بهینه سازی مشترک مبتنی بر یک ماشین برنامه ریزی نگهداری پیشگیرانه و برنامه ریزی تولید

برنامه ریزی تولید و برنامه ریزی نگهداری دو فعالیتی هستند که وابسته به یکدیگر بوده، اما اغلب در تولید بطور مستقل اجرا می شوند. برنامه ریزی نگهداری بر زمان تولید در دسترس و احتمال شکست تاثیر می گذارد. با اینحال، در تحقیق قبلی، برنامه ریزی نگهداری فقط نگهداری پیشگیرانه را درنظر گرفته و ممکن است ناشی از کمبود نگهداری باشد. با اینحال، تخریب و وضعیت سلامت ماشینها از پیش آگهی ها اغلب نادیده گرفته می شوند. این مقاله به مدل تصمیم یکپارچه اشاره کرده که تصمیمات نگهداری پیشگیرانه را براساس اطلاعات پیش آگهی با تصمیمات برنامه ریزی ماشین هماهنگی می کند بطوریکه کل هزینه مورد انتظار به حداقل می رسد. در مدل یکپارچه، وضعیت سلامت و سن ساختگی با توجه به خرابی دستگاه درنظر گرفته می شوند. در نهایت، از مطالعه موردی برای نشان دادن ارزش روشهای پیشنهادی استفاده می شود. و عملکرد راه حل یکپارچه با راه حلهای بدست آمده از حل برنامه ریزی نگهداری پیشگیرانه و مشکلات برنامه ریزی تولید بطور مستقل مقایسه می شود. نتایج به اثبات کارایی آن اشاره می کنند.

برنامه ریزی تولید و برنامه ریزی نگهداری از رایج ترین و مهمترین مشکلاتی هستند که صنایع تولید با آنها مواجه می شوند. بطور کلی مشکلات برنامه ریزی تولید شامل تخصیص کارها یا عملیاتها به ماشینها بوده، درحالیکه اقدامات نگهداری برای حفظ سیستم یا برگرداندن آن به یک موقعیت عملیاتی قابل قبول انجام می شوند. باوجود رابطه جایگزینی بین این دو فعالیت، در اصل آنها در شرایط تولید بصورت مستقل برنامه ریزی و اجرا می شوند، حتی اگر بهره وری تولید بتواند با بهینه سازی تصمیمات برنامه ریزی تولید و برنامه ریزی نگهداری بطور همزمان بهبود یابد. فعالیتهای نگهداری زمان بر بوده که می تواند برای تولید استفاده شوند، اما به تعویق انداختن نگهداری برای تولید ممکن است احتمال شکست ماشین را افزایش دهد. از اینرو، رابطه جایگزینی و اختلافاتی بین برنامه ریزی نگهداری و برنامه ریزی تولید وجود دارند. بطور کلی، نگهداری می تواند به نگهداری اصلاحی (CM) و نگهداری پیشگیرانه (PM) دسته بندی شود. نگهداری اصلاحی شامل تعمیر یا تعویض اجزائی است که خراب یا شکسته شده اند. نگهداری پیشگیرانه یک نوع برنامه از اقدامات نگهداری بابرنامه است که هدف آن پیشگیری از شکستن و خراب شدن سیستم می باشد. اخیرا، نگهداری پیشگیرانه در بسیاری از حوزه های کاربردی بسیار موردپسند بوده که در آنجا ایمنی، قابلیت اطمینان و قابلیت دسترسی سیستمها درنظر گرفته شده و همچنین می تواند بهره وری، کارایی و قابلیت دسترسی سیستمها را افزایش دهد. در اینجا بحث اینست که بهره وری سیستم تولید بتواند با یکپارچگی این تصمیمات بهبود یابد. این بحث با استفاده از مدل یکپارچه برنامه ریزی تولید و برنامه ریزی نگهداری پیشگیرانه بررسی می شود. یک ماشین ممکن است بموجب کاربرد و خرابی خود شکست بخورد. تعمیر و تعویض باعث شده تا دستگاه در دسترس بناشد، که اختلالاتی در برنامه ریزی تولید ایجاد می شود. از اینرو، نحوه برنامه ریزی نگهداری برای حفظ ماشینها در شرایط عملیاتی خوب و قابلیت اطمینان بالا مورد برنامه ریزی قرار گرفته، و برنامه ریزی تولید براساس نگهداری دستگاه نیز یک موضوع حیاتی برای دستیابی به تولید هوشمند می باشد. همچنانکه اهمیت بهینه سازی مشترک برنامه ریزی نگهداری و تولید برجسته و یا بیان شده است، این موضوع در چندین دهه، تحقیقات قابل توجهی را به خود جلب کرده است. با توجه به مبنای اصلی مطالعه سیستمهای بسیار پیچیده، بهینه سازی مشترک یک ماشین واحد بطور وسیع مورد بررسی قرار گرفته است. "گراوز و لی" مشکل برنامه ریزی یک ماشین را با کل زمان تکمیل موزون با عنوان تابع هدف درنظر گرفته اند، اما آنها فقط یک فعالیت نگهداری را در طول افق برنامه ریزی، برنامه ریزی کردند. آنها به برخی نتایج پیچیده وابسته به طول افق برنامه ریزی اشاره نمودند. "کیو و همکاران" مشکل ماشین مشابهی را با اقدامات نگهداری متعدد درنظر گرفتند، اما صریحا خطر عدم اجرای نگهداری را مدلسازی نمی کنند، که در تحلیل ما بدست آمده است. "لی و چن" این تحلیل را به دستگاههای موازی اما فقط با یک اقدام نگهداری توسعه دادند. "پان و همکاران" مشکل بهینه سازی را با درنظر گرفتن سیستم دستگاه تحت سیاست کامل PM دنبال کردند. "فیتوهی و نوررالفتح" مشکل یکپارچگی PM غیر چرخشی و برنامه ریزی تولید تاکتیکی را برای یک ماشین بررسی می کنند. همچنین آنها نگهداری پیشگیرانه غیر چرخشی را با برنامه ریزی تولید تاکتیکی در سیستمهای چندحالتی یکپارچه کردند. "پان و همکاران" مدل برنامه ریزی را برای سیستم ماشین متشکل از نگهداری ماشین و برنامه ریزی تولید مطرح کردند ، بطوریکه دسترسی دستگاه به حداکثر می رسد. "وانگ و لیو" از الگوریتم شاخه و حد برای بهینه کردن مشکل مشترک برنامه ریزی PM و برنامه ریزی تولید استفاده کردند. "ونگ و همکاران" روشی را برای مشکل مشترک برنامه ریزی تولید با درنظر گرفتن منابع متعدد و نگهداری پیشگیرانه مطرح کرده و اعتبار آنرا نیز اثبات کردند. "وانگ و لیو" به بررسی مدل یکپارچه بهینه سازی برای برنامه ریزی تولید و PM در یک ماشین با زمان شکست آن با توجه به توزیع احتمال ویبل پرداختند. "چن و همکاران" برنامه ریزی تولید را با برنامه ریزی نگهداری در سیستم قابل تعمیر ربط دادند. "کیو و همکاران" از الگوریتم ژنتیک برای حل مشکل مشترک یک ماشین استفاده کرده، و سیاست مشترک تصمیم گیری می تواند نتیجه بهتری را نسبت به سیاست مستقل بدست آورد. "میرعابدی و ایرانمنش" مشکل برنامه ریزی جریان شغلی را با فعالیتهای نگهداری پیشگیرانه یکپارچه کردند تا کل زمان تکمیل به حداقل برسد، و دو فراابتکاری را براساس الگوریتم ژنتیک و تبرید شبیه سازی شده مطرح کردند. "لیو و همکاران" مدلهای تولید، موجودی و پیشگیرانه را برای سیستم تولید چندمحصولی یکپارچه کردند. "چن و همکاران" برنامه ریزی تولید را با برنامه ریزی نگهداری برای یک سیستم قابل تعمیر یکپارچه نمودند. سه نوع نگهداری برای برگرداندن ماشینها به حالت اول انجام شد. "لو و همکاران" نیز یک مدل مشترک را برای یکپارچگی PM مبتنی بر اجرا در مشکل برنامه ریزی تولید مطرح نمودند. "زیائو و همکاران" یک مدل بهینه سازی مشترک را برای به حداقل رساندن هزینه کل با معرفی هزینه تولید، هزینه نگهداری پیشگیرانه، حداقل هزینه تعمیر برای خرابیهای غیرمنتظره و هزینه دیرکرد نشان دادند. با اینحال، در نگهداری، اطلاعات پیش آگهی و تشخیصی درنظر گرفته نمی شوند. تصمیمات براساس اطلاعات معتبر بدست آمده از سیستمهای مشابه می باشند درحالیکه اطلاعات پیش آگهی و تشخیصی درنظر گرفته نمی شود. در این مقاله، برنامه ریزی نگهداری پیشگیرانه به اطلاعات تشخیصی و اطلاعات پیش آگهی (یا اطلاعات تخریب سیستم) اشاره می کند. بررسی نگهداری می تواند مدیریت منابع، بهینه سازی استراتژی نگهداری و ارزیابی را نیز درنظر بگیرد. اخیرا، مدلهای ریاضی برای بیان نگهداری پیشگیرانه با توجه به موجودی قطعات یدکی ارائه شده اند. برای مثال، "باستن و همکاران" الگوریتم راه حل بهینه را برای مشکل مشترک LORA (سطح تحلیل تعمیر) و موجودی قطعات یدکی مطرح کردند. "وانگ" روش بهینه سازی مشترک را برای کنترل موجودی قطعات یدکی و فاصله بازرسی نگهداری پیشگیرانه نشان داد. تمامی این مطالعات شامل بهینه سازی مشترک نگهداری و موجودی قطعات یدکی هستند. از اینرو، در مفاهیم فعلی، نگهداری با تمرکز بر بهینه سازی موجودی قطعات یدکی و استراتژیهای نگهدای فقط با بررسی وضعیتهای سیستم توسعه می یابد. در این مقاله، نگهدرای بر بهینه سازی قطعات یدکی، ابزارها و پرسنل نگهداری تمرکز می کند. همچنین در این مقاله، مدل چندمرحله ای برنامه ریزی نگهداری با استفاده از اطلاعات خرابی با بررسی برنامه ریزی منابع مطرح می شود. این مطالعات جالب هستند و می توانند در طیف وسیعی از صنایع مانند تولید نیمه رسانه، حمل و نقل، و تولید برق بکار روند. این مقاله یک روش جدید را ارائه نموده که ترکیبی از اطلاعات پیش آگهی با منابع در دسترس بوده تا به تصمیمات نگهداری و برنامه ریزی تولید بهینه دست یابد. بخشهای این مقاله بصورت زیر می باشند. اول، اطلاعات خرابی سیستم مانند تخریب و قدیمی بودن در مدل نگهداری پیشگویانه مطرح می شوند. سپس، اقدامات مختلف نگهداری می توانند برای هر وضعیت شکست توسعه یافته، و هر وضعیت سیستم با یک هدف متفاوت بهینه خواهد شد. در نهایت، مدل تصمیم گیری یکپارچه برای برنامه ریزی تولید و نگهداری پیشگیرانه ارائه می شود. مزایای یکپارچگی این دو فعالیت در فرایند تصمیم گیری نیز مورد بحث قرار می گیرند. ازطریق یک نمونه ساده، روشی برای شناسایی برنامه ریزی بهینه، و تصمیمات نگهداری مطرح می شود. سپس بینشهای بدست آمده از بررسی این مدل با استفاده از مثالهای عددی ارائه می شوند. این مقاله بدین صورت سازماندهی می شود. بخش 1 به بررسی مفهومی در مورد تحقیق قبلی اشاره می کند. بخش 2 مدل برنامه ریزی تولید را معرفی نموده. مدل نگهداری پیشگویانه نیز در بخش 3 مطرح می شود. سپس، بخش 4 به ارائه یک مدل مشترک برای برنامه ریزی نگهداری پیشگیرانه با برنامه ریزی تولید می پردازد. بخش 5 شامل آزمایش و بخش 6 نیز خلاصه و برخی ملاحظات را بیان می کند.