عنوان پایان‌نامه
برنامه ریزی بهینه جابجایی قطعات بین استگاه های تولیدی توسط شاتل های تک ریلی با استفاده از روش های تکاملی ترکیبی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2005;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 50420
- تاریخ دفاع
- ۳۰ آبان ۱۳۹۰
- دانشجو
- سیدعماد میرصادقی
- استاد راهنما
- مسعود شریعت پناهی
- چکیده
- یکی از مسایل کلاسیکی که در ادبیات جابجایی مورد بحث قرار گرفته است، بحث مسیریابی وسایل نقلیه است که در کابردهای گوناگونی مانند جمع آوری زباله، جمع آوری برف، توزیع کالا، تحویل بنزین، ترتیب یابی کارها، نامه رسانی و از همه مهمتر جابجایی قطعات بین ایستگاه های کاری در یک واحد تولیدی می تواند نقش برنامه ریز را داشته باشد. متاسفانه، در تمامی پژوهش های گذشته معیار اندازه گیری هزینه جابجایی ها به نادرستی میزان مسافت طی شده توسط وسایل نقلیه فرض شده است که در عمل این فرض نادرست است و در حقیقت هزینه جابجایی ها با میزان انرژی مصرفی رابطه دارد نه با مسافت طی شده. علت در نظر گرفتن این معیار نادرست در پژوهش های گذشته ثابت فرض کردن سرعت وسایل نقلیه از مبدا تا مقصداست. در صورتی که این امر عملا غیر ممکن است و بین مبدا و مقصد در لحظات ابتدایی سرعت شتابدار افزایشی، در لحظات میانی سرعت ثابت و در لحظات پایانی سرعت شتابدار کاهشی است و با توجه به اینکه انرژی مصرفی در سرعت شتابدار افزیشی بسیار بیشتر از زمانی است که سرعت ثابت است یا شتابدار کاهشی است، می توان با قطعیت گفت که انرژی مصرفی با مسافت بین مبدا و مقصد رابطه غیر خطی دارد و فرض موجود در همه پژوهش های گذشته ناقص می باشد و عملا میزان هزینه جابجایی ها علاوه بر مسافت با پروفیل سرعت وسایل نقلیه نیز رابطه دارد. در این پژوهش رابطه ای صحیح برای محاسبه انرژی و زمان جابجایی ها و در نتیجه هزینه جابجایی شاتل ها (تابع هدف) با استفاده از اصلاح پروفیل سرعت شاتل بین مبدا و مقصد و دخیل کردن آن در مدل ارایه شده پیشنهاد شده است. مشکل دیگری که در حل بعضی از مسایلی که به صورت یک الگوریتم بهینه سازی مدل می شوند، پیش می آید طول متغیر بودن آنهاست. بیشتر الگوریتم هایی که جهت بهینه سازی ارایه شده اند، قابلیت حل مسایل طول ثابت را دارند و تعداد الگوریتم هایی که قابلیت حل مسایل طول متغیر را داشته باشند، اندک است. بدلیل طول متغیر بودن مسئله مطرح شده در این پایان نامه، روشی نیز ارایه شده است که توانایی تبدیل مسایل طول متغیر به طول ثابت را جهت حل آسان تر آنها را دارد. مشکل دیگری که در مساله مسیریابی وسایل نقلیه رایج در ادبیات وجود دارد، نبود قابلیت برای برنامه ریزی جابجایی قطعات بین ایستگاه های کاری است و این مساله تنها قابلیت جمع آوری یا پخش قطعات را دارد. به همین دلیل، این مساله جهت حل یک مساله برنامه ریزی جابجایی روبات ها در واحد تولیدی به صورت یک مسئله بهینه سازی طول متغیر توسعه داده شده و مدل سازی شده است و توسط روش تبدیل مسایل طول متغیر به طول ثابت و الگوریتم های تکاملی برنامه بهینه جابجایی ها تولید شده است. بعلاوه، اصلاحیه ای برای الگوریتم تکاملی کامپلکس ارایه شده است تا عملکرد آنرا بهبود دهد. یک الگوریتم تکاملی جدید نیز با نام جستجوی انقباضی ارایه شده است که توانایی آن در یافتن پاسخ بهینه توسط توابع محک معروف بررسی و اثبات شده است.
- Abstract
- One of the classical problems which has been discussed in the literature is the vehicle routing problem that can play the role of the scheduler in various applications such as garbage collection, snow collection, goods distribution, gas delivery, job sequencing, postal letter delivery and parts movement between work-stations. Unfortunately, in all the previous research works, the transportation cost estimating criterion has been assumed to be the distance traveled by the vehicles which is incorrect in practice and in reality, the transportation cost has a direct relationship with the energy consumed, not the distance traveled. The reason of this incorrect criterion is assuming the vehicl's speed fixed from the origin up to the distination. Whereas, this is practically impossible and between the origin and the destination in the initial phase of the motion the speed is increasing, in the middle phase, it is constant and at the final phase, it is deceserating and considering the fact that the energy consumption in the first phase of the motion is much more than the other phases, the energy consumed does not have linear relationship with the distance traveled and the assumption in the past research works is incomplete and practically the transportation cost has relationship with the speed profile in addition to the distance traveled. In this research, a true relationship for estimating energy consumption and traveling time using speed profile between the origin and the destination is proposed. Another problem occurring while solving some problems that are modeled as an optimization problem is that they are variable length problems. Most of the algorithms that are proposed for optimization are capable of solving fixed length problems and thenumber of algorithms capable of solving variable length optimization problems are few. Because the problem discussed in this thesis is variable length, a new method is presented that is capable of transforming variable length problems into fixed length ones. Another problem that exists in vehicle routing problemis that it is not capable of scheduling parts transportation between work stations and this problem only has the capability of collecting and distributing the parts. Thus, this problem was developed to model a shuttles transportation scheduling in a production unit as an optimization problem and applying evolutionary algorithms optimum schedules are generated. In addition, a modification for complex algorithm is offered to improve its performance. A new evolutionary algorithm is also presented named ((contractive search)) its capablility to find the optimum solution by famous benchmark functions is evaluated and proved.
