدودیت ها به مسئله تحمیل شود مدل شود. این مدل به صورت بر نامه ریزی غیر خطی باینری (صفر و یک) می باشد. همچنین برای کاهش تعدا متغیرهای مسئله، یک لم کاهشی ارائه شده است. به منظور حل مدل پیشنهادی با استفاده از حل کننده cplex توسط نرم افزار gams، آن را از فرم غیر خطی به فرم خطی تبدیل می کنیم. همچنین در این تحقیق برای حل مدل دو روش، یکی بر اساس الگوریتم شاخه و کران و دیگری بر اساس الگوریتم ژنتیک ارائه شده است. در الگوریتم شاخه و کران پیشنهادی، برای بدست آوردن حد پایین، از روش آزاد سازی لاگرانژ استفاده کرده و برای بهبود این کران پایین از یک روش اصلاح شده بهینه سازی زیر گرادیان بهره برده شده است. جمعیت در الگوریتم ژنتیک پیشنهادی شامل جمعیت اصلی و زیر جمعیت می باشد. که کروموزوم های استفاده شده در زیر جمعیت، نوعی کروموزوم به شکل ماتریس می باشد. این مدل با 80 مسئله نمونه که بر اساس مجموعه داده های cab تولید شده با استفاده از دو روش ارائه شده و همچنین حل کننده cplex حل شده و نتایج بدست آمده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از مسائل نمونه با هم مقایسه شده و کارایی الگوریتم ژنتیک پیشنهادی نشان داده شده است. همچنین با توجه به نتایج بدست آمده، الگوریتم شاخه و کران پیشنهادی برای مسائل با اندازه بزرگ مناسب نمی باشد.

در طی نیم قرن اخیر تحقیقات زیادی در مورد مسائل زمان بندی انجام گرفته است. مسئله زمان بندی تولید، یک مسئله گسترده در فرآیندهای تولید صنعتی است و بر بهره وری نیروی کار، کارایی و رقابت پذیری شرکت ها بسیار موثر است. طبق بررسی های موجود، اکثر مطالعات صورت گرفته در حوزه ی مسائل زمان بندی به مسائل زمان بندی قطعی محدود شده است. مسائل قطعی مسائلی هستند که در آن ها تمام پارامترهای مسئله مانند مدت زمان انجام، موعد تحویل از ابتدا مقدار قطعی دارد. اما در دنیای واقعی، پدیده های احتمالی و غیرقطعی مانند خرابی ماشین آلات، طولانی شدن زمان اجرای کارها، بیماری کارگر، تأخیر در رسیدن مواد و وجود کارهای جدید در حین اجرای زمان بندی سبب می شوند که روش های حل مسائل زمان بندی قطعی، کارایی خود را تا حد زیادی از دست بدهند. برای حل چنین مسائلی روش های مختلفی و از جمله زمان بندی استوار توسعه داده شده اند. رویکرد زمان بندی استوار یکی از جدیدترین رویکردها در مواجهه با عدم قطعیت داده های یک مسئله زمان بندی می باشد. با استفاده از رویکرد زمان بندی استوار می توان زمان بندی اولیه را به نحوی ایجاد کرد که تغییر داده ها حین اجرای زمان بندی تا حد ممکن کمترین اثرات و تغییرات را در زمان بندی اولیه سبب شود. رویکرد سناریو محور، معیارهای جانشین، معیارهای پایداری از انواع مختلف رویکردهای حل مسائل زمان بندی استوار است. یکی دیگر از رویکردهای حل زمان بندی استوار، روش ? - استوار می باشد که در آن از رویکرد احتمالی استفاده شده است. نتیجه استفاده از رویکرد ? - استوار، ایجاد یک زمان بندی است که احتمال عدم تجاوز تابع هدف از یک حد مشخص که معمولاً از طرف مدیر تعیین می شود را حداکثر می سازد. در این پایان نامه مسئله بیشینه سازی احتمال این که مجموع مدت زمان در جریان کارها در ماشین های موازی یکسان از یک مقدار از پیش تعیین شده بیشتر نباشد و زمان پردازش کارها احتمالی و دارای توزیع نرمال باشد، یعنی مسئله p_m |?-rsp|tft?? مورد بررسی قرار می گیرد. برای حل بهینه مسئله چند قضیه ارائه شده که در اثر آن فضای جستجو بسیار کاهش یافته است و نتیجه آن ارائه یک روش شاخه و کران برای حل مسئله است به نحو ی که شاخه زنی آن خاص می باشد. همچنین ارائه قضایا برای تعیین مجموعه غالب، ارائه اصول غلبه، حدود بالا و حد پایین کارا موجب شده مسائل با ابعاد 45 کار و 5 ماشین به صورت بهینه حل شود. همچنین نشان داده شده است که روش ارائه شده در این مطالعه که خاص چند ماشین است، نسبت به تحقیقات اخیر که برای تک ماشین انجام شده، کاراتر می باشد.

جهانی شدن اقتصاد سبب ایجاد بازارهای جدید برای همه صنایع و به دنبال آن افزایش فشار رقابت در این صحنه شده است. بنابراین تلاش و هدف عمده هر یک از شرکت ها، حرکت در جهت هرچه بهتر برآورده ساختن نیازهای مشتریان خود بدون صرف زمان زیاد جهت انتظار مشتریان می باشد. یکی از دیدگاه های مورد توجه در دهه اخیر در افزایش سطح خدمت به مشتری، تولید به موقع در سیستم های تولید سفارشی است. در یک سیستم تولید به موقع، تولید به نحوی هماهنگ می شود که نیازی به نگهداری موجودی نباشد و همچنین سفارشات به تاخیر نیفتند. در این تحقیق مسئله عمومی تعیین اندازه دسته و زمان بندی تولید با جریمه زودکرد/دیرکرد، همراه با زمان وهزینه آماده سازی وابسته به توالی مورد بررسی قرار گرفته است. n سفارش منتظر پردازش روی یک ماشین هستند، هر سفارش دارای موعد تحویل، هزینه دیرکرد و زودکرد که به صورت هزینه نگهداری در نظر گرفته شده است، می باشد. هر سفارش تنها یکبار در طول افق برنامه ریزی، در موعد تحویل یا در صورت داشتن تاخیر بلافاصله بعد از تکمیل سفارش تحویل داده می شود. یک مدل ریاضی برای مسئله مذکور با الگو برداری از مسئله فروشنده دوره گرد توسعه داده شده است. هدف این مدل کمینه سازی مجموع هزینه های آماده سازی وابسته به توالی، نگهداری و دیرکرد است. از آن جایی که مدل ریاضی ارائه شده برای حل مسئله در ابعاد بزرگ، به دلیل np-hard بودن مسئله، ناتوان است، در این تحقیق دو الگوریتم فراابتکاری جستجوی ممنوع وسیستم اجتماع مورچگان برای حل مسئله مذکور در ابعاد بزرگ ارائه شده است و کارائی آن ها در دسته مسائل مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دادند که الگوریتم سیستم اجتماع مورچگان و جستجوی ممنوع از بین 333 مسئله مورد بررسی به ترتیب 196و 203 مسئله را به صورت بهینه حل نمودند. متوسط درصد خطای این دو روش به ترتیب برابر 76/1 و88/1 است. که این ها نشان دهنده کارائی الگوریتم ها هستند. از نظرمتوسط درصد خطا، از نظر آماری ارجحیتی بین دو روش وجود ندارد همچنین زمان حل روش جستجوی ممنوع کمتر از الگوریتم سیستم اجتماع مورچگان است.

زمان بندی تولید و توزیع هم از نظر تئوری و هم از جنبه کاربردی امور مهمی هستند. یکپارچگی میان زمان بندی تولید و برنامه ریزی ارسال یکی از مسائل مهم در زمان بندی است که در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در مسائل کلاسیک زمان بندی، به هماهنگی با واحد حمل ونقل و در نظر گرفتن شرایط ارسال توجهی نشده است و تصمیمات مربوط به زمان بندی تولید و برنامه ریزی ارسال به طور جداگانه انجام می شود. در حالی که اتخاذ تصمیمات یکپارچه زمان بندی تولید و برنامه ریزی ارسال (زمان بندی تولید با در نظر گرفتن شرایط ارسال) که نگرش جامع تر این موضوع است، کاهش هزینه ها و افزایش سودآوری مرتبط با سیستم تولیدی و بهبود سطح سرویس و سطح رضایتمندی مشتری را به همراه دارد. با این وجود، تحقیقات قابل توجهی در زمینه تصمیمات یکپارچه زمان بندی تولید و برنامه ریزی ارسال صورت نگرفته است. به دلیل وجود مسائل کاربردی فراوان، تحقیقات در این زمینه روند رو به رشدی داشته و اغلب کارهای صورت گرفته در این حوزه مربوط به دهه اخیر است. در این مطالعه با توجه به اهمیت تابع هدف هزینه دیرکرد (مجموع وزن دار تعداد کارهای دیرکرددار) به عنوان معیاری برای سنجش سطح رضایتمندی مشتری، سعی شده است تا روش های دقیق و غیردقیق برای حل مسئله زمان بندی ماشین های موازی مشابه همراه با دسته بندی برای ارسال با تابع هدف کمینه سازی جریمه ی دیرکرد کارها به علاوه هزینه ارسال ارائه شود. در این مطالعه به منظور ارائه روش های حل، ابتدا دو مدل برنامهریزی عدد صحیح مختلط (mip) برای مسئله مورد نظر ارائه می شود. در ادامه ی این مطالعه، به منظور ارائه یک روش دقیق کاراتر برای حل مسئله مورد نظر، یک الگوریتم شاخه و کران توسعه داده شده است. بر این اساس، یک روش ابتکاری برای ایجاد یک حد بالای اولیه به همراه حدودپایین و دستورالعمل هایی برای قرار گرفتن در ساختار شاخه و کران و کاهش فضای جواب، توسعه داده شده است. الگوریتم شاخه و کران ارائه شده موفق به حل بهینه 86 درصد از مسائل تا اندازه 20 کار و 5 ماشین، در محدودیت زمانی 3600 ثانیه شده است. پس از توسعه روش های دقیق گفته شده، از آنجایی که حل بسیاری از مسائل واقعی به دلیل ابعاد بزرگ، غیرممکن بوده و یا در زمان بسیار بزرگ قابل حل خواهند بود یک الگوریتم ژنتیک (ga) به منظور حل غیر دقیق مسائل با ابعاد بزرگ ارائه شد است.الگوریتم ژنتیک ارائه شده موفق به حل بهینه 62 درصد از مسائل تا اندازه 20 کار و 5 ماشین، شده است.

