پایان نامه کاربرد الگوریتم ژنتیک در برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوتر(CAPP) در محیطهای صنعتی مخت

چکيده   

در یک محیط صنعتی توزیع شده، کارخانه های مختلف و دارای ماشین ها و ابزارهای گوناگون در مکان های جغرافیایی مختلف غالبا به منظور رسیدن به بالاترین کارایی تولید ترکیب می شوند. در زمان تولید قطعات و محصولات مختلف ، طرح های فرایند مورد قبول توسط کارخانه های موجود تولید می شود. این طرحها شامل نوع ماشین، تجهیز و ابزار برای هر فرآیند عملیاتی لازم برای تولید قطعه است. طرح های فرایند ممکن است به دلیل تفاوت محدودیت های منابع متفاوت باشند. بنابراین به دست آوردن طرح فرایند بهینه یا نزدیک به بهینه مهم به نظر می رسد. به عبارت دیگر تعیین اینکه هر محصول درکدام کارخانه و با کدام ماشین آلات و ابزار تولید گردد امری لازم و ضروری می باشد. به همین منظور می بایست از بین طرحهای مختلف طرحی را انتخاب کرد که در عین ممکن بودن هزینه تولید محصولات را نیز کمینه سازد. در این تحقیق  یک الگوریتم ژنتیک معرفی می شود که بر طبق ضوابط از پیش تعیین شده مانند مینیمم سازی زمان فرایند می تواند به سرعت طرح فرایند بهینه را برای یک سیستم تولیدی واحد و همچنین یک سیستم تولیدی توزیع شده جستجو می کند. با استفاده از الگوریتم ژنتیک، برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوتر (CAPP) می تواند براساس معیار در نظر گرفته شده طرح های فرایند بهینه یا نزدیک به بهینه ایجاد کند، بررسی های موردی به طور آشکار امکان عملی شدن و استحکام روش را نشان می دهند. این کار با استفاده از الگوریتم ژنتیک در CAPP هم در سیستمهای تولیدی توزیع شده و هم واحد صورت می گیرد. بررسی های موردی نشان می دهد که این روش شبیه یا بهتر از برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوتر (CAPP) مرسوم تک کارخانه ای است

واژه‌هاي کليدي

برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوتر (CAPP)، الگوریتم ژنتیک، محیط صنعتی توزیع شده، تولید یکپارچه کامپیوتری.

 

فهرست مطالب

 

عنوان صفحه
مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۱۱
فصل يکم –  معرفی برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوتر(CAPP) و الگوریتم ژنتیک ………………………………………. ۱۷
۱-۱-  برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوتر…………………………………………………………………………………………………. ۱۷

۱-۱-۱- رویکرد بنیادی …………………………………………………………………………………………………………………………….

۱۸

۱-۱-۲- رویکرد متنوع ……………………………………………………………………………………………………………………………..

