1-2- مکانیابی تسهیلات…………………………………………………………………………………………. 2

1-3- بیان مسأله……………………………………………………………………………………………………. 4

1-4- روش حل……………………………………………………………………………………………………. 7

1-5- اهمیت و ضرورت تحقیق………………………………………………………………………………… 8

1-6- اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………….. 9

1-7- جمع بندی…………………………………………………………………………………………………… 9

فصل دوم: ادبیات  …………………………………………………………………………………….. 11

2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………….. 12

2-2- مکانیابی تسهیلات……………………………………………………………………………………….. 12

2-2-1- ادبیات در موضوع مکانیابی تسهیلات………………………………………………… 12

2-2-2- معیارهای دسته بندی مدلهای مکانیابی……………………………………………………….. 17

2-2-3- مسائل پوشش……………………………………………………………………………………… 19

2-2-3-1-مسأله پوشش مجموعه…………………………………………………………………….. 19

2-2-3-2- مسأله مکانیابی حداکثر پوشش…………………………………………………………. 21

2-2-3-3- مسائل p-center………………………………………………………………………………

2-2-3-4- مسائل p-median…………………………………………………………………………….

2-2-4- مسائل دیگر مکانیابی…………………………………………………………………………….. 24

2-2-5- مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم…………………………………… 25

2-2-5-1- ادبیات مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم…………… 26

2-2-5-2- مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم…………………………………….. 29

2-3- نظریه صف…………………………………………………………………………………………….. 35

2-3-1- مشخصات صف………………………………………………………………………………….. 36

2-3-2- قانون لیتِل………………………………………………………………………………………….. 38

2-3-3- صف M/M/1…………………………………………………………………………………….

2-4- مسائل بهینه سازی چندهدفه……………………………………………………………………….. 40

2-4-1- فرمول بندی مسائل بهینه سازی چندهدفه……………………………………………………. 40

2-4-2- الگوریتم‌های تکاملی برای بهینه سازی مسائل چندهدفه بر مبنای الگوریتم ژنتیک….. 41

2-4-2-1- الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب……………………………………………….. 42

2-4-2-2- الگوریتم NSGA-II محدود شده……………………………………………………. 45

2-4-2-3- الگوریتم ژنتیک رتبه بندی نامغلوب…………………………………………………… 46

2-4-3- الگوریتم‌های تکاملی برای بهینه سازی مسائل چندهدفه بر مبنای سیستم ایمنی مصنوعی… 49

2-4-3-1- سیستم ایمنی مصنوعی…………………………………………………………………… 49

2-4-3-1-1- مفاهیم ایمنی……………………………………………………………………….. 49

2-4-3-1-2- ایمنی ذاتی………………………………………………………………………….. 51

2-4-3-1-3- ایمنی اکتسابی……………………………………………………………………… 51

2-4-3-1-4- تئوری شبکه ایمنی………………………………………………………………… 52

2-4-3-1-5- الگوریتم ایمنی مصنوعی…………………………………………………………. 53

2-4-3-1-6- سیستم ایمنی مصنوعی و مسائل بهینه سازی چندهدفه……………………. 54

2-4-3-2- الگوریتم MISA………………………………………………………………………….

2-4-3-3- الگوریتم VIS……………………………………………………………………………..

2-4-3-4- الگوریتم NNIA………………………………………………………………………….

2-5- روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه…………………………………… 67

2-5-1- فاصله نسلی……………………………………………………………………………………….. 68

2-5-2- درجه توازن در رسیدن همزمان به اهداف…………………………………………………… 69

2-5-3- مساحت زیر خط رگرسیون…………………………………………………………………….. 70

2-5-4- تعداد جواب‌های غیرمغلوب نهائی……………………………………………………………. 71

2-5-5- فاصله گذاری……………………………………………………………………………………… 71

2-5-6- گسترش…………………………………………………………………………………………….. 72

2-5-7- سرعت همگرائی………………………………………………………………………………….. 73

2-5-8- منطقه زیر پوشش دو مجموعه…………………………………………………………………. 73

2-6- جمع بندی…………………………………………………………………………………………………. 74

فصل سوم: مدل سازی مسأله و توسعه الگوریتم‌ها ………………………………………………… 76

3-1- مسأله موردتحقیق…………………………………………………………………………………………. 77

 

 

3-2- طراحی الگوریتم‌ها……………………………………………………………………………………….. 81

3-2-1- تطبیق الگوریتم‌ها با مسئله موردبررسی………………………………………………………. 81

3-2-1-1- ساختار حل‌ها……………………………………………………………………………… 81

3-2-1-2- معیار توقف………………………………………………………………………………… 82

3-2-2- تطبیق الگوریتم NSGA-II برای مسئله موردبررسی…………………………………….. 83

3-2-3- تطبیق الگوریتم CNSGA-II برای مسئله موردبررسی………………………………….. 84

3-2-4- تطبیق الگوریتم NRGA برای مسئله موردبررسی………………………………………… 85

3-2-5- تطبیق الگوریتم MISA برای مسئله موردبررسی………………………………………….. 85

3-2-6- تطبیق الگوریتم VIS برای مسئله موردبررسی……………………………………………… 85

3-2-7- تطبیق الگوریتم NNIA برای مسئله موردبررسی………………………………………….. 86

فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده‌ها…………………………………………………………………… 87

4-1- تولید مسأله نمونه…………………………………………………………………………………………. 88

4-2- اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌ها براساس معیارها………………………………………………….. 89

4-3- تجزیه و تحلیل نتایج……………………………………………………………………………………. 92

فصل پنجم: نتیجه گیری و مطالعات آتی…………………………………………………………………. 100

5-1- نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………. 101

5-2- مطالعات آتی…………………………………………………………………………………………….. 102

فهرست منابع و مراجع……………………………………………………………………………………… 103

پیوست الف: محاسبه معیارهای هشت گانه برای الگوریتم های استفاده شده ……………… 105

پیوست ب: نمودارهای بدست آمده از تجزیه و تحلیل نتایج………………………………………113

پیوست ج: یک نمونه مسئله حل شده توسط الگوریتم NSGA-II …………………………………

پیوست د: کد برنامه نویسی الگوریتم NSGA-II در محیط MATLAB…………………………….

چکیده:

مسأله مورد بررسی در این پایان نامه، مسأله‌ی جانمایی تسهیلات با فرض ثابت بودن سرویس‌دهندگان و تصادفی بودن تقاضای مشتریان می‌باشد.

مسأله شامل طراحی و جانمایی دستگاه‌های خودپرداز درون یک شهر می‌باشد؛ به این ترتیب که یک سری موقعیت مکانی برای جانمایی این دستگاه‌‌ها کاندید شده اند؛ تعدادی از این دستگاه‌ها قرار است در موقعیت‌های مکانی کاندید شده مذکور جانمایی شوند. مشتری‌ها به صورت تصادفی از یک سری مراکز تقاضا به یکی از این دستگاه‌ها می‌رسند. اگر هنگامی‌که آن‌ ها می‌رسند، دستگاه خودپرداز آزاد باشد، آن‌ ها بلافاصله سرویس دهی می‌شوند. در غیر این صورت، آن‌ ها به صف می‌پیوندند یا آنجا را ترک می‌کنند. زمان تصادفی که یک مشتری در یک دستگاه سپری می‌کند بستگی به تعداد و نوع تراکنشی (مثلاً مانده حساب، دریافت وجه، انتقال وجه و غیره) دارد که او انجام می‌دهد.

سه هدف برای مسأله فوق درنظر گرفته شده‌است که هدف اول، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان درحال سفر، هدف دوم، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان در حال انتظار و هدف سوم، ماکزیمم کردن مجموع کارکرد دستگاه‌ها در واحد زمان می‌باشد. باتوجه به اینکه این مسأله، در حالت تک‌هدفه بودن نیز NP-Hard می‌باشد، حل آن در حالت چندهدفه، بسیار مشکل تر خواهدبود. به‌همین خاطر، چندین روش فراابتکاری برای حل آن ارائه می‌شود. در این تحقیق سعی شده‌است که از سه الگوریتم چندهدفه مبتنی بر الگوریتم ژنتیک و همچنین از سه الگوریتم چندهدفه مبتنی بر سیستم ایمنی مصنوعی استفاده شود. این الگوریتم‌ها با بهره گرفتن از روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه، مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند.

فصل اول: تعریف مسئله

1-1- مقدمه

با رشد روز افزون معاملات تجاری در سطح جهان و در سال‌های اخیر، ظهور پدیده تجارت الکترونیک[1] و بانکداری الکترونیک[2] به عنوان بخش تفکیک ناپذیر از تجارت الکترونیک مطرح شد. بانکداری الکترونیک اوج استفاده از فناوری انفورماتیک و ارتباطات و اطلاعات برای حذف دو قید زمان و مکان از خدمات بانکی است. ضرورت یک نظام بانکی کارامد برای حضور در بازارهای داخلی و خارجی ایجاب می‌کند تا بانکداری الکترونیک نه به عنوان یک انتخاب، بلکه ضرورت مطرح شود. امروزه پایانه فروش، پایانه شعب، دستگاه‌های خودپرداز و … نماد بانکداری الکترونیک است و یافتن مکان بهینه برای این پایانه‌ها و دستگاه‌ها می‌تواند نقش مهمی در حضور یک بانک یا مؤسسه در بازارهای داخلی و خارجی داشته باشد [1].

