عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید
کلمات کلیدی: مکانیابی تخصیص, پیوسته, فازی, کلونی زنبور, بهینهسازی دو هدفی, الگوریتم فراابتکاری.
تقدیم…………………………………………………………………………………………………. أ
تقدیر……………………………………………………………………………………………….. ب
چکیده………………………………………………………………………………………………. ج
فهرست مطالب………………………………………………………………………………………. ه
فهرست اشکال………………………………………………………………………………………. ح
فهرست جداول……………………………………………………………………………………… ط
1- فصل اول………………………………………………………………………………………… 1
مقدمه و كليات تحقيق……………………………………………………………………………… 1
1-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………. 2
1-2- بيان مساله تحقيق……………………………………………………………………………… 3
1-3- مفروضات و اهداف مدل………………………………………………………………………… 5
1-4- ضرورت انجام تحقيق…………………………………………………………………………… 6
1-5- روششناسي تحقيق……………………………………………………………………………. 8
1-6- جمعبندي……………………………………………………………………………………… 8
2- فصل دوم………………………………………………………………………………………… 9
ادبیات و پیشینه تحقیق…………………………………………………………………………….. 9
2-1- مقدمه………………………………………………………………………………………… 10
2-2- مكانيابي تسهيلات…………………………………………………………………………… 11
2-2-1- انواع مسایل مكانيابي-تخصيص……………………………………………………………. 12
2-2-1-1- طبقهبندي بر اساس فضاي جواب………………………………………………………. 12
2-2-1-2- طبقهبندي بر اساس هدف………………………………………………………………. 13
2-2-1-3- طبقهبندي بر اساس ظرفيت تسهيلات………………………………………………….. 16
2-2-2- سير تاريخي مساله مكانيابي–تخصيص……………………………………………………. 17
2-2-3- سير تاريخي مساله مكانيابي_تخصيص با شرايط عدم قطعيت……………………………… 23
2-2-4- سير تاريخي مساله مكانيابي–تخصيص چند هدفی………………………………………… 25
2-2-5- مكانيابي-تخصيص در زنجيره تامين………………………………………………………. 26
2-3- سير تاريخي روشهاي حل مكانيابي-تخصيص پيوسته………………………………………. 32
2-3-1- روشهاي دقيق……………………………………………………………………………. 33
2-3-2- روشهاي ابتكاري…………………………………………………………………………. 34
2-3-3- روشهاي فراابتكاري………………………………………………………………………. 37
2-4- پيشينهی تحقيق مساله مكانيابي-تخصيص پيوسته………………………………………….. 40
2-5- نظریهی فازي………………………………………………………………………………… 47
2-5-1- تعاريف اولیه……………………………………………………………………………….. 48
2-5-2- نظريهی اعتبار…………………………………………………………………………….. 51
2-5-3- كاربردهاي نظريهی اعتبار…………………………………………………………………. 53
2-6- جمعبندي……………………………………………………………………………………. 58
3- فصل سوم……………………………………………………………………………………… 59
روش تحقیق………………………………………………………………………………………. 59
3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………… 60
3-2- تعريف مساله مورد بررسي و مفروضات آن……………………………………………………. 60
3-2-1- انديسها و پارامترها و متغيرهاي مدل…………………………………………………….. 61
3-2-2- تبديل مدل فازي به یک مدل قطعي متناظر………………………………………………. 65
3-2-3- مدل قطعي………………………………………………………………………………… 70
3-3- تبديل مدل دو هدفی به مدل تك هدفی با استفاده از روشe-constraint………………….. 71
3-4- جمعبندي……………………………………………………………………………………. 74
4- فصل چهارم……………………………………………………………………………………. 75
نتایج محاسباتی و یافتههای تحقیق………………………………………………………………. 75
4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………… 76
4-2- الگوريتم بهينهسازي كلوني زنبور…………………………………………………………….. 76
4-2-1- ساختار كلي الگوريتم كلوني زنبور عسل…………………………………………………… 76
4-2-2- ساختار پيشنهادي………………………………………………………………………… 78
4-2-2-1- نحوه نمايش جواب……………………………………………………………………… 79
4-2-2-2- چگونگی توليد جوابهاي اوليه………………………………………………………….. 79
4-2-2-2-1- ساختار جستجوي همسايگي متغير…………………………………………………. 81
4-2-2-2-2- ليست ممنوع………………………………………………………………………… 84
4-2-2-2-3- مسير جستجو……………………………………………………………………….. 84
4-2-2-2-4- شرط توقف و تشكيل جمعيت اوليه جوابها…………………………………………. 85
4-2-2-2-5- به روز رساني نقطه آرماني پويا……………………………………………………….. 87
4-2-2-3- جستجوی موضعی (دسته p1 زنبورها)…………………………………………………. 87
4-2-2-4- جستجوی همسايگی تصادفی ( دستهی p2 )………………………………………….. 90
4-2-2-5- بهروز رساني آرشيو پارتو……………………………………………………………….. 92
4-2-2-6- رويه بهبود……………………………………………………………………………… 92
4-2-2-7- انتخاب جمعيت………………………………………………………………………… 92
4-3- نتايج محاسباتي………………………………………………………………………………. 93
4-3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………….. 93
4-3-2- نتايج حل مسایل با اندازههای كوچك……………………………………………………… 94
4-3-3- شاخصهاي مقايسهاي…………………………………………………………………….. 96
4-3-4- مسایل نمونه………………………………………………………………………………. 97
4-3-5- تنظيم پارامترها…………………………………………………………………………… 98
4-3-5-1- تنظيم پارامتر با استفاده از MINITAB………………………………………………… 99
4-3-5-2- تنظيم ساير پارامترها…………………………………………………………………. 105
4-3-6- نتايج حل مسایل نمونه…………………………………………………………………… 106
4-3-7– مقايسه زمان اجرا……………………………………………………………………….. 109
4-3-8- جمعبندي……………………………………………………………………………….. 110
5- فصل پنجم………………………………………………………………………………….. 111
نتیجهگیری و پیشنهادها………………………………………………………………………… 111
5-1- مقدمه………………………………………………………………………………………. 112
5-2- نتايج حاصل از تحقيق………………………………………………………………………. 112
5-3- پيشنهادها برای تحقیقات آتي………………………………………………………………. 115
شكل 4-6- نمودار حاصل از اجراي نرم افزار MINITAB براي تنظيم پارامتر اندازهی جمعيت……… 101
شكل4-7- نمودار حاصل از اجراي نرم افزار MINITAB براي تنظيم پارامتر تعداد زنبورهاي ديدهبان…………………………………………………………………………………………………………………………… 102
شكل 4-8- نمودار حاصل از اجراي نرم افزار MINITAB برای تنظيم پارامتر تعداد تكرار در رويه جستجوي همسايگي موازي تكرار شونده………………………………………………………………………………. 103
شكل 4-9- نمودار حاصل از اجراي نرم افزار MINITAB برای تنظيم پارامترهاي نرخ جهش و تقاطع…………………………………………………………………………………………………………………………….. 104
شكل 4-10- نمودار حاصل از اجراي نرم افزار MINITAB برای تنظيم پارامتر اندازهی جمعيت…… 105
فهرست جداول
جدول 4-1- مسایل نمونه با اندازههای كوچك………………………………………………………………………… 94
جدول 4-2- نتايج حل مسایل نمونه با اندازههای كوچك………………………………………………………….. 95
جدول 4-3- مسایل نمونه با اندازههای كوچك و متوسط………………………………………………………….. 97
جدول 4-4- مسایل نمونه با اندازههای بزرگ………………………………………………………………………….. 98
جدول 4-5- سطوح پارامترهای BCO…………………………………………………………………………………… 99
جدول 4-6- سطوح پارامترهای NSGA-II………………………………………………………………………….. 100
جدول 4-7- نتايج حل مسایل با اندازههای كوچك و متوسط………………………………………………….. 107
جدول 4-8- نتايج حل مسایل با اندازههای بزرگ………………………………………………………………….. 108
جدول 4-9– زمانهای اجرا……………………………………………………………………………………………….. 109
- فصل اول
تحولات اقتصادی، اجتماعي، سياسي و رشد شتابان شهرها در دهههاي اخير منجر به تحولات عميقي در شهرهاي كشور شده است . اثرات اين تغييرات وتحولات كه به صورت تغيير شكل كالبدي و توسعه فضايي شهرها تبلور يافته است نتايج مناسبي در شهرها ي كشور نداشته و باعث توزيع نامناسب خدمات و عدم مكانگزيني صحيح مراكز خدماتي شده است. بنابراين، بررسي وضع موجود و شناخت كامل از وضعيت مکانيابي مراكز خدماتي ميتواند گام مهم و موثري در بالا بردن سطح كيفيت خدمات مختلف شود. در واقع,مکانیابی یکی از علومی است که توجه به آن سبب کاهش هزینهها و موفقیت واحدهای صنعتی میشود. مسایل مکانیابی تسهیلات از دههی 1960 جایگاه مهمی در ادبیات تحقیق در عملیات یافته است. به طور کلی واژهی مکانیابی اشاره به مدلسازی، فرمولبندی و حل مسایلی دارد که میتوان آنها را قراردادن تسهیلات در فضای موجود به بهترین نحو تعریف کرد. این مسایل بررسی میکنند که چه طور میتوان یک مجموعه از تسهیلات را به صورت فیزیکی مکانیابی کرد بهطوریکه یک تابع هدف تحت مجموعهای از محدودیتها بهینه شود. از جمله مسایل ديگري كه در اين زمينه مطرح است و كمك شاياني به نيل به اهداف كاهش هزينه و افزايش كيفيت خدمات به مشتري میکند، تخصيص بهينهی مراكز مشتري به تسهيلات توزيع، تخصيص مراكز توزيع به مراكز توليد و … است كه موجب پديد آمدن مساله مكانيابي-تخصيص شده است.
در اين پاياننامه, به ارایه مدلي جديد برای مساله مکانیابی-تخصیص پیوسته فازی میپردازیم. اين فصل, به كليات تحقيق از جمله بيان مساله، مفروضات مدل، ضرورت انجام تحقيق و روششناسي تحقيق اختصاص دارد.
مساله مکانیابی-تخصیص، تولید مکانهای تسهیلات در فضای جواب و تعیین چگونگی تخصیص تقاضای مشتریان به مراکز توزیع است، بهطوری که اهدافي مانند هزینه حمل و نقل، مجموع فاصله طی شده، ميزان ديركرد خدمات رساني کمتری يا اهدافي مانند سطح رضايت، ميزان خدمت رساني و … بیشترین شوند. مساله مكانيابي-تخصيص از منظر فضاي جواب به دو گروه مكانيابي-تخصيص گسسته و مكانيابي-تخصيص پيوسته تقسيم ميشود. در مسایل مكانيابي-تخصيص در فضاي گسسته، نقاط نامزد برای مكانيابي مشخص و محدود هستند و در مسایل مكانيابي-تخصيص در فضاي پيوسته، نقاط نامزد معلوم نیستند و تعداد آنها نامتناهی است. در مدل گسسته, مکانهای نامزد از پیش مشخص شدهاند، اما در مدل پیوسته مکانهای تسهیلات تولید میشوند. در مدل گسسته یک تابع باید انتخاب شود تا تابع هزینه را تخمین بزند، اما در مدل پیوسته از تابع فاصله واقعی استفاده میشود. همچنین مدلهای پیوسته سریعتر تنظیم و سادهتر اجرا میشوند. مسایل مكانيابي-تخصيص در پروژههای صنعتی و خدماتی بسیاری ازجمله خدمات اورژانس، شبکههای مخابراتی، مراکز توزیع، مدیریت زنجیرهتأمین، استقرار ایستگاههای آتشنشانی، استقرار تعمیرگاههای ثابت، استقرار دستگاههای خودپرداز، استقرار مراکز پلیس، خردهفروشیها و اکثر مسایل مکانیابی متعارف کاربرد دارد. این مساله NP-سخت است و تعداد زیادی رویکردهای حل و الگوریتمهای ابتکاری برای حل آن توسعه داده شدهاند. مدلهای مکانیابی به دلیل اهمیت و کاربردهای روزافزون آن همواره مورد توجه محققین و مهندسین صنایع بودهاند. در این میان مدلهایی که مؤلفههای غیرقطعی سیستمهای مورد مطالعه را در بر میگیرند، حایز اهمیت هستند. بسیاری از محققان، مساله مکانیابی-تخصیص پیوسته را در محیط قطعی مطالعه کردهاند. اين در حاليست كه در دنیای واقعی ارایه تقاضاهای دقیق مشتریان بسیار دشوار است، و بنابراین محققین این مساله را تحت محیط احتمالی توصیف کردند. اما این مدلها نیز برای توصیف موقعیتهای بسیاری که توزیع تقاضای مشتریان نامعلوم هستند و یا با کمبود دادههای گذشته مواجه هستند، کافی نیستند. در این موارد نظریه فازی بهتر عمل میکند. مدلهایی که این مساله را در محیط غیرقطعی در نظر میگیرند، به سه بخش دستهبندی میشوند: مدلهای احتمالی، فازی، و فازیاحتمالی. علی رغم مزایای زیاد مدل پیوسته فازی، پژوهشهای انجام شده در این راستا اندک است.
