Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα : Τεχνο-οικονομικά Συστήματα. 13. Μελέτη Περίπτωσης Το πρόβλημα του χρονοπρογραμματισμού βιομηχανικών εργασιών

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα : Τεχνο-οικονομικά Συστήματα. 13. Μελέτη Περίπτωσης Το πρόβλημα του χρονοπρογραμματισμού βιομηχανικών εργασιών"

Κύνθια Λόντος
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Διοίκηση Παραγωγής & Συστημάτων Υπηρεσιών Μελέτη Περίπτωσης Το πρόβλημα του χρονοπρογραμματισμού βιομηχανικών εργασιών Εισηγητής : Επικ. Καθ. Δ. Ασκούνης

2 Η εφαρμογή 2 Τα χαρακτηριστικά του προβλήματος της εφαρμογής Πραγματικό πρόβλημα Μεγάλος όγκος δεδομένων (12 μηχανές, 3500 εργασίες) Μεγάλος αριθμός περιορισμών ρ και αντικρουόμενων προτιμήσεων Αβεβαιότητα σε πολλά σημεία Δυσκολία στην διατύπωση λόγω πολυπλοκότητας

3 Διάγραμμα Βιομηχανικού Περιβάλλοντος 3 ÐñïìçèåõôÞò ÅñãïóôÜóéï CPL TCM ECL TCA CGL TM SLTs ETL CUTs ÐåëÜôçò

4 Ενδεικτικοί Περιορισμοί Μηχανών 4 Μηχανή Περιορισμοί CPL Επιτρεπτή διαδοχική μεταβολή πλάτους : [-400, +300] mm (ποινή ή 60 για κάθε παράβαση) Επιτρεπτή διαδοχική μεταβολή πάχους : [-1.5, +1.5] mm (ποινή 60 για κάθε παράβαση) Στόχος είναι τα coils να ομαδοποιούνται με βάση το είδος επεξεργασίας τους από την TCM (λάδι STABLE, UNSTABLE). TCM Τα coils που υφίστανται διαφορετική επεξεργασία (λάδια STABLE, UNSTABLE) δεν πρέπει να αναμιγνύονται. Η αλλαγή σε λάδι τύπου STABLE απαιτεί 3 ώρες, ενώ η αλλαγή σε λάδι τύπου UNSTABLE 1 ώρα. Αλλαγή σε STABLE επιτρέπεται μόνο εφόσον υπάρχει ικανοποιητική ποσότητα coils τέτοιου είδους (τυπική τιμή 1500 τόνοι). Ως ικανοποιητική θεωρείται η ποσότητα που επιτρέπει την ομαλή λειτουργία της γραμμής (λειτουργία χωρίς να απαιτείται αλλαγή λαδιού) για τουλάχιστον 6 βάρδιες (2 ημέρες). Επιτρέπεται μόνο η μείωση του πλάτους. Τα coil κατηγοριοποιούνται με βάση το πλάτος τους σε 3 κατηγορίες: mm mm 900- mm Επιτρέπεται η διαδοχή μεταξύ coils της ιδίας κατηγορίας, ενώ η αλλαγή κατηγορίας, λόγω της συνεπαγόμενης αλλαγής ρόλλων απαιτεί επιπλέον χρόνο 40 λεπτών. Στόχος είναι η μείωση των αλλαγών των ρόλλων και κατά συνέπεια των μεταβάσεων μεταξύ των κατηγοριών πλάτους.

5 Κριτήρια Βελτιστοποίησης 5 Κριτήρια Δρομολόγησης και Αξιολόγησης των παραγόμενων πλάνων Μέγιστος βαθμός χρησιμοποίησης συγκεκριμένων μηχανών Ικανοποιητική λειτουργία των υπολοίπων Ολοκλήρωση των παραγγελιών εντός των προθεσμιών Ελαχιστοποίηση των παραβιάσεων των λειτουργικών περιορισμών για την αποφυγή επιβολής ποινών

6 Μοντελοποίηση του προβλήματος (1/3) 6 Οι βασικές οντότητες του προβλήματος: Παραγγελίες Μηχανές Αποθηκευτικοί Χώροι (ΑΧ) Παραγγελίες Εργασίες Περιορισμοί Ισχυροί Χαλαροί Προτιμήσεις Βιομηχανικό Περιβάλλον ΑΧ1 Μ1 Εργασίες ΑΧ2 Μ2 ΑΧm Μm Περιορισμοί Έτοιμα προϊόντα

7 Μοντελοποίηση του προβλήματος (2/3) 7 Κάθε οντότητα χαρακτηρίζεται από ένα σύνολο ιδιοτήτων Χρονικά αμετάβλητων Χρονικά μεταβαλλόμενων Παράδειγμα Για τις εργασίες: Χρονικά αμετάβλητες ιδιότητες: προθεσμία, παραγγελία στην οποία ανήκει, προορισμός κ.α. Χρονικά μεταβαλλόμενες: πλάτος, πάχος, βάρος, κ.α.

