متفاوت هستند و در واقع مسأله جریان کارگاهی انعطاف پذیر1 در حالت عدم قطعیت بیشتر به شرایط واقعی دنیای امروزه شباهت دارد و حل بهینه ی این مسأله از دیدگاه کمینه سازی معیارهایی چون دامنه عملیات، میزان تأخیر کارها و بیشترین استفاده از ماشین آلات، بسیار حائز اهمیت است.
زمانبندی محصول یک فرآیند تصمیم گیری برای تخصیص منابع محدود مانند ماشین ها، تجهیزات حمل مواد، اپراتور ها، و ابزارها به کار ها برای رسیدن به یک هدف معین می باشد. مطالعات گذشته در این زمینه عموما در فضای ایستا با تعداد کارهای ثابت، زمان پردازش قطعی، در نظر نگرفتن حوادث غیر مترقبه که میتواند بر روی انجام کار ها تاثیر بگذارد، میباشد. در شرایط واقعی تولید، فضا پویا است و حالت های غیر قطعی و احتمالی مانند خرابی ماشین، زمانهای پردازش احتمالی، هجوم سفارشات و غیره وجود دارد. بنابراین زمانبندی محصول تحت عدم قطعیت در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. مسأله زمان بندی جریان کارگاهی در مطالعات گذشته به صورت تک هدفه در حالت قطعی در نظر گرفته می شد. در حالی که این مسائل در ذات خود به صورت چند هدفه می باشد و محدوده وسیعی از عدم قطعیت را در بر میگیرد. مسأله جریان کارگاهی انعطاف پذیر نیز مانند جریان کارگاهی باید به صورت چند هدفه و در حالت عدم قطعیت در نظر گرفته شود.
برنامه ریزی مسأله جریان کارگاهی انعطاف پذیر به دلیل کاربرد گسترده ای در انواع صنایع در دنیای واقعی از اهمیت زیادی برخوردار است. برنامه ریزی جریان کارگاهی انعطاف پذیر یک مسأله بهینه سازی NP-hard می باشد. در نظر گرفتن عدم قطعیت باعث پیچیده تر شدن این مسأله خواهد شد.در این مطالعه ابتدا به مدلسازی مسأله زمانبندی جریان گارگاهی انعطاف پذیر در شرایط عدم قطعیت می پردازیم سپس با توجه به NP-hard بودن مسأله با استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری به حل آن خواهیم پرداخت.
کاربرد رویکرد استوار در شرایط عدم قطعیت است. این رویکرد در مطالعات گذشته در مسائل زمانبندی نیز جایگاهی برای خود یافته است. با استفاده از رویکرد زمانبندی استوار میتوان زمانبندی اولیه را به نحوی ایجاد کرد که تغییر دادهها در زمان اجرای برنامه، کمترین تغییرات و اثرات را در زمانبندی اولیه منجر شود.
مفهوم استواری به توانایی یک سیستم در خوب عمل کردن تحت موقعیتهای مختلف اطلاق میگردد. توانایی کنترل صحیح جنبههای تصادفی زمانبندی در سیستمهای زمانبندی واقعی بسیار مهم است. این توانایی تنها به معنی کنترل اختلالاتی که رخ میدهد نیست بلکه سیستم زمانبندی خوب باید توانایی ایجاد زمانبندی مناسب در مقابله با اختلالات را داشته باشد. زمانبندی استوار یکی ز رویکردهایی است که میتواند این قابلیت را برای سیستم زمانبندی به وجود آورد. در این تحقیق از زمانبندی اسوار سناریو محور استفاده شده است.
در زمینهی رویکرد استوار، سابونکو اقلو و گورن(2009) از معیارهای استواری در مسائل زمانبندی نام برده اند که عبارت اند از:
کمینهسازی عملکرد واقعی مورد انتظار
کمینه سازی عملکرد بدترین حالت
کمینهسازی عملکرد بدترین سناریو با مشخص بودن بدترین سناریو
کمینه سازی عملکرد سناریو با بیشترین احتمال
کمینه سازی انحراف عملکرد زمانبندی واقعی مورد انتظار از عملکرد قطعی اولیه
کمینه سازی واریانس معیار عملکرد واقعی
کمینه سازی ترکیب محدب معیارهای دیگر
معیارهای استواری براساس تاسف
1-2 مطالعه موردی
مدلهای ارائه شده در این تحقیق مطابق با یک مسأله دنیای واقعی و مربوط به حوزهی سلامت میباشد. در این تحقیق هدف بررسی و طراحی یک سیستم اتاق عمل با تیمهای مناسب در ابتدا و سپس زمانبندی بیماران با توجه به معیارهای معرفی شده برای جراحی میباشد.
دادههای مورد نیاز این تحقیق از طریق مطالعه میدانی و همچنین از بخش جراحی یک مرکز درمانی استخراج شده است و در بعضی مواقع برای دستیابی به برخی دادههای کیفی از مصاحبه و نظر خبرگان و متخصصین حوزه مورد نظر استفاده شده است.
دادههای مورد نیاز این تحقیق عبارت اند از: زمان انجام هر عمل بر روی هر تیم، توانایی انجام هرعمل توسط هر تیم، اولویت معیارهای استفاده شده در تابع هدف فاز دوم، سناریوهای استفاده شده در فاز اول و احتمال رخداد هر سناریو.
بیماران برای انجام عمل جراحی باید از دو مرحله بیهوشی و جراحی بگذرند. در واقع بیماران ابتدا به مرحله بیهوشی وارد میشوند و پس از انجام فرایند بیهوشی، وارد مرحله جراحی میشوند و توسط تیم جراحی مربوط به خود عمل میشوند. فرآیند عمل مطالعه موردی این تحقیق در شکل (1-1) نشان داده شده است. در این تحقیق تیمهای جراحی متفاوت از هم در نظر گرفته شده است. یعنی هر تیم به صورت تخصصی قادر به انجام فعالیتهای مربوط به حوزه خود میباشد. با این توضیحات مسأله مورد نظر در این تحقیق یک مسأله زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر با ماشین های موازی غیر مرتبط2 و یکنواخت است.

شکل 1-1 نمودار جریان بیماران
1-3 اهداف تحقیق
در این تحقیق در گام اول هدف طراحی یک مسئله زمانبندی و انتخاب ماشینهای مورد نیاز از ماشینهای موجود است. و در گام دوم توالی کارهای موجود را برای ماشینهای انتخاب شده از مرحله اول بدست خواهد آمد. مسأله مورد نظر یک مسئله زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر دو مرحله ای است.
اهدافی که این تحقیق به دنبال آن است در فاز اول دستیابی به یک گروه از تیمهای جراحی و بیهوشی است به طوری که با توجه به عدم قطعیت های موجود بتواند معیار مجموع زماندرجریان کار را به طوری در نظر بگیرد که هزینه استفاده از این تیمها نیز برای سیستم به صرفه باشد. به همین دلیل در فاز اول یک مدل دو هدفه معرفی خواهد شد که معیار اول با توجه به عدم قطعی بودن زمانانجام عملها به صورت استوار تعریف شده است و معیار دوم نیز مربوط به هزینه بکارگیری از هر تیم میباشد.خروجی مرحله اول یک گروه از تیمها میباشد که برای بیهوشی و جراح انتخاب خواهند شد.
پس از حل مدل فاز یک حال یک مجموعه از تیمها در دسترس است که عملهای جراحی باید بر روی آنها انجام شوند. در این مرحله مدلی معرفی خواهد شد تا با توجه به مسأله دنیای واقعی و معیارهای مهم موجود در این مسأله زمانبندی مناسب را برای بیمارانی که باید جراحی روی آنها انجام شوند.
1-4 جمع بندی
مسألهای که در این تحقیق در نظر گرفته شده است یک مسأله زمانبندی جریان کارگاهی دو مرحلهای است که در دو فاز استراتژیک و عملیاتی در نظر گرفته شده است.
همانطور که در قبل به آن اشاره شد حوزه سلامت یکی از مهم ترین موضوعاتی می باشد که در حال حضر نظر دنیا را به خود جلب کرده است. با توجه به اینکه در سیستم های مراقبت های بهداشتی همیشه خدمت دهنده و بیمار وجود دارند پس می توان آن را به صورت یک مسأله زمانبندی در نظر گرفت. آنچه در این بخش مطرح شده است شمای کلی از مسأله موجود و کارهایی که در قسمتهای بعد به آن پرداخته شده است میباشد.
در قسمتهای بعد ابتدا به مرور کلی بر ادبیات موضوع پرداخته میشود سپس مدلهای مسأله دنیای واقعی مطرح شده و بعد از آن نیز توجه به حل این مدلها جلب خواهد شد. در قسمت آخر نیز نتیجه گیری و پیشنهادات آتی برای تحقیقات آینده بیان شده است.
فصل2
مرور بر تحقیقات پیشین
2-1 مقدمه
زمانبندی تولید عبارت است از تخصیص منابع محدود تولید، از جمله نیروی انسانی، تجهیزات و ابزار، برای انجام مجموعه ای از وظایف با بهینه سازی یک یا چند هدف (پیندو1 1995). درواقع یک فرآیند تصمیم گیری است که نقش مهمی در صنعت تولید ایفا میکند. زمانبندی موثر به یک ضرورت اساسی برای بقای شرکت و کسب و کار در حال رشد در بازار تبدیل شده است. امروزه صنعت در حال تجربه چالشهای جدیدی مانند رقابت جهانی، چرخه عمر محصول کوتاه تر، محصولات سفارشی، و تغییرات تقاضا در بازار، و غیره است. به منظور حفظ رقابت، برای شرکت های تولیدی بهبود عملکرد سیستم های زمانبندی تولید تحت افزایش نوسانات بازار (به عنوان مثال هجوم سفارشات و لغو کار) و عدم قطعیت داخلی در فرایند تولید (به عنوان مثال خرابی ماشین آلات، شکست ابزار، و تغییر زمان پردازش) بسیار مهم است.
انواع مسائل زمانبندی از محیط های تولید در دنیای واقعی شناخته شده است. با این حال بیستر تحقیقات دانشگاهی بر روی مسائل کلاسیک تمرکز دارند. زمانبندی کارگاهی یکی از قدیمیترین مسائل زمانبندی است که بررسیهای زیادی هم در دانشگاه و هم در صنعت بر روی آن انجام شده است. مدل زمانبندی کارگاهی پایهای شامل مجموعه ای از