محدودیت منابع به عنوان چالشی در پیش روی تولیدکنندگان، آنها را وادار می سازد تا به منظور بقا در فضای رقابتی کنونی، منابع موجود را در بهترین حالت ممکن صرف نمایند تا حداکثر ارزش افزوده را ایجاد نمایند. لذا در واحدهای تولیدی که بر مبنای استراتژی ساخت بنابر سفارش عمل می نمایند، در هنگام مواجهه با یک سفارش جدید، نیاز است تا پس از بررسی ظرفیت واحد تولیدی و میزان حجم کاری در جریان، امکان سود آوری سفارش مذکور بررسی و در مورد پذیرش و یا رد آن تصمیم گیری شود. علاوه بر این با توجه به موعد تحویل مقرر که در هنگام مذاکره با مشتری بر سر آن توافق گشته است، برنامه زمان بندی سفارش های پذیرفته شده باید تعیین گردد. در ادبیات مربوط به مسائل تئوری توالی عملیات از مسائل مرتبط با تصمیم گیری همزمان در مورد پذیرش و یا رد سفارش ها و زمان بندی آنها با عنوان مسئله پذیرش و زمان بندی سفارشات یاد می شود. در این پایان نامه مسئله پذیرش و زمان نبدی سفارش ها با وجود مجموعه ای از مشتری ها که هر کدام تعدادی سفارش را با خود به همراه خواهند داشت در نظرگرفته شده و فرض شده است که پذیرش یک مشتری به معنی پذیرش همه سفارش های او و رد مشتری به معنی رد همه سفارش های اوست. هر سفارش مشتری دارای یک موعد تحویل خاص به خود است. سود حاصل از پذیرش و انجام سفارش های هر مشتری نیز به صورت مجموع درآمد سفارش ها منهای مغایرت وزنی بین زمان تکمیل و موعد تحویل سفارش های او در نظر گرفته شده است. هدف از حل مسئله یافتن مجموعه ای از مشتری های پذیرفته شده است که منجر به بیشینه شدن سود می گردد. در ابتدا با استفاده از خصوصیات مسئله، راهکاری کارآ جهت کاهش میزان محاسبات تابع هدف به دست آمده است. سپس با استفاده از دو قضیه، الگوریتمی جهت تصمیم گیری در خصوص پذیرش و یا رد برخی از مشتری ها و کاهش ابعاد مسئله توسعه داده شده است. این الگوریتم در بسیاری از مواقع ابعاد مسئله را به صورت قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. یک روش ابتکاری و یک مدل ریاضی به منظور دست یابی به جواب مطلوب در زمانی اندک و یک حد بالا که با بالا رفتن ابعاد مسئله عملکرد بهتری از خود به نمایش می گذارد، از دیگر دست آوردهای این پایان نامه به حساب می آیند. تمام این موارد در قالب روش شاخه و کران به همراه سه اصل غلبه جهت کاهش فضای جست وجو به کار برده شده اند. تعداد 1350 مسئله تا ابعاد 50 مشتری، به صورت تصادفی تولید شده اند و نتایج محاسباتی نشان می دهد که 95% از این مسائل در مدت زمان معقول حل شده و جواب بهینه آنها پیدا شده است.

مدل مقدار اقتصادی سفارش و مدل مقدار اقتصادی تولید از جمله مشهورترین مدلهای کنترل موجودی میباشند. با وجود این، مشاهده ی تعداد زیادی از سیستمهای تولیدی نشان داده است که هزینه ی نگهداری موجودی در جریان ساخت جزء بزرگی از هزینه های موجودی میباشد که در نظر گرفتن این عامل موجب تغییر در اندازه ی دسته ی تولید میگردد. از جمله ی کارهای انجام شده در این زمینه مدل gtoq میباشد که به تعیین مقدار سفارش با در نظر گرفتن موجودی در جریان ساخت میپردازد. مطالعات قبلی نشان میدهد که در نظر گرفتن ارزش زمانی پول در تعیین اندازه ی دسته ی تولید موجب تغییر اندازه ی دسته تولید و کاهش هزینه های مرتبط با سیستم موجودی میشود. همچنین مطالعات بیشتر در زمینه ی تعیین اندازه دسته تولید، نشان میدهد که تولید قطعات معیوب و وجود دوباره کاری در فرایند تولید محصول، منجر به تغییر اندازه ی دسته تولید میشود. در این پایان نامه انواع هزینه های مرتبط با تعیین اندازه ی دسته تولید با در نظر گرفتن ارزش زمانی پول، تولید قطعات معیوب و دوباره کاری و تلفیق این دو مدل آورده شده است. محاسبات عددی نشان داده است که هر یک از سه مدل جدید باعث کاهش هزینه های مرتبط با سیستم موجودی میشود به طوری که خطای ناشی از عدم توجه به در نظر گرفتن ارزش زمانی پول و مباحث مرتبط با دوباره کاری در تعیین اندازه ی دسته تولید غیر قابل چشم پوشی میباشد.

یکی از مباحث مهم در مسایل زمان بندی در نظر گرفتن فرضیات منطبق با شرایط واقعی در سیستم های تولیدی به منظور نزدیک تر شدن به اهداف و تصمیمات مدیران و نیز ارایه به موقع خدمات و تولیدات است. در نظر گرتفن زمان های آماده سازی به صورت مجزا از مدت زمان پردازش و وابسته به توالی یک یکی از این فرضیات است. مدت ها به این شرط چندان توجه نمی شد و با نادیده گرفتن آ» در مسایل یا افزودن ان به مدت زمان پردازش سعی بر ساده سازی مسایل می نمودند اما از آنا که در نظر گرفتن زمان های آماده سازی به عنوان یک مولفه جداگانه در کاهش هزینه ها و افزایش کیفیت برنامه ریزی ها در سیستم های تولیدی یا خدماتی بسیار موثر بوده از اواخر دهه 1960 به این امر توجه بسیار شده است در بسیاری از صنایع و یاسیستم های خدماتی با اعمال این شرط می توان برنامه های تولیدی را منطبق بر شرایط واقعی و در نتیجه کاراتر ساخت. در این مطالعه ابتدا مسیله زمان بندی تک ماشین با فرض زمان های آماده سازی وابسته به توالی به عنوان یک شرط منطبق بربسیاری از صنایع با معیار کمیته کردن مجموع پیشینه های زود کرد و دیر کرد به عنوان یک الگوی منطبق بر سیستم تولید به موقع (jut) ارایه گردیده است به منظور حل بهینه این مسیله الگوریتم شاخه و کران با رویکرد پیش رو و نیز با به کارگیری اصول غلبه و حدود بالا و پایین موثر توسعه داده شده است. همچنین یک الگوریتم ابتکاری برای این مسیله ارایه شده که به عنوان حد بالا در الگوریتم شاخه و کران مورد استفاده قرار گرفته است. در ادامه مسیله کمیته کردن مجموع پیشینه های زود کرد و دیر کرد با فرض زمان های آماده سازی گروهی وابسته به توالی به عنوان فرضی موثر در افزایش کارآیی در سیستم های تولیدی مورد بررسی قرار گرفته است. حل بهینه این مسیله نیز با استفاده از توسعه یک الگوریتم شاخه و کران صورت گرفته است. در این الگوریتم اصول غلبه و حد پایین مناسب به کار گرفته شده و از یک الگوریتم ابتکاری به عنوان حد بالا استفاده شده است.

یکی از مباحث مهم در زمانبندی دیدگاه تولید به موقع (jit) این دیدگاه به دنبال کاهش دادن همزمان زودکرد و دیرکرد کارها می-باشد که جز ء مباحث زمانبندی چند هدفه طبقه بندی می شود. یکی از روش های حل مسایل چند هدفه ارایه جوابهای کارا به تصمیم-گیرنده جهت انتخاب گزینه نهایی است. در این تحقیق مساله پیچیده کمینه کردن سه هدف تعداد کارهای دارای دیرکرد، بیشینه زودکرد کارها و بیشینه دیرکرد کارها برای تک ماشین(n_t,e_max,t_max 1||) به دلیل انطباق با سیستم تولید به موقع مورد بررسی قرار گرفته و یک رویه شاخه و کران جهت به دست آوردن جوابهای کارا و مرز پارتو ارایه شده است. ارایه حدود بالا و پایین مناسب، باعث کوچک شدن فضای قابل بررسی مسایل گردیده و همچنین توسعه اصول غلبه کارا و قضایای حدی موجب شده که رویه شاخه و کران به صورت کارا عمل نماید. به منظور تست و بررسی روش تعداد 700 مساله تصادفی تولید و حل شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با این روش مسایلی تا 25 کار قابل حل می باشند و کلیه جوابهای کارای آنها به دست می آید

