Επίλυση προβλημάτων χρονοπρογραμματισμού με χρήση αυτομάτων

Abstract

Στις μέρες μας οι αλλαγές που σημειώνονται σε παγκόσμια κλίμακα δεν αφορούν μόνο την οικονομική κατάσταση αλλά τείνουν να επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τη λειτουργία τόσο των μικρών όσο και των μεγαλύτερων σε κλίμακα επιχειρήσεων και βιομηχανιών παραγωγής. Οι εταιρείες που καταφέρνουν να προσαρμοστούν στις νέες συνθήκες έχουν τη πιθανότητα να κερδίσουν ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα. Για πολλές εταιρείες η διαδικασία προσαρμογής στο νέο περιβάλλον εκλαμβάνεται ως προσπάθεια εξεύρεσης νέων τρόπων οργάνωσης και διοίκησης της παραγωγής τους. Τα ολοένα και υψηλότερα επίπεδα εισχώρησης υπολογιστικών συστημάτων σε όλες τις επιχειρησιακές διαδικασίες μπορούν να καταστήσουν τις εταιρείες περισσότερο αποδοτικές και ευπροσάρμοστες στα νέα δεδομένα και κατ’ επέκταση να τους προσφέρουν το ανταγωνιστικό πλεονέκτημα. Το πρόβλημα του χρονοπρογραμματισμού της παραγωγικής διαδικασίας αποτελεί ένα διαχρονικό σημείο αναφοράς στον κλάδο της διοίκησης παραγωγικών συστημάτων, το οποίο τα τελευταία χρόνια έχει αποκτήσει μια επιπλέον διάσταση, αυτή της παράλληλης βελτιστοποίησης του κόστους, όπως επιβάλλεται εξαιτίας της παγκόσμιας οικονομικής αστάθειας. Με τον όρο χρονοπρογραμματισμός παραγωγικής διαδικασίας εννοούμε την εύρεση του κατάλληλου προγράμματος το οποίο θα συντονίζει τα τεχνολογικά μέσα που απαιτούνται, την κατανομή των πόρων και την παραγωγική διαδικασία, με απώτερο σκοπό τον ελάχιστο χρόνο παραγωγής και το ελάχιστο δυνατό κόστος παραγωγής, που θα καθιστά την επιχείρηση ικανή να «επιβιώσει» μέσα σε ένα άκρως ανταγωνιστικό περιβάλλον που έχει θέσει ως προτεραιότητα την ταχύτητα, την ποιότητα και την αξιοπιστία των σύγχρονών εταιρειών. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εύρεση βέλτιστης λύσης σε ένα πρόβλημα χρονοπρογραμματισμού σε σύστημα παραγωγής κατά παραγγελία (job-shop), που παράλληλα, εκτός από την οργάνωση των παραγωγικών διεργασιών στο λιγότερο δυνατό χρόνο, θα συνυπολογίζει και θα εξασφαλίζει και το ελάχιστο δυνατό κόστος παραγωγής. Αυτή η μεθοδολογία εφαρμόστηκε και στην πράξη, χρησιμοποιώντας το εργαλείο UPPAAL σε κάποια παραδείγματα χρονοπρογραμματισμού παραγωγής. Έτσι, καταφέραμε να βρούμε κάθε φορά το βέλτιστο (ή σχεδόν το βέλτιστο) ολικό χρόνο διεκπεραίωσης ορισμένων εργασιών σε πολύ καλό χρόνο υπολογισμού και με μειωμένο κόστος.

Nowadays, the changes occuring at global scale, do not only apply to the economic situation, but also tend to greatly infuence the operations and manufacturing industries. Companies that manage to adapt to new circumstances have the chance to gain a competitive advantage. For many companies, the process of adapting to new environments is perceived as an attempt to find new ways of organization and management of production. The increasingly higher penetration of computer systems into all business processes can make companies more efficient and adaptable to new circumstances and thus offer them the competitive advantage. The problem of scheduling the production process represents a timeless benchmark in the field of production management systems, which has gained an extra dimension in recent years, that of parallel optimazation of costs as required by the global economic instability. The term production scheduling process means finding the right program that will coordinate the technological tolls required, allocation of resources and production process, with the ultimate aim of a minimum production time and minimum cost of production, which makes the company able to "survive" in a highly competitive environment, that has prioritized the speed, quality and reliability of modern companies. The purpose of this thesis is to find the optimal solution to a problem in scheduling production system on demand (job-shop) that except the organization of production processes in the shortest possible time, it will also include and ensure the lowest possible production costs. This methodology is applied in practice, using the tool UPPAAL in some production scheduling examples.