سمینار بررسی چیدمان و طراحی سیستمهای حمل بار

سمينار بررسي چيدمان و طراحي سيستمهاي حمل و نقلي 1 مقدمه: در اين سمينار ما به بررسي چيدمان و طراحي سيستمهاي حمل و نقلي خواهيم پرداخت كه اساسا جريان مواد در آنها بصورت حلقه اي ()loop مي باشد. مباحث اصلي مربوط به چيدمان حلقه اي: -1توالي تسهيالت -2جايگزيني كامل دپارتمانها 2 :توالي تسهيالت ‏ ‏ ‏ ‏ ‏ 3 هدف اين دسته از مسايل تعريف مساله توسط Afentakisدر سال .1989 اثبات NP-hardبودن مساله توسط kim, kouvelisدر سال .1992 مدلس ازي مس اله بص ورت ي ك حال ت خاص QAPتوسط Kiran, Karabatiدر سال .1998 ارايه روشي هيوريستيك توسط Tansel , Bilenدر سال .1998 :جايگزيني كامل دپارتمانها ‏ ‏ ‏ 4 هدف در اين دسته از مسايل كارهاي اساسي انجام شده توسط Montreuilدر سال .1991 اراي ه روشهاي هيوريس تيك توس ط Dasدر س ال 1993و توسط Rajasckharamدر سال .1998 )(AGVباربران خودكار ‏ ‏ ‏ ‏ ‏ 5 از جمله وسايل حمل و نق ل بدون راننده با انعطاف پذيري باال در مسير يابي كه براي انجام جابجاييهاي افقي بكار مي روند. موارد كاربرد باربران خودكار اين وسايل توسط Mullerدر سال 1983معرفي شده اند. تنوع فراوان در ظرفيت و توانايي هاي باربران خودكار. كارهاي فراواني در سال 2004توسط Vis , Harika, Yang et alبر روي ALVsها انجام گرفته است. :انواع باربران خودكار 1-Fork- trucks: 6 2- unit/multiple load vehicles: انواع باربران خودكار: 7 :انواع باربران خودكار 3-light load vehicles: 8 انواع باربران خودكار: 4- medium load vehicles: 9 :انواع باربران خودكار 5- heavy load vehicles: 10 :انواع باربران خودكار 6- pallet trucks: 11 :انواع باربران خودكار 7- work plat forms: 12 :انواع باربران خودكار 8- towing vehicles: 13 انواع روشهاي هدايت باربران )(guidance method هدايت سيمي()wire guidance هدايت غير سيمي()non-wire guidance انواع باربران از نظر ظرفيت حمل بار: تك ظرفيتي()unit-load چند ظرفيتي()multi-load 14  اجزاء سيستم حمل و نقل باربران خودكار: -1وسايل حمل و نقل -2شبكه حمل و نقل -3نقاط تماس 15 :ادبيات ‏ 5نوع شبكه حمل و نقل باربران خودكار وجود دارد. -1ساختار سنتي -2ساختار تك حلقه يكسويه -3ساختار كوتاه ترين مسير دو سويه -4ساختار Tandem -5ساختار توپولوژي حلقه چند بخشي 16 ساختار سنتي )(conventional configuration ‏ ‏ 17 در سال 1982توسط Maxwell , Muckstadtمعرفي شد. نرم افزار مورد نياز براي كنترل چنين سيستمي پيچيده و پرهزينه است (.)Sinriech , Tanchoco,1992 تك حلقه يكسويه (unidirectional single loop) . معرفي شدSinriech , Tanchoco توسط1998 در سال  18 كوتاهترين مسير دو سويه )(bidirectional shortest path ‏ Chhajed et alب ا افزودندو ف رضآزاد و ف واصلپ له ايمدل است ف وقرا س اخته . 6 7 5 4 3 2 19 1  Tandemساختار ‏ ‏ در سال 1989توسط Srinivasan , Bozerمعرفي شده است. در س ال 1991توس ط Srinivasan , Bozerيك روش هيوريستيك براي اين ساختار ارائه شده است. ‏zone 2 ‏zone5 ‏zone4 20 ‏zone 1 ‏zone2 توپولوژي حلقه چند بخشي )(segmented loop topology در سال 1996توسط Sinriech et alمعرفي شده است. شامل يك حلقه دوسويه است كه تمام دپارتمانها را پوشش مي دهد و اين حلقه به چندين بخش بنحوي تقسيم مي شود كه هيچ همپوشاني با هم نداشته باشند. هيچ لزومي ندارد كه الگوي جريان تقسيم شده همبند باشد. 21 :مثالي براي تعريف مسئله ‏ 22 يك واحد توليدي را در نظر بگيريد كه هشت نوع محصول در آن است توليد شود نرخ توليد و توالي عمليات آنها در جدول زير خالصه شده است.  و حريم مربوط به هر يك از ماشينها در جدول زير خالصه شده است. ‏ روزان ه قرار اس ت 1000قطع ه تولي د شود و همچني ن م ي خواهيم ساختار ما شامل 4باربر تك ظرفيتي باشد. با دريافت وروديهاي فوق مي خواهيم ساختار خروجي ما به فرم زير باشد. ‏ 23 خروجي مسئله 24 M 1 MIN Z1 مدل رياضي مسئله M  TTL  TTL  L1 LL1 M 1 MIN Z2  M  fLL L L (L, L J )  L1  1 M N 1 N M MIN Z3 MAX(   ( fij  f ji )dij ( Xik  X jk)) i j i 1  1 S.T. M Xij 1  j (i  I ) 1 N N 1 1   Dijk) (Dijk    i j v N N     ( Xik X jk  fij ) (tL  tu ) 0.9(60T  lt) (k  J )  i1 j i   2 2 ( Xi  X j )2  (Yi  YJ )2 MAX MSDR i , MSDRj  (i, j  I ) MAX X j max, X i max  MIN X j min, X i min  X j max  X j min   X i max  X i min MAXY j max,Y i max  MINY j min,Y i min Y j max  Y j min  Y i max  Y i min 25 پارامترهاي مسئله: = dijمسافتب ينi,j =fijحجم جرياناتب ينi,j = D'ijkمسافت سفرهاي خالي پيموده شده بين i.jدر حلقه kام = Dijkمسافت سفرهاي غيرخالي پيموده شده بين i.jدر حلقه kام MSDRحريم ماشين = iام = TTjحجم كاري حلقه iام = Vسرعت حركت AGV = tuمتوسط زمان تخليه بار = tlمتوسط زمان بارگيري = Tطول پريود زماني = ltزمان اتالف شده توسط هر باربر 26 متغيرهاي تصميم گيري Xijاگر ماشين iام به حلقه jام تخصيص يابد =1 0در غير اينصورت = ( )Xi,Yiنشان دهنده مختصات ماشين iام است = Xjmaxبزرگترين مختصات xماشينهاي مربوط به حلقه iام مسئله = Xjminكوچكترين مختصات xماشينهاي مربوط به حلقه iام مسئله = Yjmaxبزرگترين مختصات yماشينهاي مربوط به حلقه iام مسئله = Yjminكوچكترين مختصات yماشينهاي مربوط به حلقه iام مسئله مثال عملی ‏M7 ‏M6 ‏M5 ‏M4 ‏M2 قطعه اول ‏M2 ‏M7 ‏M3 ‏M1 قطعه دوم ‏M7 ‏M6 ‏M5 ‏M4 ‏M3 ‏M2 ‏M1 ماشینها 70 70 80 100 80 70 70 حریم فرض کنید که در هر شیفت کاری قرار است از قطعه اول به تعداد 15عدد و از قطعه دوم به نعداد 10عدد ساخته .شود .فرض کنید که در سیستم حداکثر امکان استفاده از سه باربر وجود دارد 27 28 شکل خروجی برنامه LINGO 2 6 1 9 8 4 3 5 29 7 مراجع: [1] Ying-Chin Ho and Ping-Fong Hsieh. A machine-to-loop assignment and layout design methodology for tandem AGV systems with multipleload vehicles. INT.J.PROD.RES., 2004, VOL.42, NO.4, 801-832. [2] Ardavan Asef-Vaziri, Gilbert Laporte, 2004. Loop based facility planning and material handling. European Journal of Operational Research. [3] C.Huang. Design of material transportation system for tandem automated guided vehicles systems. INT.J.PROD.RES., 1997, VOL.35, NO.4, 943-953. [4] Iris F.A. Vis, 2004. Survey of research in the design and control of automated guided vehicle system. European Journal of Operational Research. [5] Srinivasan Rajagopalan, Sunderesh S.Heraga, G.Don Taylor. A lagrangian relaxation approach to solving the integrated pick-up/dropoff point and AGV flowpath design problem. Applied Mathematical Modeling 28(2004)735-750. [6] Yavus A.Bozer and Mandyam M.Srinivasan. Tandem AGV system: A partitioning algorithm and performance comparison with conventional AGV systems. European Journal of Operational Research 63(1992)173191. [7] Ying-Chin Ho, A dynamic-zone strategy for vehicle-collision prevention and load balancing in an AGV system with a single-loop 30 guide path. Computers in Industry 42(2000)159-176.