1-2- مکانیابی تسهیلات

فرض کنید که یک شرکت رسانه‌ای می‌خواهد که ایستگاه‌های روزنامه را در یک شهر ایجاد کند. این شرکت در حال حاضر جایگاه‌هایی را به صورت بالقوه در شهرهای همسایه اش مشخص کرده‌است و هزینه ایجاد و نگهداری یک جایگاه را می‌داند. همچنین فرض کنید که تقاضای روزنامه در هر شهر همسایه مشخص است. اگر این شرکت بخواهد تعدادی از این ایستگاه‌ها را ایجاد کند، باتوجه به مینیمم کردن کل هزینه‌های ایجاد و نگهداری این ایستگاه‌ها و همچنین متوسط مسافت سفر مشتریان، این ایستگاه‌ها در کجا باید واقع شوند؟

سؤال قبل یک مثال از مسأله مکانیابی تسهیلات بود. مکانیابی تسهیلات یعنی اینکه مجموعه‌ای از تسهیلات (منابع) را به صورت فیزیکی به گونه‌ای در یک مکان قراردهیم که مجموع هزینه برآورده کردن نیازها (مشتریان) باتوجه به محدودیت‌هایی که سر راه این مکانیابی قرار دارد، مینیمم گردد.

از سالهای 1960 به این طرف مسائل مکانیابی یک جایگاه ویژه‌ای را در حیطه تحقیق در عملیات اشغال کرده‌اند. آنها وضعیت‌های مختلفی را درنظر گرفته‌اند که می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد: تصمیم گیری در مورد مکان کارخانجات، انبارها، ایستگاه‌های آتش نشانی و بیمارستان‌ها.

به طور اساسی، یک مسأله مکانیابی بوسیله چهار عنصر زیر توصیف می‌شود:

– مجموعه‌ای از مکانها که در آن‌ ها، تسهیلات ممکن است ایجاد یا باز شوند. برای هر مکان نیز بعضی اطلاعات درمورد هزینه ساخت یا باز نمودن یک تسهیل در آن مکان مشخص می‌شود.

– مجموعه‌ای از نقاط تقاضا (مشتریان) که برای سرویس دهی به بعضی از تسهیلات اختصاص داده شوند. برای هر مشتری، اگر بوسیله یک تسهیل معینی خدمت‌رسانی شود، بعضی اطلاعات راجع به تقاضایش و درمورد هزینه یا سودش بدست می‌آید.

– لیستی از احتیاجات که باید بوسیله تسهیلات بازشده و بوسیله تخصیص نقاط تقاضا به تسهیلات برآورده شود.

– تابعی از هزینه یا سودهایی که به هر مجموعه از تسهیلات اختصاص پیدا می‌کند.

پس هدف این نوع مسائل، پیدا کردن مجموعه‌ای از تسهیلات است که باید باتوجه به بهینه کردن تابع مشخصی باز شوند.

مدل‌های مکانیابی در یک زمینه گسترده از کاربردها استفاده می‌شود. بعضی از این موارد شامل موارد ذیل است: مکانیابی انبار در زنجیره تأمین برای مینیمم کردن متوسط زمان فاصله تا بازار؛ مکانیابی سایت‌های مواد خطرناک برای مینیمم کردن درمعرض عموم قرار گرفتن؛ مکانیابی ایستگاه‌های راه آهن برای مینیمم کردن تغییرپذیری زمان بندی‌های تحویل بار؛ مکانیابی دستگاه‌های خودپرداز برای بهترین سرویس دهی به مشتریان بانک و مکانیابی ایستگاه‌های عملیات تجسس و نجات ساحلی برای مینیمم کردن ماکزیمم زمان پاسخ به حادثه‌های ناوگان دریایی. با اینکه این پنج مسأله توابع هدف مختلفی دارند، همه این مسائل در حوزه مکانیابی تسهیلات واقع می‌شوند. درواقع، مدل‌های مکان‌یابی تسهیلات می‌توانند در موارد ذیل متفاوت باشند: توابع هدفشان، معیارهای فاصله‌ای که به کار می‌برند، تعداد و اندازه تسهیلاتی که قرار است مکانیابی شوند و چندین معیار تصمیم گیری مختلف دیگر. بسته به کاربرد خاص هر مسأله، درنظرگرفتن این معیارهای مختلف در فرموله کردن مسأله، منتهی به مدل‌های مکانیابی بسیار متفاوتی خواهدشد.

1-3- بیان مسأله

هدف از اجرای این تحقیق، مکان‌یابی سیستم‌های خدمات رسانی ثابت با ظرفیت خدمت محدود می‌باشد. یعنی دستگاه‌های خدمت‌رسان به چه تعداد و در چه محل‌هایی استقرار یابند و چه مراکز تقاضایی به این دستگاه های خدمت‌رسان تخصیص یابند. در چنین سیستم‌هایی، زمانی که برای انجام سرویس موردنیاز است تصادفی است و همچنین تقاضای انجام خدمت در نقاط تصادفی از زمان می‌رسند که این تقاضا از جمعیت بزرگی از مشتریان سرچشمه می‌گیرد و معمولاً این سرویس‌دهی در نزدیک ترین تسهیل انجام می‌شود. چنین سیستم‌های خدمت‌رسانی، سیستم‌های صف را تشکیل می‌دهند. مدل‌های مختلفی برای حل این مسائل مکان‌یابی سیستم صف ارائه شده‌است.

دو ناحیه کاربردی وجود دارد که ما با این مدل‌ها روبه رو می‌شویم [4]: اولی در طراحی سیستم ارتباط کامپیوتری مانند اینترنت می‌باشد. در یک سیستم ارتباط کامپیوتری، ترمینال‌های مشتری (کاربران اینترنت) به کامپیوترهای میزبان (سرورهای پروکسی، سرورهای آینه) وصل می‌شوند که قابلیت پردازش بالا و/یا پایگاه داده‌های بزرگ میزبان دارند. زمانی که طول می‌کشد تا سرور درخواست را پردازش کند بستگی به سرعت پردازش سرور و و نوع درخواست دارد که آن هم تصادفی است. زمانی که مشتری برای پاسخ سرور منتظر می‌ماند نیز بستگی به تعداد و اندازه درخواست‌های داده‌ای است که در حال حاضر در صف هستند. به طور کلی، درخواست‌های مشتری‌ها به نزدیکترین سرور وصل می‌شود. این مکان و ظرفیت سرورها، پارامترهای طراحی بحرانی هستند. این انتخاب پارامترها تأثیری قابل توجه روی کیفیت خدمات دارد، به طوری که بوسیله یک مشتری درک می‌شود.

کاربرد دوم شامل طراحی یک سیستم دستگاه خودپرداز برای بانک است. مشتری‌ها به صورت تصادفی به یک دستگاه خودپرداز می‌رسند. اگر هنگامی‌که آن‌ ها می‌رسند، دستگاه آزاد باشد، آن‌ ها بلافاصله سرویس دهی می‌شوند. در غیر این صورت ، آن‌ ها به صف می‌پیوندند یا آن جا را ترک می‌کنند. زمان تصادفی که یک مشتری در یک دستگاه سپری می‌کند بستگی به تعداد و نوع تراکنشی (مثلاً مانده حساب، دریافت وجه، انتقال وجه و غیره) دارد که او انجام می‌دهد. منبع قابل توجه دیگر زمان مشتری در یک دستگاه، شامل تأخیر ارسال در مدت شبکه ارتباط بانک است. از آن جا که دستگاه‌ها ثابت هستند، مشتری‌ها باید به یک مکان خودپرداز مراجعه کنند تا یک تراکنش را انجام دهند. گاهی اوقات، مردم در طول مسیر خود (مثلاً از خانه به محل کار) برای استفاده از یک دستگاه خودپرداز به آن مراجعه می‌کنند؛ گاهی اوقات هم، آن‌ ها آن را طبق یک مسیر از پیش برنامه‌ریزی‌شده (مثلاً مسیر روزانه بین خانه و کار) استفاده می‌کنند. به طور کلی، آن‌ ها از تسهیل با کمترین هزینه قابل‌ دسترس استفاده می‌کنند. برای مثال، هنگامی‌که هزینه‌ها بوسیله مسافت سفر تعیین می‌شود، مشتری‌ها نزدیکترین تسهیل به محل کار/خانه یا نزدیکترین مسیر روزانه شان را انتخاب می‌کنند. ما فرض می‌کنیم که مشتری‌ها هیچ اطلاعی از تأخیرات دستگاه‌های خودپرداز ندارند و از این رو نزدیکترین تسهیل را برای درخواست سرویسشان انتخاب می‌کنند.

[1] E-Commerce

[2] E-Banking

[3] Facility Location

ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

1-2-1- برنامه ریزی تولید…………………… 2

1-2-2- برنامه ریزی تولید ادغامی……………………. 5

1-2-3- واحد ادغامی…………………… 6

1-2-4- استراتژی های برنامه ریزی تولید ادغامی……………………. 6

1-2-5- هزینه های مرتبط با برنامه ریزی تولید ادغامی در زنجیره تأمین……. 6

1-2-6- روش های حل مسائل برنامه ریزی تولید ادغامی……………………. 7

1-2-7- عدم قطعیت و انواع آن……………………. 7

1-3- بیان مساله…………………… 8

1-4- ضرورت انجام تحقیق……………………. 9

1-5- كاربردهای تحقیق……………………. 9

1-6- اهداف تحقیق……………………. 10

1-7- ساختار رساله…………………… 10

2- ی بر ادبیات تحقیق……………………. 12

2-1- مقدمه…………………… 13

2-2- ی بر مدل های برنامه ریزی تولید (قبل از سال 2000)………………….. 13

2-3- ی بر مدل های برنامه ریزی تولید تحت عدم قطعیت (بعد از سال 2000)…… 26

2-4- بهینه سازی تحت شرایط عدم قطعیت…………………….. 40

2-4-1- برنامه‌ریزی تصادفی با ارجاع…………………… 40

2-4-2- بهینه‌سازی پایدار………………….. 41

2-4-2-1- بهینه‌سازی تصادفی پایدار………………….. 43

2-4-2-2- بهینه سازی پایدار با پارامترهای بازه ای…………………….. 45

2-4-3- برنامه ریزی ریاضی فازی…………………….. 47

2-4-3-1- برنامه ریزی فازی منعطف…………………….. 47

2-4-3-2- برنامه ریزی فازی امکانی…………………… 48

2-5- بهینه سازی چند هدفه…………………… 48

2-5-1- برنامه ریزی توافقی……………………. 49

2-5-2- اپسیلون-محدودیت…………………….. 49

2-6- نتیجه‌گیری از تحقیقات گذشته و بیان ایده‌های تحقیق……… 50

3- مدل های پیشنهادی……………………. 52

3-1- مقدمه…………………… 53

3-2- مدل پیشنهادی اول؛………………….. 53

3-2-1- تشریح مسئله و فرضیات…………………….. 54

3-2-2- پارامترها و متغیرهای مسئله…………………… 55

3-2-3- مدل سازی، حالت قطعی……………………. 56

3-2-4- مدل سازی، حالت تصادفی……………………. 58

3-3- مدل پیشنهادی دوم…………………..60

3-3-1- تشریح مسئله و فرضیات…………………….. 62

3-3-2- پارامترها و متغیرهای مسئله…………………… 63

3-4- مدل پیشنهادی سوم؛………………….. 66

3-4-1- پارامترها و متغیرهای مسئله…………………… 66

3-5- مدل پیشنهادی چهارم؛ …………………..70

3-5-1- تشریح مساله و فرضیات…………………….. 71

3-5-2- پارامترها و متغیرهای مسئله…………………… 73

3-5-3- تابع تخفیف مقداری…………………….. 76

3-5-4- تابع جریمه کمبود غیرخطی……………………. 77

3-5-5- خطی سازی توابع چند ضابطه ای…………………….. 78

3-5-5-1- خطی سازی تابع تخفیف قیمت خرید…………………… 78

3-5-5-2- خطی سازی تابع هزینه کمبود…………………… 81

3-5-6- خطی سازی عبارات درجه دوم با روش تفکیک پذیر………… 81

3-5-7- زمان تدارک منعطف…………………….. 83

4- الگوریتم حل و نتایج محاسباتی……………………. 86

4-1- مقدمه…………………… 87

4-2- روش حل پیشنهادی مدل 1…………………… 87

 

 

4-3- مورد مطالعاتی مدل 1…………………… 87

4-3-1- تشریح مورد مطالعاتی……………………. 87

4-3-2- نتایج محاسباتی……………………. 93

4-4- روش حل پیشنهادی مدل 2…………………… 98

4-4-1- روش اپسیلون-محدودیت ارتقاء یافته…………………… 98

4-4-2- روش ال-شکل……………………. 100

4-5- مثال کاربردی برای مدل 2…………………… 104

4-5-1- تشریح مثال……………………. 104

4-5-2- نتایج محاسباتی……………………. 105

4-6- روش حل پیشنهادی مدل 3…………………… 108

4-6-1- روش اپسیلون-محدودیت ارتقاء یافته…………………… 109

4-6-2- الگوریتم ژنتیک……………………… 109

4-6-2-1- ساختار کرموزوم (نحوه کد کردن جواب)………………….. 109

4-6-2-2- جمعیت اولیه…………………… 112

4-6-2-3- تابع برازندگی……………………. 112

4-6-2-4- استراتژی انتخاب…………………….. 113

4-6-2-5- عملگرهای بهبود یافته الگوریتم ژنتیک……………………… 113

4-6-2-6- اپراتورهای تعدیل……………………. 114

4-6-3- قدم های الگوریتم ژنتیک پیشنهادی……………………. 115

4-6-3-1- معیار توقف الگوریتم……………………. 116

4-7- مثال های عددی برای مدل 3…………………… 117

4-7-1- تشریح مثال……………………. 118

4-7-2- نتایج محاسباتی مثال های عددی با ابعاد کوچک و متوسط…….. 118

4-7-3- نتایج محاسباتی مثال های عددی با ابعاد بزرگ…………… 120

4-7-4- منحنی کارائی……………………. 121

4-8- روش حل پیشنهادی مدل 4…………………… 122

4-8-1- تخمین تعداد سناریوهای مورد نیاز………………….. 124

4-8-2- تشریح مثال……………………. 125

4-8-3- نتایج محاسباتی……………………. 126

5- جمع‌بندی و پیشنهادها………………….. 133

5-1- جمع‌بندی…………………….. 134

5-2- نوآوری‌های تحقیق……………………. 134

5-3- پیشنهادهایی برای تحقیقات آتی……………………. 135

6- منابع و مراجع…………………… 136

7- پیوست‌ها …………………..149

7-1- پیوست 1…………………… 150

7-2- پیوست 2…………………… 150

چکیده:

برنامه ­ریزی تولید ادغامی در زنجیره تأمین یکی از فعالیت­های اصلی در حوزه برنامه ­ریزی کلی شرکت­های بزرگ و پیشرو محسوب می­گردد. در تحقیق حاضر، برنامه ­ریزی ادغامی در زنجیره تأمین بصورت متمرکز با بهره گرفتن از مدل­های برنامه ­ریزی ریاضی چند هدفه و تحت شرایط عدم قطعیت مدلسازی شده است. رویکردهای مورد استفاده شامل دو گام می­باشد: در گام اول؛ تصمیمات کلانِ پیش­تولید، نظیر میزان و نحوه تأمین مواد اولیه از تأمین کنندگان، برنامه ­ریزی لجستیک و حمل و نقل مربوط به آن، تعیین نرخ تولید و مدیریت نیروی انسانی در کارخانه­های تولیدی مورد بررسی قرار می­گیرد. در گام دوم؛ با تحقق تصمیمات مربوط به گام اول، در مورد میزان و نحوه نگهداری موجودی ها، میزان و نحوه توزیع کالا به مشتریان به همراه برنامه ­ریزی لجستیک آن، تصمیم گیری می­ شود. تصمیمات مربوط به گام اول همگی مبتنی بر پیش بینی مقادیر پارامترها صورت می­گیرد و تصمیمات مربوط به گام دوم همگی مبتنی بر مقادیر واقعی پارامترها گرفته می­ شود.

مدل­های ارائه شده در این تحقیق، اهداف زیر را دنبال می­ کنند:

1- کمینه سازی مجموع هزینه­ های تأمین و تولید (شامل هزینه­ های مربوط به خرید، حمل و نقل، تولید، تغییر ظرفیت تولیدی و نگهداری موجودی در کارخانه ها) و کمینه سازی امید ریاضی مجموع هزینه ­های توزیع (شامل هزینه ­های حمل و نقل، نگهداری و کمبود موجودی)

2- بیشینه سازی رضایتمندی مشتریان نهائی از طریق کمینه کردن بیشینه کمبود کالا در میان همه نقاط مشتری

3- کمینه نمودن تغییرپذیری و ریسک حاصل از عدم تحقق برنامه به دلیل ماهیت غیر قطعی زنجیره تأمین

4- افزایش بهره­وری کارکنان، از طریق برگزاری دوره­ های آموزشی

نوع عدم قطعیت در نظر گرفته شده شامل عدم قطعیت در میزان تقاضا، زمان تدارک، پارامترهای هزینه­ای و نیز عدم قطعیت در تأمین می­باشد. به دلیل ماهیت چندملیتی زنجیره تأمین، تغییرات قوانین و مقررات دولتی (گمرکی/زیست محیطی) حاکم بر تأمین/تولیدکنندگان مدنظر قرار گرفته است. مباحث آموزش نیروی انسانی و نقش موثر آن در بهره­وری، تخفیفِ مقداری، به عنوان عامل موثر در میزان سفارش، انعطاف پذیری زمان تدارک و همبستگی آن با هزینه حمل و نقل، و در نهایت هزینه کمبودِ غیرخطی از جمله ویژگی­های مدل­های ارائه شده می­باشد.

