……………………………………………………………………………… 23 2-5-1-مانیتورینگ ارتعاش……………………………………………………………………………………… 24

2-5-2-انواع سیستمهای ترموگرافی……………………………………………………………………….. 24

2-5-3-ترایبولوژی………………………………………………………………………………………………….. 25

2-5-4-بازرسی بصری…………………………………………………………………………………………….. 25

2-5-5-مافوق صوت ……………………………………………………………………………………………… 26

2-5-6-تکنیکهای دیگر ……………………………………………………………………………………….. 26

2-6- ایجاد یك برنامه نت پیش بینانه ……………………………………………………………… 26

2-6-1-اهداف ، مقاصد و امتیازات …………………………………………………………………….. 27

2-6-2-الزامات عملی…………………………………………………………………………………………… 28

2-6-3-انتخاب یک سیستم نت پیش بینانه ……………………………………………………… 29

2-6-3-1-نیارهای پایه ای سیستم ……………………………………………………………………. 30

• برنامه نت پیش بینانه كل كارخانه …………………………………………………………. 30

2-7-1-برنامه نت پیش بینانه مطلوب ………………………………………………………………… 31

2-7-2- سیستم نت پیش بینانه مطلوب. ………………………………………………………… 31

2-7-3-پیش بینی كافی نیست…………………………………………………………………………… 31

2-8-مبانی نظری و مفاهیم تحقیق …………………………………………………………………… 32

2-8-1-روش تحقیق …………………………………………………………………………………………. 32

2-8-2-طراحی مدل پیش بینی ………………………………………………………………………. 35

2-8-3-داده کاوی ……………………………………………………………………………………………… 35

فصل سوم: مروری بر تحقیقات انجام شده ……………………………………………………………………… 37

3-1-مقدمه ……………………………………………………………………………………………………… 38

3-2-سیستم پیش بینی نگهداری با استفاده تکنیکهای داده کاوی………………. 39

3-3-روشی عملی برای ترکیب داده کاوی و تشخیص خرابی …………………………. 44

3-4-روشی هوشمند برای بهینه سازی تعمیرات پیش گویانه…………………………. 49

3-5- برخی تکنیکهای نگهداری و تعمیرات پیش گویانه………………………………… 57

3-6-مروری بر تعمیرات مبتنی بر شرایط و زمان در برنامه های صنعتی………. 59

فصل چهارم: روش تحقیق(ارایه راهکار،الگوریتم و مدل پیشنهادی روش تحقیق)………. 61

4-1-مقدمه………………………………………………………………………………………………………. 62

4-2-طراحی مدلCBM………………………………………………………………………………….. 64

4-2-1-انتخاب بخش، واحد یا محیط پایش…………………………………………………… 64

4-2-2-انتخاب پارامترها و معیارهای پایش تجهیزات……………………………………… 65

4-2-3-انتخاب روش مدلسازی پیش بینی ……………………………………………………. 66

4-2-4-مدل فیزیکی ……………………………………………………………………………………….. 67

4-3-تعیین اهداف داده کاوی ………………………………………………………………………… 68

4-4- شروع مراحل انجام پروژه ……………………………………………………………………… 70

4-4-1-انتخاب کارخانه ها و تجهیزات مورد نظر برای پروژه ………………………. 70

4-4-2-شناخت داده…………………………………………………………………………………………. 71

4-4-3-آماده سازی و آنالیز داده ……………………………………………………………………. 72

4-4-4-اکتساب داده / جمع آوری و ورود داده……………………………………………… 74

4-4-5-پالایش داده ها ……………………………………………………………………………………. 77

4-5-آنالیز داده ها ………………………………………………………………………………………….. 78

4-5-1-آنالیز داده های وضعیت و شرایطی…………………………………………………. 78

4-5-2-آنالیز داده های رخداد خرابی…………………………………………………………… 84

4-6-طراحی و توسعه مدل …………………………………………………………………………… 90

4-6-1-بررسی سطح آستانه پارامترها …………………………………………………………. 90

4-6-2-شناخت خوشه های خروجی ……………………………………………………………. 92

4-7-طراحی مدل با روشهای داده کاوی………………………………………………………. 93

4-7-1-طراحی مدل با استفاده از درخت تصمیم………………………………………… 94

4-7-2-طراحی مدل با استفاده از روش شبکه عصبی MLP…………………….96

4-7-3-طراحی مدل با استفاده از روش شبکه عصبی KNN………………….. 100

4-8-نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………… 103

فصل پنجم: بررسی و تحلیل داده ها و نتایج تحقیق………………………………………………….. 104

5-1-مقدمه……………………………………………………………………………………………………….105

5-2- بررسی خروجی ونتایج وارزیابی مدل بر پایه روش DT …………………….105

5-2-1-ارزیابی مدل بر اساس روش DT …………………………………………………. 107

5-3- بررسی خروجی و نتایج روش MLP………………………………………………. 109

5-3-1-ارزیابی مدل بر اساس روش MLP………………………………………………. 111

5-4- بررسی خروجی و نتایج روش KNN……………………………………………… 113

5-4-1-ارزیابی مدل بر اساس روش KNN……………………………………………. 115

5-5-ارزیابی و تفسیر نتایج و خروجی ها ……………………………………………………117

5-6-نتایج ………………………………………………………………………………………………………118

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادها …………………………………………………………………….. 119

6-1- نتایج کلی حاصل از پروژه………………………………………………………………….. 120

6-2-پیشنهادهایی برای آینده ……………………………………………………………………. 121

فهرست جدول ها

 

 

