Βέλτιστη επιλογή μεγέθους παρτίδας και χρονικός προγραμματισμός συστήματος παραγωγής πολλαπλών προϊόντων με 2 σειριακά στάδια αποθήκευσης και τυχαία ζήτηση

Abstract

Στη συγκεκριμένη μεταπτυχιακή εργασία παρουσιάζεται ένα πρόβλημα βέλτιστου χρονικού προγραμματισμού παρτίδων παραγωγής (Stochastic Economic Lot Scheduling Problem ή SELSP) των δύο διαφορετικών προϊόντων που παράγει μία βιομηχανία διάταξης τύπου γραμμής παραγωγής. Ο κάθε τύπος προϊόντος παρέχεται σε δύο διαφορετικές μορφές (χύδην και σάκου) οι οποίες αποθηκεύονται σε δύο ξεχωριστούς χώρους αποθήκευσης τελικών προϊόντων πεπερασμένης χωρητικότητας. Η ζήτηση για κάθε τύπο προϊόντος και για κάθε μορφή του θεωρείται τυχαία ενώ όλοι οι χρόνοι μετάβασης της παραγωγικής διαδικασίας από ένα παραγόμενο προϊόν σε κάποιο άλλο θεωρούνται καθοριστικοί. Το συγκεκριμένο πρόβλημα μοντελοποιήθηκε ως μία Μαρκοβιανή διαδικασία αποφάσεων (.Markov Decision Process ή MDP) διακριτού χρόνου, όπου σε κάθε περίοδο αποφασίζεται αν θα πρέπει να αλλάξει η ρύθμιση της παραγωγικής διαδικασίας {setup) ώστε να ξεκινήσει η αλλαγή προϊόντος σε μία γειτονική βαθμίδα από αυτή που παραγόταν ή όχι. Η απόφαση αυτή προκύπτει λαμβάνοντας υπόψη την τρέχουσα κατάσταση του συστήματος, που ορίζεται από την υφιστάμενη ρύθμιση της παραγωγικής διαδικασίας και τα επίπεδα αποθέματος όλων των βαθμιδών (προϊόντων) στις δύο αποθήκες. Επίσης σε κάθε περίοδο θα πρέπει να αποφασισθεί αν θα πρέπει να σακιαστεί κάποιο προϊόν που βρίσκεται αποθηκευμένο στον πρώτο αποθηκευτικό χώρο ώστε να αυξηθεί το απόθεμα του δεύτερου ή όχι. Στόχος είναι η ελαχιστοποίηση του μέσου προσδοκώμενου κόστους λειτουργίας της μονάδας στον άπειρο χρονικό ορίζοντα, μέσω της επίλυσης του προβλήματος MDP με τη μέθοδο των διαδοχικών προσεγγίσεων. Το σύστημα επιλύεται παράλληλα και με προσομοίωση και παρουσιάζονται συγκριτικά τα αποτελέσματα τα οποία προκύπτουν από τον ακριβή τρόπο επίλυσης και την προσομοίωση για διάφορα σενάρια κατανομής της ζήτησης ανά προϊόν και ανά στάδιο. Ακόμη εξετάζεται το πώς επηρεάζεται η βέλτιστη τιμή του μέσου αναμενόμενου κόστους από παράγοντες όπως η κατανομή του συνολικού αποθηκευτικού χώρου μεταξύ των δύο σταδίων αποθήκευσης, η μεταβολή των παραμέτρων κόστους και η μεταβολή του ρυθμού σακιάσματος προϊόντων. Στη συνέχεια απλοποιείται το μοντέλο μέσω της απαλοιφής της ζήτησης σε μορφή σάκου και συγκρίνονται και πάλι τα αποτελέσματα που προκύπτουν από τη χρήση του ακριβούς και ενός ευρετικού αλγορίθμου. Τέλος εξετάζεται το ποσοστιαίο σφάλμα του μέσου προσδοκώμενου κόστους λειτουργίας που προκύπτει από τον ευρετικό αλγόριθμο σε σύγκριση με τη βέλτιστη λύση του ακριβούς αλγορίθμου για διάφορα σενάρια.