Abstract:
هدف: چرخه کوتاه عمر محصول، الگوهای پیشبینیناپذیر تقاضا و کاهش روزافزون زمان عرضه به بازار، باعث شده است که شرکتهای تولیدی تحت فشار قرار گیرند. به همین منظور، شرکتهای تولیدی برای رویارویی با سناریوهای پیچیده تولید، به پیادهسازی سیستمهای تولید سلولی (CMS) روی آوردهاند که کاهش هزینههای تولید، افزایش انعطافپذیری و پاسخ سریع به تقاضای بازار را به همراه دارد. سیستم تولید سلولی، یکی از فلسفههای فناوری گروهی است که با تقسیم یک سیستم بزرگ به چندین زیرسیستم کوچک، کنترل و مدیریت سیستم تولید را تسهیل میکند. اولین موضوع در طراحی یک سیستم سلولی، گروهبندی ماشینها برای تولید خانوادهای از قطعات در سلولهای تولیدی است که از آن با عنوان تشکیل سلول یاد میشود. در واقع با ایجاد سلولهای کارآمد، کارایی ماشینهای درون سلولی (فرایند درون سلولی) به حداکثر و انتقال قطعات از یک سلول به سلول دیگر (فرایند بین سلولی) به حداقل میرسد. مسئله دوم، مسئله چیدمان گروهی، یعنی فاصله سلولها در کارگاه از یکدیگر (چیدمان بین سلولی) و چیدمان ماشینها در داخل سلولها (چیدمان درون سلولی) است. گروهبندی بهینه ماشینها در سلولها، قرارگیری کارآمد سلولها در کنار یکدیگر و همچنین، ماشینهای داخل سلولها، بر هزینههای حرکات درونسلولی و حرکات بینسلولی قطعات تأثیر میگذارد. در یک سیستم تولید سلولی استاتیک، تقاضا در تمام دورهها ثابت در نظر گرفته میشود؛ ولی با پیشرفت تکنولوژی، محیط یک صنعت با تلاطم در انواع محصولات و تقاضا مواجه است. برای غلبه بر این مسائل، در پژوهش حاضر یک سیستم تولید سلولی پویا معرفی شده است که سلولهای بهینه را در هر دوره با توجه به شرایط تقاضا جایابی میکند. با توجه به اهمیت آنچه بیان شد، این مطالعه بهطور همزمان به حل مسئله یک سیستم تولید سلولی پویا (DCMS) با ماشینهای غیرقابل اعتماد و مسئله برنامهریزی تولید و چیدمان بینسلولی میپردازد. تابع هدف مدل پیشنهادی، بهدنبال حداقلکردن هزینههای جابهجایی درون و بینسلولی، پیکربندی مجدد، خرابی ماشینآلات، تولید قطعه، نگهداری قطعه در انبار و سفارش معوق قطعه در دورههای تولیدی است.
روش: در ابتدا، یک مدل ریاضی برنامهریزی غیرخطی عدد صحیح مختلط، برای مسئله مدنظر ارائه و سپس خطیسازی شد. مدل ریاضی پیشنهادی با یک مطالعه موردی در نرمافزار GAMS با سالور GUROBI اعتبارسنجی شد و در ادامه، به تأثیر جابهجایی ماشینآلات بین دورهها و تحلیل حساسیت پارامتر میانگین زمان بین دو خرابی پرداخته شد.
یافتهها: انعطافپذیری در مسیریابی، مکانیابی بهینه سلولها و گروهبندی بهینه ماشینآلات، به کاهش هزینههای تولید منجر شد. همچنین با جابهجایی دو ماشین m1 و m3 هزینه تولید به میزان 353,870 تومان بهبود پیدا کرد.
نتیجهگیری: پیکربندی مجدد سلولهای ماشین در دوره جدید، هزینه تولید را بهبود میدهد. مدل پیشنهادی، مدل انعطافپذیر در مسیریابی تولید قطعه است. تحلیل حساسیت MTBF نشان داد که تعداد خرابیها بر عملکرد سیستم تأثیر دارد.
