مدلسازی مساله زمانبندی سیستم های تولید انعطاف پذیر با در نظر گرفتن سیاست حرکت قطعه و ابزار بطور همزمان و حل آن با الگوریتم تکاملی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی

2 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی صنایع، پردیس دانشکده-های فنی، دانشگاه تهران

3 دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

در این مقاله، مساله زمانبندی سیستم های تولید انعطاف پذیر با در نظر گرفتن سیاست ترکیب ماشین - ابزار پویا یعنی سیاستی که در آن امکان حرکت همزمان قطعات و ابزارها با وسایل هدایت شونده مختص به خود در طول دوره زمانی تولید وجود دارد، مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور یک مدل برنامه ریزی ریاضی خطی صفر و یک ارائه شده است. همچنین بدلیل ماهیت مساله و NP-hard بودن آن، یک الگوریتم تکاملی خاص ارائه شده است. برای این منظور مسائلی به صورت تصادفی تولید شده اند و نتایج حل آنها با روش شاخه و کران و الگوریتم تکاملی با هم مقایسه شده اند. نتایج حاکی از آن است که الگوریتم تکاملی برای حل مسائل با ابعاد بزرگ کارایی بالایی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Modeling of a scheduling problem for a flexible manufacturing system with dynamic machine-tool selection and operation allocation by an evolutionary algorithm

نویسندگان [English]

  • M.H.M.A. Jahromi 1
  • Reza Tavakkoli-Moghaddam 2
  • A. Makui 3
  • A. Saghaei 1
1 Islamic Azad University
2 Professor, School of Industrial Engineering, College of Engineering, University of Tehran
3 Iran University of Science & Technology
چکیده [English]

This paper considers scheduling of flexible manufacturing systems (FMSs) with dynamic machine-tool selection and operation allocation. Although the machine-tool selection and operation allocation problem of an FMS is known for its complexity, scheduling of these systems is more operative and more complex. In addition, due to the NP-hard nature of this problem, a modified evolutionary algorithm (EA) is proposed to solve the given problem. Its performance is tested on a number of randomly generated problems. Furthermore, the related results are compared with the results obtained by a branch-and-bound (B&B) method. It is found that the modified EA with the island model gives the good results in terms of the objective function values and CPU times.

کلیدواژه‌ها [English]

  • flexible manufacturing systems
  • mathematical model
  • evolutionary algorithm
  • island model

مراجع

[1]   Gamila, M. A., Motavalli, S., (2003). “A modeling technique for loading and scheduling problems in FMS”, Robotics and Computer Integrated Manufacturing, 19: 45-54.
[2]   Jerald, J., Asokan, P., Prabaharan, G., Saravanan, R., (2005). “Scheduling optimization of flexible manufacturing systems using particle swarm optimization algorithm”, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 25: 964-971.
[3]   Chan, F.T.S., Swarnkar, R., (2006). “Ant colony optimization approach to a goal programming model for a machine tool selection and operation allocation problem in an FMS”, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 22: 353-362.
[4]   Chinyao, L., Yukling, Y., (2004). “Modeling and heuristics of FMS scheduling with multiple objectives”, Computers & operation research, 33(3): 674-694.
[5]   Persi, P., Ukovich W., Pesenti R., Nicolich M., (1999). “A hierarchic approach to production planning and scheduling of a flexible manufacturing system”, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 15: 373-385.
[6]   Low, C., Yip, Y., Wu, T., (2006). “Modeling and heuristics of FMS scheduling with multiple objectives”, Computer and Operations Research, 33: 674-694.
[7]   Moghaddam, K.S., (2013). “Multi-objective preventive maintenance and replacement scheduling in a manufacturing system using goal programming”, International Journal of Production Economics, 146: 704-716.
[8]   Mahdavi, I., Jazayeri, A., Jahromi. M.H.M., Jafari R, Iranmanesh, H., (2008). “P-ACO approach to assignment problem in FMSs”, Proceedings of Word Academy of Science, Engineering and Technology, 42: 196-203.
[9]   Ruiz, R., Garcia-Diaz, J.C., Maroto, C., (2007). “Considering scheduling and preventive maintenance in the flowshop sequencing problem”. Computers and Operations Research, 34: 3314-3330.
[10] Kianfar, F., (2005). “A numerical method to approximate optimal production and maintenance plan in a flexible manufacturing system”, Applied Mathematics and Computation, 170, 924-940.
[11] Celen, M., Djurdjanovic, D., (2012). “Operation-dependent maintenance scheduling in flexible manufacturing systems”, CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 5: 296-308.
[12] Jahromi, M.H.M.A. Tavakkoli-Moghaddam, R., (2012). “A novel 0-1 linear integer programming model for dynamic machine-tool selection and operation allocation in a flexible manufacturing system”, Journal of Manufacturing Systems, 31, 224-231.
[13] Buyurgan, N., Saygin, C., Engin Kilic, S.E.S., (2004). “Tool allocation in flexible manufacturing systems with tool alternatives” Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 20(4): 341-349.
[14] Lee, C.S., Kim, S.S., Choi, J.S., (2003). “Operation sequence and tool selection in flexible manufacturing system under dynamic tool allocation” Computer & Industrial Engineering, 45(1): 61-73.
[15] Chen, J., Ho, S., (2005). “A novel approach to production planning of flexible   manufacturing systems using an efficient multi-objective genetic algorithm”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 45(7): 949-957.
[16] Swarnker, R., Tiwari, M.K., (2004). “Modeling machine loading problem of FMSs and its solution methodology using a hybrid tabu search and simulated annealing-based heuristic approach”, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 20(3): 199-209.
[17] Nagarjuna, N., Mahesh, O., Rajagopal. K., (2006). “A heuristic based on multi-stage programming approach for machine-loading problem in a flexible manufacturing system”, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 22(4): 342-352.
[18] Jahromi, M.H.M.A., Tavakkoli-Moghaddam, R., Makui, A,. Saghaee, A., (2015). “Pareto ant colony optimization for solving a multi-objective scheduling problem in a flexible manufacturing system”, International Journal of Academic Research, 7(1): 212-222.
[19]   فخرزاد، محمد باقر و علی نژاد، اسماعیل (1392). "برنامه ریزی و زمانبندی پیشرفته با در نظر گرفتن اثر یادگیری در سیستمهای ساخت کارگاهی انعطاف پذیر"، پژوهش‌های مهندسی صنایع در سیستم‌های تولید، 1: 13-24.
[20] Afshar-Nadjafi, B., Rahimi, A., Karimi, H., (2013). “A genetic algorithm for mode identity and the resource constrained project scheduling problem”, Scientia Iranica, 20(3): 824-831.
[21] Luque, G., Alba E., (2011). “Parallel Genetic Algorithms Theory and Real World Applications”, Studies in Computational Intelligence, 367: 21-22.
نشریه پژوهش های مهندسی صنایع در سیستم های تولید
دوره 5، شماره 11
اسفند 1396
صفحه 117-129

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار