NSGA-II

با رشد روزافزون جمعیت و نیاز جوامع بشری به مدیریت بهینة منابع، آمایش سرزمین اهمیت ویژه ای یافته است. تعیین مکان مناسب برای برخی از کاربری ها مانند کاربری های صنعتی، که تأثیری عمده در شرایط اقتصادی و اجتماعی و زیست محیطی دارند، پیامدهای مثبتی برای رشد منطقه خواهند داشت. در این بین از جمله مهم ترین مشکلات پیشِ رو برای مدل سازی و مکان یابی کاربری های صنعتی، تعدد توابع هدف اقتصادی و اجتماعی و زیست محیطی، و تناقض برخی از آنها با یکدیگر است، به گونه ای که روش ها و توابع پایه موجود در سیستم های اطلاعات مکانی (نظیر هم پوشانی) پاسخگوی چنین برنامه ریزی های چند هدفة آمایشی نیست. تحقیق حاضر، در زمینة یافتن مکان های مناسب برای تأسیس صنایع بزرگ و کاربری های صنعتی انجام شده است. در این تحقیق پس از بررسی روش های بهینه سازی همزمان چندهدفه، از الگوریتم چندهدفة ژنتیک NSGA-II به منظور حمایت از تصمیم گیری در یافتن زمین های مناسب برای کاربری صنعتی در محدودة استان زنجان استفاده شده است. روند کار بدین ترتیب بوده است که ابتدا شرایط و توابع هدف مورد نیاز تعریف شده و داده های مورد نظر از مراجع جمع آوری و آماده سازی شده اند. سپس، با استفاده از متد NSGA-II و نرم افزارهای GIS و نرم افزار طراحی شده در این حیطه، زمین های مناسب برای کاربری های صنعتی استخراج گردیده و رتبه بندی شده اند. به علاوه، یکی از مهم ترین نتایج این تحقیق، جبهة جواب های مؤثر بوده است که نتایج حاصل از تغییر اولویت های تصمیم گیری را به مدیران نشان می دهد و آنان را در انتخاب گزینه ای مطلوب از بین گزینه های برتر یاری می رساند. این الگوریتم در محدودة مطالعاتی آزمون گردیده و نتایج آن در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته، که در بخش درج شده است.

برای احداث خط انتقال نیرو لازم است عوامل فنی، اقتصادی و زیست محیطی مورد توجه قرار گیرند. مسیر خط انتقال نیرو، افزون بر اینکه بر روی هزینه های نصب، راه اندازی و نگهداری آن تأثیر می گذارد، در میزان تأثیرات منفی آن بر روی محیط زیست نیز نقش دارد. لذا تعیین مسیر بهینه برای خط انتقال جدید، مسئله ای چندهدفه است که ممکن است اهداف آن ناسازگار باشند. در واقع مسیر با حداقل هزینه ممکن است تأثیرات منفی فراوانی بر روی محیط زیست داشته باشد. در نوشتار حاضر روشی برمبنای GIS برای تعیین مسیر خط انتقال نیرو ارائه می گردد که در آن از نوعی الگوریتم ژنتیک چندهدفه برای بهینه سازی مسیر استفاده شده است. الگوریتم NSGA-II، با تعدادی قید و دو هدف که شامل تأثیرات زیست محیطی و هزینه است، برای انتخاب مسیر بهینه خط انتقال نیرو 400 کیلوولت در مرودشت پیاده سازی شده است. در این تحقیق، نحوه ترکیب الگوریتم NSGA-II با GIS برای تعیین مسیرهای بهینه متعدد برای خطوط انتقال نیرو بیان شده است؛ به طوری که امکان انتخاب و تصمیم گیری نهایی از بین راه حل های موجود، برای تصمیم گیران مختلف وجود دارد. در اغلب مطالعات پیشین تنها یک مسیر به عنوان مسیر نهایی ارائه شده که با استفاده از ترکیب تأثیرات عوامل مختلف تعیین گردیده است. افزون بر این، با ترکیب تأثیرات عوامل مختلف، احتمالاً تأثیر برخی از عوامل به وسیله برخی دیگر خنثی می شود. امّا با به کارگیری روش پیشنهادی دو تابع که دارای واحدهای متفاوت هستند، تا انتهای فرایند بهینه سازی با هم ترکیب نمی شوند. در این مقاله، سه گزینه که هر یک شامل سه دکل کششی هستند، به عنوان نمونه مورد مقایسه قرار گرفته اند و برای هر کدام طول مسیر و مقادیر اهداف اول و دوم مشخص شده است.

در مسأله مسیریابی خطوط انتقال نیرو عوامل فنی، اقتصادی، زیست محیطی و اجتماعی متعددی دخیل هستند تا بتوان مسیر بهینه ای را برای انتقال انرژی طراحی نمود . عوامل مذکور گاهی تأثیر هم راستا و فزاینده داشته و در مواردی دارای تأثیر غیر هم راستا و حتی خلاف جهت هستند . مسیر خط انتقال نیرو، افزون بر اینکه بر روی هزینه های نصب، راه اندازی و نگهداری آن تأثیر می گذارد، در میزان تأثیرات منفی آن بر روی محیط زیست نیز نقش دارد . بنابراین تعیین مسیر مناسب برای خطوط انتقال نیرو که متناسب با نیازها و اهداف پروژه بوده و نقش عامل تأثیرگذار را به درستی در نظر گیرد، بسیار مهم است . در این تحقیق عوامل و معیارهای تأثیرگذار در مسیریابی خطوط انتقال نیرو در قالب سه هدف اقتصادی، دسترسی و نگهداری خطوط انتقال و تأثیرات سوء زیست محیطی مورد بررسی قرار گرفته است . به منظور وزن دهی به عوامل و نیز ترکیب آن ها، با توجه به ویژگی های هر عامل، از روش های FAHP و ترکیب خطی وزن دار ( WLC ) استفاده شده است . در نهایت برای تعیین مسیر مناسب با توجه به چند هدفه بودن مسأله، از الگوریتم ژنتیک با رتبه بندی نامغلوب -2 ( NSGA-II ) که از محبوب ترین و کارآمدترین روش های تکاملی می باشد، به عنوان یک روش تصمیم گیری چندمعیاره تکاملی بهره گرفته شده است . مدل مذکور برای مسیریابی خطوط انتقال 63 کیلوولت بین دو پست برق شهید سلمانی و کیاسر در شهرستان ساری مورد استفاده قرار گرفت . نتایج ارزیابی توانایی روش پیشنهادی در بهینه سازی توابع هدف با بهبود میانگین 44 درصدی مقادیر توابع هدف و کاهش حدود 6 کیلومتر از طول مسیر در مقایسه با مسیر موجود را نشان می دهد .

توسعه محصول جدید یکی از عوامل کلیدی برای کسب مزیت رقابتی و تداوم رشد شرکت هاست؛ اما این کار فرایند مخاطره آمیزی است که باید برای دستیابی به موفقیت در آن، ریسک های موجود به طور اثربخش مدیریت شوند. با توجه به اهمیت این نوع پروژه ها، در پژوهش حاضر تلاش می شود با مدیریت مؤثر ریسک در مرحله طراحی مفهومی محصولات جدید، احتمال موفقیت آنها بیشتر شود. بدین منظور، نخست مدلی جدید و معیارهایی برای اندازه گیری ریسک های مرتبط با متغیر های طراحی ارائه شده است. در این مدل با درنظرگرفتن اثر متقابل ریسک ها بر پیامد های رخداد یکدیگر و همچنین ریسک های مرتبط با متغیرهای پیوسته طراحی در فرایند محاسبه میزان ریسک طرح محصول، دقت محاسبات افزایش یافت. این مدل خود جزئی از مدل چند هدفه ای با سه تابع هدف ریسک، اثربخشی کلی طرح و هزینه طرح محصول است تا تصمیم گیرندگان بتوانند با توجه به سطح ریسک پذیری و بودجه، طرحی را انتخاب کنند که بیشترین اثربخشی را داشته باشد.

هدف اصلی این پژوهش، کاهش هزینه های لجستیک و افزایش رضایت جراحان در یک زنجیره تأمین تجهیزات مصرفی اتاق عمل، با در نظر گرفتن اولویت بندی تأمین کنندگان است؛ زیرا امروزه بخش بزرگی از بودجه هر کشور، صرف سیستم های سلامت می شود و این مبالغ کلان، تأثیر مستقیمی بر اقتصاد کشورها دارد؛ از این رو هرگونه تغییر در هزینه های اتاق عمل، بر هزینه های کل زنجیره و بیمارستان نیز تأثیر می گذازد. مدل ریاضی مسئله با استفاده از روش تصمیم گیری چندمعیاره آراس و رویکرد استوار و الگوریتم های چندهدفه ژنتیک مرتب سازی نامغلوب ( NSGA-II ) و جست وجوی هارمونی ( MOHS ) حل شده است. برای حل مسئله در ابعاد مختلف، مثال هایی طراحی و با هر دو روش دقیق و الگوریتم های فراابتکاری حل شد. برای مقایسه دو روش حل دقیق و فراابتکاری NSGA-II ده مثال نمونه طراحی شد. مقایسه ها نشان داد در هر دو تابع هدف، کیفیت پاسخ های روش اپسیلون محدودیت بهتر بوده است؛ اما زمان حل بیشتری نسبت به NSGA-II نیاز داشته است؛ به طوری که گاهی تا 5 برابر زمان حل بیشتر در روش اپسیلون، به محدودیت نیاز بوده است. همچنین برای اعتبارسنجی NSGA-II ، از روش فراابتکاری MOHS کمک گرفته شد که نتایج نشان داد مسئله به کمک MOHS نیز به زمان حل کمتری نسبت به NSGA-II نیاز داشته است.

مسئله زمان بندی ماشین های موازی و نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه این دسته از ماشین ها ازجمله مسائل کلیدی در حوزه فرآیندهای تولیدی است که همواره موردتوجه پژوهشگران بوده است. این پژوهش به دنبال طراحی مدل یکپارچه ای برای زمان بندی تولید و برنامه ریزی نگهداری و تعمیرات ماشین های موازی با در نظر گرفتن احتمال اختلال در عملکرد تسهیلات و عدم قطعیت در پارامترهای مسئله است. در این راستا یک مدل برنامه ریزی ریاضی با دو هدف حداقل سازی زمان تکمیل وزنی محصولات و حداکثرسازی قابلیت اطمینان در خط تولید ارائه شده است. با توجه به ماهیت NP-hard مسئله موردبررسی از جنبه محاسباتی، از الگوریتم های حل فراابتکاری NSGA-II و MOPSO به منظور حل مسائل عددی در ابعاد متوسط و بزرگ استفاده شده است. بر این اساس، مسائل عددی در ابعاد مختلف طراحی شده و از الگوریتم های موردنظر به منظور حل این مسائل استفاده شد. نتایج نشان می دهند که الگوریتم NSGA-II در مقایسه با الگوریتم MOPSO جواب های مناسب تری را ارائه می کند. هرچند الگوریتم MOPSO نسبت به الگوریتم NSGA-II از نظر زمان حل مسئله از کارایی بیشتری برخوردار است، مقدار این برتری قابل ملاحظه نیست و نمی توان آن به عنوان مبنای قطعی مقایسه دو الگوریتم در نظر گرفت.