2-1 مقدمه9
2-2 زمانبندی و برنامه ریزی اتاق عمل10
2-3 ضرورت توجه به زمانبندی12
2-4 تعریف انواع زمانبندی14
2-5 ادبیات مرتبط با مسائل جریان کارگاهی انعطاف پذیر15
2-2-2 دسته بندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر19
2-6 طبقه بندی عدم قطعیت22
2-6-1 توصیف عدم قطعیت23
2-6-2 زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر تحت عدم قطعیت24
2-7 رویکردهای اساسی زمانبندی تحت عدم قطعیت27
2-7-1 رویکرد کاملا واکنشی28
2-7-2 رویکرد استوار28
2-7-3 رویکرد پیشگویانه واکنشی31
2-8 زمانبندی برخط33
2-9 مروری بر ادبیات زمانبندی عملهای جراحی35
2-9-1 برنامه ریزی ریاضی36
2-9-2 شبیه سازی41
2-9-3-الگوریتم های فرا ابتکاری42
2-9-4 الگوریتم های ابتکاری43
2-10 جمعبندی49
فصل 3 مدلسازی و تعریف مسأله30
3-1 مقدمه51
3-2 بیان مسأله51
3-3 رویکرداستراتژیک-عملیاتی52
3-3-1 فاز اول: فاز استراتژیک(طراحی)53
3-3-1-3 مدل پیشنهادی برای فاز استراتژیک(طراحی)58
3-4 فازدوم: فاز عملیاتی62
3-5 روش پیشنهادی برای اجرای فاز عملیاتی63
3-5-1 قابلیت اطمینان64
3-5-2 مدلسازی ریاضی برای فاز عملیاتی69
فصل 4 رویکردهای حل72
4-1 مقدمه73
4-2 روش حل فاز استراتژیک(برنامه ریزی دوهدفه)73
4-2-1 روش ?-محدودیت75
4-3 روشهای تکاملی76
4-3-1 ساختار جواب برای الگوریتم ژنتیک76
4-3-2 الگوریتم ژنتیک80
4-3-3 الگوریتم جستجوی فاخته86
4-4 تنظیم پارامترها برای الگوریتمهای فراابتکاری با استفاده از روش تاگوچی91
4-5 جمعبندی93
فصل 5 تحلیل نتایج95
5-1 مقدمه96
5-2 نتایج بدست آمده از فاز اول: فاز استراتژیک(طراحی)96
5-2-1 تخمین سناریو زمان انجام عمل جراحی98
5-2-2 حل دقیق با رویکرد ?-محدودیت و استفاده از نرمافزار GAMS IDE/Cplex99
5-3 نتایج بدست آمده از فاز دوم: فاز عملیاتی106
5-4 تنظیم پارامترهای الگوریتم ژنتیک با استفاده از روش تاگوچی109
5-5 مسائل با ابعاد کوچک112
5-5-1 نتایج حاصل از حل دقیق مسائل کوچک و تحلیل آن116
5-5-2 نتایج حاصل از حل مسائل کوچک با الگوریتم های فرا ابتکاری و مقایسه آن با حل دقیق119
5-6 مسائل با ابعاد متوسط125
5-6-1 نتایج حاصل از حل دقیق مسائل متوسط و تحلیل آن127
5-6-2 نتایج حاصل از حل مسائل متوسط با الگوریتم های فرا ابتکاری و مقایسه آن با حل دقیق130
5-7 نتایج حاصل از حل مسائل بزرگ با الگوریتم های فرا ابتکاری و مقایسه آن با حل دقیق135
5-8 جمعبندی136
فصل 6 نتیجهگیری و پیشنهاد برای تحقیقات آتی109
6-1مقدمه138
6-2 نتیجهگیری139
6-3 پیشنهاد برای تحقیقات آتی140
فهرست منابع142
پیوست الف دادههای استفاده شده در این تحقیق148
واژه نامه فارسی به انگلیسی156
واژه نامه انگلیسی به فارسی157
فهرست جدولها صفحه
جدول 2-1 برخی از مسائل زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر13
جدول 2-2 دسته بندی مطالعات بر روی زمانبندی FFS تحت عدم قطعیت 21
جدول 5-1 زمان انجام یک عمل جراحی خاص توسط تیم اول در یک ماه گذشته مرتب شده به صورت صعودی78
جدول 5-2 جراحیهای درنظر گرفته شده در فاز طراحی و تعداد تیم موجود در هر حوزه80
جدول 5-3 هزینههای بکارگیری هر تیم با واحد قرار دادن هزینه تیم اول بیهوشی81
جدول 5-4 تعداد تیمهای انتخاب شده با توجه به تخصص مربوطه 85
جدول 5-5 نحوه شمارهگذاری تیمها در مرحله بعد(فاز عملیاتی) به صورت جدول زیر میباشد85
جدول 5-6 میانگین زمان انجام عملهای جراحی و بیهوشی87
جدول 5-7 سطحهای درنظر گرفته شده برای پارامترهای الگوریتم ژنتیک 90
جدول 5-8 حالت های پیشنهادی روش تاگوچی91
جدول 5-9 ابعاد مسائل نمونه با سایز کوچک94
جدول 5-10 ابعاد مسائل نمونه با سایز کوچک تعداد جراحیهایی که در یک روز باید انجام شود95
جدول 5-11 نتایج بهدست آمده از حل دقیق مسائل در ابعاد کوچک96
جدول 5-12 نتایج حل مسائل نمونه با سایز کوچک توسط الگوریتمهای فرا ابتکاری و مقایسه آن با نتایج حل دقیق100
جدول 5-13 ابعاد مسائل نمونه با سایز متوسط105
جدول 5-14 ابعاد مسائل نمونه با سایز متوسط تعداد جراحیهایی که در یک روز باید انجام شود106
جدول 5-15 نتایج حاصل از حل مسائل معرفی شده در ابعاد متوسط107
جدول 5-16 نتایج حل مسائل نمونه با سایز متوسط توسط الگوریتمهای فراابتکاری و مقایسه آن با نتایج حل دقیق111
جدول5-17 مقایسه عملکرد الگوریتم فراابتکاری با روش حل دقیق در راستای بهینگی جوابها و زمان حل مسائل با سایز بزرگ116
فهرست شکلها صفحه
شکل 1-1 نمودار جریان بیماران 6
شکل 2-1 ساختار کلی مسأله جریان کارگاهی انعطافپذیر11
شکل 2-2 توزیع معیارهای بکار گرفته شده در زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر 15
شکل 4-1 ساختار کلی جواب57
شکل 4-2 ساختار جواب برای سه تیم بیهوشی و پنج تیم جراحی58
شکل 4-3 مثالی عددی ساختار جواب برای سه تیم بیهوشی و پنج تیم جراحی 58
شکل 4-4 تعداد جوابهای مشابه برای سطر مربوط به بیهوشی برای حالت سه تیم بیهوشی59
شکل 4-5 ساختارجواب برای سطر مربوط به بیهوشی برای حالت چهار تیم بیهوشی59
شکل 4-6 تعداد جوابهای مشابه برای سطر مربوط به بیهوشی برای حالت چهار تیم بیهوشی60
شکل 4-7 شبه کد ارائه شده برای الگوریتم ژنتیک61
شکل 4-8 مثالی برای نشان دادن نحوه عملکرد عملگرها62
شکل 4-9 نحوه کارکرد عملگر تقاطع الگوریتم ژنتیک و جواب بدست آمده از عملگر تقاطع62
شکل 4-10 فرزندهای حاصله و عمل موجه سازی64
شکل 4-11 نحوه عملکرد عملگر جهش65
شکل 4-12 شبه کد ارائه شده در برای الگوریتم جستجوی فاخته68
شکل 4-13 یک جواب اولیه برای نمایش نحوه عملکرد عملگرها69
شکل 4-14 نحوه عملگر پرواز لووی69
شکل 4-15 فرآیند موجه سازی جواب70
شکل 5-1 مرز پارتو با استفاده از حل دقیق دو هدفه فاز یک82
شکل 5-2 توالی انجام هر کار بر روی هر تیم جراحی و بیهوشی بعد از حل فاز اول (طراحی)84
شکل 5-3 فاکتورهای کنترلی بر پایه نرخ (S/N)92
شکل 5-4 ترکیب بهینه سطوح پارامترها92
شکل 5-5 نمودار تغیرات f1* با حل دقیق مسائل با اندازه کوچک97
شکل 5-6 نمودار تغیراتf2* با حل دقیق مسائل با اندازه کوچک97
شکل 5-7 نمودار تغیراتf3* با حل دقیق مسائل با اندازه کوچک98
شکل 5-8 نمودار تغیراتz* با حل دقیق مسائل با اندازه کوچک98
شکل 5-9 نمودار تغیرات زمان اجرا با حل دقیق مسائل با اندازه کوچک99
شکل 5-10 تغیرات تابع هدف با استفاده از روش های مختلف101
شکل 5-11 نمودار تغییرات زمان اجرا با در نظر گرفتن روش های مختلف101
شکل 5-12 روند بهینگی نسبی جوابهای به دست آمده و زمان حل102
شکل 5-13 نمودار تغیرات f1* با حل دقیق مسائل با اندازه متوسط108
شکل 5-14 نمودار تغیرات f2* با حل دقیق مسائل با اندازه متوسط108
شکل 5-15 نمودار تغیرات f3* با حل دقیق مسائل با اندازه متوسط109
شکل 5-16 نمودار تغیراتz* با حل دقیق مسائل با اندازه متوسط109
شکل 5-17 نمودار تغیرات زمان اجرا با حل دقیق مسائل با اندازه متوسط110
شکل 5-18 تغیرات تابع هدف با استفاده از روش های مختلف112

شکل 5-19 نمودار تغییرات زمان اجرا با در نظر گرفتن روش های مختلف113
شکل 5-20 مقایسه عملکرد الگوریتمهای فراابتکاری و حل دقیق114
شکل 5-21 نمودار تابع هدف-زمان الگوریتم جستجوی فاخته برای مسأله m43115
فهرست علائم و نشانهها
دامنه عملیاتCmaxحداکثر زمان در جریانFmaxحداکثر دیرکردLmaxتعداد کارهای دیرکردU
فصل 1
مقدمه و کلیات تحقیق
1-1 مقدمه
در دنیای امروز با توجه به پیشرفت سریع تکنولوژی، سازمان ها از حالت انحصاری بیرون آمده و نیاز به رقابت در آن ها شدیدا احساس می شود. در این میان یکی از عواملی که می تواند یک سازمان را در عرصه رقابت مطرح سازد، توانایی آن در فراهم کردن محصولی با کیفیت، در کوتاه ترین زمان و با کمترین هزینهی ممکن است. برای باقی ماندن در بازارهای بسیار رقابتی جهانی که به سرعت در حال تغییر و پیشرفت است، شرکتهای تولیدی باید برای دستیابی به سیستم هوشمندتر و چابک بسیار تلاش کنند. بنابراین ،با توجه به عواملی چون رقابت و نوسانات تقاضا، چگونگی آماده کردن محصول دارای اهمیت ویژهای است. محصولات یک کارخانه با توجه به سیستم برنامهریزی تولید آن، یا به شیوه ی مستقیم درون کارخانه تولید میشوند و یا برون سپاری میشوند. در این سیستم، برنامه ریزی در شرایط عدم قطعیت، مانند خرابی دستگاهها و زمان پردازش تصادفی، حیاتی و کارا به نظر می رسد. تولیدات داخلی کارخانه ،با توجه به نیازهای متنوع مشتریان، عموما دارای مسیر های کاری متفاوت هستند و در واقع مسأله جریان کارگاهی انعطاف پذیر1 در حالت عدم قطعیت بیشتر به شرایط واقعی دنیای امروزه شباهت دارد و حل بهینه ی این مسأله از دیدگاه کمینه سازی معیارهایی چون دامنه عملیات، میزان تأخیر کارها و بیشترین استفاده از ماشین آلات، بسیار حائز اهمیت است.
زمانبندی محصول یک فرآیند تصمیم گیری برای تخصیص منابع محدود مانند ماشین ها، تجهیزات حمل مواد، اپراتور ها، و ابزارها به کار ها برای رسیدن به یک هدف معین می باشد. مطالعات گذشته در این زمینه عموما در فضای ایستا با تعداد کارهای ثابت، زمان پردازش قطعی، در نظر نگرفتن حوادث غیر مترقبه که میتواند بر روی انجام کار ها تاثیر بگذارد، میباشد. در شرایط واقعی تولید، فضا پویا است و حالت های غیر قطعی و احتمالی مانند خرابی ماشین، زمانهای پردازش احتمالی، هجوم سفارشات و غیره وجود دارد. بنابراین زمانبندی محصول تحت عدم قطعیت در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. مسأله زمان بندی جریان کارگاهی در مطالعات گذشته به صورت تک هدفه در حالت قطعی در نظر گرفته می شد. در حالی که این مسائل در ذات خود به صورت چند هدفه می باشد و محدوده وسیعی از عدم قطعیت را در بر میگیرد. مسأله جریان کارگاهی انعطاف پذیر نیز مانند جریان کارگاهی باید به صورت چند هدفه و در حالت عدم قطعیت در نظر گرفته شود.
برنامه ریزی مسأله جریان کارگاهی انعطاف پذیر به دلیل کاربرد گسترده ای در انواع صنایع در دنیای واقعی از اهمیت زیادی برخوردار است. برنامه ریزی جریان کارگاهی انعطاف پذیر یک مسأله بهینه سازی NP-hard می باشد. در نظر گرفتن عدم قطعیت باعث پیچیده تر شدن این مسأله خواهد شد.در این مطالعه ابتدا به مدلسازی مسأله زمانبندی جریان گارگاهی انعطاف پذیر در شرایط عدم قطعیت می پردازیم سپس با توجه به NP-hard بودن مسأله با استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری به حل آن خواهیم پرداخت.
کاربرد رویکرد استوار در شرایط عدم قطعیت است. این رویکرد در مطالعات گذشته در مسائل زمانبندی نیز جایگاهی برای خود یافته است. با استفاده از رویکرد زمانبندی استوار میتوان زمانبندی اولیه را به نحوی ایجاد کرد که تغییر دادهها در زمان اجرای برنامه، کمترین تغییرات و اثرات را در زمانبندی اولیه منجر شود.
مفهوم استواری به توانایی یک سیستم در خوب عمل کردن تحت موقعیتهای مختلف اطلاق میگردد. توانایی کنترل صحیح جنبههای تصادفی زمانبندی در سیستمهای زمانبندی واقعی بسیار مهم است. این توانایی تنها به معنی کنترل اختلالاتی که رخ میدهد نیست بلکه سیستم زمانبندی خوب باید توانایی ایجاد زمانبندی مناسب در مقابله با اختلالات را داشته باشد. زمانبندی استوار یکی ز رویکردهایی است که میتواند این قابلیت را برای سیستم زمانبندی به وجود آورد. در این تحقیق از زمانبندی اسوار سناریو محور استفاده شده است.
در زمینهی رویکرد استوار، سابونکو اقلو و گورن(2009) از معیارهای استواری در مسائل زمانبندی نام برده اند که عبارت اند از:
کمینهسازی عملکرد واقعی مورد انتظار
کمینه سازی عملکرد بدترین حالت
کمینهسازی عملکرد بدترین سناریو با مشخص بودن بدترین سناریو
کمینه سازی عملکرد سناریو با بیشترین احتمال
کمینه سازی انحراف عملکرد زمانبندی واقعی مورد انتظار از عملکرد قطعی اولیه
کمینه سازی واریانس معیار عملکرد واقعی
کمینه سازی ترکیب محدب معیارهای دیگر
معیارهای استواری براساس تاسف
1-2 مطالعه موردی
مدلهای ارائه شده در این تحقیق مطابق با یک مسأله دنیای واقعی و مربوط به حوزهی سلامت میباشد. در این تحقیق هدف بررسی و طراحی یک سیستم اتاق عمل با تیمهای مناسب در ابتدا و سپس زمانبندی بیماران با توجه به معیارهای معرفی شده برای جراحی میباشد.
دادههای مورد نیاز این تحقیق از طریق مطالعه میدانی و همچنین از بخش جراحی یک مرکز درمانی استخراج شده است و در بعضی مواقع برای دستیابی به برخی دادههای کیفی از مصاحبه و نظر خبرگان و متخصصین حوزه مورد نظر استفاده شده است.
دادههای مورد نیاز این تحقیق عبارت اند از: زمان انجام هر عمل بر روی هر تیم، توانایی انجام هرعمل توسط هر تیم، اولویت معیارهای استفاده شده در تابع هدف فاز دوم، سناریوهای استفاده شده در فاز اول و احتمال رخداد هر سناریو.
بیماران برای انجام عمل جراحی باید از دو مرحله بیهوشی و جراحی بگذرند. در واقع بیماران ابتدا به مرحله بیهوشی وارد میشوند و پس از انجام فرایند بیهوشی، وارد مرحله جراحی میشوند و توسط تیم جراحی مربوط به خود عمل میشوند. فرآیند عمل مطالعه موردی این تحقیق در شکل (1-1) نشان داده شده است. در این تحقیق تیمهای جراحی متفاوت از هم در نظر گرفته شده است. یعنی هر تیم به صورت تخصصی قادر به انجام فعالیتهای مربوط به حوزه خود میباشد. با این توضیحات مسأله مورد نظر در این تحقیق یک مسأله زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر با ماشین های موازی غیر مرتبط2 و یکنواخت است.

شکل 1-1 نمودار جریان بیماران
1-3 اهداف تحقیق
در این تحقیق در گام اول هدف طراحی یک مسئله زمانبندی و انتخاب ماشینهای مورد نیاز از ماشینهای موجود است. و در گام دوم توالی کارهای موجود را برای ماشینهای انتخاب شده از مرحله اول بدست خواهد آمد. مسأله مورد نظر یک مسئله زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر دو مرحله ای است.
اهدافی که این تحقیق به دنبال آن است در فاز اول دستیابی به یک گروه از تیمهای جراحی و بیهوشی است به طوری که با توجه به عدم قطعیت های موجود بتواند معیار مجموع زماندرجریان کار را به طوری در نظر بگیرد که هزینه استفاده از این تیمها نیز برای سیستم به صرفه باشد. به همین دلیل در فاز اول یک مدل دو هدفه معرفی خواهد شد که معیار اول با توجه به عدم قطعی بودن زمانانجام عملها به صورت استوار تعریف شده است و معیار دوم نیز مربوط به هزینه بکارگیری از هر تیم میباشد.خروجی مرحله اول یک گروه از تیمها میباشد که برای بیهوشی و جراح انتخاب خواهند شد.
پس از حل مدل فاز یک حال یک مجموعه از تیمها در دسترس است که عملهای جراحی باید بر روی آنها انجام شوند. در این مرحله مدلی معرفی خواهد شد تا با توجه به مسأله دنیای واقعی و معیارهای مهم موجود در این مسأله زمانبندی مناسب را برای بیمارانی که باید جراحی روی آنها انجام شوند.
1-4 جمع بندی
مسألهای که در این تحقیق در نظر گرفته شده است یک مسأله زمانبندی جریان کارگاهی دو مرحلهای است که در دو فاز استراتژیک و عملیاتی در نظر گرفته شده است.
همانطور که در قبل به آن اشاره شد حوزه سلامت یکی از مهم ترین موضوعاتی می باشد که در حال حضر نظر دنیا را به خود جلب کرده است. با توجه به اینکه در سیستم های مراقبت های بهداشتی همیشه خدمت دهنده و بیمار وجود دارند پس می توان آن را به صورت یک مسأله زمانبندی در نظر گرفت. آنچه در این بخش مطرح شده است شمای کلی از مسأله موجود و کارهایی که در قسمتهای بعد به آن پرداخته شده است میباشد.
در قسمتهای بعد ابتدا به مرور کلی بر ادبیات موضوع پرداخته میشود سپس مدلهای مسأله دنیای واقعی مطرح شده و بعد از آن نیز توجه به حل این مدلها جلب خواهد شد. در قسمت آخر نیز نتیجه گیری و پیشنهادات آتی برای تحقیقات آینده بیان شده است.
فصل2
مرور بر تحقیقات پیشین
2-1 مقدمه
زمانبندی تولید عبارت است از تخصیص منابع محدود تولید، از جمله نیروی انسانی، تجهیزات و ابزار، برای انجام مجموعه ای از وظایف با بهینه سازی یک یا چند هدف (پیندو1 1995). درواقع یک فرآیند تصمیم گیری است که نقش مهمی در صنعت تولید ایفا میکند. زمانبندی موثر به یک ضرورت اساسی برای بقای شرکت و کسب و کار در حال رشد در بازار تبدیل شده است. امروزه صنعت در حال تجربه چالشهای جدیدی مانند رقابت جهانی، چرخه عمر محصول کوتاه تر، محصولات سفارشی، و تغییرات تقاضا در بازار، و غیره است. به منظور حفظ رقابت، برای شرکت های تولیدی بهبود عملکرد سیستم های زمانبندی تولید تحت افزایش نوسانات بازار (به عنوان مثال هجوم سفارشات و لغو کار) و عدم قطعیت داخلی در فرایند تولید (به عنوان مثال خرابی ماشین آلات، شکست ابزار، و تغییر زمان پردازش) بسیار مهم است.
انواع مسائل زمانبندی از محیط های تولید در دنیای واقعی شناخته شده است. با این حال بیستر تحقیقات دانشگاهی بر روی مسائل کلاسیک تمرکز دارند. زمانبندی کارگاهی یکی از قدیمیترین مسائل زمانبندی است که بررسیهای زیادی هم در دانشگاه و هم در صنعت بر روی آن انجام شده است. مدل زمانبندی کارگاهی پایهای شامل مجموعه ای از کارها و ماشین آلات است، که هدف آن تعیین توالی بهینه یا نزدیک به بهینه کار بر روی هر ماشین با توجه به برخی محدودیتهای موجود است.
با توجه به محیط های کارگاهی، زمانبندی کارگاهی را می توان به پنج دسته اصلی طبقه بندی کرد: تک ماشینه، ماشین های موازی، جریان کارگاهی، کارگاهی، و کارگاه باز(الله وردی و سروش2 2008، هال 1998). همه مسائل زمانبندی کارگاهی به کلاس NP تعلق دارند. زوبولاس3 و همکاران (2008).این مسائل بسیار سخت تر میشوند اگر بخواهبم عدم قطعیتهای پویا را در آن در نظر بگیریم.
در میان پنج نوع زمان بندی کارگاهی بالا، زمان بندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر به خوبی شناخته شده و به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است، و به این دلیل برای بررسی در این مطالعه مشخص شده است.
2-2 زمانبندی و برنامه ریزی اتاق عمل
زمانبندی و برنامهریزی اتاق عمل، در اواخر سال 1977 توسعه یافت (calichiman ,2005) اما طی دهه اخیر حجم مقالات به چاپ رسیده در این زمینه، افزایش قابل توجهی داشته است. اولین مقاله مروری در خصوص زمانبندی عملهای جراحی توسط ماجرلین و مارتین درسال 1978 ارائه شده است. در این مقاله مقالات موجود براساس نوع تکنیک حل طبقه بندی شده اند. زمانبندی عملهای جراحی را به دو زیر مرحله، زمانبندی ورود و زمانبندی تخصیص تقسیم کرده بودند. در سال 1977 بلیک و کارتر این طبقه بندی را توسعه دادند و پروسه سومی تحت عنوان زمانبندی منابع خارجی به آن اضافه کردند که در این پروسه رزرو و تعیین منابع مورد نیاز قبل و بعد از هر عمل جراحی مشخص شده است. هر یک از این مراحل در سه سطح استراتژیک، اجرایی و عملیاتی مورد بررسی قرار گرفتند.
کاردون در سال 2009 طبقه بندی جامع تری در خصوص برنامه ریزی و زمانبندی اتاق عمل ارائه کردند و مقالا را از دید متفاوتی مورد بررسی و تحلیل قرار دادند. این طبقه بندی بر اساس 7 معیار توصیفی زیر انجام شده است:

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

نوع بیمار
نوع عملکرد
قطعیت و عدم قطعیت مسأله
نوع تکنیک جواب
نوع آنالیز انجام شده
شرح تصمیمات گرفته شده (تاریخ، زمان، اتاق و ظرفیت)
کاربردی بودن یا نبودن مسأله
در این مقاله مروری، بیماران به دو دسته بیماران انتخابی( شامل بیماران سرپایی و بستری) و بیماران غیر انتخابی (بیماران اورژانسی و ضروری) تقسیم شده اند. بیماران سرپایی، بیمارانی هستند که بعد از عمل جراحی نیاز به بستری شدن ندارند و مرخص میشوند و این در حالی است که بیماران بستری بعد از عمل جراحی به مراقبت بیشتری احتیاج دارند و باید یک یا چند روز در بیمارستان بستری بمانند. بیماران ضروری، بیمارانی هستند که به درمان فوری نیاز دارند وباید بلافاصله بعد از ورود، عمل شوند. اما بیماران اورژانسی وضعیت بهتری نسبت به بیماران ضروری دارند و تا چند ساعت میتوانند برای درمان، منتظر بمانند. ورود بیماران اورژانسی و ضروری تصادفی است و به همین دلیل درنظر گرفتن این بیماران در برنامهریزی وزمانبندی، حالت تصادفی و غیر قطعی بودن را ایجاد میکند و باعث پیچیدگی زیاد مسأله میشود.
برای زمانبندی اهداف متفاوتی در نظر گرفته می شود که به نظر مدیریت بیمارستان و برنامه ریزی اتاق عمل بستگی دارد. کاردون طبقه بندی اهداف را بر اساس معیارهای کاهش زمان انتظار یا جراح، افزایش میزان خروجی هر خدمت، دامنه عملیات، بالانس منابع، بهره وری اتاق عمل و منابع مرتبط و اهداف مالی انجام داده است.
یکی از مسائل بسیار مهمی که در ایجاد یک زمان بندی دقیق موثر است در نظر گرفتن شرایط عدم قطعیت می باشد. در مقاله مروری ذکر شده به دو نوع عدم قطعیت اشاره شده است که اولی در زمان اجرا و دومی در ورود بیماران غیر انتخابی می باشد که در این تحقیق فقط عدم قطعیت نوع اول در نظر گرفته خواهد شد.
برای حل این گونه مسائل در حالت عدم قطعیت روش های مختلفی ارائه شده است که شبیه سازی یکی از روش هایی است که بیشتر به آن توجه شده است. مدل های برنامه ریزی ریاضی و بهینه سازی نیز از دیگر تکنیک های رایج در ادبیات موضوع زمان بندی و برنامه ریزی اتاق عمل می باشند. با توجه به پیچیدگی بالای مسائل زمان بندی در مسائل با اندازه های بزرگ روش های ابتکاری و فرا ابتکاری زیادی نیز در این زمینه ارائه شده است.
بسیاری از مطالعات زمان بندی اتاق عمل قابل اجرا در شرایط واقعی هستند. در حقیقت این گونه مسائل با توجه به شرایط واقعی مدلسازی شده اند. این مسائل در دسته مقالات کاربردی قرار گرفته و در مقابل مطالعاتی که از داده های واقعی استفاده نکرده اند در دسته مقالات غیر کاربردی قرار می گیرند.
در این پایان نامه از روش های مبتنی بر تحقیق در عملیات و تکنیک های بهینه سازی استفاده شده است.پس ادبیات موضوع محدود به همین حیطه می باشد. در ادامه ابتدا ادبیات موضوع مربوط به زمان بندی مطرح خواهد شد و در پی آن مقالاتی که زمان بندی اتاق عمل را مورد بررسی قرار دادند آورده می شود.
2-3 ضرورت توجه به زمانبندی
محصولات به چه ترتیبی میبایست تولید شوند؟ برای انجام کلیه فرآیندها در زمان مشخص به چه تعداد ماشین از انواع مختلف نیازمندیم؟ چه زمانی فرآیند تولید آغاز میشود؟ محدودیتهای دسترسی ماشینآلات چیست؟ اینگونه سوالات مکررا توسط افرادی که وظیفه برنامه ریزی و زمانبندی عملیات را دارند، مطرح میشود. این افراد وظیفه دارند منابع محدود موجود را به نحوی به فرآیندها تخصیص دهند که یک یا چندین مورد از اهداف تولیدی سازمان نظیر تحویل به موقع، کاهش زمان تولید و غیره تحقق یابد.
امروزه با توجه به پیچیدهتر شدن صنایع تولیدی و نیاز به کارایی بیشتر، چرخه تولید کوتاهتر محصول، انعطاف بیشتر، کیفیت بهتر محصولات، ارضای هرچه بیشتر توقعات مشتریان و در عین حال داشتن هزینههای کمتر، چهره تولید تغییر کرده است. سازمانهای امروزی به منظرو حفظ و بقای خود نه تنها باید خود را با این محیط متغییر تجاری سازگار کنند بلکه برای دوام آوردن در چنین بازاری میبایست به فکر ایجاد برتریهای رقابتی در چنین وضعیتی باشند. به منظور دستیابی به چنین مزایایی، سازمانها به دنبال راههایی برای بهینه کردن عملیات در سیستمهای تولیدی خود هستند. برنامه ریزی تولید یکی از حیاتی ترین بخشهای سیستمهای تولیدی است. در این میان هرچند توابع کلیدی دیگری همچون گردش مالی، منابع مدیریتی، برنامه ریزی ظرفیت، نگهداری و تعمیرات و غیره نیز نقش اساسی در سیستمهای تولیدی دارند اما امروزه بحث زمانبندی بسیار بیشتر از گذشته مورد توجه قرار گرفته است. در حقیقت امروزه برنامهریزی و زمانبندی کار برای بقا در بازار یک ضرورت است. در واقع برای مواجه شدن با فشارهای وارده بر بازارهای صنعتی و تجاری کنونی ( نظیر تنوع سلایق، کاهش طول عمر محصولات، رقابت در عرصه جهانی، گسترش سریع فرآیند و تکنولوژیهای جدید و غیره) و به منظور کاهش هزینه ها میبایست سطح موجودی سیستمهای تولیدی کاهش یافته و بیکاریها به حداقل برسد و در عین حال بتوان رضایت مشتریان را از لحاظ تحویل به موقع نیز تأمین کرد. بنابراین نیاز به یک برنامه زمانبندی کارا، موثر و قابل اطمینان کاملا احساس میشود اما متاسفانه دستیابی به چنین برنامه زمانبندی کار ساده ای نیست و حتی اغلب بسیار پیچیده است تا آنجا که نتایج یک تحقیق در مورد صنایع مکانیکی آمریکا نشان میدهد که 80 درصد از زمان مفید ماشینآلات در حالت انتظار تلف میشود. این آمار هرچند تأسف بار نکته قوی نیز دارد که نشان از پتانسیل صرفه جویی ناشی از زمانبندی مناسب در صنایع است.
کلاسن و مالسترم (1982) اهمیت برنامهریزی تولید را اینگونه بیان میکنند: “صدها ربات و یا تجهیزا کنترل کامپیوتری که میلیون ها دلار برای آنها هزینه شده است، چنانچه به علت برنامه زمانبندی غلط، مورد استفاده نامناسب قرار گیرند دارای کمترین ارزشی نیستند”.
در نهایت نکته دیگری که یاید به آن توجه کرد این است که زمانبندی تنها محدود به محیطهای تولیدی نمیشود و در سایر محیطها مانند فرآیندهای پردازش اطلاعات و سروسیهای صنعتی نظیر نگهداری و تعمیرات، حمل و نقل و غیره نیز کاربرد فراوان دارد.
2-4 تعریف انواع زمان بندی
زمانبندی نوعی تصمیمگیری با نقش حیاتی در سیستمهای تولیدی، خدماتی و صنعتی تعریف شده است. در محیطهای رقابتی کنونی که شرایط به سرعت در حال تغییر است وجود یک برنامه زمانبندی کارا نقش اساسی و حیاتی خواهد داست. درواقع در این چنین شرایطی شرکتها مجبور به رعایت زمان موعد تحویل کالا به مشتری، مدت زمان ساخت و غیره است. چرا که در غیر این صورت علاوه بر متحمل شدن هزینههای مالی ناشی از افزایش زمان ساخت و یا جریمههای دیرکرد، اعتماد مشتریان خود را نیز از دست خواهند داد.
زمانبندی تولید عبارت است از تخصیص منابع محدود تولید، از جمله نیروی انسانی، تجهیزات و ابزار، برای انجام مجموعه ای از وظایف با بهینه سازی یک یا چند هدف (پیندو 1995). درواقع یک فرآیند تصمیم گیری است که نقش مهمی در صنعت تولید ایفا میکند. زمانبندی موثر به یک ضرورت اساسی برای بقای شرکت و کسب و کار در حال رشد در بازار تبدیل شده است. امروزه صنعت در حال تجربه چالشهای جدیدی مانند رقابت جهانی، چرخه عمر محصول کوتاه تر، محصولات سفارشی، و تغییرات تقاضا در بازار، و غیره است. به منظور حفظ رقابت، برای شرکت های تولیدی بهبود عملکرد سیستم های زمانبندی تولید تحت افزایش نوسانات بازار (به عنوان مثال سفارشات هجوم و لغو کار) و عدم قطعیت داخلی در فرایند تولید (به عنوان مثال خرابی ماشین آلات، شکست ابزار، و تغییر زمان پردازش) بسیار مهم است.
انواع مسائل زمانبندی از محیط های تولید در دنیای واقعی شناخته شده است. با این حال بیستر تحقیقات دانشگاهی بر روی مسائل کلاسیک تمروز دارند. زمانبندی کارگاهی یکی از قدیمیترین مسائل زمانبندی است که بررسیهای زیادی هم در دانشگاه و هم در صنعت بر روی آن انجام شده است. مدل زمانبندی کارگاهی پایهای شامل مجموعه ای از کارها و ماشین آلات است، که هدف آن تعیین توالی بهینه یا نزدیک به بهینه کار بر روی هر ماشین با توجه به برخی محدودیتهای موجود است.
با توجه به محیط های کارگاهی، زمانبندی کارگاهی را می توان به پنج دسته اصلی طبقه بندی کرد: تک ماشینه، ماشین های موازی، جریان کارگاهی، کارگاهی، و کارگاه باز(الله وردی و سروش4 2008، هال 1998). همه مسائل زمانبندی کارگاهی به کلاس NP تعلق دارند. زوبولاس5 و همکاران(2008). در شکل زیر مای کلی از محیط کارگاهی زمان بندی نشان داده شده است.
شکل 2-1 روابط بین محیط های ماشین های مختلف
2-5 ادبیات مرتبط با مسائل جریان کارگاهی انعطاف پذیر
مسأله زمانبندی جریان کارگاهی انعطافپذیر(FFS)، یکی از شناخته شده ترین مسائل در زمینه زمانبندی تولید است، که به طور طبیعی از محیطهای تولیدی سرچشمه میگیرد و به طور گستردهای در صنایع مختلف دنیای واقعی وجود دارد. از زمانی که مسأله زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر در سال 1970 شناخته شد (آرتاناری و رامامورثی،61971)، توجه زیادی را در چند دهه گذشته به خود جلب کرده است(وانگ، 72005).
