رویکرد چند معیاری سربرنامه تولید برای ماشین آلات خاص
چکیده
این مقاله، یک رویکرد چند-معیاری سربرنامه تولید را ارائه می‌دهد، که در آن، مونتاژ نهایی ماشین‌آلات خاص بسیار هزینه‌بر شناخته می‌شود. این هزینه‌ها عمدتا تحت تاثیر سربرنامه تولید (MPS) قرار دارند. دو محرک اصلی هزینه به وجود می‌آیند. اولا، زمان تدارک طولانی مونتاژ (تا چند ماه) در کنار با مقادیر بالای محصول منجر به تعهدات سرمایه بالا می‌شود؛ بنابراین لازم است که زمان تدارک به حداقل برسد. علاوه‌براین، تقویم کارخانه باید در هنگام محاسبه MPS ملاحظه شود زیرا تقویم کارخانه می‌تواند دارای تاثیر قابل توجهی روی زمان تدارک باشد. دوما، در صورتی که تاریخ‌های تایید شده تحویل را نتوان حفظ کرد، در این صورت جریمه‌های قراردادی و هزینه‌های جبران ایجاد می‌شوند. بنابراین باید نیازمندی‌های منبع در نظر گرفته شوند و یک MPS که در کارگاه مونتاژ قابل اجرا است باید محاسبه شود. به منظور افزایش انعطاف‌پذیری برنامه‌ریزی، ما بهره‌برداری از منابع را با یک محدودیت رسمی محدود نمی‌کنیم؛ در عوض، هدف اضافی تسطیح منبع را معرفی می‌کنیم. در نتیجه، اهداف متعارض مینیمم‌سازی زمان تدارک و تسطیح منبع در تابع هدف منفردی ادغام می‌شوند، که در آن، اولویت‌های تصمیم گیرنده، به وسیله یک فاکتور وزن ارائه می‌شوند. برای محاسبه یک چنین MPSای، ما رهگشایی ساخت مناسبی را در ترکیب با متغییر تصادفی روال نزول همسایه توسعه می‌دهیم. ما روش راه‌حل خود را با حل نمونه‌های کوچک با یک حل کننده تجاری و نمونه‌های بزرگ-مقیاس از یک مورد کاربردی از یک شرکت هوا فضا ارزیابی می‌کنیم. نتایج ما نشان می‌دهند که اولویت‌های تصمیم گیرندگان، به طور مناسبی توسط فاکتور وزن منعکس می‌شوند. علاوه‌براین، ما می‌توانیم یک قاعده انگشتی را برای انتخاب یک فاکتوز وزن اولیه مناسب فراهم کنیم.
1. پیشگفتار
مساله سربرنامه تولید که در این مقاله مورد بررسی قرار می‌گیرد بر اساس یک مورد کاربردی است که در صنعت هوا فضا نشات گرفته است. با تولید کارخانجات و ماشین‌آلات آلمانی بسیار، شرکت به چالش‌های ناشی از جهانی شدن واکنش نشان داده است و روابط بازار را به وسیله انفرادی‌سازی و تقسیم‌بندی محصولات و خدمات خود تغییر داده است. شرکت در حال حاضر محصولات پیچیده، مخصوص مشتری و سطح بالایی (همچنین ماشین‌آلات خاص) را برای بازارهای خاص ارائه می‌دهد. برای فراهم ساختن محصولات خاص مشتری در محدوده زمان‌های رقابتی تحویل، ماشین‌آلات خاص با استفاده از یک استراتژی مونتاژ-طبق-سفارش (AOT) تولید می‌شوند، در حالی که خود مونتاژ به صورت یک تولید سری سازماندهی می‌شود. این استراتژی ATO و چند ویژگی از محصول و فرایند مونتاژ، مونتاژ نهایی را تبدیل به تمرکز اصلی مورد نظر در دستیابی به دو هدف اساسی می‌کنند: کاهش هزینه و رضایت مشتری. تاثیر مونتاژ نهایی روی این دو هدف را به دو روش می‌توان توضیح داد. اولا، زمان تدارک طولانی مونتاژ (تا 6 ماه) در کنار یک ارزش تولید بالا (تا چند میلیون یورو) منجر به تعهدات سرمایه بالا می‌شوند. زمان تدارک طولانی مونتاژ ناشی از سطح بالای تلاش‌های دستی مونتاژ است، که ناشی از فناوری پیشرفته و پیچیدگی بالای محصول است. دوما، مونتاژ نهایی مستقیما به تحویل مشتری متصل می‌شود و بنابراین دارای تاثیر مستقیمی روی رضایت مشتری است.