چکیده امروزه مسایل زمان بندی در بسیاری از سیستم های تولیدی و خدماتی کاربرد وسیعی یافته اند. در اکثر مسایل زمان بندی فرض می شود ماشین در طول افق برنامه ریزی به طور پیوسته کار می کند. این فرض در بسیاری از محیط های تولیدی غیر واقعی است و ماشین معمولاً به دلیل عواملی نظیر عملیات نگهداری و تعمیر در بازه یا بازه هایی از زمان در دسترس نیست. در این تحقیق مسایل زمان بندی تک ماشین با محدودیت دسترسی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا یک طبقه بندی کلی از این مسایل ارایه شده و در چارچوب این طبقه بندی، ادبیات موضوع مسایل قطعی زمان بندی تک ماشین با یک و چند دوره ثابت عدم دسترسی مرور شده است. در ادامه مسأله زمان بندی تک ماشین با یک دوره ثابت عدم دسترسی و کارهای ازسرگرفتنی با هدف کمینه سازی تعداد کارهای دیرکرددار بررسی شده است. با اثبات چند قضیه، یک رویه ابتکاری برای حل این مسأله توسعه داده شده است. همچنین یک رویه شاخه و کران به همراه حدود بالا و پایین و اصول غلبه کارا ارایه شده است. نتایج محاسباتی برای 2400 مسأله نمونه نشان می دهد که رویه شاخه و کران فوق قادر به حل بهینه %4/97 از نمونه ها شده است، که این امر کارایی رویه ارایه شده را نشان می دهد. رویه ابتکاری ارایه شده نیز برای مسایل نمونه با ابعاد بزرگ مورد ارزیابی قرار گرفته و مشاهده شده است که این رویه عملکرد بسیار خوبی در حل این مسایل داشته است. همچنین بررسی ها نشان دهنده کارایی بیشتر روش های ارایه شده نسبت به سایر روش هاست. در بخش دیگر این تحقیق مسأله زمان بندی تک ماشین با یک دوره ثابت عدم دسترسی، کارهای ازسرگرفتنی با هدف کمینه سازی بیشینه زودکرد مطالعه شده است. از آنجایی که در ادبیات موضوع مطالعه ای بر روی این مسأله مشاهده نشده است، ابتدا پیچیدگی این مسأله بررسی شده و ثابت شده است که این مسأله np hard است. برای مسأله فوق یک رویکرد دقیق شاخه و کران ارایه شده است. با ارایه چند قضیه و لم، حد پایین و اصول غلبه موثری برای این رویه شاخه و کران توسعه داده شده است. یک الگوریتم ابتکاری با o(nlogn) ارایه شده که از این الگوریتم برای محاسبه حد بالا نیز استفاده شده است. نتایج محاسباتی برای 2400 مسأله نمونه نشان می-دهد رویه شاخه و کران قادر به حل بهینه %79/98 از مسایل شده است. در بخش بعدی مسأله زمان بندی تک ماشین با یک دوره ثابت عدم دسترسی، کارهای ازسرگرفتنی و تابع هدف دومعیاره بیشینه زودکرد و تعداد کارهای دیرکرددار بررسی شده است. مدل ریاضی مسأله فوق ارایه شده و پیچیدگی مسأله مورد بررسی قرار گرفته-است. سپس یک مجموعه حدود بالا و پایین برای هریک از معیارهای مسأله مطرح شده است. در ادامه یک رویه شاخه و کران، به همراه اصول غلبه و حدود بالا و پایین کارا ارایه شده و در آن از حدود بالا و پایین مربوط به هریک از معیارها استفاده شده است. به منظور ارزیابی رویه شاخه و کران، تعداد 1440 مسأله نمونه با استفاده از رویه فوق حل شده و نتایج آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. این نتایج نشان می دهد که رویه شاخه و کران قادر به حل بهینه %22/97 از مسایل نمونه شده است.

چکیده امروزه با گسترش پدیده جهانی سازی و تاثیر آن بر رشد بازارهای رقابتی، افزایش اهمیت رضایت مشتری و استفاده کارآتر از منابع، شرکت ها بایستی به سمت سیستم های مشتری - محور حرکت نمایند. سیستم تولید به موقع از جمله این رویکردهاست که در دهه های اخیر توجه زیادی را در صنایع تولیدی و خدماتی به خود معطوف داشته است. فلسفه تولید به موقع براساس تولید اقلام مورد نیاز، به اندازه لازم و در زمان های مورد نیاز است. این سیستم تولیدی دسته جدیدی از مسایل زمان بندی را به وجود آورد که در آن زودکرد و دیرکرد کارها هر دو دارای جریمه هستند. یکی از معیارهایی که اخیراً مطرح گردیده و در این تحقیق نیز مورد بررسی قرار می گیرد، کمینه سازی مجموع بیشینه های زودکرد و دیرکرد می باشد. در این مطالعه، ابتدا مسأله زمان بندی تک ماشین با موعدهای تحویل مجزا و با هدف کمینه سازی مجموع بیشینه های زودکرد و دیرکرد به عنوان مسأله پایه بررسی شده و یک روش ابتکاری کارآ برای آن ارایه گردیده است. همچنین با توسعه حدود بالا و پایین مناسب و قواعد غلبه مبتنی بر جابجایی جفتی کارهای مجاور و خاصیتی با عنوان "بی اثری"، یک الگوریتم شاخه و کران با استفاده از رویکرد پسرو در نحوه شاخه زدن ارایه شده است. به منظور ارزیابی کارآیی الگوریتم شاخه وکران 1280 نمونه به صورت تصادفی در اندازه های کوچک، متوسط و بزرگ تولید شده است. نشان داده شده که روش شاخه وکران با حل بهینه 100% نمونه ها در زمان کمتر از 700 ثانیه دارای کارآیی بالایی بوده و نسبت به الگوریتم های پیشین در ادبیات موضوع دارای برتری است. در ادامه، این مسأله با درنظرگرفتن ورود غیرهمزمان کارها به عنوان یک فرض واقع گرایانه و مبتنی بر شرایط واقعی تولید مد نظر قرار گرفته است. ابتدا پیچیدگی آن بررسی و براساس مسأله معروف 3-بخشی نشان داده شده که دارای پیچیدگی "به شدت np-hard" است. سپس این مسأله در دو حالت مجاز نبودن و مجاز بودن بیکاری عمدی مورد بررسی قرار گرفته است. در حالت اول، یک رویه شاخه وکران با رویکرد پیشرو برای حل بهینه مسأله توسعه داده شده است. در این الگوریتم، حد بالا بر اساس قواعد توزیع اصلاح شده بر مبنای زمان های ورود متفاوت و حد پایین با درنظرگرفتن فرض حق انقطاع به دست آمده است. همچنین از قواعد غلبه مبتنی بر مسأله پایه و فرض مجاز نبودن بیکاری عمدی برای قطع کردن گره ها استفاده شده است. با تولید 4860 نمونه تصادفی در اندازه های 7 تا 1000 کار، نشان داده شده که الگوریتم شاخه وکران قادر به حل 1/94% نمونه ها به صورت بهینه بوده که این امر بیان کننده کارآیی بالای الگوریتم در حل مسأله در کلیه اندازه هاست. در حالت دوم، ابتدا یک الگوریتم چند جمله ای برای به دست آوردن مقادیر بیکاری عمدی در یک توالی معلوم ارایه شده است. سپس مسأله تعیین همزمان توالی و زمان بندی کارها بررسی شده و یک مدل برنامه ریزی مختلط عدد صحیح ارایه و نشان داده شده که با توجه به پیچیدگی زیاد قابل به کارگیری نمی باشد. بنابراین با استفاده از حدود بالا و پایین مناسب، یک الگوریتم شاخه وکران برای دستیابی به جواب های بهینه پیشنهاد شده است. در این مسأله امکان استفاده از قواعد غلبه مسأله پایه وجود ندارد؛ بدین جهت سه قاعده جدید با توجه به فروض مسأله ارایه گردیده که موجب افزایش کارآیی الگوریتم شده است. با توجه به پیچیدگی مسأله، الگوریتم شاخه وکران مسایل با حداکثر 20 کار را حل نموده است. همچنین از دو روش فرا ابتکاری تکاملی الگوریتم ژنتیک و بهینه سازی گروه ذرات برای حل مسأله در اندازه های بزرگ استفاده شده است. با بررسی الگوریتم ها در 3420 نمونه تصادفی مشخص شد که الگوریتم ژنتیک در بیشتر دسته مسایل دارای مدت زمان حل کوتاهتر و کیفیت بهتری بوده و می تواند برای حل این مسأله در ابعاد بزرگ مورد استفاده قرار گیرد.

در دهه های اخیر تحقیقات بسیاری در زمینه مسائل زمان بندی صورت گرفته است. در این مسائل، مجموعه ای از سفارشات پذیرفته شده وجود دارد و هدف از حل آنها، یافتن یک توالی از سفارشات برای بهینه کردن معیار موردنظر است. اما باید توجه داشت که قبل از موضوع زمان بندی، انتخاب مجموعه سفارشات از اهمیت بالایی برخوردار است. از آنجا که در نظر گرفتن توأم زمان بندی و پذیرش سفارشات، هماهنگی بیشتری را بین واحدهای تولید و فروش ایجاد می کند مسائلی با نام "پذیرش و زمان بندی سفارشات" مطرح گردید که دو فرآیند زمان بندی و پذیرش سفارشات را به صورت توأم بررسی می کند. در دنیای واقعی در بسیاری از موارد، مشتری تمایل دارد که مجموعه ای از سفارشات خود را به یک سازمان واگذار نماید و حاضر نیست بخشی از این مجموعه را به یک سازمان و مابقی را به دیگران واگذار نماید. با اضافه کردن این فرض به مسائل "پذیرش و زمان بندی سفارشات" موضوع جدیدی در مسائل زمان بندی با نام "پذیرش و زمان بندی سفارشات مشتریان" مطرح شد که پذیرش مشتریان و زمان بندی سفارش های آنها را به صورت توأم بررسی می کند. در این مسائل، در هنگام پذیرش سفارشات، مشتری مدنظر قرار می گیرد. بدین معنی که یا تمام سفارش های یک مشتری پذیرفته می شود یا تمام سفارشات وی رد می شود. هدف از حل این مسائل، یافتن مجموعه ای از مشتریان و زمان بندی سفارشات آنها به گونه ای است که سود حداکثر شود. در این پژوهش، یک مسأله پذیرش و زمان بندی سفارشات مشتریان با در نظر گرفتن جریمه دیرکرد وزنی در نظر گرفته شده است. برای حل مسأله فوق، یک الگوریتم ابتکاری و دو الگوریتم شاخه و کران به همراه اصول غلبه و حدود بالا و پایین ارائه شده است. تعداد مسائل حل شده برای شاخه و کران اول 2650 مسأله و برای شاخه و کران دوم 3080 مسأله می باشد. نتایج محاسباتی نشان می دهد در صورتی که تعداد سفارشات مشتریان در بازه های [1 ,1] ، [5 ,1] و [9 ,1] باشد رویه شاخه و کران اول به ترتیب تا ابعاد 26، 14 و 10 مشتری را حل می کند. الگوریتم شاخه و کران دوم به ترتیب قادر به حل ابعاد 22، 16 و 13 مشتری می باشد.

