– نقش شبیه‌سازی در مسائل برنامه‌ریزی تولید

حل مسائل زمان‌بندي فارغ از ساختار مسئله و نوع الگوريتم مورد استفاده، به‌طور قابل‌توجهي با شبیه‌سازی گره خورده است. اين تكنيك، نه تنها در تئوري‌هاي حل مسائل زمان‌بندي نقش پررنگي دارد بلكه در مرحله اجراي برنامه‌های زمان‌بندي نيز يكي از ابزارهاي جدانشدني است. در اين بخش، ابتدا مروري بر تعريف شبیه‌سازی صورت گرفته و سپس اين كاركردها توصيف می‌شوند. تعاريف متعددي از شبیه‌سازی وجود دارد كه در اينجا به تعريفي از هيلير و ليبرمن[1] اشاره می‌شود:]6[

“شبیه‌سازی به معناي استفاده از كامپيوتر در راستاي تقليد رفتار يك فرايند يا يك سيستم است.”

در مطالعات بهینه‌سازی، هنگامي كه سیستم‌های مورد مطالعه خيلي پيچيده شوند استفاده از شبيه‌سازي ناگزير است. با اين وجود در بسياري از مسائل زمان‌بندي توليد كه ساختار ساده‌اي دارند نيز شبیه‌سازی به‌كارگرفته می‌شود. ساخت يك مدل شبيه‌سازي كه بتواند براي زمان‌بندي بكارگرفته شود مجموعه‌اي از ورودی‌ها را احتياج دارد كه عبارتند از:]6[

  1. افراد، ماشین‌ها، وسايل حمل‌ونقل و ساير منابع چه زماني قابل بهره‌برداري هستند؟
  2. چه محصولي بايد ساخته شود يا چه خدمتي بايد ارائه شود؟
  3. فرايند ساخت محصول يا ارائه خدمات كدام است؟
  4. چه منابعي و به چه ميزان براي توليد محصول يا ارائه خدمات لازم هستند؟
  5. از هر محصول چه تعداد براي هر مشتري توليد شود يا مشتري به چه خدماتي احتياج دارد؟
  6. محصولات در چه زماني بايد به مشتري تحويل داده شود يا خدمات در چه زماني مهيا باشد؟
  7. ترتيب انجام كارها روي ماشین‌آلات

با دريافت اين ورودی‌ها (در يك سيستم توليدي) نرم‌افزار شبیه‌ساز قادر است زمان ورود هر كار به هر ايستگاه، زمان پايان كار در هر ايستگاه، زمان ورود به انبارهاي ميانگير، زمان خروج از انبار و … را مشخص و بر اساس آن‌ها خروجی‌های متنوعي را توليد كند:]6[

  1. زمآن‌هاي بيكاري و اشتغال ماشین‌آلات
  2. زمان تكميل محصول
  3. نمودار گانت
  4. تابع هدف مسئله
  5. آمار توصيفي (راندمان و متوسط كار تكميل شده در هر واحد زمان و …)

[1] – Hillier, F. S. – Liberman, G. J.- نقش شبیه‌سازی در مسائل برنامه‌ریزی تولید

نرم‌افزارهاي شبیه‌ساز می‌توانند شامل مجموع قوانين و الگوريتم هایي براي حل مسائل زمان‌بندي باشند تا خود نسبت به تهيه برنامه زمان‌بندي اقدام نمايند. از سوئي ديگر شبیه‌سازی می‌تواند رفتارهاي تصادفي خط توليد را با استفاده از تابع توزيع احتمال تقليد كند، اين امر در محاسبه تابع هدف مسائل زمان‌بندي تصادفي كاربرد گسترده‌ای دارد. چهار الگوي متفاوت از بكارگيري شبیه‌سازی در مسائل زمان‌بندي قابل شناسایي است:]6[

  1. تهيه برنامه زمان‌بندي توسط برنامه شبیه‌ساز
  2. شبیه‌سازی براي تنظيم پارامترهاي الگوریتم‌های ابتكاري
  3. شبیه‌سازی براي ارزيابي راهکارهای متفاوت زمان‌بندي
  4. شبیه‌سازی براي تقليد رفتارهاي تصادفي سيستم