دانلود مقاله مدل ریاضی جامع برای طراحی سیستم های تولید سلولی

چکیده
طراحی سیستم های تولید سلولی با مشکلات ساختاری و عملیاتی بسیاری روبروست. یکی از گام های مهم طراحی، تشکیل خانواده های پارت و سلول های ماشینی است. در این مقاله، مدل ریاضی جامع برای طراحی CMS بر اساس ملزومات قالب بندی پارت ها و ملزومات قالب بند ماشین ها ارایه می شود. این مدل دارای پیکر بندی سلولی دینامیک، مسیر های جایگزین، تقسیم ، دنباله ای عملیات، چند واحد از ماشین های مشابه، ظرفیت دستگاه، حجم کار متعادل در میان سلول ها، هزینه عملیات، هزینه بخشی عقد قرارداد پردازش، هزینه مصرف ابزار، هزینه راه اندازی، محدودیت اندازه سلول، و ماشین مجاورت محدودیت می باشند. مثال های عددی برای تشریح مدل و مزیت های بالقوه آن ارایه شده اند.
لغات کلیدی: تولید سلولی، پیکر بندی سلولی دینامیک، مسیر یابی جایکزین، تقسیم کار، متعادل سازی بار کاری، برنامه نویسی عدد صحیح
1-مقدمه
سیستم تولید سلولی، یک رویکرد تولیدی با هدف افزایش کارایی تولید و انعطاف پذیری سیستم با استفاده از تشابهات فرایند و پردازش بخش ها می باشد. این سیستم اقدام به تقسیم بخش های مشابه به خانواده ها و ماشین ها به سلول های ماشینی می کند. نتیجه، سازمان دهی سیستم های تولیدی به گروه های خود محتوا و خود تنظیم از ماشین هاست طوری که هر گروه از ماشین ها، تولید کارامد از خانواده قطعات را بر عهده می گیرند. این تجزیه عملیات کارخانه به زیر سیستم ها می تواند منجر به کاهش بار کار کاهش زمان بار تولید، کاهش پردازش، کاهش نیروی کار، کنترل نظارتی بهتر، قالب بندی کم تر، زمان تنظیم کم تر، کاهش زمان تحویل، کاهش کار مجدد و افزایش کیفیت می شود( ومارلو و جانسون 1997).
در سه دهه گذشته، مطالعات بر روی CMS بسیار گسترده بوده و منابع زیادی در این زمینه وجود دارد. خلاصه ای چامع از مطالعات در زمینه مسائل گروه بندی پارت ماشین توسط ومرلوف و هیر 1986، کوسیاک 1987، سلیم و همکاران 1998 و منصوری و همکاران 2000 ارایه شده است. روش های مربوط به بخش های تشکیل سلول ماشین/خانواده پارت را می توان به صورت طراحی محور و تولید محور در نظر گرفت. رویکرد های طراحی محور پارت ها را به خانواده ها بر اساس خصوصیات طراحی مشابه تقسیم بندی می کنند. مروری بر رویکرد های طراحی محور بر اساس طبقه بندی و کد گذاری توسط اسکین و واکاریا 1990 ارایه شده است. روش های تولید محور برای مونتاژ پارت ها استفاده شده و نیاز به پردازش مشابهی دارند. این روش ها را می توان به آنالیز های خوشه ای، تقسیم بندی یا پارتیشن بندی گراف، برنامه نویسی ریاضی، روش های مبتنی بر هوش مصنوعی و بحر اکتشافی یا هوشمندانه دسته بندی کرد.
برنامه نویسی ریاضی به طور عمده ای برای مدل سازی مسائل CMS استفاده می شود. هدف مدل برنامه نویسی ریاضی، بیشینه سازی مجموعه تشابهات پارت ها در هر سولول و کمینه سازی هزینه جابه جایی مواد درون سلولی است. پارچک 1974 از روش های برنامه نویسی خطی برای دسته بندی مسائل فناوری استفاده کرد. کوسیاک 1987 مدل تعمیم یافته میانه P را با در نظر گرفتن مسیر های جایکزین ارایه کرد. اشتاب 1989 از همین روش استفاده کرده و سموله را به صورت تخصیص تعمیم یافته فرموله کرد. وی و کایتر 1990 از مدل تشکیل سلول یرنامه نویسی 0-1 برای کمینه سازی هزینه، بیشینه سازی استفاده از سلول و کمینه سازی بی تعادلی درون و میان سلول استفاده کرد.هزینه تنگنا مربوط به پردازش پارت های تنگنا است. راجمانی و همکاران 1990 سه مدل برنامه نویسی را با در نظر گرفتن محدودیت های ظرفیت ماشین و بودجه و نیز برنامه های پردازش دیگر ارایه کردند. تسکین و کیو 1990، فرمول ریاضی هزینه محور و روش پارتیشن بندی گراف اکتشافی را برای تشگیل سلول ارایه کرد. شافر و راجر 1991 از روش برنامه نویسی هدف برای حل مسائل CMS برای شرایط پیکر بندی سیستم استفاده کرد. تنظیم سیستم جید و خرید تجهیزات جدید، سازمان دهی مجدد سیستم با تجهیزات موجود، و سازمان دهی مجدد با تجهیزات جدید. شافر و همکاران مدل برنامه نویسی ریاضی را برای حل مسائل مربوط به عناصر خاص استفاده کردند. هرگو 1998 مدل برنامه نویسی ریاضی را برای تشکیل سلول و تجزیه بندر را برای حل مسئله استفاده کردند.
روش های مختلفی برای سلول های استفاده کننده از چندین سیستم و خصوصیت به طور هم زمان ارایه شده اند. فهرستی از این خصوصیات در جدول 1 ارایه شده اند. نمونه ای از 19 مقاله و خصوصیات متناظر سیستم در این مقاله ها در جدول 2 ارایه شده اند. مدل ارایه شده در این مقاله، پوشش کاملی از خصوصیات را در اختیار می گذارد. طیف وسیعی از داده ها و معیار های تشکیل سلول نسبت به مدل های دیگر توسط منصوری و همکاران 2000 مرور شده اند. در ادامنه، توصیفات مفصل از مسئله و مدل پیشنهادی در بخش 2 ارایه می شود. مثال های عددی در بخش 3 برای توصیف مدل پیشنهادی دیده می شوند. بحث و نتیجه گیری در بخش 4 ارایه شده است.