AbstractObjective: Short product life cycles, unpredictable demand patterns, and ever-decreasing time-to-market have put manufacturing companies under pressure. For this purpose, in order to face these complex production scenarios, these companies have turned to the implementation of cellular production systems (CMS), which reduces production costs, increases flexibility, and responds quickly to market demand. The cellular manufacturing system is one of the group's technology philosophies, which facilitates the control and management of the production system by dividing a large system into several small subsystems. The design of a cellular manufacturing system includes cell formation, group layout, group scheduling and resource allocation. The first issue in the design of a cellular system is the grouping of machines to make a family of parts in production cells, which is referred to as cell formation. In fact, by creating efficient cells, maximum performance of intracellular machines (intracellular process) and minimal transfer of parts from one cell to another (intercellular process) is achieved. The second problem is the problem of group layout, which includes the placement of cells in the workshop relative to each other (intercellular layout) and the layout of machines within the cells (intracellular layout). The optimal grouping of machines in cells, the efficient placement of cells relative to each other, as well as the machines inside cells affect the cost of intracellular movments and intercellular movements of parts. Considering that in a static cellular manufacturing system, the demand is considered constant in all periods, but due to the advancement of technology, the environment of an industry is faced with turbulence in the types of products and demand. To overcome these problems, a dynamic cell production system was introduced, which forms optimal cells in each period according to the demand conditions and changes in product composition. Considering the importance of the mentioned issues, in this study, it simultaneously solves the problem of a dynamic cellular manufacturing system (DCMS) with unreliable machines and the problem of production planning and intercellular layout. . The objective function of the proposed model seeks to minimize the costs of Inter and intra cellular movement, reconfiguration, machine breakdowns, part production, keeping parts in the warehouse, and backordering parts in production cycles.Method: At first, a mixed integer nonlinear programming mathematical model for the considered problem was presented and then linearized and validated with a case study in GAMS software with GUROBI solver. In the following, the impact of moving machines between periods and the sensitivity analysis of the MTBF parameter were discussed.Results: flexibility in routing, optimal location of cells and optimal grouping of machines reduced production costs, and also by moving two machines m1 and m3, production cost improved by 353,870 Tomans.Conclusion: The reconfiguration of machine cells in the new period improves the cost of production and also the model is a flexible model in routing part production. Next, MTBF sensitivity analysis showed that the number of failures affects the system performance.
Machine summary:
تابع هدف مدل پيشنهادي ، به دنبال حداقل کـردن هزينـه هـاي جابـه جـايي درون و بـين سـلولي ، پيکربندي مجدد، خرابي ماشين آلات ، توليد قطعه ، نگهداري قطعه در انبار و سفارش معوق قطعه در دوره هاي توليدي است .
Mehdizadeh, Shamoradifar & Niaki 5.
Maroof, Tariq & Noor 6.
Mukattash, Tahboub & Adil 8.
Soto, Crawford, Olivares & et.
Feng, Xi, Xia & Pan 7.
Ajmal Sheriff, Jayakumar, Ahmed & Sasi Kumar 2.
Kheirkhah & Ghajari پررا و راتناايکه ١ (٢٠١٩) يک مدل رياضي تشکيل سلول هاي پويا براي به حداقل رساندن هزينه هاي جابـه جـايي و راه اندازي ماشين آلات و جابه جايي بين سلولي قطعات در صنعت توليد پوشاک ارائه کردند.
Khamlichi, Oufaska, Zouadi & Dkiouak 5.
Golmohammadi, Honarvar, Tavakkoli Moghaddam & Hosseini-Nasab جدول ١.
بيان مسئله و مدل رياضي در اين بخش يک مدل رياضي غيرخطي عددصحيح مختلط به شکل قطعي تلفيقي از تشکيل سلول ، چيدمان بين سلولي ، برنامه ريزي توليد و قابليت اطمينان ماشين با هدف به حداقل رساندن هفت هزينه اصلي ، از جمله : جابه جايي قطعـه بـين سلولي و درون سلولي ، توليد قطعه ، نگهداري موجودي ، سفارش معوق ، خرابي و جابه جايي ماشين آلات ارائـه شـده اسـت .
مدل فرموله شده باعث کاهش هزينه هاي جابه جايي بين و درون سلولي ، پيکربندي مجدد، خرابي ماشين آلات و برنامه ريزي توليد از جمله : توليد، نگهداري و سفارش معوق قطعه شده است و جدول ٦، اين مقادير هزينه کمينه شده را نشان مي دهد.