abstract
This paper presents a multi-criteria master production scheduling approach as the final assembly of special purpose machines is known to be very cost intensive. These costs are mainly influenced by the master production schedule (MPS). Two major cost drivers arise. First, long assembly lead-times (up to several months) combined with high product values result in high capital commitments; thus, leadtimes need to be minimized. Moreover, the factory calendar must be considered while calculating the MPS because the factory calendar can significantly influence the resulting lead-times. Second, contractual penalties and compensation costs arise if confirmed delivery dates cannot be kept. Therefore, resource requirements must be accounted for, and an MPS that is executable on the assembly shop floor must be calculated. To increase planning flexibility, we do not restrict the resource utilization with a formal constraint; instead, we introduce the additional objective of resource leveling. Consequently, the conflicting objectives lead-time minimization and resource leveling are integrated into a single objective function, in which the decision maker's preferences are represented by a weighting factor. To calculate such an MPS, we develop a tailor-made construction heuristic combined with a randomized variable neighborhood descent procedure. We evaluate our solution method by solving small instances with a commercial solver and large-scale instances from an application case of an aerospace company. Our results reveal that the decision maker's preferences are adequately reflected by the weighting factor. Moreover, we can provide a rule of thumb for selecting an appropriate initial weighting factor.
1. Introduction
The master production scheduling problem addressed in this paper is based on an application case that originated in the aerospace industry. As many German machine and plant manufacturers have done, the company has reacted to the challenges resulting from globalization and changed market relations by individualizing and segmenting its products and services. The company now offers complex, customer-specific top-level products (also called special purpose machines) for certain markets. To provide customer-specific products within competitive delivery times, special purpose machines are manufactured using an assemble-to-order (ATO) strategy, whereas the assembly itself is organized as a series production. This ATO strategy and several characteristics of the product and assembly process make the final assembly the main focus of interest in achieving two fundamental goals: cost reduction and customer satisfaction. The effect of the final assembly on these two goals can be explained in two ways. First, long assembly lead-times (up to several months) combined with a high product value (up to several million Euros) lead to high capital commitments. The long assembly lead-times result from a high level of manual assembly effort, which is driven by the use of cutting-edge technology and the high complexity of the product. Second, the final assembly is directly linked to customer delivery and thus has a direct impact on customer satisfaction.
چکیده
1.پیشگفتار
2.بررسی مطالعات
3. تعریف و فرمولبندی ریاضی مساله
3.1. تجزیه و تحلیل مساله
3.2. تابع هدف چند-معیاری
3.3. فرمولبندی غیرخطی مختلط-صحیح
4. روش راه‌حل
4.1. رهگشایی ساخت
4.2. روال بهبود
5. آزمایش‌های و نتایج
5.1. نمونه‌های تست و مورد کاربرد
5.2. آزمایش و تنظیمات پارامتر
5.3. نتایج محاسباتی
6. نتیجه‌گیری
abstract
1. Introduction
2. Literature review
3. Problem definition and mathematical formulation
3.1. Problem analysis
3.2. Multi-criteria objective function
3.3. Mixed-integer non-linear formulation
4. Solution method
4.1. Construction heuristic
4.2. Improvement procedure
5. Experiments and results
5.1. Application case and test instances
5.2. Experiment and parameter settings
5.3. Computational results
6. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه