بهينه‌سازي بر مبناي شبيه‌ سازي توالي انجام پروژه‌هاي توسعه محصول جديد در مراكز پژوهشي

A Simulation-Based Optimization Model for Determining the Sequence of Implementing Projects Related To New Product Development

مديريت صحيح و اثربخش انجام پروژه‌ها در مراكز تحقيق‌ و توسعه، يكي از اهداف كليدي اين مراكز است. تعيين بهينه توالي انجام پروژه‌ها در محيط تحقيقاتي در بهره‌‌وري نيروي انساني، ماشين‌آلات و هزينه‌‌هاي مربوط به ديركرد و زودكرد تحويل پروژه‌ها تأثيرگذار است. از سوي ديگر، قوانين مختلفي براي تعيين اولويت‌دهي پروژه‌ها در گروه‌هاي تحقيقاتي وجود دارد كه اين موضوع در مسئله چندپروژه‌اي با توالي‌‌هاي مختلف، حل مدل‌هاي رياضي را به يك مسئله NP-Hard تبديل مي نمايد. لذا رويكرد بهينه‌‌سازي مبتني بر شبيه‌‌سازي براي يافتن جواب نزديك به بهينه، مي‌‌تواند اثر‌‌بخش باشد. در اين مقاله، ابتدا يك مدل مفهومي برنامه‌ريزي رياضي جهت تعيين توالي انجام پروژه‌ها ارائه‌شده است؛ سپس به كمك نرم‌‌افزارArena 14 مدل شبيه‌‌سازي، طراحي و در ادامه با حل يك مثال عددي، جواب نزديك به بهينه مسئله ازلحاظ بهره‌وري، هزينه ديركرد و سود زودكرد به‌منظور انتخاب بهترين روش اولويت‌‌بندي كارها در گروه‌هاي پژوهشي ارائه شد و نتيجه آن با طراحي آزمايش‌ها و آزمون توكي موردبررسي و آزمون قرار گرفت. درنهايت، روش LPT، جهت اولويت‌بندي كارها هنگام ايجاد صف در ورودي گروه‌هاي پژوهشي انتخاب شد. همچنين نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد در شبيه‌سازي، برخلاف ساير روش‌هاي بهينه‌سازي، نياز به ايجاد يك مدل رياضي دقيق نيست بلكه با يك مدل مفهومي رياضي مي‌توان به نتايج مطلوبي دست‌يافت و اين امر حل مسائل بهينه‌سازي پيچيده را درصورتي‌كه بتوان به مدل شبيه‌سازي‌شده تبديل نمود، تسهيل مي‌نمايد.

Effective management of projects in research and development centers is one of the key objectives of these centers. Determining the optimal sequence of jobs affect the group productivity, earliness, and tardiness costs. One of the deterministic variants of the problem solving is well-known to be NP-Hard. If random elements are introduced into the problem, the level of complexity becomes higher. Hence, many priority rules have been developed to tackle stochastic job shop scheduling problem. However, to devise a better solution approach, simulation- optimization approach might be used. In this study, a mathematical model is developed for project scheduling with random process times and possible machine breakdowns. Then, a simulation-optimization model is designed to choose among a list of priority rules using Rockwell Arena 14. Finally, a numerical example was used to evaluate the quality of the model. Results show that the rule Longest Processing Time (LPT) yields the lowest total earliness and tardiness costs.