در مدل های متداول زمان بندی، معیار ارزیابی برای همه کارها یا به عبارت دیگر برای تمام مشتریان یکسان است و توالی کلی از طریق ارزیابی کارها توسط یک معیار مشابه و بدون قائل شدن تفاوت بین آن ها سنجیده می شود. اما در بسیاری از مواقع، کارهای مختلف ممکن است مشتریان متفاوتی داشته باشند که تفاوت در نیازهای مشتریان، اهداف متفاوتی را به سیستم اعمال می کند. درنتیجه، در بسیاری از مواقع ارزیابی کارها مشابه نبوده و اعمال یک تابع هدف برای همه کارها منطقی نیست. در زمان بندی چندعاملی، مشتریان مختلف هر یک با تعدادی کار وجود دارند که برای استفاده از تعدادی منبع محدود رقابت می-کنند. در ادبیات موضوع این مشتریان عامل نامیده می شوند. در این گونه مسائل، تعدادی عامل وجود دارند که هر کدام نیازمند توجه ویژه می باشند. هر عامل شامل یک تابع هزینه است که فقط به کارهای مربوط به خودش در توالی بستگی دارد. در این گونه مسائل، داشتن تنها یک تابع هدف کلی مد نظر نمی باشد و هر جواب باید از فرآیندی نتیجه شود که تابع هر عامل را مد نظر قرار می دهد. در این پایان نامه، مسأله زمان بندی دو عاملی در محیط تک ماشین با هدف کمینه سازی مجموع وزنی دیرکرد کارهای متعلق به عامل اول بررسی می گردد، به طوری که حداکثر دیرکرد کارهای متعلق به عامل دوم از مقدار معینی بیشتر نباشند. برای حل مسأله فوق دو مدل ریاضی و یک رویه شاخه و کران با جستجوی عمقی به صورت پس رو معرفی شده و برای روش شاخه و کران 4 قضیه، حد پایین و بالا و 5 اصل غلبه ارائه شده است. نتایج محاسباتی برای 2250 مسأله نمونه تولید شده نشان می دهند که رویه شاخه و کران قادر به حل 66/96 درصد از مسائل در محدودیت زمانی 3600 ثانیه است و توانایی حل مسائل تا ابعاد 65 کار برای نسبت 2 به 1 کارهای عامل اول و دوم ، ابعاد 45 کار برای نسبت برابر کارهای عامل اول و دوم و ابعاد 35 کار برای نسبت 1 به 2 کارهای عامل اول و دوم را دارد.

اکثر مطالعات انجام شده در مبحث زمان بندی عملیات به بررسی فرضیات و محیط های کارگاهی گوناگون پرداخته اند و کمتر تحقیقی به ارائه توابع هدف مناسب برای مسائل اختصاص یافته است. در این رساله یک معیار کارایی عمومی برای مسائل زمان بندی عملیات مطرح شده است که جریمه های زودکرد و دیرکرد کارها را به صورت خطی تکه ای در نظر گرفته و یک بازه زمانی تحویل را شامل می شود. این معیار دارای کاربردهای متعدد عملی بوده و پارامترهایی دارد که با تنظیم آنها می توان توابع هدف متنوعی را به دست آورد. در ادامه، هشت تابع هدف جدید برای مسائل زمان بندی عملیات معرفی گشته و کاربردهای هرکدام و نحوه ایجاد آنها از معیار پیشنهادی تشریح خواهد شد. دو نمونه از توابع هدف جدید مستخرج از معیار پیشنهادی، جریمه دیرکرد اریب و جریمه دیرکرد/ازدست رفتن نام دارند که در زمان بندی تک ماشین مورد بررسی قرار گرفته اند. به منظور بررسی تابع جریمه دیرکرد اریب، ابتدا پیچیدگی آن در محیط تک ماشین اثبات شده و سپس از الگوریتم های تقریب، الگوریتم های برنامه ربزی پویا و fptas برای حل مساله استفاده شده است. تابع جریمه دیرکرد/ازدست رفتن نیز پس از اثبات پیچیدگی محاسباتی و ارائه مدل برنامه ریزی ریاضی در محیط تک ماشین، با استفاده از الگوریتم های تقریب و الگوریتم های ابتکاری، الگوریتم های برنامه ریزی پویا و شاخه و کران و همچنین fptas مورد بررسی قرار گرفته است. سپس به بررسی زمان بندی کارهای موازی در سیستم های گرید به عنوان یک کاربرد عملی از معیار پیشنهادی پرداخته شده است. معیار پیشنهادی در رساله برای به کارگیری در طراحی قراردادهای sla تنظیم شده و برای حل مساله از یک روش فراابتکاری جدید برمبنای شبیه سازی ذوب و انجماد استفاده می شود.

به¬طور معمول زنجیره های تأمین متشکل از تصمیم گیرندگان مستقل در سطوح مختلف زنجیره هستند. بحث هماهنگ سازی تصمیم گیرندگان مختلف زنجیره تأمین در زمره ی مهم ترین مباحث مدیریت زنجیره تأمین مطرح است. در ادبیات موضوع، مکانیسم-های طراحی قرارداد به¬عنوان راهکارهایی برای هماهنگ¬سازی زنجیره تأمین مورد استفاده قرار گرفته¬اند. یکی از موانع هماهنگ-سازی با استفاده از قراردادها، عدم دسترسی دقیق به اطلاعات موجود در نزد اعضای زنجیره است. به این خاطر توسعه¬ی مکانیسم-های رایج قرارداد برای بکارگیری در شرایط اطلاعات ناکافی یا عدم تقارن اطلاعات اهمیت خاصی دارد. از این رو در این رساله، ابتدا نحوه¬ی طراحی قرارداد برای عضو پایین دست زنجیره ، در شرایط اطلاع ناکافی از هزینه¬ی طرف قرارداد بررسی می¬شود. در این مسئله با در نظر گرفتن یک تولیدکننده به¬عنوان طراح قرارداد و یک خرده¬فروش فعال در محیط مدل روزنامه¬فروش ، سه رویکرد طراحی قرارداد برای استفاده از قرارداد تسهیم سود بررسی شده¬اند. فرض شده تولیدکننده تخمین¬هایی از هزینه¬ی خرده¬فروش با احتمالات مشخص در اختیار دارد. ویژگی¬های بهینه¬ی رویکردها، در حالت¬های خاص حائز اهمیت از جنبه¬های عملی، به¬صورت تحلیلی بررسی شده¬اند. سپس، نحوه¬ی طراحی قرارداد برای عضو بالا دست زنجیره ، در شرایط اطلاع ناکافی ازهزینه¬ی طرف قرارداد بررسی می¬شود. در این مسئله با در نظر گرفتن یک تولیدکننده به¬عنوان طراح قرارداد و یک تأمین¬کننده، یک رویکرد طراحی قرارداد، متفاوت از سه رویکرد مسئله¬ی قبل، برای استفاده از قرارداد بازخرید بررسی شده است. در این مسئله نیز فرض شده تولیدکننده تخمین¬هایی از هزینه¬ی تأمین¬کننده با احتمالات مشخص در اختیار دارد. ویژگی¬های بهینه¬ی این رویکرد نیز برای برنامه-ریزی تأمین مواد به¬صورت تحلیلی بررسی شده¬اند. در انتها، نحوه¬ی طراحی قرارداد با اعضای بالا دست و پایین¬ دست زنجیره، در شرایط اطلاع ناکافی از هزینه¬ و تقاضا بررسی می¬شود. در این مسئله با در نظر گرفتن یک زنجیره تأمین سه سطحی شامل تأمین¬کننده، تولیدکننده به¬عنوان طراح قرارداد و خرده¬فروش، نحوه¬ی صدور سفارش تأمین در شرایط اطلاع ناکافی از هزینه¬ی خرده¬فروش و تقاضای مشتری بررسی شده است. در این مسئله سفارش¬دهی تولیدکننده به تأمین¬کننده، طبق یک قرارداد اختیار خرید دوطرفه است. تولیدکننده برای خرده¬فروش نیز یک قرارداد بازخرید طراحی می¬کند. ویژگی¬های بهینه¬ی این قراردادها به¬صورت تحلیلی بررسی شده¬اند. مسائل بررسی شده برای محیط¬های عملی مختلف با تقاضای تصادفی، محصولات نوع روزنامه¬فروش و صنایع نظامی می¬توانند مصداق داشته باشند.

امروزه با گسترش رقابت در بازارهای تولیدی، جذب، حفظ و راضی نگه داشتن مشتریان و برآورده ساختن خواسته های آن ها و به طور مشخص رعایت موعد تحویل سفارشاتشان رمز بقاء در بازار به حساب می آید. در این زمینه در ادبیات موضوع تحقیق در عملیات، مسئله ای تحت عنوان "پذیرش و زمان بندی سفارشات" از دیرباز مورد بررسی قرار گرفته است. اما به نظر می رسد که در تمامی این مطالعات توابع جریمه یکسانی برای کلیه مشتریان در نظر گرفته شده است. ولی در عمل، مشتریان به دلیل نیازهای متفاوت خود، درخواست های مختلفی دارند. برای مثال یک مشتری ممکن است دیرکرد در تحویل سفارشات را نپذیرد و مشتری دیگر در صورت دیرکرد حاضر به دریافت مبلغی به عنوان جریمه باشد. همچنین ممکن است برای یک مشتری تحویل زودتر از موعد اهمیت نداشته باشد، ولی برای مشتری دیگر تحویل زودتر از موعد سفارشات پاداش داشته باشد. برای رعایت توأم این موارد در این رساله، مسئله پذیرش و زمان بندی سفارشات با یک مسئله مطرح در ادبیات موضوع با عنوان "زمان بندی چندعاملی" ترکیب شده و حالت یکپارچه آن ها مورد بررسی و حل قرار می گیرد. مسئله زمان بندی چندعاملی نیز شامل زمان بندی چندین مجموعه کار است که هر یک دارای تابع هدف مختص خود بوده و در یک محیط ماشینی با یکدیگر رقابت می کنند. در این رساله ترکیب دو مسئله یاد شده در حالت دوعاملی با عنوان "مسئله پذیرش و زمان بندی سفارش های دوعاملی" بررسی شده است. برای عامل اول تابع جریمه مجموع وزنی مغایرت زمان تکمیل و موعد تحویل سفارشات و برای عامل دوم تعداد وزنی سفارشات دیرکرددار به عنوان تابع جریمه در نظر گرفته شده است. برای درک بهتر ویژگی های این مسئله ابتدا سه حالت خاص آن مورد بررسی قرار گرفته و سعی شده الگوریتم های حل دقیق برای آن ها توسعه داده شود. فرض های مشترک دو حالت اول مجاز نبودن دیرکرد سفارشات پذیرفته شده عامل دوم و برابر واحد بودن وزن سفارشات هر عامل می باشد. همچنین در حالت اول فرض شده مدت زمان پردازش سفارشات عامل اول مساوی است و در حالت دوم نیز برای سفارشات عامل دوم موعد تحویل مشترک در نظر گرفته شده است. در حالت سوم هم تنها فرض موعد تحویل مشترک سفارشات عامل دوم منظور شده است. پس از حل این سه حالت خاص، مسئله در فرم کلی آن مورد بررسی قرار گرفته و سه مدل برنامه ریزی عدد صحیح برای حل بهینه آن ارائه شده؛ که یکی از آن ها تا ابعاد 60 سفارش قادر به حل بهینه مسئله است. اما به دلیل پیچیدگی بالای مسئله در فرم کلی آن، امکان حل بهینه در ابعاد بالا دور از انتظار بوده و از این رو در ادامه رساله یک الگوریتم فراابتکاری بر مبنای ترکیب برنامه ریزی خطی و الگوریتم ژنتیک برای حل مسئله توسعه داده شده، که میانگین خطای آن از جواب بهینه در حل مسائل نمونه تا ابعاد 60 سفارش کمتر از 0.21 درصد بوده و تا ابعاد 150 سفارش نیز میانگین فاصله آن از حدبالای مسئله کمتر از 0.40 درصد است.

در این تحقیق مسأله ی زمان بندی تک ماشین با یک محدودیت دسترسی انعطاف پذیر مورد بررسی قرار گرفته است. در شرایط عملی معمولاً ماشین به صورت پیوسته در دسترس نبوده و به دلایل مختلفی مانند خرابی ماشین، تعویض ابزار، انجام فعالیت های نگهداری و تعمیرات و غیره از دسترس خارج می شود. در اکثر پژوهش های انجام شده، زمان های شروع و اتمام محدودیت دسترسی ثابت در نظر گرفته شده اند. در این تحقیق فرض شده است که محدودیت دسترسی در یک پنجره ی زمانی قرار می گیرد. به عبارت دیگر، زودترین زمان ممکن برای شروع و دیرترین زمان ممکن برای اتمام محدودیت دسترسی مشخص می باشند. با توجه به این که حل بهینه ی اکثر مسائل بهینه سازی در ابعاد واقعی و زمان معقول تقریباً غیرممکن است، محققان معمولاً به روش های غیردقیق ولی کارا روی می آورند. رویکردهای تقریب دسته ای از روش های غیردقیق هستند که از پیش اطلاعاتی راجع به کیفیت جواب حاصله در اختیار می گذارند. یک الگوریتم تقریب، الگوریتمی است که جواب حاصل از آن حداکثر به اندازه ی ضریب ثابتی از جواب بهینه فاصله دارد. الگوهای تقریب نیز مجموعه ای از الگوریتم های تقریب هستند که حداکثر خطای جواب حاصل از آن ها جزء پارامترهای ورودی آن ها است. به عبارت دقیق تر، می توان به کمک یک الگوی تقریب جوابی با حداکثر خطای دلخواه به دست آورد. در این تحقیق دو تابع هدف مجموع بدون وزن و وزن دار زمان تکمیل کارها مد نظر قرار گرفته و سعی شده است که برای مسائل الگوریتم ها و الگوهای تقریب ارائه شود. برای تابع هدف مجموع زمان تکمیل کارها یک الگوریتم تقریب بر اساس قاعده ی کوچک ترین زمان پردازش ارائه شده و نشان داده شده است که حد بدترین خطای آن برابر مقدار بسته ی می باشد. همچنین، دو الگوریتم برنامه ریزی پویای شبه چندجمله ای برای حل بهینه ی این مسأله طراحی شده است. الگوریتم اول، تمام حالات ممکن برای پنجره ی زمانی شروع محدودیت دسترسی را در نظر گرفته و برای هر حالت، مسأله را با محدودیت دسترسی ثابت حل می کند؛ ولی در الگوریتم دوم، مسأله به صورت مستقیم حل می شود. پس از آن، با تغییر ساختار اجرای این دو الگوریتم، دو الگوی تقریب زمان چندجمله ای کامل برای این مسأله ارائه شده است. برای تابع هدف مجموع وزن دار زمان تکمیل کارها نیز یک الگوریتم تقریب با حد بدترین خطای 2 ارائه گردیده است. همچنین یکی از دو الگوریتم برنامه ریزی پویای قبلی برای این تابع هدف تعمیم داده شده و به یک الگوی تقریب زمان چندجمله ای کامل تبدیل شده است.

صنایع تولید آهن و فولاد جزء صنایع زیربنائی و مهم در صنعت و اقتصاد می باشند. کاربرد وسیع آهن و فولاد بعنوان اصلی ترین فلزات صنعتی در دنیا، کشورهای صنعتی و در حال توسعه را بر آن داشته تا در راه توسعه این صنعت بیش از پیش تلاش نمایند. بدین ترتیب بازار رقابتی شدیدی در حوزه محصولات فولادی بوجود آمده است از یک سو تنوع نیازهای مشتریان و از سوی دیگر نیاز به سرمایه گذاری و انرژی زیاد برای بهره برداری از کارخانجات تولید آهن و فولاد، لزوم استفاده موثر و بهینه از ظرفیتهای تولید همزمان با توسعه آنها را به امری مهم و شایان توجه تبدیل نموده است. تلاش برای دستیابی به مکانیزمهای تولید چابک رویکردی است که فراوری صنایع بزرگ تولید آهن و فولاد قرار گرفته است. یک راه دستیابی به این هدف از طریق برنامه ریزی و زمانبندی کارآمد تولید مسیر است. استفاده از روشهای اثربخش برنامه ریزی و زمانبندی باعث بهبود چشمگیر در کارایی تولید و کیفیت محصولات و کاهش قابل ملاحظه در هزینه های تولید خواهد شد. در صنایع تولید فولاد بدلیل تنوع محصول، چندسطحی بودن تولید، هزینه های هنگفت تولید و همچنین امکان زوال محصول تولید بصورت سفارشی انجام می گیرد طبیعی است که در چنین سیستمی با آماده سازیهای زیاد برای تأمین شرایط موردنیاز تولید محصولات متنوع و همچنین عرضه کالا در موعد تحویل به مشتری روبرو خواهیم بود. از سوی دیگر دو کارخانجات تولید آهن و فولاد لزوم تداوم تولید و جلوگیری از قطع عملیات در اکثر خطوط امری ضروری بنظر می رسد. این مهم لزوم هماهنگی بین واحدهای مختلف تولیدی در این صنعت بمنظور همسان سازی تولیدات برای کاهش زمانهای آماده سازی و همچنین توازن سطوح تولید در خطوط مختلف و تداوم تولید را برای تضمین تولید اقتصادی و همچنین تحویل بموقع محصول نشان می دهد. در این تحقیق ضمن بررسی متدولوژیهای برنامه ریزی تولید در صنایع تولید آهن و فولاد و بطور اخص واحدهای ریخته گیری و نورد گرم، راهکارهایی برای تصمیم گیری در مورد برنامه ریزی ماهیانه تولید و استراتژیهای جذب سفارش و همچنین مکانیزمی برای انتخاب و زمانبندی سفارشات برای قرار گرفتن در چرخه تولید، در خطوط ریخته گری و نورد گرم بطور هماهنگ ارائه می گردد.

امروزه با تشدید رقابت در بازار حمل و نقل هوایی، شرکت های فعال در این عرصه به ضرورت مدیریت هزینه ها جهت کاهش قیمت تمام شده و در نتیجه حفظ بازار خود پی برده اند. در فهرست میزان هزینه های شرکت ها بعد از هزینه سوخت، هزینه های مربوط به خدمه در جایگاه دوم قرار دارد. لذا در این مقاله مسئله ی چرخش خدمه ی خطوط هوایی مورد توجه و بررسی قرار می گیرد. برای مدل کردن این مسئله از مسئله ی افراز مجموعه استفاده شده و به دلیل قرار گرفتن آن در زمره مسائل با ابعاد بزرگ از رویه ی تولید ستونی برای حل آزادسازی خطی مدل افراز مجموعه استفاده می شود. در این تحقیق تمرکز بر روی حل زیرمسئله ی تولید ستونی است. لذا برای حل آن دو الگوریتم بر مبنای الگوریتم های کوتاهترین مسیر با محدودیت منابع با عنوان sprcf و sprcd ارائه گردیده است.