در نهایت برای حل مدل­های پیشنهادی، روش­های حل مناسب و کارایی در حوزه های حل قطعی (نرم افزارهای LINGO ،AUGMECON ،CPLEX) ، شبیه سازی، ابتکاری (تلفیق روش اپسیلون-محدودیت، روش ال-شکل و مونت کارلوی توسعه یافته) و فرا ­ابتکاری (تلفیق روش های اپسیلون محدودیت ارتقاء یافته و الگوریتم ژنتیک) ارائه شده و برای اثبات کارائی آن­ها و اعتبارسنجی مدل­های پیشنهادی، مورد مطالعاتی (شرکت چوب و کاغذ چوکا) و مثال­های عددی در نظر گرفته شده است. مقایسات خوبی بین حل های بدست آمده از نرم افزارهای موجود نظیر CPLEX و LINGO با الگوریتم های ابتکاری و فرا ابتکاری پیشنهادی صورت پذیرفته است.

تجزیه و تحلیل نتایج، کاربردپذیری مدل­های پیشنهادی و روش­های حل آن­ها را به خوبی تأیید می­نماید.

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

برنامه ریزی تولید همواره یکی از ارکان غیر قابل تفکیک در امر تولیده بوده است. امروزه، با پیچیده تر شدن شرایط تولید، برنامه ­ریزی کلی تولید نقش بسزایی در موفقیت شرکت­های بزرگ تولیدی ایفا می­نماید. این شرایط عبارتند از:

– افزایش تنوع محصولات

– افزایش پیچیدگی تقاضا

– کاهش دورة عمر محصول

– تغییرات سریع در تقاضای بازار و سلیقه مشتریان

– فشرده شدن رقابت جهانی

– نیاز روزافزون به افزایش کیفیت و ضرورت کاهش هزینه­ های زاید

– کاهش زمان تحویل کالا به مشتریان

– توسعه شرکت­های بزرگ چند ملیتی و گسترش روز افزون زنجیره تأمین

– عدم قطعیت موجود در پارامترهای موثر در تولید و زنجیره تأمین

همه این عوامل منجر گشته برنامه ­ریزی کلی تولید جایگاه ویژه خود را خصوصاً در زنجیره­های بزرگ تأمین حفظ نماید. تولید اقتصادی و سودآور ایجاب می­ کند که برای کلیه مراحل تولید از تأمین مواد اولیه از تأمین­کنندگان گرفته تا تولید محصول در کارخانه­ها و توزیع محصولات نهایی به مشتریان، برنامه ­ریزی جامع و دقیق صورت گرفته تا ضمن استفاده بهینه از منابع موجود، هزینه­ های کل سیستم تولیدی کمینه گردد. عدم قطعیت موجود در زنجیره تأمین که معمولاً در مواردی نظیر پیش بینی نادقیق تقاضا، زمان تدارک متغیر، تحویل­های دیرهنگام، ارسال ناقص سفارشات، نوسانات هزینه­ها و قیمت، تخفیف مقداری و مناسبتی، سفارشات متورم شده و غیره رخ می­دهد، همواره اثرات نامطلوبی نظیر تأخیر، ناتمام ماندن سفارشات و تحمیل هزینه­ های اضافی بر سیستم تولیدی می­گذارد. بنابراین یکی از اهداف مهم برنامه ­ریزی کلی تولید، تعمیم برنامه ­ریزی متمرکز از یک شرکت منفرد به تمامی موجودیت­های زنجیره تأمین و در نظر گرفتن توأمان همگی فاکتورهای موثر در تولید می­باشد به نحویکه برنامه تهیه شده توانایی پاسخگوئی به عدم قطعیت­های موجود را داشته باشد. بنابراین در تحقیق حاضر، ضمن یکپارچه نمودن برنامه ­ریزی تولید کلی با برنامه ­ریزی زنجیره تأمین، تلاش شده است رویکردهای نوینی در این عرصه برای مواجهه با انواع مختلف عدم قطعیت ارائه گردد.

2-1- تعاریف کلی از حوزه تحت بررسی

هدف از این بخش ارائه تعاریف مختصر از مفاهیم، استراتژی ها و راهکارهای برنامه ­ریزی تولید ادغامی در زنجیره تأمین غیر قطعی میباشد.

1-2-1- برنامه ریزی تولید

بنا به تعریف، برنامه ­ریزی تولید به معنای فرایند تصمیم ­گیری در خصوص منابعی است که سازمان برای عملیات تولید آینده­اش به آن­ها نیاز دارد و نیز تخصیص این منابع جهت تولید محصول مورد نظر در تعداد مورد نیاز و با کمترین هزینه. در حقیقت می­توان برنامه ­ریزی تولید را ایجاد محدوده و مرز جهت عملیات تولیدی آیندة سازمان تعبیر نمود. با توجه به تعریف فوق، دو هدف اساسی را می­توان برای برنامه ­ریزی تولید برشمرد:

الف) تعیین برنامه ­های تولید بر اساس هزینه­ ها و سیاست­های مدیریت در خصوص مسائل مالی، توسعه ظرفیت، خدمت به مشتری و پویایی نیروی کار.

ب) کمک به مدیریت جهت نشان دادن تأثیرات سیاست­های مختلف روی هزینه ­ها، میزان موجودی و تولید.

برنامه­ ریزی را می­توان از دیدگاه ­های متفاوت به انواع مختلفی تقسیم بندی نمود ولی یکی از کاربردی­ترین و مرسوم­ترین این تقسیمات، تقسیم بندی براساس بُرد زمانی برنامه­ ریزی می­باشد. بطورکلی برنامه ­ریزی را می­توان به سه دسته بلند مدت، میان­ مدت و کوتاه­ مدت تقسیم ­بندی کرد. برنامه­ ریزی تولید نیز از این قائده مستثنی نیست. بسته به مطالباتی که از یک برنامه­ ریزی تولید داریم، افق زمانی آن می تواند بلند مدت، میان مدت و یا کوتاه مدت باشد (شکل 1-1).

کوچکترین واحد زمانی برنامه­ ریزی، دوره نامیده می­ شود. فرض بر این است که دوره قابل شکسته شدن به واحدهای کوچکتر نمی ­باشد. بسته به نوع صنعت و هدف از برنامه­ ریزی، واحد زمانی دوره می ­تواند یک شیفت کاری، روزکاری، هفته و یا حتی ماه باشد.

ساختار کلی برنامه ­ریزی و کنترل تولید را می­توان به صورت شکل 1-2 نمایش داد.

همانطور که در شکل 1-2 مشخص است، سیستم برنامه ­ریزی و کنترل تولید به سه سطح تقسیم شده که عبارتند از خط مقدم[1]، موتور[2] و پشتیبانی[3] که در ادامه به اختصار به توضیح هر یک خواهیم پرداخت.

خط مقدم، قسمتی از برنامه ­ریزی تولید است که با استراتژی­ های کلان شرکت در ارتباط است. افق برنامه ریزی­ های آن 1 تا 5 ساله است و از سه قسمت مدیریت تقاضا، برنامه­ ریزی منابع و برنامه­ ریزی عملیات و فروش تشکیل یافته است. برنامه­ ریزی عملیات و فروش با گرفتن اطلاعات مربوط به پیش بینی تقاضا، استراتژی­ های کلان شرکت و نیز برآورد سرانگشتی منابع، اقدام به تهیه برنامه عملیاتی و فروش می کند که معمولاً افق برنامه­ ریزی آن چند ساله است. این برنامه ­ریزی اغلب برحسب یک واحد ادغامی است و از این جهت به آن برنامه­ ریزی ادغامی نیز گفته می­ شود. این برنامه ­ریزی ادغامی سپس در یک سطح پائین­تر با بهره گرفتن از تکنیک­های برنامه­ ریزی تفکیک­ پذیر، برنامه مدون شدة فروش برای محصولات ادغامی را به برنامه ­ای برای فروش به تفکیک نوع محصول تبدیل می­نماید که خروجی چنین اقدامی سربرنامه تولید (MPS) است که افق آن نیز معمولاً یکساله می­باشد.

سطح موتور که ورودی اصلی خود را از سربرنامه تولید می­گیرد، با بهره گرفتن از تکنیک­های برنامه­ ریزی مواد و ظرفیت، برنامه ­هایی با جزئیات بیشتر و با افق برنامه ­ریزی کوتاه­تر برای مواد و ظرفیت مورد نیاز فراهم می­آورد. برنامه ­ریزی مواد مورد نیاز (MRP) و برنامه ­ریزی ظرفیت (CP) در این حوزه قرار می­گیرد.

در نهایت در سطح پشتیبانی، شاهد سیستم هایی جهت پشتیبانی از زنجیره تأمین شرکت از یک­سو و برنامه ­ریزی عملیات در کف کارگاه از سوی دیگر هستیم. آنچه در برنامه ­ریزی کف کارگاه صورت می­گیرد نوعاً برنامه­ هایی از جنس زمان­بندی و تعیین توالی کارها بر روی ماشین­ها و تخصیص نیروی انسانی به ماشین آلات می­باشد.

[1] Material Requirement Planning

[2] Capacity Planning

[1] Front End

[2] Engine

[3] Back End

[4] Master Production Scheduling

ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

در ریاضیات و علوم رایانه یک مسأله بهینه سازی، مسأله یافتن بهترین راه حل از میان همه راه حل های عملی می باشد. مسأله های بهینه سازی می تواند به دو دسته تقسیم شود که متغیرها پیوسته یا گسسته باشند. روش های حل متفاوتی برای این گونه مسائل وجود دارند که به سه دسته روش های سنتی ریاضی، روش های ابتکاری و روش های فرا ابتکاری تقسیم می شوند. در اکثر مسائل بهینه سازی با افزایش ابعاد مساله زمان حل آن نیز به صورت نمایی افزایش پیدا می کند. به این گونه مسائل، مسائل بهینه سازی ترکیبیاتی گفته می شود. به همین علت یکی از بهترین گزینه های برای حل مسائل بهینه سازی استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری است. مهمترین علت استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری، بدست آوردن یک جواب مناسب در زمان مناسب است. از همین رو است که توسعه و میزان استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری به شدت رشد داشته است.

2-1- تعریف مسأله

هدف از بهینه‌سازی یافتن بهترین جواب قابل قبول با توجه به محدودیت‌ها و نیازهای مسأله است. بهینه‌سازی یک فعالیت مهم و تعیین‌كننده در بسیاری ار زمینه های علمی، اقتصادی، صنعتی و غیره است. بسیاری از مسائل بهینه‌سازی در مهندسی، طبیعتاً پیچیده‌تر و مشكل‌تر از آن هستند كه با روش‌های مرسوم بهینه ‌سازی نظیر روش های برنامه‌ریزی ریاضی و نظایر آن قابل حل باشند. از جمله راه ‌حل‌های موجود در برخورد با این گونه مسائل، استفاده از الگوریتم‌های تکاملی است. دلیل دیگر استفاده از الگوریتم های تکاملی، زمان بسیار زیاد و غیر ممکن روش های دقیق ریاضی برای حل مسائلی با پارامتر های زیاد و پیچیده است. در سال‌های اخیر یكی از مهمترین و امیدبخش‌ترین تحقیقات، «روش‌های ابتكاری برگرفته از طبیعت» بوده است. این روش‌ها شباهت‌هایی با سیستم‌های اجتماعی و یا طبیعی دارند. ساختار ‌آنها برگرفته شده از روند تکاملی موجود در آن سیستم می باشد كه در حل مسائل با ساختار پیچیده نتایج بسیار خوبی داشته است. در اکثر این گونه الگوریتم ها عملیات جستجو با تولید یک جمعیت تصادفی در ناحیه جستجو شروع می شود. سپس با استفاده هوش محاسباتی موجود در الگوریتم، جواب ها حرکت داده می شوند. این جابجایی به نحوی می باشد که بعد از گذشتن چند گام جمعیت به سمت نقطه بهینه همگرا می شوند. تفاوت اصلی الگوریتم های تکاملی در همین نحوه جابجایی جمعیت می باشد. در سال های اخیر توسعه و استفاده از الگوریتم های تکاملی رشد چشم گیری داشته است. هر یک از آن ها دارای نقاط ضعف و قوتی بوده است به طوری که هر از چند گاهی شاهد معرفی الگوریتمی جدید هستیم که برتری خود را نسبت به تعدادی از الگوریتم های قبلی نشان می دهد.

در این پایان نامه ، یک الگوریتم جدید برای حل مسائل بهینه سازی پیوسته معرفی شده است. این الگوریتم مبتنی بر یک منطق ساده جستجو است. برای ارزیابی عملکرد الگوریتم های فرا ابتکاری از مسائل ریاضی موجود در ادبیات استفاده می شود. برای این الگویتم نیز از 11 مساله ریاضی برای مقایسه و ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهادی استفاده شده است. در این مقایسات نتایج الگوریتم پیشنهادی با نتایج یازده الگوریتم فرا ابتکاری مقایسه شده است. این الگوریتم ها جزء پر رجوع ترین الگوریتم های فرا ابتکاری در این زمینه هستند.

3-1- هدف تحقیق

هدف از این پایان نامه معرفی یک الگوریتم فراابتکاری کارا برای حل مسائل بهینه سازی پیوسته است که بتواند نسبت به اغلب الگوریتم های فراابتکاری مشهور دارای برتری باشد.

4-1- فرضیات تحقیق

در این پایان نامه، فرضیات مسأله وجود ندارد و طراحی الگوریتم تکاملی جستجوگر فقط برای مسائل بهینه سازی پیوسته صورت می گیرد.

5-1- اهمیت و ضرورت تحقیق

گستره استفاده از الگوریتم های فراابتکاری در علوم مختلف به خصوص مهندسی صنایع در طی سال های گذشته بسیار زیاد بوده است. تعداد ارجاعات به مقالات اصلی این الگوریتم ها خود گواه این امر است. در ادامه به تعدادی از این موارد اشاره می شود.

– الگوریتم تجمعی ذرات (1995) – 19927 ارجاع.

– الگوریتم هارمونی (2001) – 866 ارجاع.

– الگوریتم زنبور عسل (2007) – 590 ارجاع.

– الگوریتم فرهنگ (1994) – 517 ارجاع.

 

 

– الگوریتم رقابت استعماری (2007) – 195 ارجاع.

– الگوریتم گرانشی (2009) – 188 ارجاع.

تعداد ارجاعات بسیار زیاد به مقالات الگوریتم های فراابتکاری نشان دهنده اهمیت فراوان این روش ها است. روش حل یا پدیده علمی که وسعت استفاده از آنها به این شکل باشد بسیار اندک است.

6-1- خلاصه فصل های آتی

در فصل دوم به ادبیات الگوریتم های فرا ابتکاری پرداخته خواهد شد. الگوریتم هایی که در این فصل می شود شامل الگوریتم ژنتیک، الگوریتم آنیلینگ شبیه‌سازی، الگوریتم ایمنی مصنوعی، الگوریتم جستجوی ممنوعه، الگوریتم بهینه‌سازی کلونی مورچه، الگوریتم اجتماع ذرات، تکامل تفاضلی، الگوریتم جستجوی هارمونی، جستجوی فاخته، الگوریتم دسته‌ی ماهی‌های مصنوعی، الگوریتم کرم شب تاب، الگوریتم خفاش، الگوریتم جستجوی گرانشی، الگوریتم کلونی زنبور عسل، الگوریتم رقابت استعماری، الگوریتم بهینه سازی فاخته است.

در فصل سوم به زمینه های علمی تحقیق پرداخته می شود. در این فصل روش های مختلف جستجو و بهینه سازی مورد بحث قرار می گیرد. مسائل بهینه سازی ترکیبیاتی و روش های حل آن شرح داده می شود.

در فصل چهارم ساختار الگوریتم جستجوگر تکاملی شرح داده خواهد شد و سپس با بهره گرفتن از چندین مساله ریاضی عملکرد آن با معروف ترین الگوریتم های فرا ابتکاری مورد مقایسه قرار خواهد گرفت.

فصل پنجم مربوط به نتیجه گیری و پیشنهادات آتی تحقیق خواهد بود.

ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

یکی از کاربردهای ذکرشده برای شبکه‌های حسگر، رهگیری اهداف متحرک می‌باشد که هدف از آن دنبال کردن یک شی خاص در یک فضای از پیش تعیین‌شده به نام میدان حسگر و تشخیص مسیر آن شی است. این کاربرد می‌تواند با قابلیت شناسایی یک هدف خاص در میان اهداف گوناگون کامل‌تر گردد. بدین منظور از حسگرهایی با فناوری‌های متفاوت که ویژگی‌های گوناگون یک پدیده را می‌توانند اندازه‌گیری کنند در امر رهگیری هدف استفاده می‌گردد. این حسگرها از چهار واحد: واحد توان، واحد پردازش اطلاعات، واحد ارتباطات و واحد حس کردن تشکیل شده است. این حسگرها می‌توانند از نوع حسگرهای حضور، لرزش، نور، صوت، لیزری و تصویر باشند که در این میان حسگرهای تصویری به دلیل اینکه حامل اطلاعات بسیاری هستند از اهمیت بالایی در کاربردهای رهگیری هدف برای شناسایی یک هدف خاص در میدان‌های نبرد و یا ساختمان‌ها و مکان‌های عمومی برخوردارند [2].