۱۸
۱-۲- الگوریتم ژنتیک………………………………………………………………………………………………………………………………. ۲۰
۱-۲-۱-کلیات الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………………………………………………. ۲۱
۱-۲-۲-قسمت های مهم الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………………………………….. ۲۳
۱-۲-۲-۱-تابع هدف و تابع برازش……………………………………………………………………………………………………………… ۲۶
۱-۲-۲-۲- انتخاب…………………………………………………………………………………………………………………………………… ۲۷
۱-۲-۲-۳- تقاطع……………………………………………………………………………………………………………………………………… ۲۸
۱-۲-۲-۴- جهش…………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۳۲
فصل دوم- نمونه هایی از کاربرد الگوریتم ژنتیک در برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوتر………………………………….. ۳۴
۲-۱-بهینه سازی مسیر فرآیند با استفاده از الگوریتم ژنتیک………………………………………………………………………………. ۳۴
۲-۱-۱- توصیف توالی فرآیند……………………………………………………………………………………………………………………. ۳۴
۲-۱-۲- استراتژی کد گزاری……………………………………………………………………………………………………………………. ۳۷
۲-۱-۳- تجزیه و تحلیل همگرایی……………………………………………………………………………………………………………….. ۳۸
۲-۱-۳-۱-همگرایی نزدیک شونده……………………………………………………………………………………………………………… ۳۸
۲-۱-۳-۲-همگرایی با در نظر گرفتن احتمال…………………………………………………………………………………………………. ۴۰
۲-۱-۳-۳-همگرایی GAها در توالی سازی فرایندهای پشت سر هم………………………………………………………………….. ۴۰
۲-۱-۳-۴-تعریف یک قانون……………………………………………………………………………………………………………………… ۴۱
۲-۱-۴-اپراتورهای ژنتیک…………………………………………………………………………………………………………………………. ۴۱
۲-۱-۴-۱-اپراتور انتخاب………………………………………………………………………………………………………………………….. ۴۱
۲-۱-۴-۲- اپراتور تغییر و انتقال………………………………………………………………………………………………………………….. ۴۲
۲-۱-۴-۳- اپراتور جهش………………………………………………………………………………………………………………………….. ۴۴
۲-۱-۵- برقراری تابع تناسب……………………………………………………………………………………………………………………… ۴۴
۲-۱-۵-۱- آنالیز محدودیت ها………………………………………………………………………………………………………………….           ۴۴
۲-۱-۵-۲- برقراری تابع برازش………………………………………………………………………………………………………………….. ۴۵
۲-۱-۶-مثال……………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۴۷
۲-۱-۶-۱-مثالهایی برای کاربرد این روشها ………………………………………………………………………………………………….. ۴۷
۲-۱-۶-۲-تاثیر پارامترهای متغیر بر روند تحقیقات ………………………………………………………………………………………… ۴۹
۲-۱-۷-نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………………… ۵۰
۲-۲-روشي براي برنامه ریزی  مقدماتی ترکیبات دورانی شكل محور Cاستفاده از الگوريتم ژنتيك……………………. ۵۱
۲-۲-۱-مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۵۱
۲-۲-۲-مدول هاي سيستمCAPP  پيشنهاد شده………………………………………………………………………………………….. ۵۴
۲-۲-۳-تجسم قطعه………………………………………………………………………………………………………………………………… ۵۶
۲-۲-۴-تولید توالی های ممکن…………………………………………………………………………………………………………………. ۵۸
۲-۲-۴-۱-الزامات اولویت دار…………………………………………………………………………………………………………………. ۵۸
۲-۲-۴-۲- الزامات تلرانس هندسی…………………………………………………………………………………………………………….. ۵۹
۲-۲-۴-۳- رابطه ویژگی های اولویت دار…………………………………………………………………………………………………….. ۶۰
۲-۲-۵ بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک GA…………………………………………………………………………………….. ۶۴
۲-۲-۵-۱- تابع برازش…………………………………………………………………………………………………………………………….. ۶۷
۲-۲-۵-۲- الگوريتم ژنتیك……………………. ………………………………………………………………………………………………. ۶۸
۲-۲-۶- نتايج و بحث…………………………………………………………………………………………………………………………….. ۷۱
۲-۲-۷-نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………………… ۷۱
فصل سوم: الگوریتم پیشنهادی برای کاربرد الگوریتم  ژنتیک در طراحی قطعه به کمک کامپیوتر در محیط صنعتی ….. ۷۳
۳-۱-مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۷۳
۳-۲-الگوریتم ژنتیک……………………………………………………………………………………………………………………………… ۷۴
۳-۲-۱-سیستم های تولیدی توزیع شده………………………………………………………………………………………………………… ۷۴
۳-۲-۲-نمایش طرح های فرایند………………………………………………………………………………………………………………….. ۷۵
۳-۲-۳-جمعیت اولیه……………………………………………………………………………………………………………………………….. ۷۶
۳-۳-تولید مثل………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۷۶
۳-۳-۱-ادغام……………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۷۶
۳-۳-۲-دگرگونی و جهش……………………………………………………………………………………………………………………… ۷۷
۳-۴- ارزیابی کروموزوم …………………………………………………………………………………………………………………………. ۸۰
۳-۴-۱- مینیمم سازی زمان فرایند……………………………………………………………………………………………………………….. ۸۰
۳-۴-۲- مینیمم سازی هزینه های تولید…………………………………………………………………………………………………………. ۸۰
۳-۵- مطالعات موردی…………………………………………………………………………………………………………………………….. ۸۱
۳-۵-۱- CAPPسنتی……………………………………………………………………………………………………………………………… ۸۱
۳-۵-۲- CAPP توزیع شده……………………………………………………………………………………………………………………… ۸۵
۳-۶- ارزیابی………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۸۸
۳-۶-۱- معیار اول……………………………………………………………………………………………………………………………………. ۸۸
۳-۶-۲- معیار دوم……………………………………………………………………………………………………………………………………. ۸۹
فصل چهارم -نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………………… ۹۰

 

 

فهرست شکلها

 

