مدلسازی و حل مسئله زمانبندی جریان کارگاهی با زمانهای تنظیم وابسته به توالی

مقدمه

    برنامه ريزي¹ عبارتست از تصميم گيري براي آينده و برنامه ريزي توليد به معني تعيين استراتژي توليد به سمت جهت نحوه تخصيص خطوط توليدي براي پاسخگويي به سفارشات مي باشد. از برجسته ترين موارد در تهيه برنامه زماني توليد جانب خطوط  توليدي، تعيين اندازه آکنده و توالي سفارشات و نحوه تخصيص منبع‌ها در طول زمان است [1].

    ضمیر اول شخص جمع همواره باب مکالمات روزمره خود از اصطلاح زمانبندي² استعمال مي کنيم، هر قید که ممکن است هميشه تعريف مناسبي از آن در ذهن نداشته باشيم. در حقيقت صفت آشنايي که ما عموما از آن استفاده مي کنيم فهرستي از برنامه هاست و نه زمانبندي. مستندات و پروگرام هاي بسوده همچون برنامه کلاسي، برنامه تحرک اتوبوس و غيره. يک برنامه معمولا به ما مي گويد کي وقايع اتفاق مي افتد. جواب به سئوالاتي که با کي آغاز مي شوند، معمولا اطلاعاتي در مورد زمان به سمت ما مي دهد. تحرک اتوبوس از ساعت 6 شروع مي شود و تا ساعت 20 امتداد دارد. شامگاه در ساعت 21 سرو خواهد شد و مواردي از اين دست. در برخي موارد نيز پاسخ ها به سمت توالي وقايع اشاره مي کند. اتوبوس پس از روشن شدن هوا تحرک مي کند و شامگاه پس از نظافت سالن سرو مي شود. بنابراين سئوالاتي که با کي شروع مي شوند، با اطلاعاتي در مورد دوران و يا توالي وقايع، که از پروگرام بدست مي آيد پاسخ داده مي شوند. فرآيند ايجاد برنامه، اسم پایین آغاز زمانبندي شناخته مي شود. هر قید که عموما برنامه ها بسوده و ساده به سمت نظر مي رسند، اما فرآيند ايجاد آنها بدون درک عميقي از زمانبندي، پيچيده است. تهيه شام يک مسئله زمانبندي روزمره است که نيازمند انجام دادن کسري از فعاليتها است. مسائل زمانبندي در صنعت نيز ساختار مشابهي دارند. آنها شامل مجموعه اي از فعاليتها و آلبوم اي از منابع حاضر جهت انجام آن فعاليتها است. همچنين در صنعت برخي از تصميمات تحت عنوان تصميمات برنامه ريزي آشنا مي شوند. فرآيند برنامه ريزي، منابع بایست جهت توليد و مجموعه فعاليتهاي مناسبت نياز جهت زمانبندي را تعيين مي کند. در فرآيند زمانبندي، ضمیر اول شخص جمع نيازمند تعيين نوع و میزان هر منبع هستيم و نتيجتا مي توانيم زمان شدني تتمیم کارها را مشخص کنيم [2]. زمانبندي، فرآيند تخصيص منابع بسته به فعاليت ها باب طول زمان، جهت بهينه سازي يک و يا چند تابع هدف است. منابع شامل نيروي انساني، ماشين آلات، مواد، تجهيزات کمکي و غيره مي باشند.

عمليات هاي ماشين آلات، حرکتها، انتقالات و بارگيري ها و غيره نيز به آغاز مثالهايي از فعاليت مورد بحث مي باشند. فعاليت ها مي توانند داراي زودترين زمان شروع، ديرترين زمان خاتمه و زمان تحويل باشند. هدف از زمانبندي نيز مواردي برای‌اینکه حداقل دوران تکميل جهت يک آلبوم از سفارشات، حداقل ديرکرد ، حداکثر اندازه فعاليتها و يا سفارشات تکميل شده در يک زمان مشخص، حداقل هزينه هاي راه اندازي، حداقل تعداد کارها يا سفارشات با تاخير، حداکثر استفاده از منابع، حداقل موجودي مياني، اعتدال باب استفاده از منابع و غيره است. اسم حرف توجه به اهداف مناسبت نظر و با عنايت به محدوديت هاي موجود، از قبيل ظرفيت توليد، ظرفيت منابع، ميزان موجودي منابع، محدوديت اعتبار و محدوديت زمان، مسئله زمانبندي و يا تخصيص منابع به فعاليتها در درازا زمان انجام مي گيرد [3].

    همانگونه که استعاره شد زمانبندي، تخصيص منابع در درازا دوران براي اجراي مجموعه اي از وظايف است. اين تعريف دو مفهوم جوراجور را در بردارد. اولا زمانبندي نوعي تصميم گيري است و فرايندي است که باب جريان ثانیه برنامه زماني تعيين مي شود. ثانيا زمانبندي مبحثي نظري است که مجموعه اي از اصول، مدلها، روشها و نتايج منطقي را در برمي گيرد، که براي ما بينشي عميق باب مناسبت عمل زمانبندي فراهم مي آورد.

    قدمهاي دستيابي به تصميمات زمانبندي را طبق رويکردي سيستمي مي توان توصيف کرد. رويکرد سيستمي نشانگر ساختاري رسمي است که در عملکرد مديريتي امروزي از حمايتي فزاينده برخوردار است. چهار بار اصولي رويکرد سيستمي، فرمولبندي، تحليل، ايجاد و ارزيابي مي باشد. در مرحله اول، اساسا مسئله را تعريف و ضابطه هاي حاکم بر تصميم گيري را تعيين مي کنند. اين فعاليت، اکثر پيچيده و بغرنج است، ولي تصميمات درخور و خوب بدون تعريف روشن مسئله و مشخص کردن صريح اهداف به ندرت امکان‌پذیر است اتخاذ شود. تحليل، فرآيند مشروح بررسي عناصر مسئله و روابط روبرو آنها با يکديگر است. آماج از اين مرحله تعريف متغيرهاي تصميم گيري و نيز تشخيص روابط آنها با محدوديتهايي است که بايد از ثانیه پيروي کند. مرحله ايجاد، فرآيند ساختن گزينه هاي مختلف جواب مسئله و نقش آن، تعيين گزينه هاي امکان‌پذیر است. بالاخره، ارزيابي مشتمل بر فرآيند مقايسه گزينه هاي امکانپذير و تعیین گزينه مطلوب جهت به کارگيري است. البته اين تعیین مبتني حرف ضابطه هايي است که در وهله نخست تعيين شده است.

    بررسي مدلها و روشهاي زمانبندي به سمت توسعه مهارتها جانب صحت خروجي هاي مرتبط با مراحل چهارگانه استعانت خواهد کرد. فرمولبندي ضابطه تصميم گيري شايد مشکلترين فرم از اين چهار مرحله باشد. آشنايي با مدلهاي درخور به اجرا فرآيندهاي تحليل و ترکيب کمک مي کند. مدلهايي که بررسي مي شود عناصر و روابط متقابل مهمي دارد که بارها در مسائل زمانبندي مشاهده مي شود. تئوري زمانبندي اصولا حرف مدلهاي رياضي ارتباط دارد، يعني بين پیشه زمانبندي و بسط مدلهاي زمانبندي رابطه برقرار مي کند و بطور پيوسته آنها را با مسائل نظري و عملي محک مي زند. ديدگاه نظري به سمت طور غالب، داراي رويکري کمي است و سعي آن دست يافتن به سمت ساختار مسئله باب قالب شکل فشرده رياضي است. به سمت ويژه اين رويکرد کمي، از باب تفسير اهداف تصميم گيري باب قالب يک تابع هدف صريح و بيان موانع تصميم گيري به صورت محدوديتهاي صريح بکار افسرده مي شود [2]. تابع هدف آرماني بايد باب برگيرنده تمام هزينه هاي سيستم براي اجراي تصميمات مربوط به سمت زمانبندي باشد. به هر حال، به هنگام اجراي آن باب عمل، اندازه گيري يا حتي آشکار کردن کامل چنين هزينه هايي مشکل است. درحقيقت در فرآيند پروگرام ريزي هزينه هاي عمده عملياتي، تعيين مي شوند، در حالي که تفکيک هزينه هاي کوتاه زمان دشوارتر است و آنها اکثر ثابت و به آغاز يک هزينه کلي به سمت نظر مي آيند. با وجود اين، سه نوع اهداف تصميم گيري در زمانبندي اصلی تر به تماشا مي رسند: بهره برداري کارا از منابع، پاسخگويي سريع به تقاضا و انطباق دقيق موعدهاي تحويل تعيين شده. غالبا مي استطاعت از يک ضابطه مهم هزينه اي مربوط به سمت سنجش حاصل سيستم (مانند زمان بيکاري ماشين، زمان انتظار براي انجام پیشه يا تاخير کار) به عنوان جانشيني براي هزينه کل سيستم استفاده کرد. رويکردهاي کمي مسائل مرتبط به اين معيارها باب همه تحقيقات موجود در زمينه زمانبندي يافت مي شود.

    مي توان مسائل زمانبندي حرف اساس ترکيب منابع و طبيعت کار، تقسيم بندي کرد. مدل مي تواند شامل يک و يا چند ماشين باشد. مجموعه کارها جانب فرآيند زمانبندي امکان‌پذیر است ثابت باشد که در چنين شرايطي سيستم را ثابت مي ناميم. همچنين ممکن است در طول فرآيند زمانبندي، کارهاي جديد به سمت سيستم افزون شود که در اين شرايط سيستم پويا ناميده مي شود. معمولا دو نوع محدوديت باب مسائل زمانبندي قابل بررسي است.

    اولا، محدوديتهايي که مرتبط با دسترسي به منابع هستند.

    ثانيا، محدوديتهاي تکنولوژيکي که در ترتيب انجام کارها بود دارد.  

    جواب مسئله زمانبندي، يافتن راه حلي امکانپذير براي اين دو سنخ محدوديت است، به طوري که «حل» هر مسئله زمانبندي برابر با پاسخگويي به سمت دو استفهام زير است:

    کدام منبع براي اجرا هر وظيفه تخصيص داده خواهد شد؟

    هر وظيفه در چه فرصت انجام خواهد شد؟

    به بند ديگر، جوهره مسائل زمانبندي به سمت تصميم گيري باب مورد تخصيص منابع و توالي عمليات منحصر مي شود. نوشتارهاي زمانبندي مملو از مدلهاي رياضي براي پاسخگويي به اين دو سوال تصميم گيري است. به سمت طور سنتي، مسائل زمانبندي به چهره مسائل بهينه سازي داراي محدوديت به ويژه مسائل مربوط به تخصيص منابع و توالي عمليات مورد بررسي قرار گرفته است. در پاره اي از موارد مسئله