با توجه به محدودیت واحد توان حسگرها و بالا بودن مصرف انرژی حسگرهای تصویری نسبت به انواع دیگر حسگرها، بهینه مصرف شدن انرژی یکی از چالش‌های مهم شبکه‌های حسگر محسوب می‌گردد. در این راستا باید مصرف انرژی اجزا حسگرها شامل ریز حسگرها، مبدل آنالوگ به دیجیتال، پردازنده سیگنال، فرستنده و گیرنده را تا حد امکان کاهش داد. تحقیقات نشان داده‌اند که انرژی مورد نیاز برای ارتباطات از سایر واحدهای مصرف‌کننده انرژی حسگرها به دلیل بالا بودن حجم داده‌های صوتی و تصویری ارسال‌شده توسط حسگرهای تصویری و در نتیجه تحمیل شدن سربار زیادی به سیستم انتقال داده، بیشتر می‌باشد [2].

از آنجا که کاربردهای رهگیری هدف نیازمند ارسال اطلاعات به صورت بلادرنگ به کاربر است و بنابراین محاسبات بسیاری به صورت بلادرنگ در هر حسگر صورت می­پذیرد همواره توان بسیاری در شبکه حسگر در حال مصرف است و به همین دلیل رهگیری هدف یکی از کاربردهایی است که مصرف توان آن بالا می‌باشد. با توجه به اینکه مصرف بهینه توان باعث پایداری و قابلیت اطمینان شبکه‌های حسگر در شرایط سخت می‌گردد و بالا بودن میزان مصرف انرژی در شبکه‌های حسگر، اهمیت ارائه الگوریتم‌های رهگیری هدف با مصرف توان پایین را دو چندان می­ کند.

در روش‌های سنتی رهگیری هدف، از رویکردهای مرکزی برای انجام این پژوهش استفاده می‌گردیده است. در رویکردهای مرکزی در هر زمان تنها یک حسگر وظیفه شناسایی هدف را بر عهده دارد و بنابراین دقت رهگیری هدف پایین خواهد آمد و انرژی حسگرها به دلیل تحمیل شدن محاسبات سنگین به صورت بهینه مصرف نخواهد گردید. در این روش‌ها با افزایش تعداد گره‌های حسگر در شبکه، پیام بیشتری به سوی حسگر چاهک هدایت می‌شوند که سبب استفاده زیاد از پهنای باند شبکه می­گردد و بنابراین این رویکردها در برابر خطا مقاوم نیستند. در الگویتم های رهگیری هدف جدید، گره‌های حسگری که می‌توانند هدف را تشخیص دهند در حالت فعال نگه داشته می‌شوند و مابقی حسگرها برای صرفه‌جویی در مصرف توان به حالت غیرفعال می‌روند. برای اینکه هدف به صورت پیوسته رهگیری شود باید گروهی از حسگرها قبل از رسیدن هدف به آنها به حالت فعال بروند. این گروه از حسگرها با توجه به سرعت و مسیر هدف تعیین می‌گردند. بنابراین عمده پژوهش‌ها در زمینه رهگیری هدف برای بدست آوردن یک الگوریتم مناسب برای انتخاب بهینه این گروه از حسگرها صورت پذیرفته است. در این تحقیقات با بهره گرفتن از حدس نزدیک به بهینه این گروه از حسگرها میزان تبادل اطلاعات میان حسگرها را به حداقل می‌رسانند و بنابراین زیرسیستم مخابراتی که اصلی‌ترین منبع مصرف‌کننده توان حسگرها می‌باشد کمتر فعال می‌گردد و در نتیجه مصرف انرژی به صورت چشمگیری کاهش می­یابد. اما دسته‌ای دیگر از الگوریتم‌های رهگیری هدف با توجه به اینکه در نظر نگرفتن کاهش مصرف انرژی در زیرسیستم‌های حسی و پردازشی حسگرها ما را از امکان کاهش بیشتر مصرف توان شبکه دور می‌سازد، بر روی مصرف توان درون یک حسگر تمرکز کرده‌اند. در این الگوریتم‌ها مصرف توان زیرسیستم‌های حسگرها با ارائه الگوریتم‌هایی که هدف آنها رهگیری هدف با سربار پردازشی حداقل و نحوه نمونه‌برداری مناسب با زمان‌بندی و بسامد مناسب فعال‌سازی زیرسیستم حسگر می‌باشد، کاهش می­یابند [3].

در پژوهش‌های انجام‌شده در رابطه با رهگیری هدف در شبکه‌های حسگر بی‌سیم چهار رویکرد کلی وجود دارد. این رویکردها شامل رویکردهای بر مبنای پیام، بر مبنای درخت، بر مبنای پیش‌بینی و بر مبنای خوشه­بندی می‌باشند. در رهگیری هدف بر مبنای پیام فرض می‌گردد که هدف متحرک سرعت و جهت حرکت جاری خود را برای چند لحظه حفظ می‌کند و از تاریخچه حرکتی هدف به منظور پیش‌بینی حرکت بعدی هدف استفاده می‌شود. بعد از تخمین حرکت بعدی هدف با بهره گرفتن از یک روش پیام‌رسانی همه جهته به گروهی از حسگرها که در حوزه تحویل قرار دارند پیامی را ارسال می‌کنند و این گروه از حسگرها با دریافت این پیام پیش از رسیدن هدف به آ‌نها حسگرها، فعال می­گردند [3].

در رهگیری هدف بر مبنای درخت، حسگرهای شبکه به صورت یک درخت سلسله مراتبی سازماندهی می‌گردند که نودهای این درخت حسگرها می‌باشند و یال‌های آن اتصالات بین حسگرهایی را مشخص می‌کنند که می‌توانند با یکدیگر به صورت مستقیم در ارتباط باشند. در هنگام رهگیری هدف بر مبنای درخت حسگرهایی که هدف را شناسایی کرده‌اند از طریق درخت سلسله مراتبی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و به صورت مجازی یک درخت بنام درخت همراه بین حسگرهای شناسایی کننده هدف تشکیل می‌گردد. بعد از تشکیل درخت همراه، تمام حسگرهای شناسایی کننده هدف اطلاعات خود را به ریشه درخت مجازی ارسال می‌کنند و در صورتی که حسگر ریشه از هدف دور باشد با توجه به اطلاعات رسیده شده به حسگر ریشه، درخت همراه جدیدی ایجاد خواهد گردید.

در رهگیری هدف بر مبنای پیش‌بینی فرض می‌گردد که هدف متحرک سرعت و جهت جاری خود را برای چند لحظه آینده حفظ خواهد کرد و با بهره گرفتن از تاریخچه موقعیت هدف، موقعیت بعدی هدف پیش‌بینی می‌گرد. با توجه به موقعیت پیش‌بینی‌شده هدف، حسگرهایی که آن موقعیت را پوشش می‌دهند قبل از رسیدن هدف به آن موقعیت فعال می‌گردند تا هدف را شناسایی کنند و در صورتی که هدف شناسایی نگردید الگوریتم‌های تصحیح خطا اجرا می‌گردد تا هدف گم شده دوباره شناسایی گردد و رهگیری هدف مورد نظر ادامه یابد.

در رهگیری هدف بر مبنای خوشه، شبکه به گروه‌هایی از حسگرها بنام خوشه تقسیم می‌گردند و هر خوشه شامل سرخوشه و حسگرهای عضو خوشه می‌باشند. این روش رهگیری هدف به دو دسته رهگیری هدف بر اساس خوشه‌های ایستا و رهگیری هدف بر اساس خوشه‌بندی پویا تقسیم می‌گردد. در روش رهگیری هدف بر اساس خوشه‌های ایستا در هنگام پیاده‌سازی شبکه‌ها خوشه‌ها شکل می‌گیرند و خصوصیات هر خوشه مانند تعداد اعضا، ناحیه تحت پوشش و غیره ثابت می‌باشد. این روش‌ها از نظر توانایی تحمل خطا قابل‌اطمینان نمی‌باشند و به دلیل ثابت بودن حسگرهای سرخوشه، انرژی زیادی را مصرف می‌کنند و در نتیجه طول عمر شبکه کاهش می­یابد. در مقابل روش قبل، روش رهگیری هدف بر اساس خوشه‌های پویا وجود دارد؛ که در آن خوشه‌ها در صورت تشخیص هدف شکل می‌گیرند و یک حسگر که نسبت به دیگر حسگرها دارای انرژی بیشتری می‌باشد به عنوان سرخوشه انتخاب می‌گردد. روش‌های رهگیری هدف بر مبنای خوشه در مقایسه با دیگر رویکردهای رهگیری هدف، از پهنای باند شبکه بهتر استفاده می‌کنند و

 نیز باعث می‌گردند تا معیار مقیاس­پذیری[3] شبکه بالاتر رود. در صورتی که در روش‌های رهگیری هدف بر مبنای خوشه‌بندی، سرخوشه از طریق پردازش محلی در شبکه انتخاب شود، پیام‌های اضافی کاهش می­یابند و در نتیجه انرژی در شبکه کمتر مصرف می‌گردد.

