نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• علی حسین زاده کاشان ¹
• سعید افخمی ²
• پریسا معروفخانی ³

¹ گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع و سیستمها، دانشگاه تربیت مدرس

² دانشکده مهندسی صنایع و سیستم‏ها، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران‏

³ دانشکده مهندسی صنایع و سیستم‏ها، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.

چکیده

خطوط مونتاژ، سیستم‏های جریان‏گرایی هستند که به نوعی در تولید صنعتی کالاهای استاندارد با کیفیت ‏بالا و حتی در تولید کالاها با حجم پایین از محصولات سفارشی حائز اهمیت هستند. امروزه به دلیل افزایش ‏رقابت جهانی و گسترش سریع تکنولوژی، مسئله بالانس خط مونتاژ از اهمیت بیشتری برخوردار شده‏است. ‏بالانس خط مونتاژ به‌معنای گروه‌بندی سیستماتیک عملیات و عناصر کاری در قالب ایستگاه‌های کاری است ‏و ضمن در نظر گرفتن محدودیت‌های پیش‌نیازی و غیره به دنبال کمینه کردن سیکل زمانی و/یا تعداد ‏ایستگاه‌های کاری می باشد. در این مطالعه با توجه به اهمیت مسئله بالانس خطوط مونتاژ ‏U‏ شکل و از ‏سوی دیگر اهمیت فاکتورهای انسانی و زمان‌های آماده‌سازی، یک مدل ریاضی دو هدفه با اهداف کاهش ‏زمان چرخه و کاهش مجموع هزینه‌های کارگران تخصیص داده شده به ایستگاه‌های‌کاری توسعه داده ‏شده‏است. از آنجا که مسئله مورد نظر از لحاظ پیچیدگی جزء مسائل ‏Np-hard‏ می‌باشد لذا از الگوریتم‌های ‏فراابتکاری ژنتیک مرتب‌سازی نامغلوب ‏II‏ ‏‎(NSGA-II)‎‏ و همچنین نسخه دوم الگوریتم تکاملی مبتنی بر ‏قوت پارتو ‏‎(SPEA-II)‎‏ برای حل مدل استفاده کرده‌ایم. در انتها نیز به‌منظور تحلیل نتایج مدل دو هدفه و ‏ارزیابی عملکرد الگوریتم‌های تکاملی چند هدفه از چهار معیار: تعداد جواب‌های پارتو، میانگین فاصله از ‏نقطه ایده‌آل، شاخص گوناگونی و شاخص کیفیت استفاده نمودیم که نتایج حاصله حاکی از برتری الگوریتم ‏NSGA-II‏ بوده‏است. نوآوری‏های این مطالعه شامل ارائه یک مدل ریاضی برای مسئله بالانس خط مونتاژ ‏U‏ ‏شکل و تخصیص کارگران با در نظر گرفتن زمان‏های آماده‏سازی وابسته به توالی رو به جلو و رو به عقب ‏و نیز حل این مسئله با دو الگوریتم ‏NSGA-II‏ و ‏SPEA-II‏ به منظور کاهش همزمان زمان چرخه و هزینه ‏کارگران می‏باشد.‏

کلیدواژه‌ها

• بالانس خط مونتاژ &rlm؛ U&rlm؛ شکل
• زمان‌های آماده‌سازی
• مهارت کارگران
• الگوریتم ژنتیک &rlm؛ مرتب‌سازی نامغلوب &rlm؛ II
• نسخه دوم الگوریتم تکاملی مبتنی بر قوت پارتو

موضوعات

• مدل‌های زمان‌بندی

عنوان مقاله [English]

Multi-objective Optimization of the U-shaped Assembly line ‎Balancing and Worker Assignment Considering Setup-Times ‎and Workers' Skill

نویسندگان [English]

• Ali Husseinzadeh Kashan ¹
• Saeed Afkhami ²
• Parisa Maroofkhani ³

¹ Faculty of Industrial & Systems Engineering, Tarbiat Modares University

² Faculty of Industrial and Systems Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.‎

³ Faculty of Industrial and Systems Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.‎

چکیده [English]

Assembly lines are continuous systems, which are important not only in the mass production of ‎high-quality products but also in low volume production of customized products. Nowadays ‎because of increasing global competition and the rapid expansion of technology, assembly line ‎balancing has become more important. The assembly line balancing is the systematic grouping ‎of operations and work elements as workstations with respect to the restrictions, work cycle time ‎and other special limitations in order to minimize the number of workstations. In this research ‎due to the importance of the U-shaped assembly line balancing and, on the other hand, the ‎importance of human factors and setup times, a bi-objective mathematical model have been ‎developed. The objective functions are reducing the cycle time and also reducing the total cost. ‎Then, since the research problem is shown to be NP-hard, NSGA II, which is a population-based ‎algorithm, and also SPEA II are used to solve the problem. Finally, we use four criteria to ‎analyse the results of the bi-objective model and evaluating the performance of the multi-‎objective evolutionary algorithms: the number of Pareto solutions, the mean distance from the ‎ideal point, the variance index, and the quality index.‎

کلیدواژه‌ها [English]

• U-shaped Assembly line balancing
• Setup time
• Workers'؛ Skill
• NSGA II
• SPA II&lrm