8 Μοντελοποίηση του προβλήματος (3/3) 8 Παράδειγμα χρονικά μεταβλητής ιδιότητας Αρχικό βάρος εργασίας Αρχή επεξεργασίας από μηχανή Μ1 Τέλος επεξεργασίας από μηχανή Μ1 Βάρος Απώλεια βάρους από την επεξεργασία εξεργασα στη σημηχανή Μ1 Συνολική απώλεια βάρους Τελικό βάρος εργασίας Χρόνος

9 9 Βασίζεται σε μια διαδικασία τριών επιπέδων: Επίπεδο 1ο: Δά Διάσπαση του προβλήματος σε υποπροβλήματα Επίπεδο 2ο: Επίλυση υποπροβλημάτων με χρήση Λογικού Προγραμματισμού με Περιορισμούς και Ευρετικές Μεθόδους Επίπεδο 3ο: Βελτίωση πλάνων χρονοπρογραμματισμού

10 10 Αρχικά δεδομένα Επεξεργασία- Μορφοποίηση Δεδομένων Παράμετροι Διάσπασης Κριτήρια Παράμετροι Αναδρομολόγησης Χρήστης Περιορισμοί Διάσπαση Ομαδοποίηση Αναδρομολόγηση Κατάσταση βιομηχανικού περιβάλλοντος Προτεραιοδότηση Δρομολόγηση Πλάνο 2ου επιπέδου Πλάνο 1ου επιπέδου Παρουσίαση τελικών αποτελεσμάτων

11 11 Διάσπαση του προβλήματος σε υποπροβλήματα Χαρακτηριστικά της διάσπασης: Διάσπαση σε 2 διαστάσεις (μηχανές και χρονικά διαστήματα) Τα χρονικά διαστήματα δεν είναι υποχρεωτικά ίσα μεταξύ τους Ο αριθμός των υποπροβλημάτων επηρεάζει: Τον χρόνο απόκρισης Την ποιότητα της λύσης Τα υποπροβλήματα, δεν έχουν την ίδια βαρύτητα στην ποιότητα της τελικής λύσης

12 12 T 1 T 2 T n M 1 P 11 P 12 P 1n M 2 P21 P22 M m Pm1 Pm2 Pmn t t t tn

13 13 Διάσπαση του προβλήματος σε υποπροβλήματα Σχέσεις μεταξύ υποπροβλημάτων: Η επίδραση δεν είναι αμφίδρομη Κάθε υποπρόβλημα επηρεάζει μόνο αυτά που ακολουθούν Η επίλυση του κάθε υποπροβλήματος πρέπει να υλοποιείται με προβλεπτικό τρόπο προκειμένου να αποφεύγονται τοπικές βελτιστοποιήσεις σε βάρος της συνολικής ποιότητας Η τελική λύση προκύπτει από τις επιμέρους λύσεις

14 14 Ομαδοποίηση Εργασιών Η διαδικασία ομαδοποίησης των εργασιών επιτρέπει την μείωση των πιθανών επιλογών και βοηθάει στην πιο γρήγορη επίλυση του υποπροβλήματος μέσω της εφαρμογής ευρετικών κανόνων κατά την οπισθοδρόμηση Πορεία οπισθοδρόμησης p p p Υποψήφια items m Απορριπτόμενοι κλάδοι του δέντρου αναζήτησης k

15 15 Απόδοση Προτεραιοτήτων Η απόδοση προτεραιοτήτων πραγματοποιείται λαμβάνοντας υπόψη: Την συνολική τρέχουσα κατάσταση του βιομηχανικού περιβάλλοντος ρβ Τα χαρακτηριστικά των ομάδων εργασιών Την κατάσταση της μηχανής

16 16 Απόδοση Προτεραιοτήτων M1 State M1 M2 State M2 Mn State Mn Καθορισμός παραμέτρων συνάρτησης απόδοσης προτεραιοτήτων Απόδοση Προτεραιοτήτων Επιλογή μ πρώτων εργασιών Αποθηκευτικός χώρος μηχανής M1 Επιλεγμένη Εργασία

17 17 Επίλυση υποπροβλημάτων Ο αλγόριθμος βελτιστοποίησης βλ του κάθε υποπροβλήματος βασίζεται στη μέθοδο Branch & Bound Οι συνθήκες τερματισμού της διαδικασίας είναι: Ο χρόνος επίλυσης Το κόστος της λύσης

Σχετικά έγγραφα

Πληροφοριακά Συστήματα Διοίκησης. Επισκόπηση μοντέλων λήψης αποφάσεων Τεχνικές Μαθηματικού Προγραμματισμού

Πληροφοριακά Συστήματα Διοίκησης Επισκόπηση μοντέλων λήψης αποφάσεων Τεχνικές Μαθηματικού Προγραμματισμού Σημασία μοντέλου Το μοντέλο δημιουργεί μια λογική δομή μέσω της οποίας αποκτούμε μια χρήσιμη άποψη