بهینه‌سازی توأم سیاست زمانبندی تولید و نگهداری و تعمیرات با در نظر گرفتن کمبود از نوع پس‌افت و تقاضا به‌صورت احتمالی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی صنایع، دانشگاه الزهرا

2 عضو هیات علمی، دانشگاه الزهرا

3 دانشجوی دکترای گروه مهندسی صنایع، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

10.22084/ier.2019.19543.1870

چکیده

بهینه‌سازی توأم سیاست زمانبندی تولید و نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه، موضوع موردعلاقه بسیاری از محققین است که تأثیر بالقوه‌ای روی عملکرد سیستم­های تولیدی دارد. علاوه بر این، با توجه به عدم قطعیت در تقاضا، نگهداری تعمیرات و کمبود موجودی تقریباً اجتناب‌ناپذیر است؛ بنابراین، تعیین مقدار مطلوب سطح موجودی احتیاطی، زمان ایجاد موجودی اضافی برای ذخیره‌سازی جهت مواجهه با کمترین کمبود و زمان عملیات نگهداری و تعمیرات، دغدغه بسیاری از تولیدکنندگان است. در این مقاله، یک مدل بهینه‌سازی توسعه داده شده است.  برای نزدیکی به واقعیت، تقاضا به‌عنوان پارامتری احتمالی در نظر گرفته شده و سیستم در صورت مواجهه با کمبود آن را جبران می­کند. تمرکز اصلی این مقاله روی یک واحد تولیدی تک ماشینه با نرخ خرابی افزایشی است. سیستم با موجودی به اندازه h که در دوره A ذخیره شده، کار خود را شروع کرده و به‌محض رسیدن به دوره m یا خرابی، هر کدام که زودتر رخ دهد، متوقف شده و تحت عملیات نگهداری و تعمیرات قرار می‌گیرد. در این دوره از موجودی احتیاطی استفاده می­کند. یک مدل ریاضی و یک رویکرد عددی برای به‌دست آوردن هم‌زمان مقادیر بهینه متغیرها استفاده شده است که به‌طور متوسط هزینه کل را به حداقل برساند و محدودیت دسترسی را برآورده کند. نتایج نشان‌ می‌دهد که در مدل ارائه شده هزینه کل و متغیرهای تصمیم نسبت به هزینه موجودی حساس بوده ولی سناریوی محتمل نسبت به آن حساسیت کمی دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Joint Optimization of Maintenance and Production Scheduling with Considering the Back of Order and Probabilistic Demand

نویسندگان [English]

  • Samaneh Babaeimorad 1
  • Parviz Fattahi 2
  • Hassan Bagheri 3
1 Department of Industrial Engineering, Alzahra University
2 Professor, Alzahra University
3 Department of Industrial Engineering, Malek Ashtar University of Technology
چکیده [English]

Joint optimal production scheduling and preventive maintenanceare interested in many research andhas a potential impact on the performance of manufacturing systems. In addition, due to the uncertainty in demand, maintenance and inventory shortages are almost inevitable. Therefore, determining the optimal amount of buffer level, the time required to create additional storage space to address the loss, and the maintenance time is a concern for many manufacturers. Paper studied a single-machine production unit with incremental failure rates. The system begins with a h-sized inventory stored in period A and stops as soon as it reaches period m, whichever occurs earlier, and is subject to maintenance. The buffer inventory during this period. A mathematical model and a numerical approach are used to obtain optimal values of variables simultaneously to minimize the average total cost and satisfy the access constraint. The results show that, in the presented model, the total cost and decision variables are highly sensitive to the inventory holding cost but not also for the occurred scenario.

کلیدواژه‌ها [English]

  • maintenance
  • Joint Optimization
  • Back of Order
  • Inventory control
  • Production scheduling
[1]  Chen, YC., )2013(. “An optimal production and inspection strategy with preventive maintenance error and rework”, J Manuf Syst, 32(1): 99-106.

[2]  Guo, W., Jin, J., Hu, SJ., )2013(. “Allocation of maintenance resources in mixed model assembly systems”, J Manuf Syst, 32(3): 473-9.

[3]  Ghodratnama, A., Rabbani, M., Tavakkoli-Moghaddam, R., Baboli, A., )2010(. “Solving a single-machine scheduling problem with maintenance, job deterioration and learning effect by simulated annealing”, J Manuf Syst, 29(1): 1-9.

[4]  Ba, K., Dellagi, S., Rezg, N., )2014(. “Green management of spare parts for an integrated optimal maintenance and production policy”, IEEE Int Conf Autom Sci Eng, 359:364.