عنوان و شمارهصفحه

جدول 1- ماتریس Confusion………………………………………………………………………………………………67

جدول 2- ماتریس Confusion برای سه دسته کلاس………………………………………………………….69

جدول 3- محاسبه نرخ مثبت صحیح،نرخ مثبت غلط و دقت……………………………………………………69

جدول 4- نام پارامترهای کارخانه فشارقوی……………………………………………………………………………….73

جدول 5- نام پارامترهای کارخانه بی بی حکیمه 2……………………………………………………………………73

جدول 6- نمونه فرم ورود اطلاعات کارخانه بی بی حکیمه 2……………………………………………………74

جدول 7- نمونه فرم ورود اطلاعات کارخانه فشارقوی……………………………………………………………….75

جدول 8- نمونه ای از فرم پر شده وپالایش نشده کارخانه بی بی حکیمه 2……………………………77

جدول 9- نمونه ای از فرم پر شده و پالایش شده کارخانه بی بی حکیمه ……………………………..78

جدول 10- ماتریس الگو برای متغیرها کارخانه فشار قوی……………………………………………………….79

جدول 11- ماتریس آمارهای توصیفی کارخانه فشار قوی………………………………………………………..81

جدول 12- پارامترهای جدید ایجاد شده توسط روشPCA…………………………………………………….83

جدول 13 – نمایی از فاکتورهای جدید تولید با روش PCA……………………………………………………84

جدول 14- تغییرات ناگهانی فاکتور2 در رخداد خرابی…………………………………………………………87

جدول 15 – آمار خرابی های کارخانه بی بی حکیمه 2…………………………………………………………88

جدول 16- مقدار پارامترها در حالات خرابی …………………………………………………………………………90

جدول 17- مقادیر آستانه پایین و بالا برای پارامترها…………………………………………………………….91

جدول 18 – بازه های زمانی تعریف شده برای مدل……………………………………………………………..94

جدول 19- مجموعه داده آموزشی برای بازه زمانی (10-25)………………………………………………95

جدول 20- مجموعه داده آزمایشی برای بازه زمانی (10-25)……………………………………………..96

جدول 21- نتیجه تغییر مقادیر پارامترها در روش MLP……………………………………………………..98

جدول 22- مجموعه داده آموزشی برای بازه زمانی (3-15)…………………………………………………98

جدول 23- مجموعه داده آزمایشی برای بازه زمانی (3-15)……………………………………………….100

جدول 24- نتاِج تغییر مقدار K در روش شبکه عصبی KNN…………………………………………..101

جدول 25- مجموعه داده آموزشی برای بازه زمانی (10-20)………………………………………………101

جدول 26- مجموعه داده آزمایشی برای بازه زمانی (10-20)………………………………………………102

جدول 27- پیش بینی مدل بر پایه درخت تصمیم………………………………………………………………..106

جدول 28- نتایج پیش بینی خروجی در روش DT…………………………………………………………….108

جدول 29- درصد دقت پیش بینی در روش DT………………………………………………………………..108

جدول 30- مقایسه بازه های زمانی مختلف با روش DT برای پیش بینی برچسب خرابی در مدل طراحی شده…………………………………………………………………………………………………………………………….109

جدول 31- پیش بینی مدل بر پایه MLP………………………………………………………………………….110

جدول 32- نتایج پیش بینی خروجی در روش MLP……………………………………………………….112

جدول 33- درصد دقت پیش بینی در روش MLP…………………………………………………………..112

جدول 34- مقایسه بازه های زمانی مختلف با روش MLP برای پیش بینی برچسب خرابی در مدل طراحی شده…………………………………………………………………………………………………………………..112

جدول 35- پیش بینی مدل بر پایه KNN………………………………………………………………………..114

جدول 36- نتایج پیش بینی خروجی در روش KNN………………………………………………..115

جدول 37- درصد دقت پیش بینی در روش KNN……………………………………………………115

جدول 38- مقایسه بازه های زمانی مختلف با روش KNN برای پیش بینی برچسب خرابی در مدل طراحی شده…………………………………………………………………………………………………………….116

جدول 39- مقایسه نهایی دقت پیش بینی هر سه روش برای هر سه خوشه خروجی در بازه های زمانی مختلف…………………………………………………………………………………………………………………….117

 

 

 

فهرست شکل ها

 

 

عنوانصفحه

شکل 1- قالب مفهومی معماری……………………………………………………………………………………………41

شکل 2- نمای کلی سیستم………………………………………………………………………………………………….42

شکل 3- گامهای روش IRIS-Pdm………………………………………………………………………………….46

شکل 4- نمایی از فرمت داده یکسان…………………………………………………………………………………….47

شکل 5- روش کلی و تعمیم یافته برای تعمیرات پیشگویانه………………………………………………51

شکل 6- الگوریتم تصمیم گیری نگهداری پیشگویانه…………………………………………………………..54

شکل 7- نمودارهای خرابی……………………………………………………………………………………………………57

شکل 8 – نمونه فرم دستی پر شده در کارخانه بی بی حکیمه 2……………………………………….76

شکل 9- نمودار تغییرات پارامترها در بازه زمانی………………………………………………………………….85

شکل 10 – حالتهای خرابی…………………………………………………………………………………………………..85

شکل 11 – حالتهای خرابی…………………………………………………………………………………………………..86

شکل 12- طراحی مدل پیش بینی با روش DT………………………………………………………………106

شکل 13- طراحی مدل درخت تصمیم برای بازه های زمانی مختلف………………………………107

شکل 14- طراحی مدل پیش بینی با روش MLP…………………………………………………………..110

شکل 15- طراحی مدل MLP برای بازه های زمانی مختلف …………………………………………111

شکل 16- طراحی مدل پیش بینی با روش KNN……………………………………………………….113

شکل 17- طراحی مدل KNN برای بازه های زمانی مختلف ………………………………………114

 

 

فهرست نشانه های اختصاری

CBM= Condition Based Maintenance

CMMS=

CRISP-DM= CRoss-Industry Standard Process for DataMining

DT=Decision Tree

FA= Factor Analysis

FP=False Positive

H= Hidden Layer

ISF= Independence Significance Feature

KNN= K Nearest Neighbor

LR= Learning Rate

M= Momentum

MLP= Multilayer Perceptron

PCA= Principal Component Analysis

PDM= Predictive Maintenance

PM=Preventive Maintenance

TP=True Positive

WMS= Weighted Mean Slop

 

فصل اول

1-مقدمه و طرح مسئله

C_PMi

ظرفیت گرمای مخصوص پلیمر

C_P,poly

دبی کاتالیست ورودی

f_cat

کسر مولی مونومر i

f_i

ارتفاع بستر

H

غلظت هیدروژن

[H₂]

ثابت سینتیکی واکنش اکتیواسیون

K_aA

ثابت سینتیکی واکنش آغاز زنجیره

K₀

ثابت سینتیکی واکنش غیرفعالسازی خود به خودی

K_dsp

ثابت سینتیکی واکنش انتشار زنجیره

K_p

وزن مولکولی

M_w

میانگین وزنی وزن مولکولی

 

میانگین عددی وزن مولکولی

غلظت فلز فعال (تیتانیوم)

[Me]

غلظت مونومر

[M_i]

غلظت کل مونومرها

[M_T]

غلظت سایت فعال خالی

P₀

دبی حجمی محصول خروجی

q

سرعت کلی ذرات پلیمریزاسیون

R_p

غلظت سایت فعال پتانسیلی

S

زمان

t

دما

T

سرعت ظاهری گاز

u₀

ضریب انتقال حرارت مبدل

U

حجم

حروف یونانی

V

گرمای واکنش

ΔH_rxn

تخلخل

ε

صفرمین ممان از توزیع طول زنجیره از زنجیر کوپلیمر زنده

λ₀

اولین ممان از توزیع طول زنجیره از زنجیر کوپلیمر زنده

λ₁

دومین ممان از توزیع طول زنجیره از زنجیر کوپلیمر زنده

λ₂

صفرمین ممان از توزیع طول زنجیره از زنجیر کوپلیمر بالک

ξ₀

اولین ممان از توزیع طول زنجیره از زنجیر کوپلیمر بالک

ξ₁

دومین ممان از توزیع طول زنجیره از زنجیر کوپلیمر بالک

ξ₂

دانسیته
ترکیب کومولتیو کوپلیمر

زیروندها

ρ
φ

پارامتر راکتور اول

1

پارامتر راکتور دوم

2

خواص کاتالیست

cat

پارامتر مبدل حرارتی

ex

شماره ی مونومر

i

شرایط ورودی

in

نوع سایت فعال

k

خواص پلیمر

poly

مقدار مرجع

ref

خواص آب

w

فصل دوم : مبانی نظریه تحقیق

18

مقدمه

19

1-2- سیمای حمل و نقل کشور

20

1-2-1 میزان کالای حمل شده و نوع کالا

20

2-1-2- سفر کامیونهای حامل کالا

21

3-1-2- شاخص های عملکردی حمل و نقل کالا در سال 89

23

4-1-2- ترکیب ناوگان باری

23

2-2- چالش ها و فرصتهای حمل و نقل

24

1-2-2- مفهوم , علل و رفع مشکل یکسر خالی

24

2-2-2- لزوم برقراری تعادل بین انبارها و شرکتهای حمل ونقل

25

3-2-2- مدلهای تصمیم گیری و مدیریت بارگیرهای خالی

26

4-2-2- مدل های ریاضی مدیریت ناوگان

27

5-2-2- مدیریت بارگیر های خالی

27

6-2-2- تجمع بارگیر های خالی

28

1-3-2- انواع بارگیرها و نقش آنها در یکسر خالی

29

2-3-2- مضرات خواب کامیون ها

31

3-3-2- نتیجه گیری

32

4-2- مدیریت ناوگان

32

1-4-2- معرفی مدیریت ناوگان

32

2-4-2- توانمندیهای سیستم مدیریت ناوگان

33

3-4-2- هزینه های مدیریت ناوگان و تجارت

34

4-4-2- سودمندی و کاهش هزینه ها با راه حل های مدیریت ناوگان و توسعه تکنیکی

35

5-4-2- مکانیابی و ناوبری وسایل نقلیه

36

5-2- ITS

36

1-5-2- تعاریف ITS

37

2-5-2- اهداف ITS

38

3-5-2- دامنه و کاربرد ITS

38

4-5-2- تجهیزات ITS در بهبود حمل و نقل بار

39

5-5-2- نتیجه گیری

40

6-2- کاربرد GPS در مدیریت ناوگان

40

1-6-2- GPS در صنعت حمل و نقل

41

فصل سوم : معرفی سامانه در گاه ملی بار (پیشینه طرح)

42

1-3- درگاه ملی بار

43

2-3-مراحل اجرایی پروژه در گاه ملی بار

43

1-2-3- فازبندی طرح

44

2-2-3- اقدامات سخت افزاری و نرم افزاری

44

3-2-3- لزوم همکاری و تعامل نهادها برای درج بار

45

3-3- تاثیر ایجاد سامانه درگاه ملی بار بر اقتصاد

45

4-3- طراحی سامانه

46

5-3- چالش ها و فرصتهای سامانه درگاه ملی

47

7-4- استاندارد های مورد نیاز یک سیستم مدیریت ناوگان مطابق با استانداردهای اتحادیه اروپا