يكي از ويژگيهاي ديگر مسایل مكانيابي تخصيص كه باعث گروهبندي ديگري از اين مسایل ميشود، سطح ظرفيت تسهيلات است كه ميتواند به دو صورت محدود و نامحدود در نظر گرفته شود.
مساله مکانیابی مراکز با ظرفیت نامحدود (UFLP) در دسته مسایل کمترینجمع قرار میگیرند, اما در این مسایل هزینه، هزینه ثابت را نیز شامل میشود و هزینه ثابت به مکانی بستگی دارد که مرکز در آن قرار میگیرد. تعداد مراکزی که باید استقرار یابند از پیش مشخص نیستند، اما به گونهای معین میشوند که هزینه را کمینه کنند. به علت اینکه در این گونه مسایل ظرفیت هر مرکز نامحدود در نظر گرفته میشود، تخصیص یک تقاضا به بیش از یک نقطه تأمین، هرگز سودبخش نیست.
مساله مکانیابی مراکز با ظرفیت محدود (FLP) شبیه به مسایل UFLP هستند، تنها در این مسایل ظرفیت هریک از مراکز محدود است. ممکن است در این مورد جواب بهینه بهگونهای باشد که یک مشتری به بیش از یک منبع تأمین، ارجاع داده شود. در واقع, ممکن است که پس از تخصیص مشتری به یک مرکز، پس از برآوردن بخشی از تقاضای مشتری، ظرفیت مرکز به پایان برسد و برای برآوردن باقی مانده تقاضای مشتری مجبور به اختصاص آن به دیگر مراکز که هزینه بیشتری نیز دربر دارند، شویم. البته گاهی ممکن است که با وجود اینکه اختصاص یک مشتری به یک مرکز ویژه کمترین هزینه را در بردارد، به دلیل اینکه ظرفیت آن مرکز توسط مشتریان دیگر پر شده است، مجبور به اختصاص کل تقاضای آن مشتری به مراکز دیگر شویم.
مسایل مكانيابي با ظرفيت محدود، در دنياي واقعي مصداق بيشتري دارند. با توجه به آنچه كه شرح داده شد، برای نزديكي هر بيشتر مساله به مسایل دنياي واقعي و همچنين پر كردن برخي از شكافهاي تحقيقاتي، دراین پژوهش مدلسازی مساله مکانیابی-تخصیص پیوسته با ظرفیت محدود در محیط فازی برای اهداف مدیریتی مختلف همراه با ارایه روش حل مناسب بررسي میشوند.
مساله FLA پيوسته با ظرفيت محدود يافتن مکان nتسهيل در فضاي پيوسته به منظور خدمترساني به مشتريان در mنقطه ثابت و همينطور تخصيص هر مشتري به تسهيلات است به طوري که مجموع هزينههاي حمل و نقل کمینه شود.
به منظور مدلسازي مساله FLA با ظرفيت محدود، چند فرض در نظر گرفته میشوند كه عبارتند از:
- هر مشتري دارای مقداری از تقاضا است كه در اين تحقيق غيرقطعي درنظر گرفته میشود.
- هر تسهيل ظرفيت محدود دارد. بنابراين, نياز داريم که مکانها را انتخاب کنيم و مقدار از تسهيل i به هر مشتري j را تصميم بگيريم.
- شرایط عدم قطعیت در بسیاری پارامترها تاثیر دارد که برای آن از مجموعههاي فازي استفاده شده است.
- هر مشتری باید کاملاً توسط تجهیزات، تامین شود.
- يك مشتري در صورتي ميتواند از يك تجهيز، سرويس دريافت كند كه آن تجهيز تاسيس شده باشد.
- تعداد تجهیزاتی که باید مستقر شوند، محدود است.
- مسير بين هر مشتري و تسهيل متصل است و هزينه حمل و نقل با مقدار عرضه شده و فاصله طي شده متناسب است.
- فرض شده که تسهيل i درون يک منطقه معين قرار داده شده است
و .
- مساله داراي چند هدف است.
هدف دراین پژوهش مدلسازی مساله مکانیابی-تخصیص پیوسته با ظرفیت محدود در محیط فازی برای اهداف مدیریتی مختلف همراه با ارایه یک روش حل مناسب است.
بطوركلي, اهداف مدل مورد بررسي عبارتند از:
- استقرار بهینهی تعداد محدودی تجهیزات.
- کاهش هزینههای نگهداری حمل ونقل.
- کاهش هزینههای احداث.
- بهدست آوردن جوابی قابل اطمینان برای شرایطی که عدم قطعیت وجود دارد.
- تخصيص بهينه مراكز مشتري به تجهيزات تاسيس شده.