عنوان صفحه
شکل ۱-۱- نمایش یک کروموزوم با ارقام صفر و یک…………………………………………………………………….. ۲۲
شکل ۱-۲-a دو کرموزوم قبل از تقاطع (والدین)…………………………………………………………………………… ۲۲
شکل ۱-۲-b  دو کروموزوم بعد از تقاطع (فرزندان)………………………………………………………………………… ۲۳
شکل ۱-۳- کروموزوم بعد از جهش۲………………………………………………………………………………………… ۲۳
شکل ۱-۴ – تقاطع چند نقطه ای۲………………………………………………………………………………………………… ۳۲
شکل۲-۱-نمودار جریان برنامه۲………………………………………………………………………………………………… ۴۶
شکل۲-۲………………………………………………………………………………. …………………………………………….. ۴۸
شكل۲-۳ -طرح دیاگرام CAPP پیشنهادشده…………………………………………………………………………….. ۵۵
شکل۲-۴-ساختار سلسله مراتبی ویژگی های فرمی نوعی…………………………………………………………………. ۵۶
شکل ۲-۵………………………………………………………………………………………………………………………………… ۵۷
شکل۲-۶- مثالهای الزامات اولویت دار………………………………………………………………………………………….. ۵۹
شکل ۲-۷- مثال الزامات تلرانس هندسی ……………………………………………………………………………………… ۶۰
شکل ۲-۸- یک شکل نمونه دارای ۱۸ ویژگی……………………………………………………………………………….. ۶۱
شکل ۲-۹-تولید مجدد گرافیکی………………………………………………………………………………………………… ۶۲
شکل۲-۱۰ تولید مجدد داخلی……………………………………………………………………………………………………… ۶۲
شکل ۳-۱- توصیف یک سیستم تولیدی توزیع شده………………………………………………………………………… ۷۵
شکل ۳-۲- نمونه ای از یک طرح فرآیند……………………………………………………………………………………… ۷۵
شکل ۳-۳- اپراتور ادغام…………………………………………………………………………………………………………….. ۷۷
شکل ۳-۴- اپراتور جهش…………………………………………………………………………………………………………… ۷۹
شکل ۳-۵-یک قطعه منشوری برای ارزیابی الگوریتم………………………………………………………………………. ۸۱
شکل ۳-۶ تغییرات هزینه تولید در طی اجراهای مختلف……………………………………………………………………. ۸۴
شکل۳-۷-یک قطعه منشوری شکل………………………………………………………………………………………………. ۸۵

 

 

فهرست جدولها

 

عنوان صفحه
جدول۲-۱- استراتژی کدگذاری……………………………………………………………………………………………….. ۳۷
جدول۲-۲ توالی سازی با استفاده از GAتحويل…………………………………………………………………………… ۴۷
جدول ۲-۳- رابطه نوع ویژگی کدبندی ویژگی سلول ماشینکاری و کدبندی طبیعی GA……………………. ۴۸
جدول ۲-۴ ……………………………………………………………………………………………………………………………. ۴۹
جدول ۲-۵…………………………………………………………………………………………………………………………….. ۵۰
جدول ۲-۶……………………………………….. ………………………………………………………………………………….. ۵۰
جدول ۲-۷ …………………………………………………………………………………………………………………………….. ۶۱
جدول ۲-۸ توالی های  اولیه……………………………………………………………………………………………………… ۶۴
جدول ۲-۹-جزئیات برای قطعه نمونه………………………………………………………………………………………….. ۶۵
جدول ۲-۱۰- الگوههای اولویت و مجاورت………………………………………………………………………………… ۶۵
جدول ۲-۱۱- جمیعت اولیه………………………………………………………………………………………………………. ۶۶
جدول۲-۱۲-نسل بعد از تولید مجدد…………………………………………………………………………………………… ۶۸
جدول ۲-۱۳ -فرآیند ادغام………………………………………………………………………………………………………… ۶۹
جدول ۲-۱۴- فرآیند جهش………………………………………………………………………………………………………. ۷۰
جدول ۲-۱۵- توالی های بهينه/نزديك بهينه…………………………………………………………………………………. ۷۱
جدول۳-۱- اطلاعات تولید………………………………………………………………………………………………………. ۸۲
جدول ۳-۴-طرح فرآیند مطالعه موردی ……………………………………………………………………………………. ۸۳
جدول ۳-۳- ماتریس تقدم و تاخر…………………………………………………………………………………………….. ۸۳
جدول ۳-۲-منابع موجود در کارگاه تولید……………………………………………………………………………………. ۸۴
جدول ۳-۵- رابطه تقدم و تاخر برای مطالعه موردی……………………………………………………………………….. ۸۶
جدول ۳-۶- شاخصهای زمان و هزینه در سه کارخانه……………………………………………………………………… ۸۷
جدول ۳-۷- منابع مورد استفاده در سه کارخانه……………………………………………………………………………… ۸۷
جدول ۳-۸ توصیف هفت عملیات اصلی………………………………………………………………………………………. ۸۷
جدول ۳-۹ منابع موجود در عملیات ماشینکاری……………………………………………………………………………… ۸۷
جدول ۳-۱۰- طرح فرآیند بر طبق ضابطه کمینه کردن هزینه تولید…………………………………………………….. ۸۸
جدول ۳-۱۱ طرح فرآیند بر طبق ضابطه کمینه کردن زمان فرآیند…………………………………………………….. ۸۹

 

 

مقدمه

در جهان صنعتي امروز، به توليد به عنوان يك سلاح رقابتي نگريسته مي شود و سازمانهاي توليدي در محيطي قرار گرفته اند كه از ويژگي هاي آن مي توان به افزايش فشارهاي رقابتي، تنوع در محصولات، تغيير در انتظارات اجتماعي و افزايش سطح توقع مشتريان اشاره كرد. محصولات در حالي كه بايد بسيار كيفي باشند، تنها زمان كوتاهي در بازار مي مانند و بايد جاي خود را به محصولاتي بدهند كه با آخرين ذائقه، سليقه و يا نياز مشتريان سازگار هستند. بي توجهي به خواست مشتري و يا قصور در تحويل به موقع ممكن است بسيار گران تمام شود. شرايط فوق سبب گرديده تا موضوع اطلاعات براي سازمانهاي توليدي از اهميت زيادي برخوردار شود. از طرف ديگر، آخرين بررسي ها حاكي از آن است كه استراتژي رقابتي مبتني بر بازار خود نيز به تدريج در حال گذر است و چشم انداز استراتژيك رقابت در آينده مبتني بر منابع خواهد بود. به عبارت ديگر در حالي كه شركتها امروزه موفقيت را در تبعيت و استفاده درست از قوانين، فرصتها و شرايط ديكته شده توسط بازار مي دانند، استراتژي مبتني بر منابع بر اين موضوع تاكيد دارد كه منفعت و موفقيت بيشتر با اتكا بر مزيتها و منابع منحصر به فرد و قابل اطمينان شركت و سرمايه گذاري به منظور توسعه و حفاظت از آنها حاصل خواهد شد.

البته منابع توليدي مورد نظر تنها شامل سرمايه، زمين، ماشين آلات و تجهيزات نمي شوند، بلكه بناي توليد نسل آينده بر تاكيد و توجه به اطلاعات، مديريت دانش و توجه ويژه به مسئله آموزش افراد خواهد بود.

وضعيت به وجود آمده و تحولات صورت گرفته مذكور در حوزه فعاليتهاي توليدي، اگرچه خود حاصل به كارگيري گسترده و همه جانبه فناوريهاي اطلاعاتي در اين حوزه است، ولي در عين حال باعث توجه مضاعف سازمانها و شركتهاي توليدي به مقوله اطلاعات و فناوريهاي مرتبط با آن شده است. اين تحقيق با هدف تبيين موضوع فوق به طور عام و تبیین بخش خاصی از آن به نام برنامه ریزی فرایند به کمک کامپیوتر صورت گرفته است. اهميت اين بررسي از آنجا ناشي مي شود كه چند سالي است در كشور، افزايش تعداد واحدهاي توليدي و به تبع آن تحقق نسبي فضاي رقابتي باعث گرديده تا توجه توليدكنندگان و شركتهاي صنعتي به كيفيت محصولات، افزايش سهم بازار و مسئله صادرات معطوف گردد. از همين رو به نظر مــي رسد دانستن تحولات صورت گرفته در بخشهاي توليدي جوامع پيشرفته مي تواند در تعيين و شناخت بهتر مسيري كه سازمانهاي توليدي و صنعتي كشور براي ارتقاي توان رقابتي خود بايد طي كنند موثر واقع شود. توسعــه هاي اخير در حوزه فناوري اطلاعات به ويژه هوش مصنوعي و سيستم هاي خبره، وضعيت توليد در جوامع صنعتي را دگرگون ساخته است.

پایان نامه کاربرد الگوریتم ژنتیک در برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوتر

نوشته پایان نامه کاربرد الگوریتم ژنتیک در برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوتر اولین بار در فايل مارکت - بازار فايل. پدیدار شد.

لطفا از لینک زیر دانلود کنید دانلود 

فایل

Powered by WPeMatico