1-2- اهداف تحقیق

همان‌گونه که مطرح گردید، رهگیری هدف بر مبنای خوشه‌بندی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم می ­تواند مزایای زیادی را به همراه داشته باشد. در این الگوریتم‌ها با تقسیم‌بندی شبکه به خوشه‌ها و انجام خوشه‌بندی درست به مدیریت بهتر منابع شبکه کمک می­ کنند و علاوه بر این با مصرف مناسب‌تر انرژی منجر به افزایش طول عمر شبکه هم می‌گردند. با توجه به محدودیت‌های خاص شبکه‌های حسگر مانند محدودیت منبع انرژی، قدرت پردازش، ظرفیت حافظه، زیاد بودن تعداد حسگرها و چگالی بالای توزیع حسگرها در ناحیه عملیاتی آنچه که در الگوریتم رهگیری هدف اهمیت ویژه دارد کاهش دادن ارتباطات بین حسگرها می‌باشد تا بدین وسیله طول عمر شبکه افزایش یابد. در این پایان‌نامه الگوریتمی پیشنهاد شده است که می‌توان آن را در دسته الگوریتم‌های بر مبنای خوشه‌بندی در نظر گرفت که عمدتا بر روی کاهش ارتباطات بین حسگرها تمرکز دارند تا با کم شدن ارتباطات بین حسگرها، مصرف توان شبکه کاهش یابد. در این الگوریتم، ابتدا با بهره گرفتن از یک رویه خوشه‌بندی، بر اساس موقعیت هدف خوشه‌بندی صورت می‌پذیرد. در ادامه در رویه رهگیری هدف، با بهره گرفتن از اطلاعات جمع‌ آوری شده مکان بعدی هدف تخمین زده می‌شود و حسگر سرخوشه با توجه به مکان پیش‌بینی‌شده هدف، سه حسگر در نزدیکی مکان پیش‌بینی‌شده هدف را فعال می‌کند تا وظیفه شناسایی هدف را بر عهده بگیرند. در هنگام شناسایی هدف توسط حسگرهای فعال هر کدام از آنها اطلاعات خود را به حسگر سرخوشه خود ارسال می‌کنند و بدین ترتیب حسگر سرخوشه از موقعیت جدید هدف مطلع می‌شود.

شبیه‌سازی‌های الگوریتم پیشنهادی نشان می‌دهند که استفاده از این راهکار علاوه بر امکان رهگیری چندین هدف به صورت همزمان، مقدار قابل‌توجهی مصرف توان زیرسیستم ارتباطی به دلیل کاهش تبادلات زیرسیستم مخابراتی کاهش می­یابد. در این روش حسگرها با توزیع یکنواخت به صورت تصادفی پخش گردیده‌اند. این الگوریتم قادر است چندین هدف را به صورت همزمان رهگیری کند و همچنین این الگوریتم قادر به رهگیری اهداف با سرعت بالا می‌باشد. در الگوریتم پیشنهادی در هر بار گم شدن هدف با اجراشدن رویه تصحیح خطا، مکان واقعی هدف گم شده را پیدا خواهد کرد تا هدف مورد نظر به صورت پیوسته رهگیری گردد.

[1] Wireless Sensor Network

[2] Base stattion

[3] Scalability

ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

1-3 هدف پایان نامه………………………….. 4

1-4 مراحل انجام تحقیق…………………………… 4

1-5 ساختار پایان نامه………………………….. 5

فصل دوم: ادبیات موضوع و تحقیقات پیشین

2-1 داده کاوی و یادگیری ماشین………………………….. 7

2-2 ابزارها و تکنیک های داده کاوی…………………………… 8

2-3 روش های داده کاوی…………………………… 9

2-3-1 روش های توصیف داده ها…………………………. 10

2-3-2 روش های تجزیه و تحلیل وابستگی…………………………. 10

2-3-3 روش های دسته بندی و پیشگویی…………………………… 10

2-3-4 درخت تصمیم………………………….. 11

2-3-5 شبکه عصبی…………………………… 12

2-3-6 استدلال مبتنی بر حافظه………………………….. 12

2-3-7 ماشین های بردار پشتیبانی…………………………… 13

2-3-8 روش های خوشه بندی…………………………. 13

2-3-9 روش K-Means………………………….

2-3-10 شبکه کوهنن…………………………… 14

2-3-11 روش دو گام………………………….. 14

2-3-12 روش های تجزیه و تحلیل نویز………………………….. 14

2-4 دسته های نامتعادل[صنیعی آباده 1391]…………………………. 15

2-4-1 راهکار مبتنی بر معیار…………………………. 15

2-4-2 راهکار مبتنی بر نمونه برداری…………………………… 15

2-5 پیشینه تحقیق…………………………… 16

2-6 خلاصه فصل………………………….. 19

فصل سوم: شرح پژوهش

3-1 انتخاب نرم افزار 21………………………….

3-1-1 Rapidminer………………………….

3-1-2 مقایسه RapidMiner  با سایر نرم افزار های مشابه……………… 21

3-2 داده ها ………………………….25

3-2-1 انتخاب داده…………………………. 25

3-2-2 فیلدهای مجموعه داده صدور ………………………….25

3-2-3 کاهش ابعاد………………………….. 25

3-2-4 فیلدهای مجموعه داده خسارت…………………………… 29

3-2-5 پاکسازی داده ها…………………………. 29

3-2-6 رسیدگی به داده های از دست رفته………………………….. 29

3-2-7 کشف داده دور افتاده ………………………….30

3-2-8 انبوهش داده………………………….32

3-2-9 ایجاد ویژگی دسته………………………….. 32

3-2-10 تبدیل داده ………………………….32

3-2-11 انتقال داده به محیط داده کاوی…………………………… 32

3-2-12 انواع داده تعیین شده ………………………….33

3-2-13 عملیات انتخاب ویژگیهای موثرتر………………………….. 34

3-3 نتایج اعمال الگوریتم PCA و الگوریتم های وزن دهی………….. 34

3-4 ویژگی های منتخب جهت استفاده در الگوریتمهای حساس به تعداد ویژگی……. 36

3-5 معیارهای ارزیابی الگوریتمهای دسته بندی…………………………… 37

3-6 ماتریس درهم ریختگی…………………………… 37

3-7 معیار AUC…………………………..

3-8 روش های ارزیابی الگوریتم های دسته بندی…………………………… 39

3-8-1 روش Holdout………………………….

3-8-2 روش Random Subsampling…………………………..

3-8-3 روش Cross-Validation…………………………..

3-8-4 روش Bootstrap…………………………..

3-9 الگوریتمهای دسته بندی…………………………… 41

 

 

3-9-1 الگوریتم KNN……………………………

3-9-2 الگوریتم Naïve Bayes………………………….

3-9-3 الگوریتم Neural Network…………………………..

3-9-4 الگوریتم SVM خطی…………………………… 45

3-9-5 الگوریتم   رگرسیون لجستیک…………………………… 46

3-9-6 الگوریتم   Meta Decision Tree…………………………..

3-9-7 الگوریتم درخت Wj48…………………………..

3-9-8 الگوریتم درخت Random forest………………………….

3-10 معیارهای ارزیابی الگوریتم های مبتنی بر قانون(کشف قوانین انجمنی)…… 54

3-10-1 الگوریتم FPgrowth…………………………..

3-10-2 الگوریتم Weka Apriori………………………….

3-11 معیارهای ارزیابی الگوریتمهای خوشه بندی…….. 55

3-12 الگوریتم های خوشه بندی…………………………… 57

3-12-1 الگوریتم K-Means………………………….

3-12-2 الگوریتم Kohonen…………………………..

3-12-3 الگوریتم دوگامی…………………………… 64

فصل چهارم: ارزیابی و نتیجه گیری

4-1 مقایسه نتایج………………………….. 69

4-2 الگوریتمهای دسته بندی…………………………… 69

4-3 الگوریتم های دسته بندی درخت تصمیم………………………….. 70

4-4 الگوریتم های خوشه بندی…………………………… 79

4-5 الگوریتم های قواعد تلازمی(مبتنی بر قانون)…………………………. 81

4-6 پیشنهادات به شرکت های بیمه………………………….. 81

4-7 پیشنهادات جهت ادامه کار…………………………. 83

منابع و مأخذ

فهرست منابع فارسی…………………………… 84

فهرست منابع انگلیسی…………………………… 85

چکیده:

بررسی اطلاعات بیمه های اتومبیل نشان داده عواملی چون نوع استفاده خودرو، داشتن گواهینامه رانندگی، نوع گواهینامه و تطابق یا عدم تطابق آن با وسیله نقلیه، مبلغ حق بیمه، میزان تعهدات بیمه نامه، کیفیت خودروی خودرو سازان، سن راننده، سواد راننده، عدم تطابق حق بیمه با مورد بیمه، تاخیردرتمدید بیمه نامه، در سود و زیان شرکت های بیمه تاثیر داشته اند.