یک زمانبندی جریان کارگاهی انعطافپذیر، در ادبیات موضوع با نامهای خط جریان انعطاف پذیر(FFL)8، جریان کارگاهی ترکیبی (HFS)9، یا جریان کارگاهی چند پردازنده10 شناخته میشود(جانگواتاناکیت11 و همکاران 2008،کوادت و کوهن،12 2007). زمانبندی جریان کارگاهی انعطافپذیر یک تعمیم از مسأله زمان بندی خاص است(جانگواتاناکیت13 و همکاران، 2008) که از ترکیب مسائل زمان بندی جریان کارگاهی14 (FSS) کلاسیک و مسأله زمان بندی ماشین های موازی15 (PMS) ساخته میشود.
با ترکیب FSS و PMS یک FFS شامل یک سری از مراحل تولیدی میشود که هر کدام از آن مراحل چند ماشین را در بر میگیرد. بین هر دو کار پشت سر هم یک بافر میانی وجود دارد وقتی که کار در مرحله قبلی به پایان رسید برای پردازش در مرحله بعد در صف منتظر خواهد ماند. تمام کارهای آزاد شده به زمانبندی جریان کارگاهی انعطافپذیر باید تمام مراحل را به همان ترتیبی که وارد میشوند بگذرانند.
شکل 2-1 ساختار کلی مسأله جریان کارگاهی انعطافپذیر
در زمانبندی جریان کارگاهی انعطافپذیر ، جایگشت کارها معمولا مجاز نیست و از قطع کارها جلوگیری میشود. هدف زمانبندی جریان کارگاهی انعطافپذیر شناسایی توالی عملیات کارها بر روی هر ماشین است. شکل (2-1) یک ساختار کلی زمانبندی جریان کارگاهی انعطافپذیر را با m مرحله و تعداد متغیری از ماشینها در هر ایستگاه نشان میدهد.
پیکربندی مسأله جریان کارگاهی انعطافپذیر را می توان در بسیاری از صنایع در دنیای واقعی یافت(رودریگز و سالهی،16 2005، چوی و همکاران، 2009) از جمله کارخانه کیسه های کاغذی، مواد چرمی، لباس و تولید کفش، صنعت خودرو، تولید فولاد، ساخت تخته مدار چاپ 17(PCB) ، تولید نیمه هادی، صنایع شیمیایی و پتروشیمی، و غیره. به عنوان مثال، در یک سیستم تولید فولاد و ریخته گری پیوسته، کارها باید در سه مرحله جریان یابند، که در آن عملیات، از جمله ساخت فولاد، پالایش و ریخته گری، یک به یک انجام شوند(تانگ18 و همکاران، 2005، عتیقه چیان19 و همکاران، 2009). مسائل زمانبندی عموما NP-hard به عنوان مسائل بهینه سازی ترکیبی در نظر گرفته شدهاند. گوپتا20 (1988) ثابت کرد که مسأله زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر با دو مرحله، حتی اگر فقط یکی از مراحل شامل چند ماشین باشد NP-hard است. این نشان میدهد که مسأله زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر عمومی همچنین NP-hard است. گورگند و همکاران، (1999) نشان داند که مسأله زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر,(n × m) (مرحله × کار) با m_i ماشین موازی در مرحله i، تعداد کل راه حل های ممکن برابر است با?n!(?_(i=1)^m?m_i )?^n .
جدول 2-1 برخی از مسائل زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر
مقالاتسال انتشارفرضیاتجلاب و جلاب 2002جایگشت کارکروز و آشکین21
لاجنران22
وو و ویت23
جانگواتاناکی24
زندیه و غلامی252004
2006
2007
2008
2009آماده سازی وابسته به توالی در ماشین آلاتریانه و همکاران26
الویی و آربیتا
عتیقه چیان2001
2004
2009حمل و نقل بین ماشین آلاتسویک27
اکرمی28
هنتوس و بنهمدی292002
2006
2006ظرفیت بافر محدود بین دو مرحله پی در پیبوتا گنولاز30
وو و ویت2000
2007محدودیت اولویت کارالویی و آربیتا
الویی و آربیتا2004
2006محدودیت های تعمیر و نگهداریهونگ و ونگ
الیسانتوس31
کیانفر32 و همکاران
زندیه و غلامی2000
2003
2010
2009عدم قطعیت پویا
با توجه به اهمیت زیاد و ارتباط آن با صنعت، مسأله زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر موجب برانگیختن مطالعات گسترده ای از دیدگاه های مختلف شده است. با این حال، بسیاری از تحقیقات اولیه در برنامه ریزی مسأله زمانبندی جریان کارگاهی انعطاف پذیر معمولا برخی از مفروضات را در بر میگیریند از جمله:
عدم جایگشت کار بر روی یک ماشین،
بدون زمان راه اندازی یا زمان حذف برای یک کار،


پاسخ دهید