طراحي هوشمند استقرار پوياي تسهيلات در محيط تصادفي سيستم هاي توليد انعطاف پذير با در نظر گرفتن انعطاف پذيري مسير توليد

Intelligent Design of a Dynamic Facility Layout in the Stochastic Environment of Flexible Manufacturing Systems Considering Routing Flexibility

در اين پژوهش، ابتدا يك مدل رياضي جديد مبتني بر مدل تخصيص درجه دوم براي طراحي استقرار بهينه تسهيلات در هر دوره از افق برنامه­ريزي زماني چنددوره­اي مسئله استقرار پويا و تصادفي تسهيلات ارائه مي‌­شود. در اين مدل، علاوه بر در­نظرگرفتن مسيرهاي چندگانه توليد براي قطعات، فرض مي­شود كه تقاضاي محصولات متغيرهاي تصادفي مستقل با توزيع نرمال باشند؛ به‌طوري‌كه ميانگين و واريانس آن­ها از يك دوره زماني به دوره ديگر به‌طور تصادفي تغيير كند؛ همچنين براي حل مدل رياضي پيشنهادي، يك الگوريتم تركيبي فراابتكاري جديد با استفاده از الگوريتم‌­هاي كرافت و شبيه‌­‌سازي تبريد ارائه مي­شود. مدل و الگوريتم تركيبي پيشنهادي با روش­هاي طراحي آزمايش، مطالعه موردي واقعي، حل چند مسئله نمونه و انجام تحليل حساسيت مورد­اعتبارسنجي قرار مي­گيرند. نتايج نشان مي‌­دهد كه الگوريتم تركيبي پيشنهادي از نظر كيفيت جواب و زمان محاسبه نسبت الگوريتم تبريد شبيه­سازي­شده داراي عملكرد بهتري است؛ همچنين امكان استفاده از مدل پيشنهادي براي طراحي استقرار تسهيلات در محيط­هاي تصادفي و قطعي سيستم‌­هاي توليدي سنتي و مدرن وجود دارد.

This paper aims at proposing a novel quadratic assignment-based mathematical model for designing an optimal facility layout in each period of the stochastic dynamic facility layout problem (SDFLP). Considering routing flexibility is the main assumption of this problem so that parts can pass through multiple routes. It is also assumed that product demands are independent, normally distributed random variables with known expected value and variance changing from period to period at random. In addition, to solve the proposed model, a new hybrid meta-heuristic algorithm is developed by combining simulated annealing (SA) and the CRAFT approaches. Finally, the proposed model and the hybrid algorithm are verified and validated using design of experiment, real case study and sensitivity analysis methods as well as solving some numerical examples.The results show that the hybrid algorithm has an outstanding performance from both solution quality and computational time perspectives. Moreover, the proposed model can be used to design the layout of facilities in both of the stochastic and deterministic environments of traditional and modern manufacturing systems.