هدف این پایان نامه شناخت عوامل اثرگذار و ضریب تاثیر آنها در سود و زیان بیمه شخص ثالث خودرو شرکت های بیمه با بهره گرفتن از روش داده کاوی و سپس انتخاب الگوریتمی که بهترین میزان دقت پیش بینی برای تشخیص این عوامل را داشته اند می باشد.

نتیجه حاصل از این پژوهش نشان می دهد که روش های داده کاوی با بهره گرفتن از الگوریتم های دسته بندی با دقت بالای 91% و الگوریتم های درخت تصمیم با دقت بالای 96% و الگوریتم های خوشه بندی با ایجاد خوشه های قابل قبول قادر به ارائه مدلی برای تشخیص عوامل اثرگذار و تعیین میزان اثر آنها در سود و زیان بیمه نامه شخص ثالث خودرو خواهند بود.

فصل اول

مقدمه:

شرکتهای تجاری و بازرگانی برای ادامه بقا و حفظ بازار همواره بر سود دهی و کاهش ضرر و زیان خود تاکید دارند از این رو روش های جذب مشتری و همچنین تکنیکهای جلوگیری یا کاهش زیان در سرلوحه کاری این شرکتها قرار می گیرد.

از جمله شرکتهایی که بدلایل مختلف در معرض کاهش سود و یا افزایش زیان قرار می گیرند شرکتهای بیمه ای می باشند. عواملی همچون بازاریابی، وفاداری مشتریان، نرخ حق بیمه، تبلیغات، تقلب، می تواند باعث جذب یا دفع مشتری گردد که در سود و زیان تاثیر مستقیم و غیر مستقیم دارد.

پرداخت خسارت نیز به عنوان تعهد شرکتهای بیمه منجر به کاهش سود و در بعضی موارد موجب زیان یک شرکت بیمه می شود. خسارت می تواند بدلایل مختلف رخ دهد و یا عملی دیگر به گونه ای خسارت جلوه داده شود که در واقع اینچنین نیست.

عواملی از قبیل فرهنگ رانندگی، داشتن گواهینامه رانندگی، نوع گواهینامه و تطابق یا عدم تطابق آن با وسیله نقلیه، جاده های بین شهری و خیابانهای داخل شهر که شهرداری ها و ادارات راه را به چالش می کشد، تقلب، وضعیت آب و هوا، کیفیت خودروی خودرو سازان، سن راننده، سواد راننده، عدم تطابق حق بیمه با مورد بیمه ، روزهای تعطیل، مسافرتها و بسیاری موارد دیگر می توانند موجب خسارت و در نهایت افزایش زیان یک شرکت بیمه ای گردند.

بیمه صنعتی سودمند، ضروری و مؤثر در توسعه اقتصادی است. این صنعت بدلیل «افزایش امنیت در عرصه های مختلف زندگی و فعالیتهای اقتصادی»، «افزایش سرمایه گذاری و اشتغال و رشد اقتصادی» و « ارتقای عدالت اقتصادی و کاهش فقر ناشی از مخاطرات »، حائز جایگاه مهمی در پیشرفت و تعالی یک کشور است.

با وجود نقش مهم بیمه در بسترسازی و تأمین شرایط مساعد اقتصادی، وضعیت کنونی این صنعت در اقتصاد ملی با وضعیت مطلوب آن فاصله زیادی دارد. عدم آشنایی عمومی و کم بودن تقاضا برای محصولات بیمه ای، دانش فنی پایین در عرصه خدمات بیمه ای، عدم تطابق ریسک با حق بیمه، تفاوت فاحش در مقایسه معیارهای تشخیص ریسک بیمه شخص ثالث با نوع بیمه معادل در کشورهای توسعه یافته، وجود نارسایی ها در مدیریت واحدهای عرضه بیمه از دلایل عدم توسعه مناسب این صنعت در کشور است. از آنجا که بشر در طول تاریخ به کمک علم و تجربه رستگاری ها و توفیقات فراوانی کسب کرده است، نگاه علمی تر به مشکلات این صنعت و یافتن راه حل در بستر علم می تواند راه گشا باشد.

امروزه بوسیله روش های داده کاوی ارتباط بین فاکتورهای مختلف موثر یا غیر موثر در یک موضوع مشخص می شود و با توجه به اینکه داده کاوی ابزاری مفید در استخراج دانش از داده های انبوه می باشد که ارتباطات نهفته بین آنها را نشان می دهد، شرکتهای تجاری بازرگانی رو به این تکنیکها آورده اند.

داده کاوی محدود به استفاده از فناوری ها نیست و از هرآنچه که برایش مفید واقع شود استفاده خواهد کرد. با این وجود آمار و کامپیوتر پر استفاده ترین علوم و فناوری های مورد استفاده داده کاوی است.

1-1- تعریف داده کاوی

داده کاوی روند کشف قوانین و دانش ناشناخته و مفید از انبوه داده ها و پایگاه داده است[ Liu et. al 2012].

انجام عمل داده کاوی نیز مانند هر عمل دیگری مراحل خاص خود را دارد که به شرح زیر می باشند:

1-جدا سازی داده مفید از داده بیگانه

2-یکپارچه سازی داده های مختلف تحت یک قالب واحد

3-انتخاب داده لازم از میان دیگر داده ها

4- انتقال داده به محیط داده کاوی جهت اکتشاف قوانین

5-ایجاد مدلها و الگوهای مرتبط بوسیله روش های داده کاوی

6-ارزیابی مدل و الگوهای ایجاد شده جهت تشخیص مفید بودن آنها

7-انتشار دانش استخراج شده به کاربران نهایی

2-1- تعریف بیمه

بیمه: بیمه عقدی است كه به موجب آن یک طرف تعهد می كند در ازاء پرداخت وجه یا وجوهی از طرف دیگر در صورت وقوع یا بروز حادثه خسارت وارده بر او را جبران نموده یا وجه معینی بپردازد. متعهد را بیمه گر طرف تعهد را بیمه گذار وجهی را كه بیمه گذار به بیمه گر می پردازد حق بیمه و آنچه را كه بیمه می شود موضوع بیمه نامند]ماده یک قانون بیمه مصوب 7/2/1316[.

3-1- هدف پایان نامه

در این پژوهش سعی شده است با بهره گرفتن از تکنیکهای داده کاوی اقدام به   شناسایی فاکتورهای تاثیر گذار در سود و زیان بیمه شخص ثالث خودرو شرکتهای بیمه نموده و ضریب تاثیر آنها را بررسی نماییم. الگوریتم های استفاده شده در این پژوهش شامل دسته بند ها، خوشه بند ها، درخت های تصمیم و قوانین انجمنی بوده است.

4-1- مراحل انجام تحقیق

در این پایان نامه با بهره گرفتن از روش های داده کاوی با بهره گرفتن از بخشی از داده های صدور و خسارت یک سال شرکت بیمه مدل شده و از روی آنها یک الگو ساخته می شود. در واقع به این طریق به الگوریتم یاد داده می شود که ارتباطات بین داده ها، منجر به چه نتایجی می شود. سپس بخشی از داده ها که در مرحله قبل از آن استفاده نشده بود به مدل ایجاد شده داده می شود ونتایج توسط معیارهای علمی مورد ارزیابی قرار میگیرند. به منظور آزمایش عملکرد می توان داده های دیگری به مدل داده شود و نتایج حاصله با نتایج واقعی موجود مقایسه شوند.

5-1- ساختار پایان نامه

این پایان نامه شامل چهارفصل خواهد بود که فصل اول شامل یک مقدمه و ضرورت پژوهش انجام شده و هدف این پژوهش است. در فصل دوم برخی تکنیک های داده کاوی و روش های آن مطرح و تحقیقاتی که قبلا در این زمینه انجام شده مورد بررسی قرار می گیرند. در فصل سوم به شرح مفصل پژوهش انجام شده و نرم افزار داده کاوی مورد استفاده در این پایان نامه می پردازیم  و با کمک تکنیک های داده کاوی مدل هایی ارائه می شود و مدلهای ارائه شده درهرگروه با یکدیگر مقایسه شده و بهترین مدل از میان آنها انتخاب می گردد. در فصل چهارم مسائل مطرح شده جمع بندی شده و نتایج حاصله مطرح خواهند شد و سپس تغییراتی که در آینده در این زمینه می توان انجام داد پیشنهاد می شوند.

ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید