iraniturk

چكيده

 در يك محيط صنعتي توزيع شده، كارخانه هاي مختلف و داراي ماشين ها و ابزارهاي گوناگون در مكان هاي جغرافيايي مختلف غالبا به منظور رسيدن به بالاترين كارايي توليد تركيب مي شوند. در زمان توليد قطعات و محصولات مختلف ، طرح هاي فرايند مورد قبول توسط كارخانه هاي موجود توليد مي شود. اين طرحها شامل نوع ماشين، تجهيز و ابزار براي هر فرآيند عملياتي لازم براي توليد قطعه است. طرح هاي فرايند ممكن است به دليل تفاوت محدوديت هاي منابع متفاوت باشند. بنابراين به دست آوردن طرح فرايند بهينه يا نزديك به بهينه مهم به نظر مي رسد. به عبارت ديگر تعيين اينكه هر محصول دركدام كارخانه و با كدام ماشين آلات و ابزار توليد گردد امري لازم و ضروري مي باشد. به همين منظور مي بايست از بين طرحهاي مختلف طرحي را انتخاب كرد كه در عين ممكن بودن هزينه توليد محصولات را نيز كمينه سازد. در اين تحقيق  يك الگوريتم ژنتيك معرفي مي شود كه بر طبق ضوابط از پيش تعيين شده مانند مينيمم سازي زمان فرايند مي تواند به سرعت طرح فرايند بهينه را براي يك سيستم توليدي واحد و همچنين يك سيستم توليدي توزيع شده جستجو مي كند. با استفاده از الگوريتم ژنتيك، برنامه ريزي فرآيند به كمك كامپيوتر (CAPP) مي تواند براساس معيار در نظر گرفته شده طرح هاي فرايند بهينه يا نزديك به بهينه ايجاد كند، بررسي هاي موردي به طور آشكار امكان عملي شدن و استحكام روش را نشان مي دهند. اين كار با استفاده از الگوريتم ژنتيك در CAPP هم در سيستمهاي توليدي توزيع شده و هم واحد صورت مي گيرد. بررسي هاي موردي نشان مي دهد كه اين روش شبيه يا بهتر از برنامه ريزي فرآيند به كمك كامپيوتر (CAPP) مرسوم تك كارخانه اي است.

فهرست مطالب

عنوان    صفحه
مقدمه …………………………………………………………………………………………….    11
فصل يكم -  معرفي برنامه ريزي فرآيند به كمك كامپيوتر(CAPP) و الگوريتم ژنتيك …………………..    17
1-1-  برنامه ريزي فرآيند به كمك كامپيوتر………………………………………………………….    17
1-1-1- رويكرد بنيادي ……………………………………………………………………………    18
1-1-2- رويكرد متنوع ……………………………………………………………………………    18
1-2- الگوريتم ژنتيك…………………………………………………………………………….    20
1-2-1-كليات الگوريتم ژنتيك…………………………………………………………………….    21
1-2-2-قسمت هاي مهم الگوريتم ژنتيك…………………………………………………………….    23
1-2-2-1-تابع هدف و تابع برازش…………………………………………………………………    26
1-2-2-2- انتخاب………………………………………………………………………………    27
1-2-2-3- تقاطع……………………………………………………………………………….      28
1-2-2-4- جهش……………………………………………………………………………….     32
فصل دوم- نمونه هايي از كاربرد الگوريتم ژنتيك در برنامه ريزي فرآيند به كمك كامپيوتر………………    34
2-1-بهينه سازي مسير فرآيند با استفاده از الگوريتم ژنتيك…………………………………………..    34
2-1-1- توصيف توالي فرآيند…………………………………………………………………….    34
2-1-2- استراتژي كد گزاري…………………………………………………………………….    37
2-1-3- تجزيه و تحليل همگرايي………………………………………………………………..    38
2-1-3-1-همگرايي نزديك شونده……………………………………………………………….    38
2-1-3-2-همگرايي با در نظر گرفتن احتمال……………………………………………………..    40
2-1-3-3-همگرايي Gها در توالي سازي فرايندهاي پشت سر هم…………………………………    40
2-1-3-4-تعريف يك قانون……………………………………………………………………     41
2-1-4-اپراتورهاي ژنتيك……………………………………………………………………….    41
2-1-4-1-اپراتور انتخاب……………………………………………………………………….    41
2-1-4-2- اپراتور تغيير و انتقال……………………………………………………………….    42
2-1-4-3- اپراتور جهش……………………………………………………………………….    44
2-1-5- برقراري تابع تناسب…………………………………………………………………..    44
2-1-5-1- آناليز محدوديت ها……………………………………………………………….        44
2-1-5-2- برقراري تابع برازش……………………………………………………………….    45
2-1-6-مثال………………………………………………………………………………….    47
2-1-6-1-مثالهايي براي كاربرد اين روشها …………………………………………………….    47
2-1-6-2-تاثير پارامترهاي متغير بر روند تحقيقات ……………………………………………….    49
2-1-7-نتيجه گيري…………………………………………………………………………..    50
2-2-روشي براي برنامه ريزي  مقدماتي تركيبات دوراني شكل محور Cاستفاده از الگوريتم ژنتيك……..    51
2-2-1-مقدمه……………………………………………………………………………….    51
2-2-2-مدول هاي سيستمCAPP پيشنهاد شده…………………………………………………..    54
2-2-3-تجسم قطعه…………………………………………………………………………..    56
2-2-4-توليد توالي هاي ممكن………………………………………………………………..    58
2-2-4-1-الزامات اولويت دار………………………………………………………………..    58
2-2-4-2- الزامات تلرانس هندسي……………………………………………………………    59
2-2-4-3- رابطه ويژگي هاي اولويت دار……………………………………………………..    60
2-2-5 بهينه سازي با استفاده از الگوريتم ژنتيك G………………………………………………
2-2-5-1- تابع برازش………………………………………………………………………..    67
2-2-5-2- الگوريتم ژنتيك……………………. ……………………………………………..    68
2-2-6- نتايج و بحث…………………………………………………………………………    71
2-2-7-نتيجه گيري………………………………………………………………………….    71
فصل سوم: الگوريتم پيشنهادي براي كاربرد الگوريتم  ژنتيك در طراحي قطعه به كمك كامپيوتر در محيط صنعتي ..    73
3-1-مقدمه………………………………………………………………………………….    73
3-2-الگوريتم ژنتيك………………………………………………………………………..    74
3-2-1-سيستم هاي توليدي توزيع شده…………………………………………………………     74
3-2-2-نمايش طرح هاي فرايند………………………………………………………………    75
3-2-3-جمعيت اوليه……………………………………………………………………….    76
3-3-توليد مثل……………………………………………………………………………..    76
3-3-1-ادغام………………………………………………………………………………    76
3-3-2-دگرگوني و جهش………………………………………………………………….    77
3-4- ارزيابي كروموزوم …………………………………………………………………..    80
3-4-1- مينيمم سازي زمان فرايند……………………………………………………………    80
3-4-2- مينيمم سازي هزينه هاي توليد………………………………………………………    80
3-5- مطالعات موردي……………………………………………………………………..    81
3-5-1- CAPPسنتي…………………………………………………………………..     81
3-5-2- CAPP توزيع شده………………………………………………………………    85
3-6- ارزيابي……………………………………………………………………………    88
3-6-1- معيار اول………………………………………………………………………    88
3-6-2- معيار دوم……………………………………………………………………….    89
فصل چهارم -نتيجه گيري……………………………………………………………………    90

فهرست شكلها

عنوان    صفحه
شكل 1-1- نمايش يك كروموزوم با ارقام صفر و يك………………………………………    22
شكل 1-2- دو كرموزوم قبل از تقاطع (والدين)…………………………………………    22
شكل 1-2-  دو كروموزوم بعد از تقاطع (فرزندان)……………………………………..    23
شكل 1-3- كروموزوم بعد از جهش2…………………………………………………….    23
شكل 1-4 – تقاطع چند نقطه اي2………………………………………………………..    32
شكل2-1-نمودار جريان برنامه2……………………………………………………….    46
شكل2-2……………………………………………………………………………..    48
شكل2-3 -طرح دياگرام CAPP پيشنهادشده……………………………………………..    55
شكل2-4-ساختار سلسله مراتبي ويژگي هاي فرمي نوعي………………………………….    56
شكل 2-5…………………………………………………………………………….    57
شكل2-6- مثالهاي الزامات اولويت دار…………………………………………………..    59
شكل 2-7- مثال الزامات تلرانس هندسي ………………………………………………..    60
شكل 2-8- يك شكل نمونه داراي 18 ويژگي……………………………………………    61
شكل 2-9-توليد مجدد گرافيكي………………………………………………………..    62
شكل2-10 توليد مجدد داخلي…………………………………………………………    62
شكل 3-1- توصيف يك سيستم توليدي توزيع شده……………………………………..    75
شكل 3-2- نمونه اي از يك طرح فرآيند……………………………………………    75
شكل 3-3- اپراتور ادغام………………………………………………………….    77
شكل 3-4- اپراتور جهش…………………………………………………………    79
شكل 3-5-يك قطعه منشوري براي ارزيابي الگوريتم……………………………….    81
شكل 3-6 تغييرات هزينه توليد در طي اجراهاي مختلف……………………………..    84
شكل3-7-يك قطعه منشوري شكل……………………………………………….    85

فهرست جدولها

عنوان    صفحه
جدول2-1- استراتژي كدگذاري…………………………………………………..    37
جدول2-2 توالي سازي با استفاده از Gتحويل…………………………………….    47
جدول 2-3- رابطه نوع ويژگي كدبندي ويژگي سلول ماشينكاري و كدبندي طبيعي G…………….
جدول 2-4 ……………………………………………………………………………    49
جدول 2-5……………………………………………………………………………    50
جدول 2-6……………………………………….. …………………………………    50
جدول 2-7 ………………………………………………………………………….    61
جدول 2-8 توالي هاي  اوليه……………………………………………………………    64
جدول 2-9-جزئيات براي قطعه نمونه……………………………………………………    65
جدول 2-10- الگوههاي اولويت و مجاورت…………………………………………….    65
جدول 2-11- جميعت اوليه……………………………………………………………    66
جدول2-12-نسل بعد از توليد مجدد…………………………………………………….    68
جدول 2-13 -فرآيند ادغام……………………………………………………………    69
جدول 2-14- فرآيند جهش…………………………………………………………..    70
جدول 2-15- توالي هاي بهينه/نزديك بهينه………………………………………….    71
جدول3-1- اطلاعات توليد…………………………………………………………    82
جدول 3-4-طرح فرآيند مطالعه موردي …………………………………………….    83
جدول 3-3- ماتريس تقدم و تاخر…………………………………………………..    83
جدول 3-2-منابع موجود در كارگاه توليد……………………………………………    84
جدول 3-5- رابطه تقدم و تاخر براي مطالعه موردي…………………………………    86
جدول 3-6- شاخصهاي زمان و هزينه در سه كارخانه………………………………    87
جدول 3-7- منابع مورد استفاده در سه كارخانه……………………………………..    87
جدول 3-8 توصيف هفت عمليات اصلي…………………………………………..    87
جدول 3-9 منابع موجود در عمليات ماشينكاري……………………………………    87
جدول 3-10- طرح فرآيند بر طبق ضابطه كمينه كردن هزينه توليد…………………    88
جدول 3-11 طرح فرآيند بر طبق ضابطه كمينه كردن زمان فرآيند…………………..    89

جهت دانلود فايل كليك كنيد