اجرایی تولید، الگوهای طراحی، تابع تولید

دانلود پایان نامه ارشد

تولید قطعات بسیار سفارشی شده، بهینهسازی مطلق تولید به سختی میتواند مورد غفلت قرار گیرد، اما نکته مهم این است که در محیط،دائماً در حال تغییربوده و نبود انعطافپذیری سبب میشود که نتوان مکانیزمهای بهینهسازی بسیاری را لحاظ کرد.
سیستمهای کنترل توزیعشده، حل چنین مسائلی را با ارائه دو مکانیزم مورد بررسی قرار دادهاست.
• انتقال فرآیند تصمیمگیری از لایه برنامهریزی منابع سازمان به لایهسیستمهای اجرایی تولید، جایی که افق برنامهریزی کوتاهتری دارد و در نتیجه بهتر میتواند در قبال تغییرات واکنش نشان داد.
• توزیع کنترل در طول مجموعهای از موجودیتها ی مستقل که مسئولیت خاصی را برای انجام سفارش انجام میدهند.
برای اینکه بتوان انعطافپذیری بیشتری را برای کنترل و برنامهریزی تولید فراهم کرد، چشماندازهایی از سیستم کنترل تولید تعریف شدند و به چندین معماری و مفهوم توسعه یافتند. چشمگیرترین آنها مفهوم تولید هولونی و معماریهای چشمگیر نظیر پروسا و متامورف Iو II.
ایده کلی سیستمهای کنترلی توزیعشده این است که فرآیند تصمیمگیری، همانند کاراییهای سیستم در بین موجودیتهایی که مستقل عمل میکنند و تحت عنوان هولون خوانده میشوند، توزیع میشود[4].

2.4.1راه حلهای فعلی سیستمهای اجرایی تولید توزیعشده
تمامی بازهراهحلها در سیستمهای اتوماسیون توزیعشده توسعهیافته از جزئاً متمرکز تا تماماً توزیعشده متغیر است. بعضی از آنها شامل معماری کامل هستند که نه فقط سیستمهای اجرایی تولید را شامل میشوند بلکه کنترل را در تمامی سطوح شامل میشود. سایرین صرفاً مکانیزم پشتیبانیکننده دارند که فقط امکان این را فراهم میآورند تا سیستمهای متداول با ملزومات صنایع مدرن سازگار شوند.
بیشتر معماریهای سیستمهای اجرایی تولید توزیعشده از تکنولوژی چندعاملی استفاده میکنند و واژه عامل علیرغم تفاوت اصلی منشا سیستمهای چندعاملی است.
معروفترین معماری موجود، پروسا است که یک معماری مرجع هولونیک است که براساس سه نوع هولون پایه شکل گرفته است: محصول، سفارش و منبع. علاوه بر آن برای تمامی معماریهای موجود توزیعشده، الزام برای دیدن کارگاه وایجاد واسطی این اجبار را به همراه آورده است تا چهارمین نوع کامپوننت نیز شکل گیرد. معماری دیگر که بر اساس مفهوم هولونی شکل میگیرد متامورف I و متامورف II است. این معماری از موجودیت مدیاتور استفاده میکند که مکانیزم ارتباطی را برای سیستمها و کامپوننتهای مختلف فراهم میآورد و کارایی بسیاری را برای سیستمهای اجرایی تولید فراهم میکند. ضمن آنکه متامورف اولیه بیشتر یک ابزار یکپارچه کننده برای سیستمهای درگیر بوده تا یک راهحل جامع.
نهایتاً اینکه متامورف، با معماری چندعاملی درگیر شد، معماری که تلاش میکند کاراییهای سازمانهای تولیدی را در محیط توزیعشده بالا برد. به عنوان مثال، زیرساختارهای سازمانهای تولیدی مبتنی بر عامل، یک معماری هیبریدی مبتنی بر عامل است که مدیاتور را با رویکرد عاملهای خودمختار ترکیب میکند.
معماریهایی نظیر کارخانههای فرکتال پیشرفته اززنجیره تامین اطلاعاتی استفاده میکنند که از کارایی واسط منابع مبتنی بر عامل استفاده میکند که هدایت سفارش تولید غیر متمرکز را بر اساس استراتژی بهینهسازی محلی انجام میدهد. بر عکس آن اتوماسیون کارخانه بر اساس پابادیس، معماری عاملی را فراهم میآوردکه سطحی از اتوماسیون را فراهم میآورد که کل هرم اتوماسیون را تحت پوشش قرار میدهد ولی هدف اصلی اش سیستم اجرایی تولید توزیعشده جامع است.