49

1-7-4- نیازمندیهای یک نرم افزار مدیریت ناوگان

49

8-4- طراحی سیستم مدیریت ناوگان

50

1-8-4- حدود سیستم

51

فصل چهارم : پروسه نیاز سنجی مدل بهبود یافته سامانه درگاه ملی بار

56

ضرورت وجود سامانه درگاه ملی بار

58

1-4- مهندسی نیاز سنجی مدل بهبود یافته سامانه درگاه ملی بار

59

1-1-4- مهندسی نیاز سنجی برای سیستم تحت وب

59

2-1-4- ذی نفعان سیستم های وب بیس

60

2-4- سند نیاز سنجی مدل بهبود یافته سامانه درگاه ملی

62

1-2-4- معرفی و کلیات طرح

62

2-2-4- مستندات طرح

63

3-2-4- حدود پروژه و میزان توسعه پذیری در آینده

64

3-4- توصیف سیستم

65

1-3-4- هدف وب سایت درگاه ملی بار

68

2-3-4- معرفی وب سایت

68

3-3-4- فرایند ورود به سامانه

70

4-3-4- تعهد راننده

71

5-3-4- کارت هوشمند

72

6-3-4- فرایند رزرو و کنسل بار

72

7-3-4- فرایند کنسلی بار

74

8-3-4- نرم افزار های رد یابی مبتنی بر GPS

74

4-4 نیازهای کارکردی سیستم

82

1-4-4- نیازهای DATA BASE

84

2-4-4- نیازهای خارجی سیستم

84

5-4- نیازهای غیرکارکردی

85

1-5-4- نیاز های عملکردی سیستم با استفاده از DATA FLOW , DFD, USE CASE DIAGRAM

87

6-4- USE CASE

94

فصل پنجم : بررسی و تحلیل یافته های پژوهش

103

مقدمه و روش

104

1-5- آزمون مکنمار

106

2-5- نتایج حاصل از تحلیل آزمون

122

فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات

124

کتابشناسی

130

پیوست ها

137

فهرست تصاویر و نمودارها

نمودار 1- میزان کالای جابجا شده بر حسب نوع بار

20

نمودار 2- میزان کالای جابجا شده به تفکیک بارگیر

21

نمودار 3- تعداد سفرهای انجام شده به تفکیک نوع بارگیر

22

تصویر 1-2- تجمع بارگیر های خالی و انتظار نوبت بار در پایانه بوشهر

32

تصویر 1-4 – اطلاعات بارهای آینده

69

تصویر 2-4- اطلاعیه های متنی

70

تصویر 3-4- گزارش بارهای آینده

78

فلوچارت 1-4- فرایند رزرو بار

88

فلوچارت 2-4- فرایند کنسل نمودن بار

89

فلوچارت 3-4- فرایند وارد نمودن بار

90

فلوچارت 4-4- اطلاعات ناوگان

91

تصویر 4-4- معماری سیستم

91

تصویر 5-4- context diagram

92

تصویر 6-4- DFD diagram

92

تصویر 7-4- class diagram

93

نمودار 1-5- تعداد شرکت کنندگان در آزمون به تفکیک نوع کاربر

106

نمودارهای ارزیابی در قبل و بعد از بهبود سامانه

108-121

فهرست جداول

جدول 1-1- میزان کالای جابجا شده بر حسب نوع بارگیر	20
جدول 2-1- میزان کالای جابجا شده بر حسب نوع بار	21
جدول 3-1- تعداد سفر های انجام شده بر حسب نوع بار گیر	22
جدول 4-1- شاخص های عملکردی حمل و نقل کالا در سال 89	23
جدول 5-1- تعداد وسایل نقلیه باری بر حسبنوع مالکیت	23
جدول 1-2- متوسط وزن محموله , مسافت طی شده وتن کیلومتر جابجا شده	29
جدول 2-2- تعداد سفر باری بر حسب نوع بار گیر	30
جدول 3-2- تعداد وسایل نقلیه عمومی بر حسب انواع بار گیر	30
جدول 1-5- جدول توزیع فراوانی شرکت کنندگان در آزمون	106
خروجی مکنمار 1-1- ارزیابی عملکرد سامانه	108
خروجی مکنمار 2-1- تاثیر سامانه در کاهش استرس های ناشی از یکسر خالی	109
خروجی مکنمار 3-1- تاثیر سامانه بر افزایش درامد رانندگان و شرکتهای حمل و نقل	110
خروجی مکنمار 4-1- تاثیر سامانه بر کاهش مصرف سوخت	111
خروجی مکنمار 5-1- تاثیر سامانه بر بهبود تصمیم گیری	112
خروجی مکنمار 6-1- تاثیر سامانه در تسریع حمل و نقل	113
خروجی مکنمار 7-1- تاثیر مدل بهبود یافته در تمایل به استفاده بیشتر از سامانه	114
خروجی مکنمار 1-2- تاثیر سامانه در کاهش شفرهای یکسر خالی	115
خروجی مکنمار 2-2- تاثیر سامانه در بهبود تصمیم گیری	116
خروجی مکنمار 3-2- تاثیر سامانه در رفع دلال گیر	117
خروجی مکنمار 4-2- تاثیر سامانه در کاهش مصرف سوخت	118
خروجی مکنمار 5-2- تاثیر سامانه در کاهش استهلاک جاده و ناوگان	119
خروجی مکنمار 6-2- تاثیر سامانه در دستیابی سازمان به اهداف کلان	120
خروجی مکنمار 7-2- تاثیر سامانه در تسریع حمل و نقل	121

اختصارات

MRM: Mobile Resource Management

ITS: Intelligent Transport System

GPS: Global Positioning System

AVL:AutomaticVehicleLocation

ERP: Enterprise Resource Planning

CRM: Customer Relationship Management

SCM: Supply Chain Management

چکیده هدف از این پژوهش بکار گیری تجهیزات حمل و نقل هوشمند (ITS) در مدیریت ناوگان باری است . برای این منظور به نقد , بررسی و بهبود سامانه درگاه ملی بار که هم اکنون در اختیار سازمان راهداری و حمل و نقل جاده ای است پرداخته و در این راستا سند نیاز سنجی مدل بهبود یافته در گاه ملی بار را ارائه نمودیم که به بررسی مسائل و مشکلات موجود در صنعت حمل و نقل و نقشی که تجهیزات ITS در بهبود این صنعت و کمک به مدیریت ناوگان جاده ای دارند, پرداخته ایم . همچنین تاثیر گذار بودن ردیابهای مبتنی بر GPS جهت تشخیص موقعیت مکانی ناوگان در مدل بهبود یافته سامانه درگاه ملی را مورد بررسی قرار داده ایم .در این پژوهش به ارائه سند نیازسنجی سامانه درگاه ملی بار بر اساس تلفیقی از استاندارد های IEEE-729 و نماتن پرداخته و نیازها را از دید کلیه ذینفعان پروژه مورد بررسی قرار داده ایم و ضمن اینکه نیازهای ذی نفعان تشریح شده بر اساس مدل های شی گرا اقدام به تهیه DFD, USE CASE DIAGRAM, . . . نموده ایم و در ادامه برای ارزیابی آنچه که تغییر داده و یا پیشنهاد شده است با بهره گیری از تکنیکهای تهیه پرسشنامه به روشQUIS چهار نمونه پرسشنامه برای دوگروه مختلف (گروه کارشناسان و گروه رانندگان /شرکت های حمل و نقل) طراحی شد . این دو گروه با سوالاتی متفاوت قبل از تغییرات و بهبود سامانه و سوالاتی بعد از تغییرو بهبود سامانه مورد پرسش قرار گرفتند که نتایج حاصل از این پرسشنامه ها در نرم افزار SPSS با استفاده از آزمون مکنمار مورد تحلیل قرار گرفت که طی نتایج بدست آمده از آزمون مذکور مشخص شد اضافه نمودن امکاناتی از قبیل خدمات رزرو بار , ایجاد کاربر جدید با عنوان گمرکات و . . . به مدل بهبود یافته سامانه باعث خواهد شد که دستیابی به اهداف اصلی پروژه که همان کاهش سفرهای یکسر خالی , ترغیب کاربران به استفاده از این سامانه , کاهش مصرف سوخت , کاهش استهلاک جاده و ناوگان , افزایش درامد رانندگان و شرکتهای حمل و نقل , کاهش دلال گری , بهبود تصمیم گیری و . . . میسر گردیده است .

مقدمه

آگاهی به موقع از وضعیت بار و ناوگان باری مناسب در شبکه حمل و نقل جاده ای کشور یکی از دغدغه های مهم کارگزاران حمل و نقل و صاحبان کالا به شمار می آید. پاسخ گویی درست به این نیازها به اندازه ای اهمیت دارد که می تواند افزایش بهره وری و کاهش قیمت تمام شده قابل ملاحضه ای را به همراه داشته باشد. امروزه فناوری اطلاعات و ارتباطات در شبکه حمل و نقل کشورهای پیشرفته به اندازه ای مهم است که به واسطه آن می توان موضوع یک سر خالی (کامیون پس از تخلیه بار، خالی به مبدا بر میگردد)، که زیان هنگفتی به اقتصاد ملی وارد می آورد را مدیریت کرد. در این میان بهره گیری از فضای اینترنت و دسترسی به اطلاعات شبکه حمل و نقل بار برای مدیران و تصمیم سازان، ضروری است [15,16]

سیستم های حمل و نقل هوشمند (ITS) همواره نقش مهمی در کارآمد کردن سرویس های حمل ونقل داشته اند [11]. بر اساس تحقیقات اتحادیه اروپا در این زمینه، تصمیم سازان به این نتیجه رسیده اند که هوشمند سازی سیستم مدیریت حمل و نقل می تواند باعث سود آوری و بهینه شدن این صنعت, کاهش فرسودگی جاده ها، کاهش استهلاک ماشینهای سنگین یا به عبارتی استفاده مفید از عمر این ماشینها، و در نهایت کاهش ترافیک جاده ای و سوانح رانندگی شود [10].

سیستم حمل و نقل هوشمند توسط نرم افزار، جهت مدیریت ناوگان باری، پیاده سازی میگردد [9]. این نرم افزار مدیریتی، برنامه ریزی حمل و نقل بارهای پیش بینی شده و بارهای پیش بینی نشده را انجام میدهد که در نهایت منجر به ایجاد تعادل میان تقاضا برای حمل بار و تقاضا ی صاحبان کالا ها میگردد. تکنولوژی ارتباطات و اطلاعات همواره در صنعت حمل و نقل، کمک شایانی به مدیریت زنجیره تامین کرده است که از نتایج تجربی آن میتوان به حمل و نقلی روان تر و سریعتر با کاهش هزینه های ناشی از تردد کامیونهای یک سر خالی اشاره کرد [7]. این برنامه ریزی هوشمند مدیریتی در نهایت منجر به حمل بار ارزانتر و منظم تر شده، که در نتیجه افزایش رضایت کلیه ذی نفعان را در پی خواهد داشت [10].

در این پژوهش ضمن بهبود سامانه درگاه ملی بار با بکارگیری سیستم اطلاع مکانی GPS و عملی ساختن فازهای مختلف سامانه مذکور تلاش خواهد شد که به بررسی علل یک سرخالی, منابع دریافت اطلاعات بار, چگونگی اطلاع رسانی به متقاضیان حمل بار و صاحبان کالا و محدودیتها و مزایای طرح مذکور پرداخته خواهد شد .

بیان مساله

پاسخ جامع به سئوال زیر باعث تشریح این تحقیق میگردد: چگونه ITS میتواند در مدیریت ناوگان باری نقش مثبت و بهبود دهنده ای را ایفا کند؟

در حال حاضر وجود کامیونهایی که ناچارند به دلیل عدم برنامه ریزی صحیح و نبود منابع اطلاع رسانی به موقع از وجود بار در مقصد, پس از تحویل بار در مقصد ناچارند خالی (مفهوم یک سر خالی) به مبدا بازگردند و یا اینکه مدت زمان طولانی را به انتظار نوبت بار در پایانه های باری سپری کنند تبدیل به اولین معضل سازمان راهداری و حمل و نقل جاده ای شده است. این خواب سرمایه و یا خالی برگشتن وسایل نقلیه باری، عواقب زیان باری را بدنبال دارد. از طرفی در برخی از پایانه ها به دلیل کمبود ناوگان باری, بارهای بعضا ضروری و حیاتی بدون متقاضی حمل باقی می مانند که این نیز به نوبه خود ضرر و زیان زیادی را به این صنعت و همچنین شرکت ها و رانندگان بخش بار وارد می کند [17,15,13].

ایجاد سامانه الکترونیکی درگاه ملی بار و بازارگاه الکترونیک بار طبق تصمیم نمایندگان ریس جمهور در کارگروه توسعه حمل و نقل عمومی و مدیریت مصرف سوخت و به استناد اصل 127 قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران در دستور کار وزارت راه و ترابری وقت قرار گرفت و این وزارت خانه موظف شد سامانه درگاه ملی بار را با همکاری و مشارکت مالی برخی از وزارت خانه ها راه اندازی نماید. درگاه ملی بار، محل بهم رسیدن خط عرضه و تقاضا ی حمل و نقل کالا با در نظر گرفتن قیمت, زمان و ظرفیتی مشخص است به طوری که درخواستهای مربوط به جابجایی کالا را یکپارچه کرده و در اختیار شرکتها و رانندگان قرار می دهد [16].

گاهی عرضه و تقاضا بین دو نقطه در وضعیت متعادلی قرار ندارند و باری که به نقطه ای حمل می شود الزاما در آن نقطه باری برای بازگشت و حمل وجود ندارد [10] که علت این امر اختلافات سطوح مختلفی از رشد صنعتی, اقتصادی, کشاورزی و … در نقاط جغرافیا مختلف است [10,11].

طرح راه اندازی درگاه ملی بار بر اساس سند راهبردی کمیته ITS سازمان راهداری و حمل و نقل جاده ای تهیه شده است [17]. تا کنون در کشور، مشابه چنین طرحی اجرا نشده است و با توجه به نیاز کشور و سازمان راهداری و حمل و نقل جاده ای بر آن شدیم که گامی در جهت بهبود طرح مذکور برداشته شود و بتوان به اهداف مورد نظر دست یافت. در شکل 1، نمایی از گردش کار در سامانه درگاه ملی بار نشان داده شده است. همانگونه که در تصویر آمده و در پیشینه پژوهش بدان اشاره شده، سامانه مذکور چند نقیصه داشته از جمله عدم توانایی سیستم جهت رزرو بار که بسیار ضروری به نظر می رسد زیرا اطلاع از وجود یک بار آماده زمانی برای راننده و شرکت ارزش دارد که آنها امکان رزرو بار را برای خود داشته باشند. در این سامانه می توان با استفاده از اطلاعات مکانی بدست آمده توسط دستگاههای GPS موجود در ناوگان باری , اطلاعات دقیقی در باره زمان رسیدن ناوگان به پایانه های باری را استخراج کرده که این اطلاعات به نوبه خود می توانند کمک بسیاری به بهبود سامانه درگاه ملی بار نموده و نگرانی ها و مشکلات مربوط به رزرو بار را مرتفع ساخت .

در این پژوهش بهبود سامانه مذکور با اضافه نمودن امکان خدمات رزرواسیون بار شامل رزرو بار , کنسل کردن بار , تهیه گزراشات رزرواسیون , اعمال جریمه , اضافه نمودن کاربران جدید و امکان اطلاع از تعداد بارگیرهای موجود در هر استان به همراه فرصت های بارگیری تلاشی است در جهت بهبود سامانه درگاه ملی بار .

3-4- تغییر نسبیتی داپلر. 39

3-5- انتقال به سرخ کیهانی.. 40

فصل 4- تغییرات انتقال به سرخ و دینامیک جنگل لیمان آلفا 43

4-1- سیگنال کاهش کیهانی.. 45

4-2- چالش جدید. 46

4-3- حرکت عرضی لنز ها 47

4-4- اثر ابرهای لیمان آلفا بر رانش انتقال به سرخ مشاهده شده 49

4-5- سرعت لنزها 50

4-6- رانش انتقال به سرخ رویت شده 50

فصل 5- آزمایش انطباق مدل های انرژی تاریک و تحصیل روابط نظری محاسبه مستقیم انتقال به سرخ. 55

5-1- آزمایش انطباق مدل های انرژی تاریک با تغییرات انتقال به سرخ. 55

5-1-1- ماده تاریک ، انرژی تاریک و مدل استاندارد کیهان شناسی (?CDM) 56

5-1-2- انرژی تاریک بصورت میدان های نرده ای.. 60

5-1-3- مدل های میدان کوئینتسنس و فانتوم. 60

5-1-4- مدل کوئینتوم با دو میدان نرده ای.. 61

5-1-5- روش تحلیل.. 62

5-1-6- نتایج.. 63

5-2- تحصیل روابط نظری محاسبه مستقیم انتقال به سرخ. 65

فصل 6- نتیجه گیری.. 69

پیوستA–متریکFLRW……………………………………….………………………………………..71

منابع ………………………………………………………………………………………………………………… 74

 

فهرست شکل ها

شکل 1-1- تاریخ جهان…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………13

شکل 2-1- تابش کوازار با عبور از موانع و ابرهای میان کهکشانی بصورت جنگل لیمان آلفا و لیمان بتا دیده می شود … 19

شکل 2-2- طیف یک کوازار معمولی ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

شکل 2-3- قسمت های انبساط یافته جنگل لیمان آلفای طیف کوازار Q422+231 ………………………………………………… 24

شکل 4-1- نور از کوازار دور دست طول موج λ را گسیل می کند. نور گسیلی از جذب کننده های …………………………… 50

شکل 5-1- تغییرات سرعت بر حسب انتقال به سرخ ……………………………………………………………………………………………………… 64

شکل 5-2- تغییرات انتقال به سرخ بر حسب انتقال به سرخ ………………………………………………………………………………………… 65

شکل 5-3- چگالی انرژی تاریک و ماده تاریک صورت تابعی از انتقال به سرخ برای مدل های میدان نرده ای ………….. 66

فصل نخست:
مقدمه

فصل 1- مقدمه

1-1- علم نجوم

علم مطالعه اجرام آسمانی نظیر ماه، سیارات، ستاره گان، کهکشان ها، فواصل، جرم، دما، فیزیک ، شیمی و تحول این اجرام، و اتفاقاتی که خارج از جو زمین رخ میدهند، نظیر انفجارات ابرنواختر[1] ، اشعه گاما و تابش زمینه کیهانی را “ستاره شناسی”[2] یا “نجوم” نام می نهند. ستاره شناسی دارای ریشه ای یونانی از کلمات astron (ἄστρον) بمعنی “ستاره” و nomos (νόμος) بمعنی “قانون” یا “فرهنگ” می باشد که عبارت “قانون ستاره گان” یا “فرهنگ ستارگان” را می سازد. [1]

علم نجوم به عنوان یکی از قدیمی ترین علوم ریشه درقدیمی ترین تمدن های بشری دارد. تمدن هایی همچون بابل، مصر، ایران، یونان، چین و مایا مشاهدات قاعده­مندی را در آسمان شب داشتند. توانایی تشخیص سیارات از ستارگان با این نشانه که ستارگان بصورت نسبی طی قرون در جایگاه خود ثابت اند و سیارات در مدت کوتاهی تغییر مکان های قابل توجهی دارند، از دست آوردهای جالب ستاره شناسان باستان است.

گرایشات ستاره شناسی باستان به چند دسته کلی از جمله مسیریابی آسمانی، مشاهده و فاصله سنجی و ساخت تقویم تقسیم می شود. این تقسیم بندی تا زمان اختراع تلسکوپ که کلید ورود به عصر ستاره شناسی نوین میباشد، معتبر بود. امروزه ستاره شناسی بیشتر تحت عنوان “اختر فیزیک” مورد توجه قرار می گیرد. از آنجا که بیشتر تحقیقات نجومی با موضوعات مربوط به علم فیزیک مرتبط می باشد، ستاره شناسی نوین را در واقع، می توان “اختر فیزیک”[3] نام نهاد.

1-2- مشاهده از درون جو

با وجود حضور ماهواره ها، عمده مشاهدات آسمانی از روی سطح زمین صورت می پذیرد و این گونه از مشاهدات نجومی با چالش هایی روبروست. همانطور که می دانیم جو زمین از لایه های متفاوت و با غلظت های مختلفی تشکیل یافته است که با عبور نور از آن تغییرات بسیار سریعی از شکست را در جهت های گوناگون نتیجه می دهد.

زمانی که یک درخشش رخ می دهد و نور حاصل از آن با جو زمین برخورد می کند، اختلاف شکست در جهات گوناگون باعث آلوده شدن تصویر می گردد که این آلودگی بصورت نقاط لرزشی بروز می نماید. هر چه این نقاط لرزشی کوچک تر باشند می گوییم مشاهده بهتری انجام شده است.

برخی از نواحی طیف الکترومغناطیس به شدت توسط جو اطراف زمین جذب می شوند. مهمترین ناحیه گذرنده از جو ناحیه نور مرئی در محدوده 300 تا 800 نانومتر است، و این ناحیه بر محدوده حساس چشم انسان (400 تا 700 نانومتر) منطبق گشته است. در طول موج های کمتر از 300 نانومتر، اوزون[4] که لایه باریکی در ارتفاع 20 تا 30 کیلومتری زمین است، از عبور تابش های فرابنفش[5] جلوگیری می کند. همچنین امواج کمتر از 300 نانومتر توسط و جذب می شوند. بنابر این تقریبا تمامی تابش های کوچک تر از 300 نانومتر توسط جو جذب شده و راهی به سوی سطح زمین نمی یابند.

در محدوده طول موج مرئی، نور توسط مولکول های و غبار موجود در جو پراکنده شده و در اصطلاح تابش رقیق می گردد. جذب و پراکندگی، تواماً، را “خاموش سازی” یا “انهدام”[6] گویند. خاموش سازی می بایست در جریان اندازه گیری میزان درخشانی لحاظ گردد.

در قرن نوزدهم، لرد ریلی[7] موفق به توضیح رنگ آبی آسمان شد. وی توضیح داد که پراکندگی ناشی از مولکول ها با معکوس توان چهارم طول موج متناسب است. لذا نور آبی بیشتر از نور قرمز پراکنده می شود. بنابراین نور آبی در سراسر آسمان مشاهده می گردد، همان نور پراکنده شده خورشید است.

در ستاره شناسی، می بایست اجسام بصورت کاملاَ واضح مشاهده شوند. این مسئله بسیار اهمیت دارد که تا حد امکان آسمان سیاه تر دیده شود و جو می بایست تا حد امکان شفاف باشد. به همین خاطر است که رصد خانه های بزرگ را بر فراز کوه ها و دور از شهرها بنا می کنند.

ابزار مشاهده آسمان از داخل جو زمین تلسکوپ ها هستند که خود به انواع گوناگونی تقسیم بندی می شوند. [2]

1-2-1-رادیو تلسکوپ[8]

نجوم رادیویی شاخه ای نوین در ستاره شناسی است که فرکانس هایی از محدوده چند مگاهرتز (100 متر) تا تقریبا 300 گیگاهرتز (1 میلی متر) را شامل می شود.

در اوایل قرن بیستم تلاش هایی در زمینه مشاهده امواج رادیویی ساطع شده از خورشید صورت پذیرفت که این تلاش ها به دلایلی از جمله پایین بودن کیفیت حسگر آنتن سامانه های گیرنده و غیر شفاف بودن یونسفر[9] در فرکانس های پایین ناکام ماندند. اولین مشاهدات امواج رادیویی کیهانی توسط مهندس امریکایی کارل.جی.یانسکی[10] در سال 1932 اتفاق افتاد. وی در حالی که مشغول مطالعه اختلالات رادیویی طوفان آذرخشی در فرکانس 20.5 مگاهرتز (14.6 متر) بود، یک گسیل رادیویی را که از مبدأ نامعلومی ساطع می شد کشف کرد. به هر صورت او یافت که مبدأ امواج گسیل شده مرکز کهکشان ها می باشد.

تولد حقیقی نجوم رادیویی به اواخر دهه سی قرن بیستم باز میگردد، که گروت ربر[11] مشاهدات سیستماتیکی را با آنتن سهمی وار 9.5 متری دست ساز خود انجام داد. بعد از آن نجوم رادیویی به سرعت پیشرفت کرده و دانش ما درباره جهان اصلاح گردید. رادیو تلسکوپ تابش را در یک روزنه یا آنتن جمع کرده و آن را به صورت یک سیگنال رادیویی توسط گیرنده که به آن رادیو متر می گویند تبدیل می کند. سیگنال دریافت شده ابتدا تقویت، ردیابی و کامل می شود و سپس خروجی آن روی دستگاه های ذخیره کننده ثبت می گردد. سیگنال های ورودی بسیار ضعیف هستند و این مسئله باعث اختلال بسیار در فرایند ردیابی امواج می گردد. برای حل این مشکل میبایست تا حد امکان امواج مختل کننده را حذف نموده و شرایط محیطی را مناسب نمود. همچنین تداخل الکترومغناطیسی[12] ناشی از فرستنده های راداری، تلویزونی و رادیویی روی دریافت و ردیابی پرتو های رادیویی کیهانی بسیار تاثیر گذار است. بنابراین رصدخانه های رادیویی را غالباً در میان درّه ها و حفاظ الکترومغناطیسی بنا می کنند، درست مانند رصدخانه های نوری که جهت جلوگیری از اختلال بر فراز قلّه ها بنا میشوند. [3]

3

1-2-1- نمادها

3

1-2-2- محیط ماشین­ها و نوع كارگاه

4

1-2-3- مشخصه­های كاری و محدودیت­های زمان­بندی

5

1-2-4- معیارهای بهینه­سازی

7

1-3- نظریهء زمان­بندی

9

1-4- برنامه­ریزی ریاضی

9

1-5- زمان­بندی چند هدفه

9

1-6- الگوریتم­های فرا ابتكاری در بهینه­سازی

11

1-6-1- الگوریتم ژنتیك

11

1-6-2- الگوریتم شبیه­سازی تبرید

12

1-7- طراحی آزمایشات

12

1-8- مسألهء زمان­بندی كارگاه باز

13

2- فصل دوم: مرور ادبیات

15

2-1- مقدمه

16

2-2- معیارهای اندازه­گیری و تابع هدف

16

2-3- مجاز نبودن بریدگی كارها

18

2-4- نگهداری و تعمیرات دوره­ای و محدودیت عدم دسترسی ماشین­ها

18

2-5- زمان­های حمل و نقل

19

2-6- زمان­های آماده­سازی و جداسازی

20

2-7- روش­های حل

20

2-8- طراحی آزمایشات

22

3- فصل سوم: طرح مسأله و ارائه روش­های حل

24

3-1- مقدمه

25

3-2- فرمول­بندی مسأله

25

3-2-1- فرض­های مسأله

25

3-2-2- نماد گذاری

26

3-2-2-1- اندیس­ها

26

3-2-2-2- پارامترها

26

3-2-2-3- متغیرهای تصمیم

26

3-2-3- مدل برنامه­ریزی خطی مختلط

26

3-2-4- یك مثال

28

3-2-5- تحلیل مدل

29

3-3- الگوریتم­های فرا ابتكاری

30

3-3-1- الگوریتم ژنتیك

30

3-3-1-1- نمایش كروموزوم

30

3-3-1-2- جمعیت اولیه

30

3-3-1-3- تابع هدف

31

3-3-1-4- تابع برازندگی

31

3-3-1-5- انتخاب

31

3-3-1-6- تقاطع

31

3-3-1-7- جهش

33

3-3-1-8- معیار توقف

33

3-3-1-9- الگوریتم ژنتیك اولیه

33

3-3-1-10- الگوریتم ژنتیك موازی چند هدفه

34

3-3-2- الگوریتم شبیه­سازی تبرید

35

3-3-2-1- الگوریتم شبیه­سازی تبرید اولیه

35

3-3-2-2- الگوریتم شبیه­سازی تبرید موازی چند هدفه

37

4- فصل چهارم: طراحی آزمایشات و ارزیابی محاسباتی

38

4-1- مقدمه

39

4-2- طراحی آزمایشات تاگوچی

39

4-2-1- تولید داده­ها

40

4-2-2- تنظیم پارامترهای الگوریتم MOPGA

40

4-2-3- تنظیم پارامترهای الگوریتم MOPSA

42

4-3- ارزیابی محاسباتی

43

 

5- فصل پنجم: جمع­بندی و مطالعات آتی

 

45

5-1- جمع­بندی

46

5-2- مطالعات آتی

46

مراجع

48

فهرست جداول

عنوان	صفحه
1-1- مقادیر پارامترα	5
1-2- مقادیر پارامترβ	7
1-3- مقادیر پارامترγ	8
3-1- تعداد متغیرها	29
3-2- تعداد محدودیت­ها	29
3-3- تعداد متغیرها و محدودیت­ها مطابق با مدل MOMILP	29
4-1 فاكتورهای الگوریتم MOPGA و سطوح آن­ها	41
4-2- آزمایشات مربوط به آرایهء L9در الگوریتم MOPGA	41
4-3- جدول تحلیل واریانس كسر S/N مربوط به فاكتورهای الگوریتم MOPGA	42
4-4- فاكتورهای الگوریتم MOPSA و سطوح آن­ها	42
4-5- آزمایشات مربوط به آرایهء L4در الگوریتم MOPSA	42
4-6- جدول تحلیل واریانس كسر S/N مربوط به فاكتورهای الگوریتم MOPSA	43
4-7- عملكرد مدل MOMILP و الگوریتم­های GA و SA اولیه در برخورد با مسأله­های با ابعاد كوچك	44
4-8- میانگین RPD برای الگوریتم­های MOPGA و MOPSA در حل مسأله­های با ابعاد بزرگ	44

فهرست شكل­ها

عنوان	صفحه
1-1- رابطهء جایگزینی بین دو هدف و	10
3-1- توالی كارها روی یك ماشینj	25
3-2- نمودار گانت مربوط به حل بهینهء مثال	28
3-3- نحوهء تقسیم­بندی جمعیت و عملكرد موازی زیر-جمعیت­ها	34
3-4- جستجوی همسایگی الگوریتم شبیه­سازی تبرید	36
3-5- قدم­های الگوریتم شبیه­سازی تبرید اولیه	36
4-1- نمودار كسر S/N مربوط به RPD در فاكتورهای الگوریتم MOPGA	41
4-2- نمودار كسر S/N مربوط به RPD در فاكتورهای الگوریتم MOPSA	43

فصل اول

معرفی و كلیات تحقیق

• مقدمه

از مهمترین شرط­های ارتقای وضعیت فعلی در هر سازمان می­توان بهاستفادهء مناسبازسرمایه­هاو جلوگیری از هدر رفت آن­ها اشاره كرد. منظور از ” استفادهء مناسب ” در اینجا مفهومِ واژهء كارایی[1] یعنی سرعت عمل در استفاده از ظرفیت است كه بدون داشتن برنامهء از پیش تعیین شده ممكن نیست. افزون بر آن، هرچه دقت در برنامه بیشتر و مطالعه مكفی­تر باشد سرعت عمل بیشتر شده و توان رقابتی بالاتر می­رود. وقتی صحبت از سرمایه­های یك سازمان به میان می­آید ممكن است ذهن­ها به سمت سرمایه­های فیزیكی مثل ماشین­آلات و دستگاه­های گران­قیمت منحرف شود. حال آنكه، مفهوم مورد انتظار ما بطور خاص “زمان” است. استفادهء مناسب از زمان بعنوان یك سرمایه و جلوگیری از هدر رفت آن از جمله ابزارهای مهم مدیرانِ سازمان­ها در عرصه­های رقابتی است. زمان را می­توان منبعی دانست كه باید بطور صحیح تقسیم­بندی و مدیریت شده و با برنامهء خاص به فعالیت­ها تخصیص داده شود و این همان چیزیست كه به آن زمان­بندی[2] اطلاق می­شود.

زمان­بندی شامل تخصیص[3] منابع محدود به فعالیت­هاست با هدف بهینه­سازی یك یا چند معیار اندازه­گیری[4] [1]. از طرفی، ماهیت برخی منابع همچون ماشین­آلات و نیروی انسانی بگونه­ای است كه قادر به انجام همزمان بیش از یك فعالیت نیستند. بنابراین، تعریف دیگری برای زمان­بندی به این شرح ارائه می­شود: زمان­بندی، یافتن توالی[5] مناسب انجام فعالیت­ها توسط ماشین­ها و یا نیروی انسانی است بنحوی كه یك یا چند معیار اندازه­گیری بهینه شوند. برای تحلیل سیستم زمان­بندیِ تولیدِ جاری و یافتن راه­های بهبود آن، آگاهی از روش­های زمان­بندی تولید بسیار مهم است. دو مسألهء كلیدی در زمان­بندیِ تولیداولویتوظرفیتهستند [2]. بعبارت دیگر، “چه كاری باید ابتدا انجام شود؟” و “چه كسی باید آن را انجام دهد؟” وایت [2] زمان­بندی را اینگونه تعریف می­كند: “تعیین زمان برای انجام یك فعالیت”. او همچنین، در یك شركت تولیدی زمان­بندیِ تفصیلی[6] در سطح یك كارگاه را درنظر می­گیرد. یعنی، زمان­بندی كه در آن زمان شروع و پایان هر عملیات معلوم است. كوكس و همكاران [3] زمان­بندی تفصیلی را اینگونه تعریف می­كنند: “تخصیص واقعی زمان شروع و یا پایان فعالیت­ها یا گروهی از فعالیت­ها بنحوی كه سفارش تولید در موعد مقرر تكمیل شود.” آن­ها همچنین از زمان­بندی عملیات[7]، زمان­بندی سفارش[8] و زمان­بندی كارگاه[9] بطور معادل یاد می­كنند.

تعابیر متنوعی از تعریف­های ارائه شده برای زمان­بندی در محیط های مختلف قابل تصور است. بعنوان مثال، منابع می­توانند ماشین­ها در یك كارگاه، پردازنده و حافظه در یك سیستم كامپیوتری، باندهای فرود در یك فرودگاه، تعمیركاران در یك تعمیرگاه خودرو و غیره باشند. همچنین، فعالیت­ها می­توانند شامل عملیات مختلف در یك فرآیند ساخت، اجرای یك برنامهء كامپیوتری، نشستن و برخاستن هواپیماها در فرودگاه، تعمیر خودروهای تعمیرگاه و مواردی از این دست باشند.

مطالعه بر روی زمان­بندی به دههء 1950 برمی­گردد كه محققان در پژوهش عملیاتی[10]، مهندسی صنایع و مدیریت با مسألهء اداره كردن فعالیت­های مختلفی كه در یك كارگاه رخ می­دادند مواجه بودند. در آن زمان، الگوریتم­های زمان­بندی خوب می­توانستند هزینهء تولید را در فرآیند ساخت كاهش داده و توان رغابتی شركت­ها را بالا ببرند. در اواخر دههء 1960، دانشمندان كامپیوتر نیز با مسألهء زمان­بندی در توسعه سیستم­های عملیاتی روبرو شدند. چراكه، در آن روزها منابع محاسباتی همچون پردازشگرها و حافظه­ها محدود بودند و بهره­برداری مؤثر از این منابع محدود می­توانست هزینهء اجرای برنامه­های كامپیوتری را كاهش دهد. بنابراین، مطالعه بر روی زمان­بندی توجیه اقتصادی پیدا كرد [4].

مسأله­های زمان­بندی در دههء 1950 بسیار ساده بودند و تعدادی الگوریتم­های كارا برای رسیدن به جواب بهینه توسعه یافتند كه كارهای جكسون [5،6]، جانسون [7] و اسمیت [8] از مهمترین آن­ها هستند. با گذشت زمان، مسأله­ها پیچیده­تر شده و دیگر محققان قادر به توسعه الگوریتم­های كارا برای آن­ها نبودند. بیشتر محققان تلاش كردند روش­های شاخه و كران[11] را كه عمدتاً الگوریتم­هایی با زمان نمایی[12] بودند را گسترش دهند. با ظهور تئوری پیچیدگی[13] [11-9]، محققان دریافتند كه بسیاری از این مسأله­ها ذاتاً برای حل سخت هستند. در دههء 1970 نشان داده شد كه بیشتر مسأله­های زمان­بندی NP-hard هستند [15-12] یعنی زمان حل آن­ها شدیداً غیر چندجمله­ای[14] است. در دههء 1980، چندین زمینهء مختلف در دانشگاه و صنعت مورد بررسی قرار گرفت. یكی از این زمینه­ها توسعه و تحلیل الگوریتم­های تقریبی[15] و دیگری افزایش توجه به مسأله­های زمان­بندی اتفاقی[16] بود. از آن پس، تحقیق در زمینهء تئوری زمان­بندی با فراز و نشیب­هایی همراه بوده­است. بعد از گذشت بیش از 60 سال، هنوز ابهاماتی در این شاخه از علم وجود دارد.

• تعاریف زمان­بندی

هر چند كه مفهوم زمان­بندی بسیار فراگیر بوده و كاربردهای متنوعی در محیط­های مختلف برای آن قابل تصور است ولی ما از رویكرد سیستم­های تولیدی و صنعتی جهت بسط و گسترش آن استفاده می­كنیم. پیش از آن كه بخواهیم درمورد زمان­بندی تخصصی­تر صحبت كنیم، لازم است نمادها و عبارت­های مصطلح در این زمینه معرفی شوند. این بخش به معرفی برخی از آن­ها پرداخته و پس از توضیح چند نماد و تشریح محیط مورد نظر و شرایط آن، هدف­ها و معیارهای زمان­بندی بیان می­شوند.

[1] Efficiency