در محیط?های تولید کارگاهی، زمان?بندی عملیات از اهمیت ویژه?ای برخوردار بوده و نحوه?ی انجام آن، بر کارایی سیستم تأثیر زیادی می?گذارد. به علاوه، یکی از فرضیات مهم کاربردی در زمان?بندی عملیات، فرض انقطاع است و استفاده از آن در اغلب موارد می?تواند باعث بهبود تابع هدف گردد. از این رو، در این پایان?نامه زمان?بندی عملیات در محیط?های کارگاهی با فرض مجاز بودن انقطاع مورد بررسی قرار گرفته و به منظور کمینه?سازی دامنه عملیات در این مسائل، دو روش? حل دقیق ارائه شده است. روش اول، مبتنی بر مدل ریاضی است. به منظور ارائه?ی این روش، ابتدا ویژگی?های خاصی برای جواب بهینه?ی مسأله?ی تولید کارگاهی با انقطاع اثبات و بر اساس این ویژگی?ها یک مدل ریاضی mibp جدید برای مسأله ارائه می?شود که ابعاد آن بر خلاف مدل?های موجود، تنها به تعداد کارها و تعداد ماشین?ها بستگی داشته و زمان?های پردازش عملیات در ابعاد آن تأثیری ندارد. این مدل در یک رویکرد حل دقیق دو مرحله?ای به کار گرفته می?شود. در این رویکرد، خروجی مدل به کمک یک الگوریتم ساده در زمان چندجمله?ای از مرتبه ی به یک برنامه?ی زمان?بندی کامل و بهینه برای مسأله تبدیل می?شود. علاوه بر آن، مسائل مختلف کارگاه جریان نیز به عنوان حالات خاصی از مسأله?ی تولید کارگاهی مورد بررسی قرار گرفته و مدل ریاضی جدید به طور خاص برای آن?ها توسعه می?یابد. مقایسه?ی مدل جدید با بهترین مدل? موجود از نظر تعداد متغیرها و محدودیت?ها و نیز از نظر نتایج محاسباتی، کارایی بالای مدل جدید را نسبت به مدل?های موجود نشان می?دهد. روش دوم، مبتنی بر گراف فصلی است. برای ارائه?ی این روش ابتدا یک گراف فصلی جدید برای نمایش مسأله?ی تولید کارگاهی با انقطاع طراحی می?شود. سپس بر اساس این گراف یک روش حل بهینه?ی شاخه و کران ارائه و از اصول غلبه، حدود پایین و تکنیک?های دیگر جهت افزایش کارایی آن استفاده می?شود. در پایان این روش برای حل مسائل شناخته شده موجود به کار می?رود و نتایج حاصل از آن با بهترین نتایج موجود مقایسه می?شود. مقایسات نشان می?دهد، روش ارائه شده نسبت به بهترین روش موجود از قدرت بالاتری برخوردار است به طوری که برای اولین بار توانسته جواب بهینه?ی 25 مسأله?ی شناخته شده را به دست آورد و مسائل بزرگ با ابعاد 30?10 و 50?10 را به طور بهینه حل کند.

در اکثر مسائل زمان بندی فرض می شود مدت زمان پردازش کارها مقدار ثابت و از پیش تعیین شده است. این فرض ممکن است در بعضی از حالت ها درست باشد ولی با توجه به این که ماشین و یا ابزاآلات در طول زمان مستهلک می شود و کارآیی آن پایین می آید این فرض نمی تواند در همه موارد صحیح باشد. به علاوه در برخی از صنایع مانند صنعت فولاد منتظر ماندن یک کار برای پردازش موجب افزایش مدت زمان پردازش میشود. چنین فعالیت هایی، فعالیت های رو به زوال نامیده می شود.در این تحقیق مسائل زمان بندی تک ماشین و چندماشین با فرض زوال مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا یک طبقه بندی کلی از این مسائل ارائه شده و در چارچوب این طبقه بندی، ادبیات موضوع مسائل زمان بندی مرور شده است. در ادامه مسأله زمان بندی تک ماشین با فرض زوال خطی-تکه ای و هدف کمینه سازی تعداد کارهای دیرکرددار بررسی شده است که در آن مدت زمان پردازش هر کار بر اساس یک تابع غیرکاهشی به زمان شروع آن کار وابسته است و تمام کارها نرخ زوال مجزایی دارند. از آنجایی که تاکنون در ادبیات موضوع مطالعه ای بر روی این مسأله مشاهده نشده است، ابتدا پیچیدگی این مسأله بررسی و ثابت شده است که این مسأله np hard است. بنابراین برای حل مسئله فوق یک رویکرد دقیق شاخه و کران ارائه شده است. همچنین یک الگوریتم ابتکاری ارائه شده است که از این الگوریتم برای محاسبه حد بالای مسئله نیز استفاده شده است. نتایج محاسباتی برای 1840 مسأله نمونه نشان می دهد که رویه شاخه و کران ارائه شده می تواند مسائل با ابعاد 28 فعالیت را حل نماید و در برخی از سری ها مسائل با ابعاد بزرگ تر نیز قابل حل می باشد. به طور کلی رویه شاخه و کران قادر به حل بهینه %4/85 از نمونه ها شده، که این امر کارایی رویه ارائه شده را نشان می دهد. همچنین نشان داده شد که متوسط نسبت جواب بهینه به الگوریتم ابتکاری با هدف تعداد کارهای غیردیرکرددار حداکثر 08/1 برابر می باشد که در مقایسه با الگوریتم های ارائه شده در تحقیقات مرتبط با کارهای دیرکرددار این عدد به مراتب بهتر است. با توجه به کارآیی بالای الگوریتم ابتکاری، مسائل نمونه با ابعاد بزرگ نیز حل و نتایج آن ارائه شده است.

چکیده تعیین اندازه ی دسته و زمان بندی تولید از مهم ترین مسائل مطرح در زمینه ی برنامه ریزی تولید هستند. علیرغم وابسته بودن این دو مسئله به یکدیگر، اکثر مطالعات صورت گرفته در این زمینه، آن ها را به صورت جداگانه و سلسله مراتبی مورد بررسی قرار می دهند. مدل عمومی تعیین اندازه دسته و زمان بندی تولید (glsp)، با توجه به ارتباط این دو مسئله، آن ها را به صورت هم زمان در نظر می گیرد. فرض پایه در اکثر مطالعات صورت گرفته در مسائل تعیین اندازه ی دسته و زمان بندی تولید و هم چنین به صورت خاص در تمامی مطالعات صورت گرفته بر روی مسئله ی glsp، این است که به کلیه ی تقاضای مشتریان پاسخ داده شود و این در حالی است که در یک کسب و کار با هدف بیشینه کردن سود پاسخ گویی به تمامی تقاضاها، ممکن است یک جواب بهینه نباشد. در این تحقیق بیشینه سازی سود در مسئله ی عمومی تعیین اندازه ی دسته و زمان بندی تولید، با فرض انعطاف در انتخاب تقاضا (pglsp) مورد بررسی قرار گرفته است. این مسئله با اضافه شدن فرض انعطاف در انتخاب تقاضا، توسعه ای بر مدل glsp است. به عبارتی مقدار تقاضای پذیرفته شده در هر دوره، اندازه ی دسته و زمان بندی تولید مسائلی هستند که به صورت هم زمان، در این مسئله مورد بررسی قرار می گیرد. تقاضای پذیرفته شده در هر دوره بین حد بالا و پایین تقاضا قرار دارد. با توجه به این فرض، تابع هدف کلاسیک این مدل یعنی کمینه کردن هزینه ها به تابع هدفی به صورت ماکزیمم کردن سود خالص تبدیل می شود. در این پایان نامه چهار مدل ریاضی برای مسئله ی مذکور ارائه شده و کارایی هر یک از آنها در دسته مسائل مختلف تولید شده مورد بررسی قرار گرفته است. این مدل ها از نظر ساختار تعیین توالی و تعیین اندازه ی دسته با یکدیگر متفاوتند. مدل های اول و دوم با درنظر گرفتن موقعیت هایی در هر دوره، توالی محصولات را تعیین می کنند. این موقعیت ها در مدل ها سوم و چهارم وجود نداشته و تعیین توالی در آن ها با استفاده از تغییر حالت آماده سازی و الگوبرداری از مسئله فروشنده دوره گرد صورت می پذیرد. تعیین اندازه دسته در مدل های اول و سوم به تعیین مقدار تولید از هر محصول و در هر دوره تعیین می شود. اندازه ی دسته در مدل های دوم و چهارم بر اساس دوره مصرف تفکیک شده است. اصلاحات لازم در هر یک از مدل ها در صورت اضافه شدن محدودیت حداقل اندازه ی دسته و هم چنین عدم وجود فرض نامساوی مثلثی بین زمان های آماده سازی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه براین هفت روش ابتکاری مختلف بر اساس روش های تثبیت و آزادسازی و افق غلطان نیز برای مسئله ارائه و با یکدیگر مقایسه شده اند. این الگوریتم ها در حالی که زمان حل مسائل را به صورت قابل توجهی کاهش داده اند، از جواب های با کیفیتی نسبت به مدل های ریاضی برخوردارند. کلمات کلیدی: 1- تعیین اندازه ی دسته،2- زمان بندی، 3- بیشینه سازی سود، 4- انعطاف در انتخاب تقاضا

امروزه مسائل زمان بندی در بسیاری از سیستم های تولیدی و خدماتی کاربرد وسیعی یافته اند. در اکثر مسائل زمان بندی مدت زمان پردازش کارها مقداری ثابت فرض می شود. این فرض ممکن است در برخی حالات صحیح باشد اما در بعضی شرایط، تاخیر در انجام کار باعث افزایش مدت زمان پردازش و در نتیجه زوال آن می شود. در این تحقیق مسائل زمان بندی تک ماشین با لحاظ کردن فرض زوال تکه ای، زمان های ورود متفاوت با لحاظ کردن دو حالت وجود و عدم وجود بیکاری عمدی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا یک طبقه بندی کلی از این مسائل ارایه شده و در چارچوب این طبقه بندی، ادبیات موضوع مسائل زمان بندی تک ماشین با فرض زوال کارها مرور شده است. در ادامه، مسئله ی زمان بندی تک ماشین با فرض زوال تکه ای، زمان ورود متفاوت برای کارها و لحاظ کردن بیکاری عمدی برای ماشین و تابع هدف کمینه کردن بیشینه ی تاخیر مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به این که در ادبیات موضوع تاکنون هیچ مطالعه ای بر روی این مسئله مشاهده نشده است، ابتدا پیچیدگی مسئله مشخص و نشان داده شد که این مسئله np_hard است. برای حل این مسئله یک رویه ی ابتکاری توسعه داده شد. همچنین یک رویه ی شاخه و کران به همراه حدود بالا و پایین و چندین اصل غلبه کارا نیز ارائه شده است. نتایج محاسباتی برای 1620 مسئله نمونه نشان می دهد که رویه ی شاخه و کران فوق قادر به حل بهینه ی % 53/87 از نمونه ها شده است که این امر کارایی روش شاخه و کران ارائه شده را نشان می دهد. با توجه به این که زوال تعریف شده برای این مسئله بسیاری از حالات زوال قابل تعریف دیگر را تحت پوشش قرار می دهد، بنابراین برای این مسئله دو حالت خاص با تغییر در تعداد ضابطه های تعریف شده برای مدت زمان پردازش نیز تعریف و رویه ی ابتکاری و شاخه و کران ارائه شده اجرا و نتایج حاصل از اجرای آنها ارائه شده است. نتایج محاسباتی روش شاخه و کران برای این دو حالت، عملکرد مناسب روش ارائه شده در حل حالات گوناگون تعریف شده را نشان می دهد. در ادامه، با توجه به این که در بسیاری از حالات، لحاظ کردن بیکاری عمدی برای ماشین امکان پذیر نمی باشد، بنابراین مسئله ی زمان بندی تک ماشین با فرض زوال تکه ای، زمان ورود متفاوت و عدم وجود بیکاری عمدی برای ماشین و تابع هدف کمینه کردن بیشینه ی تاخیر مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به این که هیچ مطالعه ای بر روی این مسئله نیز تا کنون مشاهده نشده است، مشابه مسئله ی قبل، پیچیدگی این مسئله بررسی و نشان داده شد که np_hard است. با توجه به خصوصیاتی که عدم وجود بیکاری عمدی در مسئله اعمال می کند، با تعریف بلوک تقسیم به مسائل کوچکتر امکان پذیر شد. برای این مسئله نیز یک رویه ی ابتکاری توسعه داده شده است. همچنین یک رویه ی شاخه و کران به همراه حدود بالا و پایین و اصول غلبه کارا نیز ارائه شده است. نتایج محاسباتی برای 1440 مسئله نمونه نشان می دهد که رویه ی شاخه و کران فوق قادر به حل بهینه ی % 28/85 از نمونه ها شده است.

مسئله زمان بندی تولید، یک مسئله گسترده در فرآیندهای تولید صنعتی است و از جمله اهداف مهم آن بهره برداری کارا از منابع، پاسخگویی سریع به تقاضا و انطباق دقیق زمان تحویل کارها با موعد تحویل تعیین شده آنها می باشد. در اکثر سیستم های تولیدی و مونتاژ چیدمان تولید معین، استفاده گسترده و اهمیت کاربردی زیادی دارد. در این شرایط اغلب بیش از یک عمل روی هر کار انجام می شود و اکثراً این عملیات برای تمامی کارها باید به یک ترتیب و در یک مسیر انجام شود که در این صورت چیدمان کارگاه به صورت گردش کاری است. در این میان مطالعه و بررسی مسئله کارگاه گردش کاری دو ماشین به دلیل کاربرد بسیار زیاد آن و همچنین به عنوان مقدمه ای برای بررسی کارگاه گردش کاری با بیش از دو ماشین، مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. در مسائل عمومی زمان بندی، یک یا چند معیار می توانند با در نظر گرفتن اطلاعات حاصل از تمامی کارها به صورت هم زمان در نظر گرفته شوند. نوع دیگری از مسائل زمان بندی ، مسائل زمان بندی با چند عامل می باشند که طی سالیان اخیر توجه به آنها به سرعت افزایش یافته است. در مسائل چند عاملی، هر یک از عوامل معیار مستقل از سایر عوامل دارد و منابع محدود به صورت مشترک استفاده می شوند. در زمان بندی چندعاملی، از میان مجموعه تمامی کارها، هر عامل مجموعه کارهای مخصوص به خود را در نظر دارد و معیار بهینگی خود را دنبال می کند. در این تحقیق دو مسئله زمان بندی مورد بررسی قرار می گیرد. ابتدا مسئله کمینه سازی مجموع دیرکرد کارها در کارگاه گردش کاری دو ماشین بررسی می شود و در ادامه به مسئله زمان بندی دوعاملی در کارگاه گردش کاری دو ماشین پرداخته می شود. با توجه به مطالعات انجام شده برای مسئله اول، در این تحقیق به توسعه روش های بهینه حل این مسئله شامل توسعه الگوریتم شاخه و کران و مدل ریاضی مربوط پرداخته می شود. برای حل مسئله دوم، دو روش بهینه شامل الگوریتم شاخه و کران و حل مدل ریاضی مسئله به منظور رسیدن به جواب بهینه تا ابعاد مشخصی از مسئله ارائه می شود. در ادامه برای ابعادی از مسئله که روش های بهینه توانایی حل آنها را ندارند دو روش فراابتکاری بر اساس روش جستجوی ممنوع برای رسیدن به جواب های نزدیک بهینه معرفی می شود.

در این رساله، با ملاحظه مسأله یکپارچه پذیرش سفارش و زمانبندی (oas) در محیط ماشین های موازی متفاوت و بر پایه فرضیات مشخص، مدل های برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط (milp) به منظور بیشینه نمودن سود ارائه گردیده است. همچنین برای مواجهه با عدم قطعیت پارامترهائی نظیر زمان های پردازش و درآمدها، از رویکرد بهینه سازی استوار (ro) استفاده شده است. در این راستا و به منظور دستیابی به جواب های استوار با سطح محافظه کاری کمتر، دو رویکرد بهینه سازی استوار جهانی و بهینه سازی استوار با مجموعه های عدم قطعیت چندگانه توسعه داده شده است. به دلیل پیچیدگی های محاسباتی مدل های ریاضی پیشنهادی و هم ارزهای استوار آنها، توسعه الگوریتم فرا ابتکاری تفکیک سازی تو در تو (np) و الگوریتم های دقیق تجزیه بندرز (bd)، الگوریتم آزادسازی لاگرانژین (lr) و الگوریتم تولید ستون و سطر (c&cg) مورد توجه قرار گرفته است.

در این تحقیق مسئله زمان بندی کمینه سازی مجموع زمان ها تکمیل در زمان بندی ماشین های موازی با زمان ها آماده سازی وکار های تقسیم پذیر مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به مطالعات انجام شده برای مسئله در ابتدا با طراحی اصول غلبه مسئله و استفاده از آنها، مدل های ریاضی و الگوریتم شاخه و کران ارائه می گردد. با توجه به پیچیدگی مسئله، الگوریتم های شاخه و کران و مدل های ریاضی برای رسیدن به جواب بهینه در مسائل با ابعاد متوسط نیازمند صرف زمان بسیار زیادی هستند. از این رو در ادامه به منظور به دست آوردن جواب های خوب برای ابعادی از مسائلی که روش های بهینه قادر به حل آنها در زمان معقول نمی باشند، یک الگوریتم ابتکاری ارائه می گردد که مسئله را در دو مرحله شامل ایجاد جواب اولیه و بهبود آن حل می نماید. نتایج محاسباتی برای مسئله زمان بندی کمینه سازی مجموع زمان ها تکمیل در زمان بندی ماشین های موازی با زمان ها آماده سازی وکار های تقسیم پذیر نشان داد که الگوریتم شاخه وکران ارائه شده نسبت به دو مدل ریاضی از کارایی بهتری برخوردار بوده و توانست مسائل با اندازه 27 واحد کاری به ازای 8 ماشین و 9 کار را در محدوده زمانی 3600 ثانیه حل نماید. الگوریتم ابتکاری ارائه شده نیز توانایی حل مسائل تا ابعاد 72 واحد کاری به ازای 9 کار و 8 ماشین را با متوسط درصد خطای 2.5 درصد دارد.

مسئله تعیین توالی مجموعه ای از کارها با معیار کمینه سازی مجموع بیشینه های زودکرد و دیرکرد مورد بررسی قرار گرفته است . این معیار به دلیل سعی در حداقل کردن و به صفر رساندن مقادیر زودکرد و دیر کردار، منطبق بر سیستمهای تولیدی مختلفی از جمله jit می باشد. این معیار در مسائل یک ماشین و n کار (n/1/et max) و مسائل m ماشین و n کار با حالت flow shop، (n/m/p/et max) مورد بررسی قرار گرفته است . حالتهای خاص مسائل n/1/et max بررسی شده و جواب بهینه آنها با ترتیبهای ساده ارائه شده ااست . برای حالت کلی یک ماشین و n کار، شرایط همسایگی موثری توسعه دادهش ده و مجموع غالب ، برای جواب بهینه مشخص شده است . همچنین روش بهینه شاخه و کراته برای این معیار در حالت n/1/et max به کار گرفته شده است . ارائه حدود بالا و پایین قوی موجب شده که در روش شاخه و کرانه، بسیاری از مسائل در مدت زمان های کوتاه به جواب بهینه برسند. در حالت یک ماشین، 720 مسئله در اندازه های کوچک ، متوسط و بزرگ به صورت تصادفی تولید شده و از این مجموعه 719 مسئله به صورت بهینه حل شده است . محدوده این مسائل از 5 کار تا 100 کار بوده و کارایی الگوریتم پیشنهادی در آنها نشان داده شده است . در مسائل flow shop چندین روش توسعه داده شده است . دو روش ابتکاری سریع به نامهای h1 و h2 با هدف یافتن جواب مناسب در مدت زمان کوتاه ارائه گردیده است . روش بهینه شاخه و کرانه نیز برای مسائل n/m/p/et max به کار گرفته شده است . ارائه حدود بالا و پایین مناسب ، دلیل بدست آمدن جواب بهینه در بسیاری از مسائل می باشد. همچنین یک روش الگوریتم ژنی (ga) برای مسائل n/m/p/etmax ارائه شده است . روش ga قادر بوده است . که جواب بهینه بسیاری از مسائل را در مدت زمان کوتاه و به دست آورده و در سایر موارد جوابهای خواب ارائه دهد. برای مسائل n/m/p/etmax ، 400 مسئله در اندازه های کوچک ، متوسط و بزرگ به صورت تصادفی تولید شده و از یان مجموعه، جواب بهینه 83 درصد مسائل به وسیله روش شاخه و کرانه به دست آمده است . محدوده این مسائل از 4 ماشین تا 100 ماشین و 4 کار تا 50 کار می باشد.

مسئله ترتیب بندی عملیات روی ماشین از مسائل بسیار مهم برنامه ریزی تولید و تحقیق در عملیات می باشد. در حالتهای ساده مثل n کار روی یک ماشین معمولا" پیدا کردن جوابهای بهینه امکانپذیر است . ولی در مسائل m ماشین و n کار، می توان ادعا نمود که روشی برای پیداکردن جوابهای بهینه در مسائل عملی وجود ندارد. در این پایان نامه موضوع n کار مستقل روی m ماشین سری با ترتیب عملیات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است روشهای حل ارائه شده در این زمینه بسیار اندک می باشند و همه آنها هم مسئله را بصورت تقریبی حل می نمایند. در این پایان نامه یک روش ابتکاری جهت مسئله فوق ارائه شده است و تمام مسائل در این زمینه را بصورت تقریبی حل می نماید. علاوه بر روش حل، یک حد پایین برای دامنه عملیات ارائه شده است تا کارائی این روش یا هر روش دیگر را ارزیابی کند. بهرصورت این روش بدلیل متکی بودن بر تکنیک های علمی شایان دقت است و برای مسائل متوسط و بزرگ ، که امکان حل آنها از روشهای بهینه نیست . براحتی یک جواب خوب ارائه می کند. جهت استفاده عمومی از روش ارائه شده، کل روش حل و حدپایین دامنه عملیات بصورت یک بسته نرم افزاری ارائه شده است .

بعضی از مسائلی وجود دارند که با افزایش بعد آنها، زمان حلشان به طور نمایی افزایش می یابد. این مساله ، مسائل بهینه سازی ترکیبی هستند ، که زمان حل آنها به صورت تابعی غیر چندجمله ای است . یکی از مسائل بهینه سازی ترکیبی مسئله فروشنده دوره گرد می باشد. به طور کلی دو روش برای حل این مسائل وجود دارد: روش های دقیق و ابتکاری . برخی از روشهای دقیق از جمله روش شمارش کامل ، شاخه و کران لیتل و برنامه ریزی پویا و برخی از روشهای ابتکاری از جمله الگوریتم نزدیکترین شهر دیدار نشده و روش شبکه الاستیک می باشند که در این تحقیق شرح داده شده است . در این تحقیق یک روش ابتکاری با ایده اولیه و گل برای یافتن تور نسبتا مناسب مسئله فروشنده دوره گرد ارائه داده ایم و همچنین یک الگوریتم ژنتیک مناسب برای حل مسئله فروشنده دوره گرد متقارن آورده شده است و عملکردهای نزدیکترین شهر دیدار نشده و ژنتیک با الگوریتم ابتکاری مقایسه شده اند.

هدف از انجام تحقیق حاضر، تعیین اندازه دسته در محیط فلوشاپ بدون توقف یک محصولی و چندمحصولی با هدف کمینه کردن زمان انجام کار می باشد. تعیین اندازه دسته به معنی شکستن یک دسته به تعدادی زیردسته است که هر زیردسته پس از تکمیل برای ادامه عملیات به ماشینهای بعدی انتقال می یابد به طوری که عملیات بتوانند همپوشانی داشته باشند در این تحقیق یک روش ابتکاری برای شکستن اندازه دسته ارائه شده و نتایج محاسباتی نشان می دهد که این روش در بیش از 98درصد مسائل تولید شده به جوابهای بهینه مسائل دست می یابد و نیز از لحاظ وضعیت مقدار جواب نیز اختلاف جوابهای غیر بهینه بدست آمده با جوابهای بهینه مسائل کمتر از 013/0درصد بوده است مقایسه این روش با مدل برنامه ریزی خطی ‏‎lp‎‏ نشان می دهد که زمان حل مسائل در روش جدید حدودا 30 برابر کمتر از برنامه ریزی خطی است. در نهایت از دو روش فرا ابتکاری الگوریتم ژنتیک ‏‎ga‎‏ و شبیه سازی سرد شدن‏‎sa‎‏ برای یافتن توالی مساله چندمحصولی استفاده شده است. نتایج حاصل از مقایسه جوابهای دو روش نشان می دهد که روش شبیه سازی سرد شدن قادر است جوابهای بهتری را در زمان کمتر ارائه نماید.

دراین تحقیق مساله زمان بندی پروژه با هدف ماکزیمم کردن خالص ارزش فعلی مورد بررسی قرار گرفته است. جریانهای نقدی می توانند براساس زمان وقوع رویدادها و یا شروع و پایان هر فعالیت باشد. یک روش ابتکاری به نام روش تفاضلی برای مساله ارائه شده است. نشان داده شده است که این الگوریتم از جهات مختلف دارای کارایی خوب می باشد، به طوریکه الگوریتم تفاضلی مسائلی با ابعاد 10 تا 1000 گره با 1/3 تا 6/6 ضریب پیچیدگی به صورت تصادفی تولید و حل شده است. همچنین مسائلی که توسط سایر محققین حل شده است توسط روش ارائه شده حل شده است . نتایج محاسباتی نشان می دهد که عملکرد الگوریتم با توجه به پارامترهای تعداد گره، تعداد فعالیت و سررسید پروژه مناسب است.

در این پایان نامه سه مسئله از مسائل برنامه ریزی تولید در سیستمهای تولیدی انعطاف پذیر ‏‎(fmss)‎‏ مورد مطالعه قرار گرفته اند. این مسائل عبارتند از : 1) دسته بندی انواع قطعات 2) بارگذاری ابزارهای مورد نیاز برای پردازش انواع عملیات مربوط به انواع قطعات روی ماشینهای هر دسته و اختصاص انواع عملیات مورد نیاز انواع قطعات به ماشینهای هر دسته . 3) تعین مقادیر تولیدی انواع عملیات از انواع قطعات روی ماشینهای هر دسته . از آانجایی که هدف اصلی در سیستمهای تولیدی انعطاف پذیر ، انعطاف پذیری و کارایی بالاتر است برای رسیدن به این خواسته ها ،اهداف زیر در حل مسائل مذکور مد نظر قرار گرفته است : 1) تعداد دسته های کمتر برای کاهش زمانهای راه اندازی و آماده سازی دسته ها 2) انعطاف پذیری بالاتر در مسیرهای پردازش انواع عملیات . 3) بالانس بارگذاری روی ماشینهای سیستم تا حد امکان . 4) کاهش کل زمان ساخت دسته ها برای پردازش انواع قطعات جدید در سیستم تولید . در ابتدا مدلهای ریاضی این مسائل ارائه شده است. مسئله دسته بندی انواع قطعات به طور جداگانه با یک مدل برنامه ریزی اعداد صحیح غیر خطی صفر و یک و با اهداف ناسازگار کاهش تعداد دسته ها و افزایش انعطاف پذیری مسیرها پردازشی بیان شده است. مسائل بارگذاری ابزارها و تعیین مقادیر تولیدی همزمان با یک مدل برنامه ریزی اعداد صحیح خطی و با هدف کاهش زمان ساخت دسته ها بیان شده است.در خاتمه سه مثال مطرح در مقاله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است و آنالیزهای لازم در تنظیم پارامترهای الگوریتم ‏‎sa‎‏ انجام شده است. لازم به ذکر است که تنظیم پارامترهای الگوریتم ‏‎sa‎‏ باید برای هر گروه مسئله با توجه به تعداد دسته ها و تعداد ماشینهای سیستم انجام شود. نتایج بدست آمده از حل این سه مثال حاکی از کارایی بالای این روش ارائه شده از لحاظ کیفیت جواب و زمان رسیدن به جواب نسبت به روشهای موجود برای حل مسائل مذکور است.

در این رساله تعیین توالی مجموعه ای از کارها با معیار کمینه سازی مجموع بیشینه های زودکرد و دیرکرد مورد بررسی قرار گرفته است.این معیار در مسایل یک ماشین و ‏‎n‎‏ کار با مجاز بودن بیکاری عمدی ‏‎n/1/i/etmax)‎‏)مورد بررسی قرار گرفته است.