2.4.2الگوهای طراحی جامع برای سیستمهای اجرایی تولید
سازماندهی یک سیستماجرایی تولید و ارتباط آن با برنامهریزی منابعسازمان و لایه پایین تولید الگوهای جامعی دارد که توسط بسیاری از راهکارهای سیستمهای اجرایی تولید توزیعشده دنبال شدهاست.
الگوهای طراحی به طور بسیار گسترده در فناوری اطلاعات مورد استفاده قرار گرفته است و با ظهور شیگرایی ایده الگوی طراحی ، به عنوان اصل طراحی مستقل از برنامهکاربردی برای مهندسی نرمافزار اتخاذ شد.
در سالهای اخیر استفاده از الگوهای طراحی در چندین نظم که شامل طراحی برنامههای کاربردی کنترلی یکپارچه است، متداول شده است. همراه با طراحی کنترل، برنامههای کاربردی الگوهای طراحی را به عنوان مبنا توسعه قرار دادند.
در زمینه سیستمهای کنترلی توزیعشده، عاملها بسیار مورد پذیرش قرار گرفتهاند واین دلیل آن است که الگوهای طراحی، در این زمینه بسیار مورد شرح وتفصیل قرار گرفتهاست، ولی در سایر رویکردها نظیر سرویسگرایی نیز قابل اجرا است.
در سیستمهای اجرایی تولید دو موجودیت عامل به همراه سه دسته از دانش وجود دارد که مرتبط با فرآیند اجرای سفارشهای تولید است. این دو موجودیت که سفارش و منبع هستند. معمولاً توسط دستهبندیهای دانش تولید، دانش سفارش و دانش منبع انجام میشوند.
عاملهای منابع مرتبط با واحد تولید، انواع مختلفی دارند، هر عامل یک منبع را با قابلیتهای تولید خاص به نمایش میگذارد و برای اجتماع عاملها دانشی حاوی اطلاعات منابع فراهم میآورد. این عامل برای تمامی تصمیمات کنترلی مرتبط با منابع، شامل زمانبندی منابع بر طبق الگوریتمهای زمانبندی مشارکتی ،کنترل منابع در لایه پایین تولید و همچنین فعالیتهای پشتیبانی نظیر نگهداری و فعالیتهای چرخه حیات را پاسخگو است.
با روبهرو شدن با این موجودیتها و توزیع دانش، کل سیستم بدین ترتیب عمل میکند که تمامی عاملها جامعهای از عاملها را شکل میدهند که شامل عاملهای منابع و عاملهای سفارش هستند. این جامعه عاملها همچنین شامل یک تابع ثبت نام خاص برای منابع است. هنگام آغاز بهکارکردن یک عامل منبع، این عامل، قابلیتهای تولیدش را ثبت میکند. قابلیتهایی که تحت عنوان توابع تولیدی قابل استفاده نمایش دادهشده است. این توابع تولید، قابلیت جستجو داشته، مقداردهی اولیه میشوند، پارامتردهی میشوند و در حین تعامل دو عامل منبع و سفارش متوقف و شروع به کار میکنند[18].
از طرف دیگر، هر عامل سفارش، یک سفارش محصول را تحت پوشش قرار میدهد که متشکل از مجموعهای از گامهای تولید است که برای فرآیند تولید ضروری میباشد. ضمناً عامل سفارش بایستی برای قابلیتهای تولید موردنظر که توسط عامل منبع برای انجام سفارش پیشنهاد داده میشود، مذاکره کند. بدیهی است که برای انعطاف پذیری سیستم مفید خواهد بود اگر دو عامل سفارش و منبع، هرکدام زمانبندی خودشان را نگهداری کنند و هر کدام به صورت مستقل تصمیمات زمانبندی خودشان را انجام دهند ولی به صورت مشارکتی[19].