[5]  Van Jaarsveld, W., Dekker, R., )2011(. “Spare parts stock control for redundant systems using reliability centered maintenance data”, Reliab Eng Syst Saf, 96: 1576–86.

[6]  Jin, T., Tian, Z., Xie, M., )2015(. “A game-theoretical approach for optimizing maintenance, spares and service capacity in performance contracting”, Int J Prod Econ, 161: 31-43.

[7]  Falkner, C.,  )1968(. “Jointly optimal inventory and maintenance policies for stochastically failing equipment”, Oper Res, 16(3): 587–601.

[8]  Kaio, N., Osaki, S., )1978(. “Optimum ordering policies with lead time for an operating unit in preventive maintenance”, IEEE Trans Reliab, 27(4): 270-1.

[9]  Sheikhalishahi, M., (2014(. “An integrated simulation data envelopment analysis approach for maintenance activities planning”, Int J Comput Integr Manuf 27(9): 858-868.

[10]             Dhouib, K., Gharbi, A., & Aziza, M. B. (2012). Joint optimal production control/preventive maintenance policy for imperfect process manufacturing cell. International Journal of Production Economics, 137(1): 126-136.

[11]             Pan, E., Liao, W., & Xi, L. (2012). A single machine-based scheduling optimisation model integrated with preventive maintenance policy for maximising the availability.International journal of industrial and systems engineering,10(4): 451-469.

[12]             Polotski, V., Kenne, J. P., & Gharbi, A. (2019). Joint production and maintenance optimization in flexible hybrid Manufacturing–Remanufacturing systems under age-dependent deterioration. International Journal of Production Economics, 216, 239-254.

[13]             La Fata, C. M., & Passannanti, G. (2017). A simulated annealing-based approach for the joint optimization of production/inventory and preventive maintenance policies. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,91(9-12), 3899-3909.

[14]             Panagiotidou, S., )2014(.  “Joint optimization of spare parts ordering and maintenance policies for multiple identical items subject to silent failures”, Eur J Oper Res, 235(1): 300–14.

[15]             Alaswad, S., Xiang. Y., (2017). “A review on condition-based maintenance optimisation models for stochastically deteriorating system”, Reliabil Eng Syst Saf, 157: 54–63.

[16]             Olde Keizer, MCA., Flapper, SDP., Teunter, RH., )2017(. “Condition-based maintenance policies for systems with multiple dependent components: a review”, Eur J Oper Res, 261: 405–20.

[17]             Rezg, N., Dellagi, S., & Chelbi, A., (2008). “Joint optimal inventory control and
preventive maintenance policy”, International Journal of Production Research, 46:19, 5349-5365, DOI: 10.1080/00207540802273942.

[18]             Qinminga, L., Ming, D., Chen, F.F., Wenyuana, L., Chunming, Y., (2019). “Single-machine based joint optimization of predictive maintenance planning and production scheduling”, Robotics and Computer Integrated Manufacturing, Article in press.

[19]             Nguyen, D.Q., Bagajewicz, M., (2009). “Optimization of preventive maintenance in
chemical process plants”, Working Paper.

[20]             Gan, Sh., Zhang, Zh., Zhou, Y., Shi, J., , (2015). “Joint optimization of maintenance, buffer, and spare parts for a production system”, Applied Mathematical Modelling.

[21]             Mjirda, A. , Benmansour, R., Allaoui, H., Goncalves, G., (2016).  “On the joint optimization of the periodic preventive maintenance and the spare parts inventory problem”, IFAC-PapersOnLine 49-12 881–885.

[22]             Zhang, X., Zeng, J., (2017). “Joint optimization of condition-based opportunistic maintenance and spare parts provisioning policy in multiunit systems”, European Journal of Operational Research, doi: 10.1016/j.ejor.2017.03.019.

[23]             Jafari, L., Naderkhani, F., & Makis V., (2017). “Joint optimization of maintenance policy and inspection interval for a multi-unit series system using proportional hazards model”, Journal of the Operational Research Society, doi:10.1057/s41274-016-0160-9.

[24]             Nahas, N., & Nourelfath, M., (2017). “Joint optimization of maintenance, buffers and machines in manufacturing lines”, Engineering Optimization,  doi: 10.1080/0305215X.2017.1299716.

[25]             Kang, K., Subramaniam, V., (2018). “Integrated control policy of production and preventive maintenance for a deteriorating manufacturing system”, Computers & Industrial Engineering 118: 266–277.

[26]             Dhouib, K., Gharbi, A., & Aziza, M. B. (2012). Joint optimal production control/preventive maintenance policy for imperfect process manufacturing cell. International Journal of Production Economics, 137(1), 126-136