شکل2.6 الگوی سفارش-منبع] 19[

هنگام آغاز به کارعامل منبع، این عامل خودش را به جامعه عاملها میشناساند ، بدین ترتیب که جامعه عاملها از توابع تولید که متعلق به عامل منبع است با خبر می شوند و یا آنکه از تست کنترل آن عامل منبع عبور می کنند. هر عامل سفارش، سفارش تولید خودش را گام به گام بر اساس شماره تعامل بین عامل منبع و عامل سفارش پردازش میکند.
1. عامل سفارش، گام تولید بعدی را که بایستی اجرا شود را انتخاب میکند.
2. عامل سفارش، برای دانش جامعه عاملها، مجموعه از عاملهای منابع را که شامل توابع تولید که میتواند برای گام تولید بعدی عامل سفارش مورد استفاده قرار گیرد را مشخص میکند.
3. عامل سفارش با عامل منبع مشخص شده مذاکره میکند و طی آن تابع تولیدی بعدی که قرار است مورد استفاده قرار گیرد و زمانبندی مورد استفاده مشخص میشود. بنابراین،عامل سفارش از تمامی عاملهای منبع مورد نیاز برای زمانبندی سوال میکند ودرباره تابع تولید بعدی که قرار است مورد استفاده قرار گیرد، تصمیم میگیرد و این تابع را تخصیص میدهد. عامل منبع مرتبطی که تابع تولید آن انتخاب شده است، منابع را در زمانبندی خودش تخصیص میدهد.
4. در لحظه توافق، عامل سفارش به عامل منبع دسترسی یافته تا تابع تولید مدنظر را آغاز و پارامتردهی کند.
5. اگر پردازش پایان یافته باشد، آنگاه توابع پردازشی، نتایج پردازش را برای عامل سفارش با استفاده ازعامل منبع مرتبط گزارش میدهد[4].

2.4.3تحلیل و مقایسه رویکردهای توزیعشده
از آنجا که راهحلهای مختلف سیستمهای اجرایی تولید معمولاً برای حوزههای مختلف پیادهسازی نظیر زمانبندی، پشتیبانی از مشتری، بهرهوری منابع و یکپارچگی سیستمتمرکز دارند. لذا نمیتوان آنها را با هم مقایسه کرد. در ادامه تمرکز بر سیستمهایی است که تمامی فرآیندهای تولید را تحت پوشش قرار میدهند. از این رو مفاهیم مبتنی بر هولون نظیر پروسا و متامورف و مفاهیم مبتنی بر عاملها نظیر پابادیس که بازه وسیعتری را تحت پوشش قرار میدهند، بررسی شده و یکپارچگی عمودی تمامی لایهها را مدنظر قرار میدهیم.
هولون منابع و عاملهای محلی
اگر به طور کلی صحبت کنیم دو عنصر اصلی در کارخانههای توزیعشده وجود دارد: منابع و مشتریها، که مشتریها با الگوی طراحی سفارش نشان داده شده است.
منابع در سیستمهای تولید هولونی توسط هولون منابع نشان داده شده است، چیزی که نمایشگر منابع سطح ماشین نیز هست. هولونهای منابع متشکل از قطعات فیزیکی است که با عنوان منابع تولید در سیستم تولید هولونی شناخته میشوند و بخش پردازش اطلاعات که منابع را کنترل میکند. بخش دوم متدهایی را نگهداری میکندکه منابع تولید را تخصیص میدهد و دانش و رویههای سازماندهی و منابع فیزیکی تولید را کنترل میکند تا تولید را به پیش ببرد.
در پابادیس، هولونهای منابع واحد تولید مشارکتی22 نامیده میشود، چیزی که در عمل واحد تولید کارگاه نیز هست. بخش پردازش اطلاعات هولونهای منابع به بهترین نحو با مفهوم عاملهای منابع تناسب دارد و یا عاملهای محلی در پابادیس- که در آن واحد تولید مشارکتی، بخشی از توابع کنترلی را نیز شامل میشود.
مهمترین تفاوتی که وجود دارد این است که در پابادیس، عامل محلی، کمابیش یک واسط بین جامعه عاملها و واحد تولید مشارکتی است و عاملهای محلی یک واسط عام دارد که امکان یکپارچگی با هر سختافزار خاصی را دارد. در سیستم تولید هولونی، هولونهای منابع چیزی فراتر از این واسطها هستند. چیزی که تمامی کاراییهای واحد تولید مشارکتی(توابع، واحد کنترل و سطح ارتباطی عاملها) در آن به خوبی پیادهسازی شده است. پابادیس بخش منطقی و استاندارد سطح کنترل را تشخیص میدهد، آنچه که قابل استفاده برای هر واحد کنترلی مشارکتی، بخش مختص هر ماشین و بخشهایی که بایستی توسط مشتریان سیستم پیادهسازی شود، نیز است. چنین امکانی سیستم را انعطافپذیرتر میکند و سطح کنترلی را کپسوله میسازد و امکان افزودن کارایی جدید را راحتتر میسازد، زمانی که مشتری(سازما ن صنعتی دیگر) بایستی یک منبع مستقل از کارخانه به سیستم تولید اضافه کند وآنوقت دیگر لازم نیست نگران قابلیت کار متقابل با کامپوننتهای جدید باشد و مشتری فقط بایستی واسط را دنبال کند.
عاملهای هولون فقط منابع را پشتیبانی نمیکنند، علاوه بر آن تمامی امکانات تولید را نیز مدیریت میکنند. این بدان معنی است که قادرند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند تا بتوانند استفاده بهینه از ماشینها داشته باشند ولی پابادیس اجازه نمیدهد عاملهای منابع با یکدیگر ارتباط برقرار کنند این بدین جهت است که سیستم محصولگرا شود نه ماشینگرا. چیزی که بزرگترین تفاوت بین پابادیس و سیستم تولید هولونی است. محصول و کارایی آن هدف اصلی در پابادیس است ولی سیستم تولید هولونی بیشتر بر استفاده بهینه از ماشین تمرکز دارد. چنانچه هولونهای سفارش صرفاً به صورت مجموعهای از پارامترهای تولید که بایستی تولید شود خلاصهشده است[20].
هولونهای سفارش و عاملهای تولید
در مقایسه هولونها و عاملهای محلی تفاوت بین عاملهای تولید در پابادیس و هولون سفارش در سیستم تولید هولونی واضحتر است.
• عامل تولید یک نمونه موجودیت است که تمامی مراحل تولید یک قطعه کاری را مدیریت میکند. این عامل تصمیمات، فعالیتها و دانش خودش را بر اساس یک سفارش کاری قرار میدهد. چیزی که مشخصه کاملی از فعالیتهای تولید را با در نظر گرفتن وظایفی که بایستی انجام شود، تا یک سفارش تولید کامل شود، ارائه میدهد.

پایان نامه
Previous Entries فناوری اطلاعات، اجرایی تولید، مدیریت هزینه Next Entries پردازش ابری، فناوری اطلاعات، اجرایی تولید